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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung. Insbesondere
betrifft die vorliegende Erfindung eine Projektionsvorrichtung,
welche zur Erzeugung einer strukturierten, farbigen Projektion auf
Wänden, Fassaden, Decken, Böden und dergleichen
geeignet ist.
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Eine
farbige, großformatige Projektion auf Wände, Decken,
Fassaden oder Böden wird bisher überwiegend durch
technisch aufwändige Geräte wie Flutstrahler,
Projektoren oder Beamer realisiert. In der
DE 202 04 206 U1 wird beispielsweise
ein Lichtobjekt beschrieben, bei dem farbige LEDs so angeordnet
sind, dass diese als Lichtquelle über eine entsprechende
elektronische Ansteuerung wahlweise farbiges Licht aussenden. Das
Lichtobjekt ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einer rechteckigen Leiterplatte
mehrere gleichfarbige LEDs senkrecht untereinander als LED-Leiste
und verschiedenfarbige LED-Leisten parallel nebeneinander angeordnet sind.
Diese Leiterplatten werden einseitig bestückt und mehrere
Leiterplatten, die auch als flexible Leiterplatten ausgeführt
sein können, zu einem Turm zusammengefügt. Auch
können die Leiterplatten beidseitig mit LEDs bestückt
sein, so dass eine möglichst gleichmäßige
Rundumabstrahlung gewährleistet ist. Weiter werden diese
mit LEDs bestückten Leiterplatten senkrecht in der Signalleuchte
stehend befestigt. Die Ansteuerung der LEDs auf den LED-Leisten
erfolgt mit Hilfe einer speziellen Steuerelektronik, die ihre Steuersignale
von der Elektronik der jeweiligen Maschine, Anlage oder Produktionseinrichtung
erhält. Eine Handhabung eines solchen Lichtobjekts ist nicht
leicht und ebenso zeitaufwendig, insofern eine Vorprogrammierung
notwendig ist. Eine Änderung des Projektionsmusters ist
somit nur durch eine Neuprogrammierung möglich, wobei die
Auswahl auf eine feste Anzahl von Mustern begrenzt ist. Desweiteren
führt eine Beschädigung der LEDs dazu, dass das
ganze Lichtobjekt unbrauchbar wird.
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Überdies
sind Beleuchtungsvorrichtungen bekannt, die modular aufgebaut sind.
So ist in der
DE 20
2008 005 472 U1 eine Beleuchtungsvorrichtung beschrieben,
welches modular erweiterbar ist und zur Beleuchtung von Wänden
geeignet ist.
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Die
Vorrichtung umfasst ein Gehäuse mit einem Deckel, einen
Reflektor, der in dem Gehäuse angeordnet ist, Bedienelemente
zur Steuerung zumindest einer Leuchtmitteleinrichtung mittels einer Elektronikeinheit,
Anschlüsse für zumindest eine weitere Beleuchtungseinrichtung,
Anschlüsse für eine Computereinheit und/oder Anschlüsse
für eine Stromversorgung und eine optische Platte. Die
Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Reflektor als funktionales
Element ausgeführt ist, in dem die Leuchtmitteleinrichtung,
Bedienelemente, Anschlüsse und/oder Halteelemente für
die optische Platte vorsehbar sind. In einer Ausführungsform
werden die einzelnen Komponenten in einem festen Gehäuse
untergebracht, wobei in diesem Fall eine Verwendung in Wohnräumen
auf Grund der Größe und Form nicht optimal ist.
Desweiteren ist auch hier die Handhabung der Beleuchtungsvorrichtung
nicht einfach und die Projektion eines gewünschten Musters oder
einer bestimmten Farbe ist nur nach einer vorherigen Programmierung
möglich.
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Ein
weiteres Lichtobjekt wird in der
DE 20 2008 015 080 U1 beschrieben. Dieses
besteht aus einem Grundkörper und mindestens einer Lichtquelle,
die den Grundkörper hinterleuchtend angeordnet ist, und
einem in einer Öffnung des Grundkörpers austauschbar
aufgesteckten, lichtdurchlässigen Leuchtkörper,
der durch die Lichtquelle angestrahlt wird. Das Lichtobjekt ist
dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper mit mehreren Öffnungen
versehen ist, in die bedarfsweise oder nach Wunsch Steckkörper
ein- bzw. aufsteckbar sind. Auch diese Anordnung ist je nach gewünschten
zu projizierenden Mustern nur zeitaufwändig zu realisieren.
Darüber hinaus kann der farbige, lichtdurchlässige
Steckkörper auf Grund dessen geringer Größe
leicht verloren gehen. Dies hat zur Folge, dass der Verbraucher verlorengegangene
Steckkörper regelmäßig ersetzen muss,
d. h. zusätzliche Investitionen in Verbrauchsmaterial für
das Lichtobjekt tätigen muss.
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Im
Hinblick auf die oben beschriebenen und weiteren Nachteile des Standes
der Technik bestand somit die technische Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Projektionsvorrichtung bereitzustellen, die zum
einen einfach zu handhaben, jedoch gleichzeitig auch modular aufgebaut
und kostengünstig in der Herstellung ist.
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Zudem
war es auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung
bereitzustellen, welche zur Erzeugung einer strukturierten, farbigen
Projektion auf Wänden, Fassaden, Decken, Böden
und dergleichen gut geeignet ist, wobei die erzeugte Projektion
vorzugsweise eine dreidimensional wirkende Struktur aufweisen sollte.
Die Projektionsvorrichtung sollte Licht dabei möglichst
flächig abstrahlen und gleichzeitig eine gute Lichtstärke
der Projektion auch auf entfernt liegenden Wänden, Fassaden,
Decken oder Böden ermöglichen.
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Diese
und weitere Aufgaben werden auf überraschende Weise durch
die im Schutzanspruch 1 definierte Projektionsvorrichtung gelöst.
