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Neuartige Leuchtanordnung und Verfahren zum Herstellen derselben Die
Erfindung betrifft eine neuartige Leuchtanordnung und ein Verfahren zum Herstellen
derselben. Die Erfindung betrifft gleicher Weise schmückende und industrielle Anwendungen
dieser Leuchtanordnung.
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Es ist bekannt, daß lichtleitende Fasern einen mittleren Faden der
eine Seele bildet, aufweisen, der aus einem ersten optisch leitfähigen Material
besteht, das äußerlich mit einer Schicht eines zweiten optisch leitenden Materials
umgeben ist, dessen Brechungsindex kleiner als derjenige des ersten Materials ist.
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Aufgrund des Unterschiedes der Brechungsindtces der zwei Materialien
pflanzt sich ein in ein äußeres Ende der Faser in die Seele derselben eingeführtes
Lichtbündel längs der Achse der Faser in derselben praktisch in der Richtung der
Achse der Faser bis zum anderen Ende der Faser fort. Der größte Teil der Lichtstrahlen,
der die Grenzfläche zwischen der Seele und der Umhtllungslage der Faser erreicht,
trifft auf diese Oberfläche unter einem derartigen Winkel ein, daß sich eine Totalreflektion
ergibt dergestalt, daß die Strahlen nicht seitlich aus der Faser austreten können.
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Die erfindungsgemäße Leuchtanordnung beruht auf dem gleichen Prinzip
und stellt bezüglich desselben eine unterschiedliche Verwendung dar. Die erfindungsgemäße
Anordnung ist dadurch gekennzeichnet, daß dieselbe eine Mehrzahl Fasern eines ersten
optisch leitfähigen Materials aufweist, das in eine Masse eines zweiten optischen
leitfähigen Materials eingelassen ist, dessen Brechungsindex kleiner als derJenige
des ersten Materials ist, wobei ein äußeres Ende dieser Fasern oder freies äußeres
Ende derselben
aus der Masse dergestalt austritt, daß Licht aufgenommen
werden kann, das von einer äußeren Lichtquelle stammt, während das andere äußere
Ende in der Masse eingelassen ist, wobei deren relative Lagen absolut beliebig sein
können.
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Bei einer Anordnung dieser Art wird der größte Teil des in die Fasern
durch deren freies äußeres Ende eingeführten Lichtes bis zu dem anderen äußeren
Ende fortgepflanzt, wo dasselbe sodann in der Masse des zweiten optisch leitfähigen
Materials diffus gestaltet werden kann. Die Lichtstrahlen, welche in den Fasern
umlaufen.
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und auf die seitlichen Oberflächen derselben unter einem kleineren
Winkel als dem Winkel der Totalreflektion auftreffen, können jeweils seitlich Unter
Brechnung in die Masse des zweiten optisch leitfähigen Materials eindringen, in
dem dieselben sich sodann fortpflanzen oder diffus sind. Indem man in entsprechend
ausgewählter Weise die Fasern in einem bestimmten Verhältnis zueinander in dem Inneren
der Masse des zweiten optischen leitfähigen Materials anordnet und in entsprechender
Weise die relativen Lagen der äußere ren Enden der in die Masse eingelassenen Fasern
wählt, kann man vermittels der erfindungsgemäßen Anordnung besonders schmückende
und ansprechende Beleuchtungseffekte erzielen.
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Bei den in Anwendung kommenden Materialien der optischen Leiter kann
es sich um beliebige handeln, bei einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform
jedoch wird das erste leitfähige Material durch Glas gebildet, während das zweite
leitfähige Material ein synthetisches Polymer, insbesondere ein Polyester ist. Ein
einfaches Verfahren zum Herstellen derartiger Anordnungen besteht somit darin, daß
Glasfasern in eine flüssige oder pastenförmige Masse eines Materials eingebracht
werden, das zu einem optisch leitfähigen Polymer gemacht werden kann und sich im
Zustand der Polymerisation befindet, oder es kann sich um ein Monomer handeln, wobei
man im Anschluß das Ausharten im Inneren eines Verformungswerkzeuges entsprechender
Form ausführt, z.B.
