AT524205A4

AT524205A4 - Spiegelvorrichtung

Info

Publication number: AT524205A4
Application number: ATA50003/2021A
Authority: AT
Inventors: Lenhardt Jakob
Original assignee: Lenhardt Jakob
Priority date: 2021-01-07
Filing date: 2021-01-07
Publication date: 2022-04-15
Also published as: AT524205B1

Abstract

Spiegelvorrichtung mit einem Spiegel mit einer ebenen Spiegelfläche, die sich in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, erstreckt; einer Sammellinse, die in einer dritten Richtung, die senkrecht sowohl zu der ersten Richtung als auch zu der zweiten Richtung ist, von dem Spiegel beabstandet ist; wobei die Sammellinse keine Brechkraft in der ersten Richtung hat; die Sammellinse in jeder Ebene, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, ein Bündel von parallelen Lichtstrahlen, die in der dritten Richtung propagieren, auf einen jeweiligen Brennpunkt kondensiert, wobei das Bündel von der von dem Spiegel abgewandten Seite auf die Sammellinse einfällt; sich der jeweilige Brennpunkt auf der Spiegelfläche oder auf der von der Sammellinse abgewandten Seite der Spiegelfläche befindet.

Description

Die vorliegende Erfindung behandelt eine Spiegelvorrichtung.

Stand der Technik

Wenn sich ein Nutzer in einem gewöhnlichen Spiegel betrachtet, ist sein Spiegelbild seitenverkehrt. Das heißt, wenn der Nutzer die rechte Hand hebt, so hebt sein Spiegelbild die linke Hand. In manchen Situationen kann es gewünscht sein, dass das Spiegelbild die gleichen Bewegungen wie der Nutzer ausführt und das Spiegelbild auch genauso aussieht wie der Nutzer. Das heißt, in solchen Situationen soll das Spiegelbild die linke Hand heben, wenn der Nutzer die linke Hand hebt.

Um dieses Problem zu lösen, ist ein dihedraler Spiegel bekannt, bei dem zwei ebene Spiegel senkrecht zueinander angeordnet sind, und das seitenkorrekte Spiegelbild durch Reflexionen an den beiden Spiegelflächen erzeugt wird. Ein Nachteil des dihedralen Spiegels ist jedoch die Kante im rechten Winkel. Außerdem können mehrere Spiegelbilder entstehen, wenn man nicht optimal in den dihedralen Spiegel blickt.

Die vorliegende Erfindung löst dieses Problem.

Kurze Beschreibung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung stellt eine Spiegelvorrichtung bereit. Insbesondere wird eine Spiegelvorrichtung bereitgestellt mit einem Spiegel mit einer ebenen Spiegelfläche, die sich in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, erstreckt; und einer Sammellinse, die in einer dritten Richtung, die senkrecht sowohl zu der ersten Richtung als auch zu der zweiten Richtung ist, von dem Spiegel beabstandet ist; wobei die Sammellinse keine Brechkraft in der ersten Richtung hat; die Sammellinse in jeder Ebene, die senkrecht zu der ersten

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Richtung ist, ein Bündel von parallelen Lichtstrahlen, die in der dritten Richtung propagieren, auf einen jeweiligen Brennpunkt oder eine jeweilige Strecke, die sich in die dritte Richtung erstreckt, kondensiert, wobei das Bündel von der von dem Spiegel abgewandten Seite auf die Sammellinse einfällt; wenn die Sammellinse das Bündel von parallelen Lichtstrahlen in jeder der Ebenen, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, auf den jeweiligen Brennpunkt kondensiert, befindet sich der jeweilige Brennpunkt auf der Spiegelfläche oder auf der von der Sammellinse abgewandten Seite der Spiegelfläche; wenn die Sammellinse das Bündel von parallelen Lichtstrahlen in jeder der Ebenen, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, auf die jeweilige Strecke kondensiert, befindet sich ein Mittelpunkt der jeweiligen Strecke auf der Spiegelfläche oder auf der von der Sammellinse abgewandten Seite der Spiegelfläche.

In einer solchen Spiegelvorrichtung kann der Nutzer sein Spiegelbild seitenkorrekt sehen. Die Spiegelvorrichtung kann eine geringe Dicke haben,

sodass sie sich zur Integration in Möbelelemente eignet.

