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Einsatzbereich
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Diese Erfindung bezieht sich auf ein optisches Element für ein leuchtendes Anzeigegerät und auf ein mit dem genannten optischen Element ausgestattetes leuchtendes Anzeigegerät nach dem Oberbegriff der jeweiligen unabhängigen Patentansprüche.
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Das leuchtende Anzeigegerät und das optische Element, um die es sich handelt, fallen in den Industriesektor der Produktion von mit Leuchtquellen, insbesondere des Typs mit Leds, ausgestatteten leuchtenden Anzeigegeräten und Beleuchtungsgeräten.
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Das leuchtende Anzeigegerät, um das es sich handelt, ist dazu bestimmt, vorteilhafterweise in Außenumgebungen oder in Innenumgebungen eingesetzt zu werden, um aus der Ferne erkennbare Leuchtsignale auszusenden, um zum Beispiel Hinweise in Bezug auf das Vorhandensein von Hindernissen, auf Straßenabschnitte, Fluchtwege, usw. zu erteilen.
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Insbesondere ist das leuchtende Anzeigegerät dazu bestimmt, vorteilhafterweise dazu eingesetzt zu werden, Luftfahrzeuge auf das Vorhandensein von Strukturen großer Höhe hinzuweisen wie Schornsteine, Türme, Wolkenkratzer, Brücken, Strommasten, usw. Zum Beispiel wird das oben genannte leuchtende Anzeigegerät dazu eingesetzt, das Vorhandensein von insbesondere in Stadtgebieten gelegenen Türmen oder anderen Gebäuden anzuzeigen.
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Stand der Technik
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Der Einsatz von zum Beispiel auf Türmen, auf Schornsteinen oder Fabrikgebäuden und Industrieanlagen bzw. auf Brücken, Masten, usw. montierten leuchtenden Anzeigegeräten, um Fahrzeuge wie Flugzeuge und Hubschrauber auf in der Luft vorhandene Hindernisse hinzuweisen, ist bekannt.
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Insbesondere finden auf dem Markt immer mehr leuchtende Anzeigegeräte Verbreitung, die mit Leuchtquellen des Typs mit LEDs ausgestattet sind, da Letztere im Vergleich zu den meisten traditionellen Leuchtquellen (wie zum Beispiel Glühbirnen, Leuchtstoffröhren oder Entladungslampen) eine höhere Lichtausbeute ergeben.
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Genauer gesagt, umfasst ein Beispiel eines leuchtenden Anzeigegeräts bekannten Typs, das im Patent
EP2565519 beschrieben wird, einen Rohrkörper, der mit einer Außenfläche ausgestattet ist, auf der Reihen von LEDs montiert sind, von denen jede mit einer eigenen Lichtemissionsachse rechtwinklig zu der Außenfläche des Rohrkörpers ausgerichtet ist.
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Insbesondere wird jede LED aus einer aus Halbleitermaterial bestehenden Diode gebildet, die in ein abgerundetes Gehäuse aus Epoxidmaterial oder Kunststoff eingeschlossen und an der Oberfläche mit einer Phosphorschicht verkleidet ist.
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Außerdem umfasst das leuchtende Anzeigegerät mehrere Linsen, von denen jede auf der Außenfläche des Rohrkörpers vor der entsprechenden LED-Reihe angebracht ist und die Lichtemissionsachse Letzterer schneidet und in der Lage ist, das von diesen LEDs emittierte Licht in vorrangig entlang einer horizontalen optischen Achse ausgerichteten Strahlenbündeln zu konzentrieren.
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Genauer gesagt, umfasst jede Linse einen länglichen Körper aus Kunststoff wie z. B. PMMA und wird normalerweise in Formverfahren hergestellt.
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Der längliche Körper jeder Linse ist mit einer Eingangsfläche ausgestattet, über die die von den LEDs emittierten Strahlenbündel in die Linse eindringen, und mit einer Ausgangsfläche, über die die Strahlenbündel nach außen projiziert werden, nachdem sie durch optische Diffraktion das Innenvolumen der Linse überquert haben.
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Insbesondere ist die Eingangsfläche jeder Linse abhängig von den optischen Eigenschaften der mit ihr verbundenen LEDs wie der Lichtstärke, dem Lichtemissionswinkel, der Form des Epoxidgehäuses der LED, usw. geformt, um die Strahlenbündel der LEDs entsprechend den gewünschten Eigenschaften von Lichtstärke und Emissionswinkelweite in Übereinstimmung zu bringen.
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Ein erstes Problem des oben behandelten leuchtenden Anzeigegeräts bekannten Typs ist durch die Tatsache bedingt, dass die Technologie der auf LEDs basierenden Leuchtquellen sich schnell weiterentwickelt und so eine häufige Änderung der optischen Eigenschaften der LEDs mit sich bringt. Dies verlangt folglich auch eine Änderung der optischen Eigenschaften der Linsen und damit eine Neuauslegung und die Anfertigung neuer Formen der ganzen Linsen mit damit verbundenen signifikanten Produktionskosten.
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Insbesondere bringt die Herstellung der entsprechenden Formen durch die relativ großen Abmessungen jeder Linse besonders hohe Kosten mit sich.