Bevorzugte Ausführungsformen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
erfindungsgemäße Projektionsvorrichtung umfasst
eine Lichtquelle (8), mindestens eine lichtdurchlässige
Scheibe (7) und mindestens eine Maske (5). Die
mindestens eine Maske (5) weist erfindungsgemäß sowohl
lichtdurchlässige als auch lichtundurchlässige
Teilbereiche auf. Hierdurch kann eine Strukturierung, insbesondere
eine dreidimensionale Strukturierung, der Projektion bewirkt werden. Zusätzlich
kann die mindestens eine lichtdurchlässige Scheibe (7)
Licht mindestens einer Wellenlänge im Bereich von 380 bis
780 nm absorbieren. Hierdurch kann die Farbigkeit der Projektion
bewirkt werden. Die so definierte Projektionsvorrichtung ist zur Erzeugung
einer strukturierten und farbigen Projektion, insbesondere einer
farbigen und gleichzeitig dreidimensional wirkenden Projektion auf
Wänden, Fassaden, Decken, Böden und dergleichen
geeignet.
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Unter
Lichtquelle wird erfindungsgemäß jede Lichtquelle
verstanden, welche Licht mit einer ausreichenden Intensität
abstrahlen kann, um durch die mindestens eine Maske (5)
und die lichtdurchlässige Scheibe (7) eine Lichtprojektion
auf einer Wand, Fassade, Decke oder einem Boden zu erzeugen. Die Projektion
auf der Wand, der Fassade, der Decke oder dem Boden sollte dabei
eine solche Lichtdichte aufweisen, dass diese mit bloßem
Auge auch über eine Entfernung von einigen Metern, d. h.
beispielsweise 2 bis 5 Meter, sowohl bei Tageslicht als auch am
Abend bzw. bei abgedimmter Beleuchtung in Innenräumen gut
erkennbar ist. Bevorzugt ist eine im Wesentlichen punktförmige
Lichtquelle, welche Licht im Bereich von 380 bis 780 nm (d. h. sichtbares
Licht) erzeugen kann, da hierdurch eine gute und scharfe Strukturierung
der Projektion auf der Wand, der Fassade, der Decke oder dem Boden
erreicht werden kann.
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Die
erfindungsgemäße Scheibe (7) ist lichtdurchlässig,
das heißt, dass sie Licht mindestens einer Wellenlänge
im Bereich von 380 bis 780 nm ungehindert passieren kann, ohne dass
Absorption oder Reflektion des Lichts eintritt. Auf der anderen Seite
absorbiert die Scheibe auch Licht mindestens einer Wellenlänge
im Bereich von 380 nm bis 780 nm, wobei hierdurch die Farbigkeit
der Projektion vermittelt wird. Beispielsweise kann die lichtdurchlässige
Scheibe der Projektion eine rote Farbwirkung vermitteln, wenn rotes
Licht (d. h. Licht im Wellenlängenbereich von etwa 600
bis 780 nm) durch die Scheibe ohne Reflektion oder Absorption passieren
kann, während beispielsweise grünes Licht (d.
h. Licht im Wellenlängenbereich von etwa 520 nm bis 565
nm) im Wesentlichen durch die Scheibe absorbiert wird. In einem
anderen Fall kann die lichtdurchlässige Scheibe eine grüne
Farbwirkung der Projektion vermitteln, wenn grünes Licht
durch die Scheibe ohne Reflektion oder Absorption passieren kann,
während beispielsweise rotes Licht im Wesentlichen durch
die Scheibe absorbiert wird. Mit anderen Worten ist die lichtdurchlässige
Scheibe (7) eine farbige, lichtdurchlässige Scheibe.
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Unter
Maske (5) wird erfindungsgemäß jede Maske
verstanden, welche einer Lichtprojektion eine Strukturierung verleihen
kann. Hierfür ist es in der Regel notwendig, dass die Maske
sowohl Teilbereiche mit hoher Lichtdurchlässigkeit, d.
h. lichtdurchlässige Teilbereiche, als auch Teilbereiche
mit geringer Lichtdurchlässigkeit, d. h. lichtundurchlässige Teilbereiche
aufweist. Licht, welches durch die lichtdurchlässigen Teilbereiche
der Maske (5) tritt, wird als helles Lichtbild projiziert,
welches in Hinblick auf die Strukturierung, d. h. Form und Struktur
der erzeugten Lichtbilder und Schatten, durch die lichtundurchlässigen
Teilbereiche der Maske definiert ist. Beispielsweise kann unter
Verwendung einer Maske mit einer Vielzahl von kreisförmigen
Löchern als lichtdurchlässige Teilbereiche eine
Lichtprojektion mit einer Vielzahl von kreisförmigen Lichtbildern erzeugt werden.
Im Gegensatz dazu kann unter Verwendung einer Maske bestehend aus
quadratischen Löchern eine Lichtprojektion bestehend aus
quadratischen Lichtbildern erzeugt werden. Auf diese Weise können durch
die Auswahl der Form und der Größe der lichtdurchlässigen
und lichtundurchlässigen Teilbereiche der Maske (5)
Projektionen mit unterschiedlichen Strukturierungen erzeugt werden.
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Vorteilhaft
ist, dass die Projektionsvorrichtung aufgrund der modularen Bauweise
durch einfache Elemente schnell und einfach aufgebaut werden kann
und die wesentlichen Bestandteile, d. h. die Lichtquelle (8),
die mindestens eine lichtdurchlässige Scheibe (7)
und die mindestens eine Maske (5), leicht ausgetauscht
werden können. Die Projektionsvorrichtung ermöglicht
eine Projektion unterschiedlicher Muster und Farben. Diese können
durch den einfachen und schnellen Wechsel entweder der mindestens
einen Maske (5) oder der mindestens einen lichtdurchlässigen
Scheibe (7) mit wenigen Handgriffen verändert
werden. Durch den ebenfalls einfachen Wechsel der Lichtquelle (8)
kann die Lichtdichte der Projektion verändert werden.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lichtquelle (8)
aus einer Glühlampe, einer Halogenlampe, aus mehreren lichtemittierenden
Dioden (LEDs) oder mehreren organischen lichtemittierenden Dioden
(OLEDs) ausgewählt. Die Lichtquelle kann vorzugsweise einen
Lichtstrom im Bereich von 100 bis 2.000 Lumen, vorzugsweise im Bereich
von 300 bis 1.500 Lumen, im Wellenlängenbereich von 380
bis 780 nm aussenden.