Weitere Details und Merkmale sind aus der detaillierten Beschreibung zusammen mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht einer Spiegelvorrichtung

gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Spiegelvorrichtung gemäß

einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine Spiegelvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine Spiegelvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Strahlengang;

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Spiegelvorrichtung gemäß

einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Strahlengang;

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt durch eine Spiegelvorrichtung gemäß

einem Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Strahlengang;

Fig. 7 zeigt ein Möbel, in dem eine Spiegelvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung integriert ist.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung

Eine Spiegelvorrichtung gemäß einem in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält einen Spiegel 1 mit einer ebenen Spiegelfläche 1a und eine Sammellinse 2. Die ebene Spiegelfläche 1a befindet sich auf der der Sammellinse 2 zugewandten Seite des Spiegels 1. Die ebene Spiegelfläche 1a erstreckt sich in einer ersten Richtung (z. B. der X-Richtung) und einer zweiten Richtung (z. B. der Y-Richtung), die senkrecht zueinander sind. Die Sammellinse ist in einer dritten Richtung (z.B. der Z-Richtung) von dem Spiegel beanstandet. Die dritte Richtung ist sowohl zu der ersten Richtung (X-Richtung) als auch zu der zweiten Richtung (Y-Richtung) senkrecht.

Die Figuren 2 bis 6 zeigen einen Querschnitt durch die Spiegelvorrichtung in der YZ-Ebene (der Ebene, die durch die zweite Richtung und die dritte Richtung aufgespannt wird). Dieser Querschnitt ist unabhängig von der Position des Querschnitts in der ersten Richtung (X-Richtung).

Die Sammellinse 2 hat keine Brechkraft in der ersten Richtung (der X-

Richtung). Es handelt sich z.B. um eine zylindrische Linse, deren Zylinderachse sich in der ersten Richtung erstreckt. Unter einer

zylindrischen Linse wird eine Linse verstanden, die in einem Querschnitt senkrecht zu ihrer Zylinderachse eine Oberflächenlinie hat, die ein Segment einer Kreislinie ist. Beispielsweise kann die Sammellinse 2 eine plankonvexe Linse sein, bei der eine Oberflächenseite kreisförmig ist und die andere Oberflächenseite eben ist, wie in Fig. 2 im Querschnitt gezeigt. Bevorzugt ist bei einer plankonvexen Linse die gewölbte Seite von der Spiegelfläche 1a des Spiegels 1 abgewandt, und die ebene Seite der Sammellinse 2 der Spiegelfläche 1a des Spiegels 1 zugewandt, jedoch ist auch die umgekehrte Anordnung möglich.

Jedoch ist die Sammellinse 2 nicht auf eine plankonvexe Zylinderlinse beschränkt. Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Sammellinse 2 eine bikonvexe Zylinderlinse ist. In diesem Fall sind beide Linsenoberflächenlinien kreisförmig. Jedoch sind die Mittelpunkte der beiden

Kreise verschieden voneinander.

Die Oberflächenlinie in der YZ-Ebene kann auch von einer Kreisform abweichen. Durch solche Abweichungen können Aberrationen der Linse ausgeglichen werden. In Ausführungsbeispielen der Erfindung ist in einem Querschnitt in der YZ-Ebene ein Abstand der Oberflächenlinie von einer gedachten Kreislinie nicht größer als 15% (bevorzugt nicht größer als 10%, noch bevorzugter nicht größer als 5%) eines Radius des Kreises. Das heißt, die Sammellinse 2 könnte als eine „azylindrische Linse“ entsprechend einer asphärischen Linse im Fall von sphärischen Linsen bezeichnet werden.

Anstelle einer bikonvexen oder einer plankonvexen Linse kann die Sammellinse 2 auch eine Meniskuslinse mit positiver Brechkraft sein. In einer solchen Meniskuslinse ist die konvexe Seite stärker gewölbt (d. h. hat

einen kleineren Krümmungsradius) als die konkave Seite. Als eine weitere Möglichkeit kann die Sammellinse 2 eine Fresnellinse

enthalten. Hierdurch lässt sich eine Spiegelvorrichtung mit relativ geringer Dicke erreichen.

Die Sammellinse 2 kann aus einem einzigen Glasmaterial oder einem einzigen durchsichtigen Kunststoffmaterial bestehen. Sie kann aber auch aus mehreren durchsichtigen Materialien zusammengesetzt sein (zementierte Linse). Dies kann vorteilhaft zur Vermeidung von Aberrationen

sein.

Bevorzugt kondensiert die Sammellinse 2 in jeder Ebene, die durch die zweite und dritte Richtung aufgespannt wird (YZ-Ebene) das Licht auf einen Punkt (den Brennpunkt). Weil der Querschnitt der Spiegelvorrichtung in dieser Ebene unabhängig von der Position in der ersten Richtung (XRichtung) ist, bilden die Brennpunkte eine Linie in der ersten Richtung. In jeder Ebene befindet sich der Brennpunkt bevorzugt auf der Spiegelfläche 1a des Spiegels 1, wie in Fig. 4 für den Fall einer plankonvexen Linse gezeigt, und in Fig. 5 für den Fall einer bikonvexen Sammellinse 2 gezeigt, oder aber der Brennpunkt befindet sich hinter der Spiegelfläche 1a des Spiegels 1, wie in Fig. 6 für den Fall einer plankonvexen Sammellinse 2

gezeigt.