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Ein weiteres Problem ist durch die Tatsache bedingt, dass der längliche Körper der Linse als voller Körper gefertigt ist und damit für seine Herstellung den Einsatz großer Materialmengen (mit den sich daraus ergebenden hohen Kosten) und während der Formverfahren die Verwendung besonders kostspieliger Ausrüstungen zum Einspritzen des geschmolzenen Werkstoffs in das Innere der Form auf angemessene Art und Weise mit sich bringt.
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Präsentation der Erfindung
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In dieser Situation liegt das wesentliche Ziel dieser Erfindung daher darin, den bei den Lösungen bekannten Typs aufgetretenen Problemen abzuhelfen, indem ein optisches Element für ein leuchtendes Anzeigegerät und ein leuchtendes Anzeigegerät zur Verfügung gestellt werden, die auf wirtschaftliche und modulare Weise an Leuchtquellen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften angepasst werden können.
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Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein optisches Element für ein leuchtendes Anzeigegerät und ein leuchtendes Anzeigegerät zur Verfügung zu stellen, die einfacher Bauart und kostengünstig herzustellen sind.
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Ein weiteres Ziel dieser Erfindung ist es, ein optisches Element für ein leuchtendes Anzeigegerät und ein leuchtendes Anzeigegerät zur Verfügung zu stellen, die in der Lage sind, eine verbesserte Lichtausbeute zu ergeben.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Die technischen Charakteristika dieser Erfindung sind nach den oben ausgeführten Zielen klar aus dem Inhalt der unten aufgeführten Patentansprüche erkennbar und die Vorteile derselben werden aus der detaillierten Beschreibung im Anschluss noch deutlicher hervorgehen, die unter Bezugnahme auf die Zeichnungen in der Anlage erfolgt, die nur ein nicht einschränkendes Beispiel einiger Ausführungsformen darstellen, bei dem:
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1 eine perspektivische Ansicht des mit dem betreffenden optischen Element ausgestatteten leuchtenden Anzeigegeräts in Einklang mit einer ersten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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2 eine frontale perspektivische Ansicht des in 1 dargestellten optischen Elements des leuchtenden Anzeigegeräts zeigt;
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3 eine rückseitige perspektivische Ansicht des in 2 dargestellten optischen Elements zeigt;
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4 eine axonometrische frontale Ansicht des in 2 dargestellten optischen Elements zeigt;
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5 eine erste Querschnittsansicht des in 4 dargestellten optischen Elements nach dem Verlauf V-V der 4 zeigt;
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6 eine zweite Querschnittsansicht des in 4 dargestellten optischen Elements nach dem Verlauf VI-VI der 4 zeigt;
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7 eine perspektivische Ansicht des mit dem betreffenden optischen Element ausgestatteten leuchtenden Anzeigegeräts in Einklang mit einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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8 eine erste Querschnittsansicht des in 7 dargestellten optischen Elements des leuchtenden Anzeigegeräts zeigt;
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9 eine perspektivische Ansicht des betreffenden optischen Elements in Einklang mit einer dritten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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10 eine perspektivische Ansicht des betreffenden optischen Elements in Einklang mit einer vierten Ausführungsform dieser Erfindung zeigt;
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11 eine axonometrische frontale Ansicht des in 10 dargestellten optischen Elements zeigt;
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12 eine Querschnittsansicht des in 11 dargestellten optischen Elements nach dem Verlauf XII-XI der 11 zeigt.
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Detaillierte Beschreibung eines Beispiels der bevorzugten Auslegung
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Das leuchtende Anzeigegerät 1, um das es sich handelt, ist dazu bestimmt, vorteilhafterweise in Außenumgebungen oder in Innenumgebungen eingesetzt zu werden, um aus der Ferne erkennbare Leuchtsignale auszusenden, um zum Beispiel Hinweise in Bezug auf das Vorhandensein von Hindernissen, auf Straßenabschnitte, Fluchtwege, usw. zu erteilen.
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Insbesondere ist das leuchtende Anzeigegerät 1 zum Beispiel mit Bezug auf die in 1 dargestellte Ausführungsform dazu bestimmt, auf hohen Gebäuden (wie zum Beispiel Wolkenkratzern, Türmen, usw.) bzw. auf hohen Strukturen (wie zum Beispiel Brücken, Masten, Schornsteinen, usw.) montiert zu werden, um Fahrzeuge wie Flugzeuge und Hubschrauber auf das Vorhandensein von Hindernissen in der Luft hinzuweisen.
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Andererseits ist das leuchtende Anzeigegerät 1 insbesondere mit Bezug auf die in den 7, 8 und 9 dargestellten Ausführungsformen dazu bestimmt, zum Beispiel entlang eines Flurs eines Gebäudes, entlang eines Straßentunnels, entlang den Rändern einer Straße, usw. montiert zu werden, um den Personen den zu folgenden Weg anzuzeigen.
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Nach dieser Erfindung umfasst das leuchtende Anzeigegerät 1 einen Trägerkörper 2 und mindestens eine an diesem Trägerkörper 2 befestigte Lichtquelle 3, die mit einer Emissionsachse X ausgestattet ist, im Verhältnis zu der die Lichtquelle in der Lage ist, innerhalb eines bestimmten Emissionswinkels α Strahlenbündel zu emittieren, der vorzugsweise zu dieser Emissionsachse X symmetrisch ist.