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Unter
Glühlampe wird erfindungsgemäß jede Lampe
verstanden, bei der ein elektrischer Leiter, der beispielsweise
als Glühfaden, Glühwendel oder Doppelwendel ausgestaltet
sein kann, durch elektrischen Strom aufgeheizt und zum Leuchten
angeregt werden kann. Beispielsweise kann die Lichtquelle eine handelsübliche
kopfverspiegelte 25 Watt-Glühlampe oder eine handelsübliche
kopfverspiegelte 40 Watt-Glühlampe sein.
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Eine
Halogenlampe (Halogenglühlampe) ist erfindungsgemäß jede
Glühlampe, bei der durch Zugabe eines Halogens, z. B. Iod
oder Brom, die Betriebstemperatur und damit die Abstrahlleistung
erhöht ist. Beispielsweise kann die Halogenlampe eine kopfverspiegelte
20 Watt-Halogenlampe mit Schraubsockel sein, wie sie von der Firma
Paulmann Licht GmbH, Springe-Völksen kommerziell vertrieben wird.
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Halogenlampen
zählen zu den sogenannten Energiesparlampen, worunter erfindungsgemäß jede künstliche
Lichtquelle verstanden wird; welche hinsichtlich Lichtausbeute mindestens
die Anforderung der Energieeffizienzklasse C, vorzugsweise die Anforderung
der Energieeffizienzklasse B, der EG-Verordnung 244/2009 erfüllt.
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Eine
LED ist erfindungsgemäß jedes elektronische Halbleiter-Bauelement,
welches bei elektrischem Stromdurchfluss Licht einer bestimmten
Wellenlänge ausstrahlen kann. Vorteilhaft ist die Verwendung
von weißen LEDs, bei denen Leuchtdioden verschiedener Farben
(z. B. Blau und Gelb oder Rot, Grün und Blau) so miteinander
kombiniert werden, dass sich ihr Licht gut mischt, so dass eine
im Wesentlichen weiße Farbe erzeugt wird. Die LEDs können
alternativ mit photolumineszierendem Material kombiniert sein, so
dass ähnlich zu einer Leuchtstoffröhre kurzwelliges,
höher energetisches Licht in langwelliges, niedriger energetisches
Licht umgewandelt wird, so dass sich auch hier eine im Wesentlichen weiße
Farbe ergibt.
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In
einer weiteren Ausführungsform kann die Lichtquelle auch
aus OLEDs bestehen, bei denen ein dünnfilmiges, leuchtendes
Bauelement aus organischen, halbleitenden Materialien verwendet
wird.
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Die
Lichtquelle (8) kann Licht jeder Wellenlänge im
Bereich von 380 bis 780 nm aussenden. Vorzugsweise kann die Lichtquelle
jedoch Licht mit einem breiten und gleichmäßigen
Spektrum aussenden, so dass die Projektion eine gleichmäßige
und ausgewogene Lichtqualität der Farbe ”Weiß” aufweist.
Mit anderen Worten ist die Lichtquelle insbesondere eine Lichtquelle
für weißes Licht. Eine Vorrichtung mit einer solchen
Lichtquelle ermöglicht eine biologisch-anregende Wirkung
der Projektion und ein optimales Kontrastsehen des Betrachters.
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Vorteilhaft
ist es ferner, wenn die Lichtquelle eine möglichst punktförmige
Lichtquelle ist, da in diesem Fall die Schärfe der Strukturierung
der Projektion erhöht werden kann. Im Hinblick auf die
Punktförmigkeit der Lichtabstrahlung bei gleichzeitig guter Lichtstärke
sind die Glühlampe, die Halogenlampe und die LED besonders
bevorzugt.
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Mit
Hilfe der wie oben ausgewählten Lichtquelle kann eine sehr
gute Projektionswirkung auch auf entfernt liegenden Wänden,
d. h. Wänden, die sich in mindestens 20 cm, mindestens
30 cm oder mindestens 40 cm Entfernung in Bezug auf die erfindungsgemäße
Projektionsvorrichtung befinden, erreicht werden. Hierbei beträgt
der Durchmesser der Projektion mindestens 3 oder 4 Meter, so dass
eine breitflächige Bestrahlung der Wand bei gleichzeitig guter
Lichtdichte möglich ist.
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Aus
Gründen optimaler Energieeffizienz der Projektionsvorrichtung
ist es bevorzugt, dass die Lichtquelle eine Lichtausbeute von mindestens
30 Lumen/Watt, vorzugsweise von mindestens 50 Lumen/Watt, insbesondere
von mindestens 70 Lumen/Watt aufweist.
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Eine
hohe Lichtausbeute wird in einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung dadurch ermöglicht, dass die Lichtquelle
teilverspiegelt ist. Beispielsweise kann die Lichtquelle aus einem
Kopfbereich und einem Sockelbereich bestehen, wobei der Kopfbereich
auf der dem Sockelbereich gegenüberliegenden Seite verspiegelt,
beispielsweise inwändig verchromt ist. Solche teilverspiegelten
Lichtquellen sind im Handel beispielsweise als kopfverspiegelte Glühlampen
erhältlich.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Projektionsvorrichtung
zusätzlich einen Reflektor (9). Als Reflektor
kann erfindungsgemäß jeder Reflektor verwendet
werden, welcher Licht mit einer Wellenlänge im Bereich
von 380 bis 780 nm reflektieren, d. h. die Ausbreitungsrichtung
des Lichtes umkehren kann. Geeignete Reflektoren weisen beispielsweise
verspiegelte Elemente auf, welche die gewünschte Reflektoreigenschaft
vermitteln können.