Wenn sich der Brennpunkt auf der Spiegelfläche 1a des Spiegels 1 befindet, wird Licht, das parallel in der dritten Richtung (Z-Richtung) auf die Sammellinse 2 einfällt, als paralleles Licht von der Spiegelvorrichtung

reflektiert, wie in den Figuren 4 und 5 gezeigt.

Wenn sich der Brennpunkt nicht auf der Spiegelfläche 1a des Spiegels 1 befindet, wird paralleles Licht als divergentes Licht von der Spiegelvorrichtung reflektiert, wie in Fig. 6 gezeigt. In Fig. 6 zeigt die Strich-punktierte Linie einen Strahlengang für den hypothetischen Fall, dass sich die Spiegelfläche 1a an dem Brennpunkt befände, während die benachbarte durchgezogenen Linie den tatsächlichen Strahlengang angibt. Dabei hat es sich herausgestellt, dass es günstiger ist, wenn der Brennpunkt aus Sicht der Sammellinse 2 hinter der Spiegelfläche 1a liegt, als wenn der Brennpunkt vor der Spiegelfläche 1a liegt. Der Abstand des

Brennpunkts von der Spiegelfläche 1a sollte jedoch nicht größer als 18% (bevorzugt nicht größer als 10%, noch bevorzugter nicht größer als 5%) eines kürzesten Abstands eines Punktes auf der Sammellinse in der jeweiligen Ebene von der Spiegelfläche sein. Das heißt, wenn die Sammellinse 2 eine plankonvexe Linse ist und die ebene Seite der Sammellinse 2 der Spiegelfläche 1a zugewandt ist, ist der relevante Abstand der Abstand zwischen der ebenen Fläche der Sammellinse 2 und der Spiegelfläche 1a. Wenn die Sammellinse 2 eine bikonvexe Linse ist, ist der relevante Abstand der Abstand zwischen dem Apex der dem Spiegel 1 zugewandten konvexen Fläche der Sammellinse 2 und der Spiegelfläche 1a in der dritten Richtung.

In manchen Fällen kann, z. B. aufgrund von Aberrationen, in der dritten Richtung parallel auf die Sammellinse 2 einfallendes Licht nicht auf einen einzigen Punkt (den Brennpunkt) fokussiert werden, sondern wird auf eine Strecke, die sich in der dritten Richtung erstreckt, kondensiert. In diesem Fall gelten die oben für den Brennpunkt gemachten Betrachtungen entsprechend für den Mittelpunkt der Strecke, auf die das parallel einfallende Licht kondensiert wird. Die Strecke, auf die das parallel einfallende Licht kondensiert wird, sollte nicht größer als 20% (bevorzugt nicht größer als 10%, noch bevorzugter nicht größer als 5%) des kürzesten Abstands eines Punktes auf der Sammellinse in der jeweiligen Ebene von

der Spiegelfläche in der dritten Richtung sein.

Die Spiegelvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann bevorzugt in Möbelelemente integriert werden. Deswegen ist eine Höhe der Sammellinse in der ersten Richtung (X-Richtung) bevorzugt nicht kleiner als 10 cm, bevorzugter nicht kleiner als 20 cm, und noch bevorzugter nicht kleiner als 50 cm. Eine Breite der Sammellinse in der zweiten Richtung ist bevorzugt nicht kleiner als 5 cm, bevorzugter nicht kleiner als 10 cm, und noch bevorzugter nicht kleiner als 20 cm. Eine Dicke der Spiegelvorrichtung in der dritten Richtung ist bevorzugt nicht größer als 50 cm, bevorzugt nicht größer als 30 cm, und noch bevorzugter nicht größer als 15 cm. Die Dicke

der Spiegelvorrichtung gibt den größten Abstand in der dritten Richtung von der Spiegelfläche zu irgendeinem Punkt auf der Sammellinse an.