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Insbesondere ist der Trägerkörper 2 mit einer vorzugsweise ebenen Trägerfläche 4 ausgestattet, auf der die Lichtquelle 3 montiert ist, die vorteilhafterweise mit der Emissionsachse X im Wesentlichen rechtwinklig zu der oben genannten Trägerfläche 4 angeordnet ist.
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Vorteilhafterweise umfasst die Lichtquelle 3 mindestens eine LED und weist vorzugsweise einen konischen Emissionswinkel α zwischen vorzugsweise ca. 60° und 180° auf (zum Beispiel von ca. 120°) und verläuft im Verhältnis zur Emissionsachse X der Lichtquelle 3 symmetrisch.
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Vorteilhafterweise umfasst der Trägerkörper 2 des leuchtenden Anzeigegeräts 1 mindestens eine auf der Trägerfläche 4 angeordnete Trägerplatte 5, auf der die Lichtquellen 3 befestigt sind.
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Vorzugsweise wird jede Trägerplatte 5 mit einer Leiterplatte erzielt, die geeignet ist, die auf dieser Trägerplatte 5 montierten Lichtquellen 3 zu versorgen.
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Vorteilhafterweise ist jede Leiterplatte vorzugsweise mit einem oder mehreren elektrischen Anschlusskabeln an ein elektronisches Steuergerät (nicht abgebildet) des leuchtenden Anzeigegeräts 1 angeschlossen, das geeignet ist, die Funktionsweise der Lichtquellen 3 vorzugsweise im Einklang mit programmierten Betriebsbedingungen zu steuern.
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Das Steuergerät ist vorteilhafterweise an eine elektrische Energiequelle (nicht abgebildet) angeschlossen, von der es den elektrischen Strom zur Versorgung der Lichtquellen 3 des leuchtenden Anzeigegeräts 1 erhält.
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Vorteilhafterweise umfasst jede Leiterplatte eine gedruckte Schaltung, insbesondere des Typs Metalcore, auf der vorzugsweise Metallbahnen (nicht abgebildet) angebracht sind, die geeignet sind, die LEDs der auf der Leiterplatte montierten Lichtquellen 3 mit elektrischen Anschlusskabeln zu verbinden, um die Versorgung der LEDs zu gestatten. Das leuchtende Anzeigegerät umfasst mindestens ein an den Trägerkörper 2 angeschossenes und die Emissionsachse X der Lichtquelle 3 schneidend angeordnetes optisches Element 6, das mit einer Projektionsachse Y ausgestattet ist, um die (von der Lichtquelle 3 emittierten) Strahlenbündel vorrangig entlang dieser Projektionsachse Y ausgerichtet zu projizieren.
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Vorteilhafterweise umfasst das leuchtende Anzeigegerät 1 mit Bezug auf die in den Figuren in der Anlage dargestellten Ausführungsformen eine oder mehrere erste Reihen 7 von Lichtquellen 6. Insbesondere sind die Lichtquellen 3 jeder ersten Reihe 7 zueinander im Wesentlichen entlang einer Fluchtungsrichtung Z gefluchtet, die vorzugsweise parallel zur Trägerfläche 4 des Trägerkörpers 2 verläuft und sind jeweils mit einer vorzugsweise zur Trägerfläche 4 rechtwinkligen eigenen Emissionsachse X ausgestattet. Insbesondere ist jede erste Reihe 7 von Lichtquellen 3 auf der entsprechenden Trägerplatte 5 montiert.
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In Einklang mit einer in 1 dargestellten ersten Ausführungsform weist der Trägerkörper 2 eine im Wesentlichen rohrähnliche Form auf (vorzugsweise mit rechteckigem Querschnitt) und auf seiner Trägerfläche 4 sind eine Vielzahl der oben genannten Lichtquellen 3 und eine Vielzahl der entsprechenden optischen Elemente 6 montiert.
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Insbesondere verläuft der vorzugsweise aus Metallwerkstoff (zum Beispiel Aluminium) hergestellte Trägerkörper 2 längs mit vorzugsweise vertikaler Achse zwischen seinem oberen und seinem unteren Rand, zwischen denen die oben genannte Trägerfläche 4 verläuft, und ist mit einem inneren Kanal ausgestattet, der zwischen dem oben genannten oberen und unteren Rand verläuft. Vorzugsweise umfasst das leuchtende Anzeigegerät 1 einen oberen ringförmigen Flansch 8 und einen unteren ringförmigen Flansch 9, die jeweils an dem oberen Rand und an dem unteren Rand des Trägerkörpers 2 insbesondere mit Rückhalteschrauben befestigt und jeweils mit einer entsprechenden mittleren Öffnung ausgestattet sind, die mit dem inneren Kanal des Trägerkörpers 2 gefluchtet ist.