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Durch
die Verwendung eines Reflektors kann auch dann die Lichtausbeute
der Lichtquelle erhöht werden, wenn die Lichtquelle selbst
nicht teilverspiegelt ist.
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Der
Reflektor besteht vorzugsweise aus einer Reflektorfläche
(9), einem Abstandshalter (11) und einer Befestigung
(12). Die Reflektorfläche kann Licht mit einer
Wellenlänge im Bereich von 380 bis 780 nm reflektieren. Über
den Abstandshalter wird die Reflektorfläche in Bezug auf
die Lichtquelle auf einen vordefinierten Abstand positioniert. Die
Befestigung ermöglicht eine räumliche Fixierung
der Reflektorfläche in Bezug auf die Lichtquelle.
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Vorzugsweise
umfasst der Reflektor zusätzlich eine Verstellvorrichtung
(10), Durch diese kann der Abstand zwischen der Lichtquelle
(8) und der Reflektorfläche (9) auch
nach Endmontage der Projektionsvorrichtung jederzeit mit wenigen
Handgriffen verändert werden. Folglich kann die Projektion
auf der Wand hinsichtlich der räumlichen Verteilung der Lichtdichte
moduliert werden, so dass eine Art ”Zoom-Wirkung” eintritt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform besteht die mindestens
eine Maske (5) aus einem vollständig lichtdurchlässigen
Teilbereich und einem vollständig lichtundurchlässigen
Teilbereich. Unter vollständig lichtdurchlässig
wird erfindungsgemäß jeder Teilbereich verstanden,
welcher Licht jeder beliebigen Wellenlänge im Bereich von
380 bis 780 nm ungehindert passieren lässt, ohne dass Reflektion, Streuung
oder Absorption des Lichts auftritt. Unter vollständig
undurchlässig wird erfindungsgemäß jeder
Teilbereich verstanden, welcher Licht jeder Wellenlänge
im Bereich von 380 bis 780 nm entweder vollständig absorbiert
oder vollständig reflektiert. Mit Hilfe der so definierten
Maske (5) kann eine besonders scharfe Strukturierung der
Projektion, d. h. eine scharfe Abgrenzung zwischen Lichtbild und
Schatten in der Projektion, erreicht werden.
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Die
mindestens eine Maske (5) besteht vorzugsweise aus einem
Material, welches bis zu einer Temperatur von 100°C, vorzugsweise
bis zu einer Temperatur von 200°C, wärmebeständig
ist. Wärmebeständig bedeutet erfindungsgemäß,
dass sich das Material der Maske bei erhöhten Temperaturen
von 100°C, vorzugsweise bei Temperaturen von 200°C strukturell
nicht verändert.
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Wenn
die Maske aus einem Material besteht, welches bis zu einer Temperatur
von 100°C, vorzugsweise bis zu einer Temperatur von 200°C,
wärmebeständig ist, dann kann die Projektionsvorrichtung auch
mit Lichtquellen verwendet werden, die durch eine hohe Wärmeabgabe
gekennzeichnet sind, beispielsweise Lichtquellen mit einer Leistung
von 60 Watt, 75 Watt, 100 Watt oder mehr, verwendet werden, ohne
dass die Maske Schaden nehmen kann.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform besteht die mindestens
eine Maske (5) aus einem formstabilen oder starren Material.
Insbesondere sollte die Maske auch bei hohen Temperaturen von bis
zu 100°C oder bis zu 200°C formstabil und starr
sein.
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Vorteilhafte
Materialien für die mindestens eine Maske (5)
können aus organischen oder anorganischen Polymeren, Metall,
Draht, Holz, Trübglas, Pappe oder aus einer Kombination
dieser Materialien ausgewählt werden. Besonders bevorzugt
ist Metall. Beispielsweise kann die Maske (5) ein gestanztes Lochblech
aus Stahl, ein gewebter oder geflochtener Draht oder ein gelaserter
Kunststoff oder ein gelasertes Metall sein.
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Hinsichtlich
der Form ist die mindestens eine Maske (5) nicht beschränkt.
Mit anderen Worten kann die Maske jede beliebige Form aufweisen.
Zudem können auch die lichtdurchlässigen bzw.
lichtundurchlässigen Teilbereiche der Maske jede beliebige Form
ausweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die
Maske (5) eine kreisförmige oder vieleckige Form
(z. B. quadratische oder dreieckige) oder eine Kombination dieser
beiden Formen auf, da diese Formen der Projektion eine optisch ansprechende
Strukturierung verleihen können. Wenn beispielsweise die
Maske (5) ein Lochblech aus Metall mit gestanzten Rundlöchern
ist, dann kann die durch die Projektionsvorrichtung abgebildete
Projektion ein optisch ansprechender Golfball oder eine optisch
ansprechende menschliche Pupille mit farbiger Iris darstellen.
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Die
mindestens eine Maske (5) sollte einen Durchmesser im Bereich
von 10 bis 100 cm, vorzugsweise 30 bis 60 cm, und eine Dicke im
Bereich von 1 mm bis 10 mm, vorzugsweise 2 mm bis 3 mm, aufweisen.
Eine Maske mit dieser Dimensionierung stellt einen guten Kompromiss
hinsichtlich guter Formstabilität und Starrigkeit einerseits
und geringem Gesamtgewicht andererseits dar.
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Erfindungsgemäß kann
die Vorrichtung eine einzige Maske (5) aufweisen. Alternativ
kann die Vorrichtung auch mindestens zwei Masken oder mindestens
drei Masken aufweisen. Im Falle von mindestens zwei Masken oder
mindestens drei Masken kann die Strukturierung der Projektion auch
kompliziertere Formen annehmen.