Die Spiegelvorrichtung wird bevorzugt in Möbelelemente integriert. Ein Möbelelement kann z. B. eine Schranktüre oder eine Verblendung sein. Wenn das Möbelelement in ein Möbel integriert wird (wie z. B. in einen Schrank oder eine Garderobe) sollte die erste Richtung (d. h. die XRichtung, die die Richtung der Zylinderachse im Fall einer zylindrischen Sammellinse 2 ist) in Richtung der Schwerkraft sein. Ein Beispiel für solch einen Schrank ist in Fig. 7 gezeigt. Hier ist die konvexe Seite der Sammellinse 2 dem Nutzer zugewandt. Selbstverständlich ist dieser Schrank nur ein Beispiel. Die Anzahl der Schubladen, Schranktüren, Spiegelelemente etc. und ihre Anordnung kann beliebig variiert werden.

Claims

Patentansprüche

1. Spiegelvorrichtung mit

einem Spiegel mit einer ebenen Spiegelfläche, die sich in einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, erstreckt;

einer Sammellinse, die in einer dritten Richtung, die senkrecht sowohl zu der ersten Richtung als auch zu der zweiten Richtung ist, von dem Spiegel beabstandet ist; wobei

die Sammellinse keine Brechkraft in der ersten Richtung hat;

die Sammellinse in jeder Ebene, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, ein Bündel von parallelen Lichtstrahlen, die in der dritten Richtung propagieren, auf einen jeweiligen Brennpunkt oder eine jeweilige Strecke, die sich in die dritte Richtung erstreckt, kondensiert, wobei das Bündel von der von dem Spiegel abgewandten Seite auf die Sammellinse einfällt;

wenn die Sammellinse das Bündel von parallelen Lichtstrahlen in jeder der Ebenen, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, auf den jeweiligen Brennpunkt kondensiert, befindet sich der jeweilige Brennpunkt auf der Spiegelfläche oder auf der von der Sammellinse abgewandten Seite der Spiegelfläche;

wenn die Sammellinse das Bündel von parallelen Lichtstrahlen in jeder der Ebenen, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, auf die jeweilige Strecke kondensiert, befindet sich ein Mittelpunkt der jeweiligen Strecke auf der Spiegelfläche oder auf der von der Sammellinse abgewandten Seite der

Spiegelfläche.

2. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 1, wobei zumindest eine der folgenden

Bedingungen erfüllt ist:

- in jeder der Ebenen, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, ist ein Abstand des Brennpunktes bzw. ein Abstand des Mittelpunktes von der Spiegelfläche in der dritten Richtung nicht größer als 18% eines kürzesten Abstands eines Punktes auf der Sammellinse in der jeweiligen Ebene von der Spiegelfläche in der dritten Richtung; und

- wenn die Sammellinse das Bündel von parallelen Lichtstrahlen in jeder der Ebenen, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, auf die jeweilige Strecke kondensiert, ist in jeder der Ebenen, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, eine Länge der Strecke nicht größer als 20% des kürzesten Abstands eines Punktes auf der Sammellinse in der jeweiligen Ebene von der Spiegelfläche in der dritten Richtung.

3. Spiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Sammellinse eine zylindrische Linse ist, deren Zylinderachse sich in der

ersten Richtung erstreckt.

4. Spiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 und 2, wobei die Sammellinse in jeder der Ebenen, die senkrecht zu der ersten Richtung ist, eine nicht-planare Oberflächenlinie hat, die nicht durch einen Kreis in der jeweiligen Ebene beschrieben werden kann, wobei für jeden Punkt auf der nicht-planaren Oberflächenlinie ein Abstand von dem Kreis in der jeweiligen Ebene nicht größer als 10% eines Radius des Kreises ist.

5. Spiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Sammellinse eine bikonvexe Linse oder eine plankonvexe Linse oder eine

Meniskuslinse mit positiver Brechkraft ist.

6. Spiegelvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Sammellinse eine plankonvexe Linse ist, und sich die konvexe Seite der plankonvexen Linse entweder auf der dem Spiegel abgewandten Seite der Sammellinse oder auf der dem Spiegel zugewandten Seite der Sammellinse befindet.

7. Spiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die

Sammellinse eine Fresnellinse ist.

8. Spiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei zumindest

eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

- eine Höhe der Sammellinse in der ersten Richtung ist nicht kleiner als 10 cm;

- eine Breite der Sammellinse in der zweiten Richtung ist nicht kleiner als 5 cm;

- eine Dicke der Spiegelvorrichtung in der dritten Richtung ist nicht größer als 50 cm, wobei die Dicke der Spiegelvorrichtung den größten Abstand in der dritten Richtung von der Spiegelfläche zu irgendeinem

Punkt auf der Sammellinse angibt.

9. Möbelelement mit der Spiegelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8.

10. Möbel mit dem Möbelelement nach Anspruch 9, wobei im aufgestellten

Zustand des Möbels die erste Richtung die Richtung der Schwerkraft ist.