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Vorzugsweise umfasst das leuchtende Anzeigegerät 1 außerdem eine zylindrische Platte 10 aus lichtdurchlässigem Material, die um die Trägerfläche 4 des Trägerkörpers 2 zum Schutz der Lichtquellen 3 und der optischen Elemente 6 angeordnet und oben und unten jeweils von dem oberen 8 und unteren 9 ringförmigen Flansch des leuchtenden Anzeigegeräts 1 geschlossen wird.
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Vorteilhafterweise umfasst die Trägerfläche 4 des Trägerkörpers 2 des leuchtenden Anzeigegeräts 1 mehrere nebeneinanderliegende flache Seiten, auf denen jeweils vorzugsweise eine oder mehrere erste Reihen 7 der Lichtquellen 3 positioniert sind.
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In Einklang mit der in 1 dargestellten Ausführungsform umfasst das leuchtende Anzeigegerät 1 auf jeder flachen Seite der Trägerfläche 4 des Trägerkörpers 2 angeordnete und insbesondere auf entsprechenden Trägerplatten 5 montierte mehrere erste Reihen 7 von Lichtquellen 3. Natürlich kann das leuchtende Anzeigegerät 1, ohne damit den Rahmen des Schutzes dieser Erfindung zu verlassen, auch nur eine auf jeder flachen Seite positionierte erste Reihe 7 von Lichtquellen 3 bzw. eine oder mehrere auf einer oder einigen der flachen Seiten positionierte erste Reihen 7 von Lichtquellen 3 umfassen.
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In Einklang mit einer in den 7–9 dargestellten zweiten und dritten Ausführungsform ist die Trägerfläche 4 des Trägerkörpers 2 mit einer einzigen, vorzugsweise flachen, Seite ausgestattet, auf der eine oder mehrere erste Reihen 7 von Lichtquellen 3 mit den entsprechenden optischen Elementen 6 angeordnet sind.
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In Einklang mit der ersten und der vierten in den 1–6 und 10–12 dargestellten Ausführungsform ist die Projektionsachse Y des optischen Elements 6 im Wesentlichen parallel zur Emissionsachse X der entsprechenden Lichtquelle 3, so dass die Strahlenbündel vorrangig entlang der Emissionsachse X der Lichtquelle 3 projiziert werden.
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In Einklang mit der zweiten und dritten in den 7–9 dargestellten Ausführungsform ist die Projektionsachse Y des optischen Elements 6 im Verhältnis zur Emissionsachse X der entsprechenden Lichtquelle geneigt, zum Beispiel um einen Neigungswinkel β zwischen im Wesentlichen 90° und 150°, so dass die Strahlenbündel vorrangig entlang einer anderen Richtung als der der Emissionsachse X der Lichtquelle 3 projiziert werden.
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Vorzugsweise hat jedes optische Element 6 eine im Wesentlichen längliche Form und ist vor den Lichtquellen 3 einer entsprechenden oben genannten ersten Reihe 7 die Emissionsachsen X dieser Lichtquellen 3 schneidend positioniert.
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Das optische Element 6 umfasst einen Reflektionskörper 11, der mit einer Rückseite 12, auf der die Lichtquelle 3 positioniert ist, und mit einer Vorderseite 13, ausgestattet ist, die die Projektionsachse Y schneidend angeordnet ist und über die die Strahlenbündel nach außen projiziert werden.
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Der Reflektionskörper 11 des optischen Elements 6 ist außerdem mit einer Innenfläche 14 ausgestattet, die zwischen der Rückseite 12 und der Vorderseite 13 verläuft und geeignet ist, die von den entsprechenden Lichtquellen 3 emittierten Strahlenbündel zur Vorderseite 13 zu reflektieren, um diese Strahlenbündel entlang der oben genannten Projektionsachse Y, insbesondere mit einem bestimmten Projektionswinkel nach außen zu projizieren.
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Außerdem umfasst das optische Element 6 einen die Emissionsachse X der Lichtquelle 3 schneidend angeordneten linsenförmigen Körper 15, um die von dieser Lichtquelle 3 emittierten Strahlenbündel insbesondere im Verhältnis zu einer Kollimationsachse K vorzugsweise im Wesentlichen parallel zur Emissionsachse X der Lichtquelle 3 zu konvergieren. Insbesondere wird unter im Wesentlichen parallel verstanden, dass die Kollimationsachse K mit der Emissionsachse X einen Winkel von höchstens 5° bildet.
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Der linsenförmige Körper 15 des optischen Elements 6 wird vom Reflektionskörper 11 getrennt realisiert. Zum Beispiel werden der Reflektionskörper 11 und der linsenförmige Körper 15 durch Formverfahren mit Hilfe von zwei unterschiedlichen Formen hergestellt.
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Der Reflektionskörper 11 ist mit mindestens einem ersten Verbindungsabschnitt 16 ausgestattet und der linsenförmige Körper 15 ist mit mindestens einem zweiten, an dem ersten Verbindungsabschnitt 16 des Reflektionskörpers 11 befestigten Verbindungsabschnitt 17 ausgestattet, so dass insbesondere die beiden Körper 11, 15 steif miteinander verbunden sind.
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Vorzugsweise ist der erste Verbindungsabschnitt 16 des Reflektionskörpers 11 an dem zweiten Verbindungsabschnitt 17 des linsenförmigen Körpers 15 verschweißt, insbesondere mittels Ultraschallschweißung.