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Als
lichtdurchlässige Scheibe (7) kann erfindungsgemäß jede
beliebige Scheibe verwendet werden, solange diese lichtdurchlässig
ist. Vorzugsweise besteht die Scheibe aus einem im Wesentlichen transparenten
oder im Wesentlichen durchscheinenden Material. Transparent im Zusammenhang
mit der vorliegenden Erfindung heißt, dass das Material
für Licht mindestens einer Wellenlänge im Bereich
von 380 bis 780 nm vollständig durchlässig ist,
d. h. Licht, welches auf das Material trifft, kann dieses ungehindert
passieren, ohne dass Reflektion, Absorption oder Streuung des Lichts
eintritt. Durchscheinend im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung heißt,
dass Licht einer Wellenlänge im Bereich von 380 bis 780
nm, welches auf das Material trifft, im Wesentlichen ohne Reflektion
oder Absorption das Material passieren kann, wobei jedoch Streuung
innerhalb des Materials oder an dessen Oberfläche eintreten
kann. Besonders bevorzugt ist es, wenn die lichtdurchlässige
Scheibe (7) für Licht mindestens einer Wellenlänge
im Bereich zwischen 380 und 780 nm transparent ist. Die lichtdurchlässige
Scheibe kann eine einfarbige, lichtdurchlässige Scheibe
sein, d. h. eine lichtdurchlässige Scheibe, welche an jeder Stelle
ein vordefiniertes Absorptionsmaximum für die Lichtabsorption
aufweist. Alternativ kann die lichtdurchlässige Scheibe
auch eine mehrfarbige, lichtdurchlässige Scheibe sein,
d. h. eine Scheibe mit mehreren jeweils voneinander abgegrenzten
einfarbigen, lichtdurchlässigen Bereichen. Bevorzugt wird jedoch
eine einfarbige, lichtdurchlässige Scheibe, da eine solche
Scheibe leicht herstellbar ist.
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Als
Material für die lichtdurchlässige Scheibe (7)
kann jedes beliebige Material verwendet werden. Vorzugsweise besteht
die lichtdurchlässige Scheibe aus einem Material, welches
bis zu einer Temperatur von 100°C, vorzugsweise bis zu
einer Temperatur von 200°C, wärmebeständig
ist. Wärmebeständig im Zusammenhang mit der vorliegenden
Erfindung bedeutet, dass sich das Material bis zu einer Temperatur
von 100°C, vorzugsweise bis zu einer Temperatur von 200°C
strukturell nicht verändert. Hierdurch kann die Projektionsvorrichtung
auch in Kombination mit Lichtquellen sicher betrieben werden, welche
durch eine hohe Wärmeabgabe gekennzeichnet sind.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform besteht die mindestens
eine lichtdurchlässige Scheibe (7) aus einem formstabilen
oder starren Material. Insbesondere sollte die Scheibe auch bei
hohen Temperaturen von bis zu 100°C oder bis zu 200°C
formstabil und starr sein.
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Durch
die Formstabilität, insbesondere jedoch durch die Starrigkeit,
erhält die Projektionsvorrichtung eine hohe Stabilität
gegenüber mechanischer Beanspruchung. Beispielsweise wird
die Projektionsvorrichtung auch bei Sturz aus einer Höhe von
mindestens 50 cm, vorzugsweise aus einer Höhe von mindestens
1 Meter nicht beschädigt.
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Vorteilhafte
Materialien für die mindestens eine lichtdurchlässige
Scheibe (7) sind aus organischen oder anorganischen Polymeren,
Glas, Glaskeramik oder einer Kombination dieser Materialien ausgewählt.
Besonders bevorzugt sind Glas und organische Polymere, insbesondere
Acrylglas (Acrylharz) oder Polyvinylcarbonat (PVC). Glas bietet
den Vorteil einer guten Lichtdurchlässigkeit bei vergleichsweise guter
Formstabilität und Starrigkeit. Organische Polymere, insbesondere
Acrylglas und PVC, besitzen ebenfalls zumindest gute Formstabilität,
wobei diese den zusätzlichen Vorteil einer hohen Bruchstabilität aufweisen.
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Die
Form der mindestens einen lichtdurchlässigen Scheibe (7)
ist nicht beschränkt. Bevorzugt ist eine lichtdurchlässige
Scheibe, welche eine kreisförmige oder vieleckige (z. B.
dreieckige oder quadratische) Form aufweist. Die lichtdurchlässige
Scheibe kann auch eine Kombination von kreisförmiger oder vieleckiger
Form aufweisen. Die oben definierten lichtdurchlässigen
Scheiben geben der Projektion eine optisch ansprechende farbige
Kontur, d. h. die Projektion weist in diesem Fall gut abgegrenzte
farbige Bereiche und nichtbeleuchtete dunkle Bereiche auf.
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Die
mindestens eine lichtdurchlässige Scheibe (7)
sollte einen Durchmesser im Bereich von 10 bis 100 cm, vorzugsweise
30 bis 60 cm, und eine Dicke im Bereich von 1 mm bis 10 mm, vorzugsweise
2 mm bis 3 mm, aufweisen. Diese Dimensionierung ermöglicht
eine gute Formstabilität und gute Starrigkeit einerseits
und gleichzeitig ein geringes Gesamtgewicht der Vorrichtung.
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In
einer bevorzugten Implementierung sind die Lichtquelle (8),
die mindestens eine lichtdurchlässige Scheibe (7)
und die mindestens eine Maske (5) so zueinander angeordnet,
dass das durch die Lichtquelle (8) erzeugte Licht zuerst
durch die mindestens eine lichtdurchlässige Scheibe tritt.
Hierbei wird das Licht in Abhängigkeit von der Wellenlänge
teilweise absorbiert, d. h. Licht mit einer Wellenlänge
kann die lichtdurchlässige Scheibe passieren, während
Licht mit einer anderen Wellenlänge von der lichtdurchlässigen
Scheibe absorbiert wird. Danach tritt das Licht durch die lichtdurchlässigen
Teilbereiche der mindestens einen Maske (5). In dieser
Implementierung ist es besonders bevorzugt, dass die mindestens
eine lichtdurchlässige Scheibe aus einem Material besteht,
welches bis zu einer Temperatur von 100°C, vorzugsweise
bis zu einer Temperatur von 200°C, wärmebeständig
ist, damit diese keinen Schaden nimmt, wenn die Vorrichtung in Kombination
mit einer Lichtquelle verwendet wird, die durch eine hohe Wärmeabstrahlung
gekennzeichnet ist.