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In Einklang mit einer weiteren nicht abgebildeten Ausführungsform ist der erste Verbindungsabschnitt 16 des Reflektionskörpers 11 an dem zweiten Verbindungsabschnitt 17 des linsenförmigen Körpers 15 durch mechanische Verbindung, zum Beispiel mit Hilfe von einer oder mehreren Befestigungsschrauben, angebracht.
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Vorteilhafterweise hat das optische Element 6 des leuchtenden Anzeigegeräts 1, wie bereits zuvor erwähnt, längliche Form und verläuft entlang einer im Wesentlichen zur Fluchtungsrichtung Z der entsprechenden ersten Reihe 7 der Leuchtquellen 3 parallelen Verlaufsrichtung W.
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Genauer gesagt hat der Reflektionskörper 11 des optischen Elements 6 eine längliche Form und verläuft zwischen zwei ersten Enden 18 entlang der Verlaufsrichtung W und ist mit zwei ersten Verbindungsabschnitten 16 ausgestattet, von denen jeder auf dem entsprechenden ersten Ende 18 angeordnet ist. Außerdem hat auch der linsenförmige Körper 15 eine längliche Form und verläuft zwischen zwei zweiten Enden 19 entlang der gleichen Verlaufsrichtung W und ist mit zwei zweiten Verbindungsabschnitten 17 ausgestattet, von denen jeder auf dem entsprechenden zweiten Ende 19 angeordnet und an dem entsprechenden ersten Verbindungsabschnitt 16 des Reflektionskörpers 11 angebracht ist.
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Insbesondere verläuft jeder zweite Verbindungsabschnitt 17 des linsenförmigen Körpers 15 von dem zweiten Ende 19 vorspringend entlang der Verlaufsrichtung W.
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Vorteilhafterweise befindet sich der zweite Verbindungsabschnitt 17 des linsenförmigen Körpers 15 in einer formschlüssigen Verbindung mit dem entsprechenden ersten Verbindungsabschnitt 16 des Reflektionskörpers 11.
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Insbesondere ist der erste Verbindungsabschnitt 16 mit Bezug auf 5 mit einem Verbindungssitz 20 und der zweite Verbindungsabschnitt 17 ist mit einem im Vergleich zum Verbindungssitz 20 ein Gegenprofil bildenden Verbindungszusatzstück 21 ausgestattet, das mindestens teilweise in den Verbindungssitz eingesetzt ist.
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Vorteilhafterweise weist der Reflektionskörper 11 eine konkave Form auf, in deren Innerem der linsenförmige Körper 15 untergebracht ist.
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Insbesondere begrenzt die Innenfläche 14 des Reflektionskörpers 11 einen inneren Hohlraum 22, in dem der linsenförmige Körper 15 angeordnet ist.
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Vorteilhafterweise verläuft die Innenfläche 14 des Reflektionskörpers 11 im Wesentlichen auf 360° um die Projektionsachse Y des Reflektionskörpers 11.
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Insbesondere umfasst der Reflektionskörper 11 zwei Längswände 23, die entlang der Verlaufsrichtung W zwischen den beiden ersten Enden 18 des Reflektionskörpers 11 verlaufen und zwei erste Seiten 14' der Innenfläche 14 des Reflektionskörpers 11 definieren, die einander gegenüberliegend angeordnet sind. Außerdem umfasst der Reflektionskörper 11 vorzugsweise zwei als Abschluss der ersten Enden 18 des Letzteren angeordnete Querwände 24, die insbesondere rechtwinklig zur Verlaufsrichtung W angeordnet sind und zwei zweite Seiten 14'' der Innenfläche 14 des Reflektionskörpers 11 definieren, die einander gegenüberliegend angeordnet sind.
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Insbesondere verlaufen die beiden ersten Seiten 14' der Innenfläche 14 sich voreinander entfernend von der Rückseite 12 zur Vorderseite 13 des Reflektionskörpers 11.
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Vorteilhafterweise weist mindestens eine der ersten Seiten 14' der Innenfläche 14 des Reflektionskörpers 11 ein konkaves Profil mit zur Vorderseite 13 des Reflektionskörpers 11 gerichteter Konkavität auf.
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Insbesondere weisen mit Bezug auf die erste und die vierte in den 1–6 und 10–12 dargestellte Ausführungsform beide erste Seiten 14' der Innenfläche 14 eine konkave Form auf und verlaufen zueinander im Verhältnis zur Projektionsachse Y des optischen Elements 6 symmetrisch.
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In Einklang mit einer zweiten und dritten in den 7–9 dargestellten Ausführungsform weist eine der ersten Seiten 14' eine konkave Form mit zu den Lichtquellen 3 und zur Vorderseite 13 gerichteter Konkavität auf, um die von den Lichtquellen 3 kommenden Strahlenbündel zur Letzteren zu richten, und die andere der ersten Seiten 14' weist eine im Wesentlichen flache und zur Projektionsachse Y des optischen Elements 6 parallele Form auf.
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Vorteilhafterweise ist jeder erste Verbindungsabschnitt 16 des Reflektionskörpers 11 auf der entsprechenden Querwand 24 des Letzteren angeordnet und insbesondere auf der von dieser Querwand 24 definierten zweiten Seite 14''.
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Vorteilhafterweise sind die Leuchtquellen 3 auf der Rückseite 12 des Reflektionskörpers 11 angeordnet, wobei ihre Emissionsachse X insbesondere im Wesentlichen rechtwinklig zu dieser Rückseite 12 angeordnet ist.
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Vorzugsweise ist die Rückseite 12 des Reflektionskörpers 11 mit einem ersten Rand 25 ausgestattet, der eine rückseitige Öffnung 26 begrenzt, zu der die Lichtquelle 3 zeigt, um die Strahlenbündel in das Innere des inneren Hohlraums 22 des Reflektionskörpers 11 zu emittieren.
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Insbesondere ist die Lichtquelle 3 in der rückseitigen Öffnung 26 des Reflektionskörpers 11 positioniert, da sie mindestens teilweise in den inneren Hohlraum 22 des Reflektionskörpers 11 eingesetzt ist.
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Vorteilhafterweise ist der linsenförmige Körper 15 auf der Rückseite 12 des Reflektionskörpers 11 vor den entsprechenden Lichtquellen 3 angeordnet und insbesondere zwischen Letzteren und der Vorderseite 13 des Reflektionskörpers 11.
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Vorzugsweise verläuft der erste Verbindungsabschnitt 16 des Reflektionskörpers 11 von der Rückseite 12 des Reflektionskörpers 11 zum Inneren des inneren Hohlraums 22 des Letzteren, so dass der linsenförmige Körper 15 im inneren Hohlraum 22 vor den Leuchtquellen 3 abgestützt wird.
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Insbesondere verläuft in Bezug auf die in den Figuren in der Anlage dargestellten Ausführungsformen der erste Verbindungsabschnitt 16 des Reflektionskörpers 11 von der Rückseite 12 des Reflektionskörpers 11 im Inneren des inneren Hohlraums 22 vorstehend. Vorzugsweise ist der erste Verbindungsabschnitt 16 mit Bezug auf 5 mit zwei vom ersten Rand 25 der rückseitigen Öffnung 26 des Reflektionskörpers 11 vorstehenden Beinen 27 ausgestattet, die einen in einem Stück befestigten Basisabschnitt 28 tragen, auf dem der zweite Verbindungsabschnitt 17 des linsenförmigen Körpers 15 befestigt ist. Insbesondere befindet sich auf diesem Basisabschnitt 28 der Verbindungssitz 20, in den das Verbindungszusatzstück 21 des zweiten Verbindungsabschnitts 17 des linsenförmigen Körpers 15 eingesetzt ist.
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Vorzugsweise ist jeder linsenförmige Körper 15 mit Bezug auf 6 mit einer Eingangsfläche 29 ausgestattet, die die Emissionsachse X der Lichtquelle 3 schneidend angeordnet und zu Letzterer gerichtet ist. Über diese Eingangsfläche 29 erhält der linsenförmige Körper 15 im Eingang die von den Lichtquellen 3 emittierten Strahlenbündel.
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Außerdem ist der linsenförmige Körper 15 vorzugsweise mit einer in die Gegenrichtung der oben genannten Eingangsfläche 29 gerichteten Ausgangsfläche 30 ausgestattet, über die der linsenförmige Körper 15 die Strahlenbündel entlang der Kollimationsachse K gefluchtet projiziert.
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Insbesondere weisen die Eingangsfläche 29 und vorzugsweise die Ausgangsfläche 30 eine konvexe Form mit entsprechend abgerundetem Profil auf.
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Vorteilhafterweise unterspannt die Eingangsfläche 29 des linsenförmigen Körpers 15 mit Bezug auf die 5 und 7 einen ersten mittleren Winkelsektor γ1 des Emissionswinkels α der Lichtquelle 3, der insbesondere im Verhältnis zur Emissionsachse X symmetrisch verläuft und vorzugsweise eine Weite zwischen 30° und 90° aufweist. Auf diese Weise schneidet die Eingangsfläche 29 des linsenförmigen Körpers 15 einen ersten Teil der von der Lichtquelle 3 emittierten und im Inneren des oben genannten ersten Winkelsektors γ1 des Emissionswinkels α verlaufenden Strahlenbündel. Dieser erste Teil Strahlenbündel tritt daher in das Innere des linsenförmigen Körpers 15 ein, der über die Ausgangsfläche 30 entsprechend gefluchtete, vorrangig entlang der Kollimationsachse K verlaufende Strahlenbündel projiziert.
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Die Eingangsfläche 29 des linsenförmigen Körpers 15 begrenzt mit der Innenfläche 14 des Reflektionskörpers 11 mindestens einen Durchgang 31, der über mindestens einen zweiten seitlichen Winkelsektor γ2 des Emissionswinkels α der Lichtquelle 3 verläuft und insbesondere zwischen dem ersten Winkelsektor γ1 und der Innenfläche 14.