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Durch
den im Vergleich zur lichtdurchlässigen Scheibe geringeren
Abstand der Maske zur Wand kann eine gute und ansprechende Schärfe
der Strukturierung der Projektion erreicht werden.
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In
einer anderen bevorzugten Implementierung der vorliegenden Erfindung
sind die Lichtquelle (8), die mindestens eine lichtdurchlässige
Scheibe (7) und die mindestens eine Maske (5)
so zueinander angeordnet, dass das durch die Lichtquelle (8)
erzeugte Licht zu erst durch die lichtdurchlässigen Teilbereiche
der mindestens einen Maske (5) tritt. Danach tritt das
Licht durch die mindestens eine lichtdurchlässige Scheibe,
wobei es in Abhängigkeit von der Wellenlänge teilweise
absorbiert wird, d. h. Licht mit einer Wellenlänge kann
die lichtdurchlässige Scheibe passieren, während
Licht mit einer anderen Wellenlänge von der lichtdurchlässigen
Scheibe absorbiert wird. In dieser Ausführungsform ist
es bevorzugt, dass die mindestens eine Maske aus einem Material
besteht, welches bis zu einer Temperatur von 100°C, insbesondere
bis zu einer Temperatur von 200°C, wärmebeständig
ist, damit die Maske auch in Kombination mit einer Lichtquelle verwendbar
ist, die durch eine hohe Wärmeabstrahlung gekennzeichnet
ist.
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Durch
den im Vergleich zur Maske geringeren Abstand der lichtdurchlässigen
Scheibe zur Wand kann die äußere Form der lichtdurchlässigen Scheibe
eine schärfere Konturierung der Farbprojektion erzielen.
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Wenn
die Projektionsvorrichtung einen Reflektor aufweist, dann kann das
durch die Lichtquelle (8) erzeugte Licht in einer bevorzugten
Ausführungsform zuerst von mindestens einem Teil des Reflektors (9)
reflektiert werden. Je nach Anordnung der mindestens einen lichtdurchlässigen
Scheibe und der mindestens einen Maske tritt das Licht nach Reflektion
zuerst durch die lichtdurchlässigen Teilbereiche der mindestens
einen Maske (5) und danach durch die mindestens eine lichtdurchlässige
Scheibe (7) oder zuerst durch die mindestens eine lichtdurchlässige
Scheibe und danach durch die lichtdurchlässigen Teilbereiche
der mindestens einen Maske. Durch den Reflektor kann die Lichtstärke
der Projektion weiter verbessert werden.
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Vorteilhafterweise
kann der Reflektor ebenfalls aus einem wärmebeständigen
Material sein, so dass auch dieser in der Nähe der Lichtquelle
positioniert werden kann, ohne bei längerer Wärmeabstrahlung
durch die Lichtquelle beschädigt zu werden.
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Die
Projektionsvorrichtung weist in einer bevorzugten Ausführungsform
zusätzlich Abstandselemente (6) zwischen der Lichtquelle
(8) und der mindestens einen lichtdurchlässigen
Scheibe (7) bzw. der mindestens einen Maske (5)
auf. Durch diese kann die Lichtquelle in Bezug auf die mindestens eine
lichtdurchlässige Scheibe bzw. in Bezug auf die mindestens
eine Maske auf einen vordefinierten Abstand fixiert werden, so dass
die Projektionsvorrichtung eine ausreichende Stabilität
aufweist. Sofern die Projektionsvorrichtung mindestens zwei Masken
(5) oder mindestens zwei lichtdurchlässige Scheiben
(7) aufweist, können die Masken in Bezug aufeinander und/oder
die lichtdurchlässigen Scheiben in Bezug zueinander ebenfalls
mit einem oder mehreren Abstandselementen (6) auf vordefinierte
Abstände fixiert werden.
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Grundsätzlich
kann die Projektionsvorrichtung nur eine einzige lichtdurchlässige
Scheibe (7) enthalten. In diesem Fall entsteht in der Regel
eine Projektion mit einfacher farbiger Gestaltung, z. B. eine nur
rote oder eine nur grüne, strukturierte Projektion. In
einer bevorzugten Implementierung kann die Projektionsvorrichtung
jedoch auch mindestens zwei lichtdurchlässige Scheiben
oder mindestens drei lichtdurchlässige Scheiben aufweisen.
Diese können jeweils unterschiedliche Absorptionsmaxima im
Bereich von 380 bis 780 nm und gleichzeitig jeweils unterschiedliche
Formen aufweisen. Beispielsweise kann eine erste rote, lichtdurchlässige
Scheibe eine quadratische Form und eine zweite grüne, lichtdurchlässige
Scheibe eine kreisförmige Form aufweisen. In der überlappenden
Projektion löscht sich beispielsweise der kreisförmige Überlappungsbereich vollständig
aus, da in diesem Bereich Licht entweder durch die erste oder durch
die zweite Scheibe absorbiert wird, während die eckigen Überhangbereiche der
quadratischen Projektion eine rote Farbgebung ergeben.
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Bei
Verwendung von mindestens zwei oder mindestens drei lichtdurchlässigen
Scheiben mit jeweils unterschiedlichen Formen und Farben, können auf
diese Weise Überlappungsbereiche mit unterschiedlichen
Farben und komplizierteren Mustern erzeugt werden, welche einen
optisch besonders ansprechenden Eindruck vermitteln.
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In
einer bevorzugten Implementierung der vorliegenden Erfindung ist
die mindestens eine Maske (5) in Bezug auf die mindestens
eine lichtdurchlässige Scheibe (7) rotierbar angeordnet.
Auf diese Weise kann die Strukturierung der Projektion an einer Wand,
Fassade, Decke oder einem Boden je nach Wunsch gedreht werden.