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Dieser Durchgang 31 ist geeignet, von einem zweiten Teil der von der Lichtquelle 3 emittierten Strahlenbündel überquert zu werden, die im Inneren des oben genannten zweiten Winkelsektors γ2 verlaufen und dazu bestimmt sind, direkt die Innenfläche 14 des Reflektionskörpers 11 zu schneiden, ohne den linsenförmigen Körper 15 zu überqueren. Dieser zweite Teil Strahlenbündel wird von der Innenfläche 14 des Reflektionskörpers 11 zur Oberseite 13 des Letzteren reflektiert, um außerhalb des inneren Hohlraums 22 projiziert zu werden und sich vorrangig entlang der Projektionsachse Y des optischen Elements 6 auszudehnen.
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In Einklang mit der in den 1–6 und 10–12 dargestellten ersten und vierten Ausführungsform, bei der die Kollimationsachse K des linsenförmigen Körpers 15 im Wesentlichen zur Projektionsachse Y des optischen Elements 6 parallel ist, verlaufen die aus der Ausgangsfläche 30 des linsenförmigen Körpers 15 austretenden gefluchteten Strahlenbündel zur Vorderseite 13 des Reflektionskörpers 11 und treten über diese Vorderseite 13 aus und verlaufen vorrangig entlang der Projektionsachse Y des optischen Elements 6.
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In Einklang mit der in den 7–9 dargestellten zweiten und dritten Ausführungsform, bei der die Kollimationsachse K des linsenförmigen Körpers 15 im Verhältnis zur Projektionsachse Y des optischen Elements 6 geneigt ist, schneidet mindestens ein Teil der aus der Ausgangsfläche 30 des linsenförmigen Körpers 15 austretenden gefluchteten Strahlenbündel die Innenseite 14 des Reflektionskörpers 11 und wird zur Vorderseite 13 Letzterer reflektiert, um außerhalb des inneren Hohlraums 22 projiziert zu werden und verläuft vorrangig entlang der Projektionsachse Y des optischen Elements 6.
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Vorzugsweise begrenzt die Oberfläche 29 des linsenförmigen Körpers 15 mit Bezug auf die in den Figuren in der Anlage dargestellten Ausführungsformen mit der Innenfläche 14 des Reflektionskörpers 11 zwei oben genannten Durchgänge 31, die in zwei entsprechenden zweiten Winkelsektoren γ2 verlaufen, die auf den beiden gegenüberliegenden Seiten des ersten Winkelsektors γ1 angeordnet sind.
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Vorteilhafterweise weist der zweite Winkelsektor γ2 eine Weite zwischen ca. 20° und 60° auf und ergibt sich insbesondere aus der Differenz zwischen der Weite des Emissionswinkels α der Lichtquelle 3 und der Weite des ersten Winkelsektors γ1 und entspricht in Einklang mit den in den Figuren in der Anlage dargestellten Ausführungsbeispielen (mit zwei zweiten Winkelsektoren γ2) der Hälfte der oben genannten Differenz.
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Vorteilhafterweise ist der linsenförmige Körper 15 mit Bezug auf die in den 1–9 dargestellten Ausführungsformen mit einer zweiten Reihe 32 an entlang der Verlaufsrichtung W des optischen Elements 6 ausgerichteten Linsen 33 ausgestattet, wobei jede der Linsen 33 die Emissionsachse X der entsprechenden Lichtquelle 3 der ersten dem optischen Element 6 zugeordneten Reihe 7 von Leuchtquellen 3 schneidend angeordnet ist.
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Insbesondere ist jede Linse 33 mit einer Eingangsseite mit vorzugsweise konvexer Form ausgestattet, die einen entsprechenden ersten Abschnitt der Eingangsfläche 29 des linsenförmigen Körpers 15 definiert und mit einer Ausgangsseite mit vorzugsweise konvexer Form, die einen entsprechenden zweiten Abschnitt der Ausgangsfläche 30 des linsenförmigen Körpers 15 definiert.
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Vorzugsweise ist jede Linse 33 mit einer zur Kollimationsachse K des linsenförmigen Körpers 15 parallelen und im Wesentlichen mit der Emissionsachse X der entsprechenden Lichtquelle 3 gefluchteten eigenen optischen Achse ausgestattet.
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Vorteilhafterweise haben die Eingangsfläche und vorzugsweise die Ausgangsfläche jeder Linse 33 konvexe Form und verlaufen im Verhältnis zur entsprechenden optischen Achse symmetrisch.
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Im Einklang mit der in den 10–12 dargestellten vierten Ausführungsform des optischen Elements 6 ist der linsenförmige Körper 15 mit einer länglichen Linse 40 ausgestattet, die längs entlang der Verlaufsrichtung W vorzugsweise auf der gesamten Länge des linsenförmigen Körpers 15 zwischen den beiden Enden 19 des Letzteren verläuft.
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Die längliche Linse 40 ist die Emissionsachsen X der Leuchtquellen 3 der ersten Reihe 7 der dem optischen Element 6 zugeordneten Leuchtquellen 3 schneidend angeordnet.
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Vorzugsweise ist die längliche Linse 40 mit einer zur Kollimationsachse K des linsenförmigen Körpers 15 parallelen eigenen optischen Achse ausgestattet.
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Insbesondere ist die längliche Linse 40 mit einer Eingangsseite mit vorzugsweise flacher Form ausgestattet, die die Eingangsfläche 29 des linsenförmigen Körpers 15 definiert, und mit einer Ausgangsseite mit vorzugsweise konvexer Form, die die Ausgangsfläche 30 des linsenförmigen Körpers 15 definiert.
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Der mit der länglichen Linse 40 ausgestattete, im Beispiel der 10–12 dargestellte, linsenförmige Körper 15 weist die Kollimationsachse K im Wesentlichen parallel zur Projektionsachse Y des optischen Elements 6 auf. Natürlich ist die längliche Linse 40 auch auf Ausführungsformen anwendbar, deren Kollimationsachse K im Verhältnis zur Projektionsachse Y des optischen Elements 6 geneigt ist, wie zum Beispiel in der optischen Konfiguration der Beispiele der 7–9.
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Vorteilhafterweise ist der linsenförmige Körper 15 aus im Wesentlichen durchsichtigem Kunststoff hergestellt, insbesondere PMMA oder Polycarbonat, und wird vorzugsweise durch Formverfahren erzielt.
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Vorteilhafterweise ist der Reflektionskörper 11 aus Kunststoff hergestellt, insbesondere durch Formverfahren, und ist vorzugsweise mit einer metallisierten Schicht als Verkleidung der Innenfläche 14 des Reflektionskörpers 11 ausgestattet.
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In Einklang mit einer anderen Ausführungsform wird der Reflektionskörper 11 vollkommen aus Metallwerkstoff hergestellt, zum Beispiel aus Aluminium, insbesondere im Formverfahren.
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Vorzugsweise ist der Reflektionskörper 11 mit einer Außenfläche 34 ausgestattet, die zwischen der Rückseite 12 und der Vorderseite 13 des Reflektionskörper 11 verläuft und in Gegenrichtung der Innenfläche 14 des Reflektionskörpers 11 gerichtet ist.
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Vorteilhafterweise umfasst der Reflektionskörper 11 eine oder mehrere Verstärkungsrippen 35 vorzugsweise auf den Längswänden 23 des Reflektionskörpers 11, die insbesondere von der Außenfläche 34 des Letzteren vorstehend verlaufen.
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Vorteilhafterweise ist der Reflektionskörper 11 des optischen Elements 6 an der entsprechenden Trägerplatte 5 des Trägerkörpers 2 befestigt. Vorzugsweise ist der Reflektionskörper 11 mit seiner Rückseite 12 auf die Trägerplatte 5 gestützt angeordnet, so dass insbesondere die Trägerplatte 5 die rückseitige Öffnung 26 des Reflektionskörpers 11 schließt.
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Vorteilhafterweise ist der Reflektionskörper 11 mit von der Rückseite 12 vorstehenden und in entsprechende Öffnungen auf der Trägerplatte 5 eingesetzten Verbindungsstiften 36 ausgestattet, um das optische Element 6 mit seiner Verlaufsrichtung W parallel zur Fluchtungsrichtung Z der entsprechenden ersten Reihe 7 von Lichtquellen 3 zu positionieren.
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Vorzugsweise ist die Vorderseite 13 des Reflektionskörpers 11 in Einklang mit der in den 1–8 dargestellten ersten und zweiten Ausführungsform mit einem zweiten Rand 37 ausgestattet, der eine mit dem inneren Hohlraum 22 des Reflektionskörpers 11 verbundene vordere Öffnung 38 definiert.
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Dagegen ist die Vorderseite 13 des Reflektionskörpers 11 in Einklang mit einer in 9 dargestellten dritten Ausführungsform von einer Profilplatte 39 aus durchsichtigem Material verschlossen.
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Die so konzipierte Erfindung erreicht daher die gesetzten Ziele.
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Insbesondere gestattet die Realisierung des optischen Elements 6 in den beiden getrennten und miteinander steif verbundenen Körpern (Reflektionskörper 11 und linsenförmiger Körper 15) das Erzielen einer beachtlichen Modularität des Einsatzes im Vergleich zu Lichtquellen 3, insbesondere des Typs mit LEDs, die andere optische Eigenschaften aufweisen. Zum Beispiel kann das optische Element 6 an neue und andere LED-Typen angepasst werden, indem nur der linsenförmige Körper 15 geändert wird und der Reflektionskörper 11 unverändert bleibt, so dass nur die zweite Form geändert werden muss (deren Abmessungen weitaus geringer sind als die der ersten zur Herstellung des Reflektionskörpers 11), woraus sich geringere Planungs- und Herstellungskosten ergeben.
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Außerdem gestattet die Auslegung des hohlen Reflektionskörpers 11 die Herstellung des optischen Elements 6 mit einer geringeren Materialmenge.
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Darüber hinaus bringt die Auslegung der ersten und zweiten Verbindungsabschnitte 16, 17 mit Bezug auf die ersten Enden 18 des Reflektionskörpers 11 und die zweiten Enden 19 des linsenförmigen Körpers 15 eine einfache und wirtschaftliche Verbindungskonfiguration zwischen dem Reflektionskörper 11 und dem linsenförmigen Körper 15 mit sich und insbesondere ohne optische Behinderung der Projektion der Lichtstrahlen von Seiten des optischen Elements 6.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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