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Bei
Verwendung von mindestens zwei lichtdurchlässigen Scheiben
(7) ist es bevorzugt, dass diese in Bezug zueinander und
in Bezug auf die mindestens eine Maske (5) rotierbar angeordnet
sind. Auf diese Weise können auch die Auslöschungsbereiche
oder Überlappungsbereiche der Farbbereiche der Projektion
zusätzlich zur Strukturierung gedreht werden, so dass sich
eine Vielzahl von Kombinationen für die Farbgebung und
Strukturierung ergibt. Ein Austausch der wesentlichen Elemente zur
Veränderung der Projektion ist in diesen Ausführungsformen nicht
mehr notwendig.
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In
einer bevorzugten Implementierung der Erfindung umfasst die Projektionsvorrichtung
zusätzlich einen elektrischen oder mechanischen Antrieb, welcher
die mindestens eine lichtdurchlässige Scheibe (7)
und/oder die mindestens eine Maske (5) in Rotationsbewegung
versetzen kann. Beispielsweise kann die Projektionsvorrichtung einen
elektrischen Motor aufweisen, welcher die mindestens eine Maske
(5) in Rotationsbewegung versetzt. In diesem Fall kann
die Projektionsvorrichtung mittels des Antriebes die Strukturierung
der Projektion an einer Wand, Fassade, Decke oder auf einem Boden
eigenständig drehen. Zusätzlich kann die mindestens
eine lichtdurchlässige Scheibe (7) durch den elektrischen
Motor in eine im Vergleich zur Maske gleichläufige oder
gegenläufige Rotationsbewegung gesetzt werden, so dass
sich zusätzlich auch die Farbbereiche der Projektion an
einer Wand, Fassade, Decke oder auf einem Boden eigenständig
drehen. Bei Verwendung von mindestens zwei oder mindestens drei
lichtdurchlässigen Scheiben können diese gleichläufig oder
gegenläufig, mit der gleichen oder mit unterschiedlichen
Rotationsgeschwindigkeiten gedreht werden.
-
In
einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Projektionsvorrichtung
mindestens einen selbstklebenden Magneten, mit welchem mindestens eine
zusätzliche lichtdurchlässige Scheibe (7)
an der mindestens einen Maske (5) lösbar befestigt
sein kann. Die erfindungsgemäße Projektionsvorrichtung kann
weitere Figuren umfassen, beispielsweise lichtdurchlässige
Kugeln oder Kringeln, die als dekorative Elemente wirken. Diese
weiteren Figuren können entsprechend über selbstklebende
Magnete an der mindestens einen Maske lösbar befestigt
sein. Der modulare Aufbau der Projektionsvorrichtung wird dabei
insgesamt auf vorteilhafte Weise erhalten.
-
In
diesem Fall ist es bevorzugt, dass die mindestens eine Maske aus
einem ferromagnetischen Material besteht, oder zumindest ferromagnetische Bestandteile
aufweist. Unter ferromagnetisch ist erfindungsgemäß die
Eigenschaft eines Materials zu verstehen, in einem externen Magnetfeld
selbst eine Magnetisierung zu zeigen. Als ferromagnetisches Material
für die mindestens eine Maske kommen die Elemente Eisen,
Kobalt und Nickel, oder Legierungen aus ferromagnetischen Elementen,
beispielsweise Eisen-Kobalt-Legierungen oder Eisen-Nickel-Legierungen,
in Betracht. Eisen ist aufgrund seines starken Ferromagnetismus
und seiner guten Materialverfügbarkeit besonders bevorzugt.
-
Alternativ
kann die mindestens eine Maske (5) auch aus einem ferrimagnetischen
Material bestehen oder ferrimagnetische Bestandteile aufweisen.
Beispielsweise kann die Maske aus Ferriten oder auch aus Magnetit
(Eisen(II,III)-oxid) bestehen.
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Der
mindestens eine selbstklebende Magnet kann über eine Klebefläche
an der mindestens einen zusätzlichen lichtdurchlässigen
Scheibe (7) bzw. an den zusätzlichen Figuren (z.
B. Kugeln oder Kringeln) fixiert (verklebt) sein. Auf der anderen
Seite kann der selbstklebende Magnet über die magnetische Anziehungskraft
zu ferromagnetischen bzw. ferrimagnetischen Materialien in der mindestens
einen Maske (5) mit dieser lösbar verbunden werden.
Auf diese Weise können die zusätzlichen lichtdurchlässigen
Scheiben bzw. Figuren jederzeit ohne viel Aufwand an der Maske befestigt
werden, wobei sie durch Lösen der Magnethaftung auch jederzeit
wieder entfernt werden können. Mit anderen Worten sind
die mindestens eine zusätzliche lichtdurchlässige
Scheibe bzw. die zusätzlichen lichtdurchlässigen
Figuren leicht austauschbar, so dass die Projektionsvorrichtung
mit wenigen Handgriffen hinsichtlich der Projektionseffekte verändert
werden kann.
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Die
Projektionsvorrichtung kann hergestellt werden durch Bereitstellen
und mechanisches Verbinden, beispielsweise Verschrauben, Verschweißen oder
Verkleben, der wesentlichen Elemente, d. h. der Lichtquelle (8),
der mindestens einen lichtdurchlässigen Scheibe (7)
und der mindestens einen Maske (5) miteinander oder über
weitere Elemente, beispielsweise Abstandshalter, Gewinde, Stabilisierungselemente
oder dergleichen.
-
Bei
Verwendung der Lichtquelle (8) kann die Projektionsvorrichtung
zur Erzeugung einer strukturierten, farbigen Projektion auf Wänden,
Fassaden, Decken, Böden und dergleichen erfindungsgemäß verwendet
werden.
-
Im
Folgenden werden beispielhaft und nicht abschließend einige
besondere Ausführungsformen dieser Erfindung unter Bezugnahme
auf die beiliegenden Figuren beschrieben. Die besonderen Ausführungsformen
dienen nur zur Erläuterung des allgemeinen erfinderischen
Gedankens, jedoch beschränken sie die Erfindung nicht.
In den besonderen Ausführungsformen zeigen:
-
1 eine
Teilschnittansicht einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Projektionsvorrichtung unmittelbar vor der Endmontage;
-
2 eine
Frontalansicht der Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Projektionsvorrichtung aus 1 nach der
Endmontage;
-
3 eine
Teilschnittansicht eines in der erfindungsgemäßen
Projektionsvorrichtung verwendbaren Reflektors.
-
Unter
Bezugnahme auf 1 umfasst die Projektionsvorrichtung
in einem ersten Bespiel ein Sockelgehäuse 4. In
diesem Beispiel handelt es sich dabei um eine Lampenfassung, welche
Glühbirnen mit der Norm E14 oder E27 aufnehmen
kann. An das Sockelgehäuse ist über ein Gewinderohr 3,
entsprechend der Bohrung des Sockelgehäuses, eine Hohlkugel 2 aus
organischen Polymeren oder Metall befestigt. Die Hohlkugel dient
als dekoratives Element, d. h. sie verdeckt optisch das Sockelgehäuse.
Zum anderen erfüllt sie auch die Funktion einer Befestigungsstelle.
Die Größe der Hohlkugel ist so gewählt, dass
sie das Sockelgehäuse vollständig umschließt. Die
Maske 5 ist in diesem Beispiel ein rundes gestanztes Lochblech.
Sie ist zwischen der Lichtquelle 8 und dem Sockelgehäuse 4 eingebracht.
Die Lichtquelle 8 ist eine handelsübliche 40 Watt-Glühbirne mit
Kopfverspiegelung. Die lichtdurchlässige Scheibe 7 ist
eine farbige Acrylglas-Scheibe, welche mittels der zwei Schraubringe
als Abstandselemente 6 an der Hohlkugel 2 und
dem Sockelgehäuse 4 befestigt ist. Die Schraubringe 6 sind
dahingehend angepasst, dass sie auf das Sockelgehäuse 4 aufschraubbar sind.
Die Schraubringe 6 haben gleichzeitig die Funktion eines
Abstandshalters zwischen der lichtdurchlässigen Scheibe
und der Maske oder, im Falle der Verwendung von mehreren lichtdurchlässigen
Scheiben, zwischen den lichtdurchlässigen Scheiben 7.
An der Hohlkugel 2 ist ein Befestigungsrohr 1 fixiert.
Dieses stellt eine Befestigungsmöglichkeit dar und dient gleichzeitig
als Aufnahme einer elektrischen Verbindung als Stromzuführung
zu dem Sockelgehäuse 4.
-
In
der 2 wird die zusammengesetzte Projektionsvorrichtung
in Frontalansicht gezeigt. Hierbei wird das von der Lichtquelle 8 erzeugte
Licht zuerst durch zwei farbige, lichtdurchlässige Scheiben 7 gelenkt
und passiert daran anschließend die Maske 5. Als
Maske 5 wird hierbei ein Lochblech mit einem quadratischen
Muster und einem Durchmesser von 40 cm verwendet. Die schraffierten
Linien deuten den farbigen dreidimensionalen Projektionseffekt an.
Je nach Abstand zum Hintergrund, also der Wand, Fassade, Decke oder
dem Boden, ergeben sich unterschiedliche Projektionsflächen.
-
Bei
einem Abstand von 20 cm zwischen Projektionsvorrichtung und Hintergrund
wird eine Projektionsfläche von ca. 3 bis 4 m Durchmesser
erzeugt. Bei einem Abstand von 30 cm erhöht sich die Projektionsfläche
auf 4 bis 5 m. Bei einem Abstand von 40 cm erreicht die Projektionsfläche
einen Durchmesser von 5 bis 6 m. Je größer die
farbigen, lichtdurchlässigen Scheiben 7 gewählt
werden, desto breitflächiger ist der farbige Bereich der
Projektion.
-
In
der 3 wird ein Reflektor zur Verwendung in der erfindungsgemäßen
Projektionsvorrichtung in Teilschnittansicht gezeigt. Der Reflektor
besteht aus einer Metallhalbkugel als Reflektorfläche 9, einer
Verstellvorrichtung 10 (in diesem Beispiel mit Stellschraube,
einem Rundstab als Abstandshalter 11 und einem Schraubring
als Befestigung 12. Die Reflektorfläche 9 ist
in diesem Beispiel eine Metallhalbkugel mit einer Materialstärke
von 0,5 mm, welche innen und außen verchromt ist. Durch
die Verstellvorrichtung mit Stellschraube 10 kann der Abstand
zwischen der Lichtquelle 8 und der Reflektorfläche 9 verändert
werden. Der Abstandshalter 11 hat die Funktion eines Trägers,
welcher die Reflektorfläche mit der Befestigung 12 verbindet. Über
Befestigung 12 ist die Reflektorfläche 9,
der Abstandshalter 11, einschließlich der Verstellvorrichtung 10,
mit dem Sockelgehäuse 4 befestigt. In das Sockelgehäuse wird
die Lichtquelle, beispielsweise eine 25 Watt-Glühlampe
ohne Kopfverspiegelung oder eine 40 Watt-Glühlampe ohne
Kopfverspiegelung eingeschraubt und mit einer Spannungsquelle elektrisch verbunden.
-
- 1
- Befestigungsrohr
- 2
- Hohlkugel
- 3
- Gewinderohr
- 4
- Sockelgehäuse
- 5
- Maske
- 6
- Abstandselement
- 7
- Lichtdurchlässige
Scheibe
- 8
- Lichtquelle
- 9
- Reflektorfläche
- 10
- Verstellvorrichtung
- 11
- Abstandshalter
- 12
- Befestigung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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-
Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 20204206
U1 [0002]
- - DE 202008005472 U1 [0003]
- - DE 202008015080 U1 [0005]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - Norm E14 [0066]
- - E27 [0066]