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durch Zusatz von Po'LymerisatlonskatalysateDren oder Beschleunigern.
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Eine abgewandelte Ausführungsform eines derartigen Verfahrens besteht
darin, daß lichtleitende Fasern, die eine Glasseele und eine äußere synthetische
Umhüllung mit unterschiedlichem Brechungsindex aufweisen, in eine flüssige oder
pastenförmige Masse identisch dem Material der Umhüllung eingebracht werdedn oder
aber eine Masse, die analoge physikalisch-chemische Eigenschaften aufweist, und
im Anschluß hieran wird sodann das Aushärten oder die Polymerisation durchgeführt.
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Vom praktischen Standpunkt aus sind verschiedene Verwendungen der
erfindungsgemäßen Leuchtanordnung von besonderem Interesse.
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So kann man z.B. dieselbe als Elemente von Beleuchtungssystemen und
insbesondere als Köpfe von Lampenständern verwenden, deren Leuchtquelle - elektrische
Birne oder Neonleuchte - sich in Bodenhöhe befindet - wo ein leichter Austausch
im Falle eines defektes Ausgeführt werden kann, und ist direkt oder vermittels einer
optischen Vorrichtung mit erfindungsgemäßer Ausführungsform, von wo aus das Licht
kommt, angeschlossen. Man sieht, daß die Anzahl derjenigen Anwendungsgebiete, denen
der Erfindungsgegenstand zugeführt werden kann, auf dem Gebiet der Dekoration oder
der Beleuchtung praktisch unbegrenzt ist.
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Ein weiteres interessantes Anwendungsgebiet wird durch Leuchtpanele
gebildet, die es z.B. ermöglichen das Innere von Ausstellungsvitrinen zu beleuchten,
wobei die Leuchtquelle außerhalb derselben gehalten wird, wodurch es möglich wird
kostbare und zerbrechliche Dokumente auszustellen, bei denen Beschädigungen zu befürchten
sind, wie durch einen Kurzschluß und Entflammen bedingt durch die Beleuchtungsquelle.
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Eine weitere Anwendung der erfindungsgemäben Leuchtanordnung besteht
darin, optisch die äußeren freien Enden der Fasern mit einer oder mehreren Leuchtquellen
zu verbinden, deren Farbe sich in Abhängigkeit von der Zeit ändert, um so eine Leuchtanordnung
zu erhalten, die in ihrer eigentlichen Masse eine sich verändernde Farbbeleuchtung
auszusenden scheint.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungendargestellt
und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine
schematische Ansicht einer Ausführungsform der Leuchtanordnung in Verbindung mit
einer veränderlichen gefärbten Lichtquelle; Fig. 2 einen schematischen Teilschnitt
im vergrößerten Maßstab der Leuchtanordnung nach der Fig. 1; Fig. 3 eine DRaufsicht
auf eine weitere Ausführungsform gebildet durch ein leuchtendes Wandpanel; Fig.
4 einen schematischen Schnitt längs der Linie 4-4 nach der Fig. 3; Fig. 5 eine schematische
Ansicht, die eine weitere Ausführungsform wiedergibt, bei der das durch die Fasern
geleitete Licht aus der Leuchtanordnung nach einer vorherbestimmten Richtung austritt.
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Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Leuchtanordnung 1 weist ein Bündel
2 optischer Fasern 3 auf, die das Licht leiten, wobei das endständige Teil 3a lediglich
das die Seele der Faser bildende Glasteil aufweist, von dem die Umhüllung mit dem
kleineren Brechungsindex entfernt wird, die normalreweise die Seele umkleidet. Die
endständigen Teile 3a sind in eine Masse 4 eines Materials Mit einem kleineren Brechungsindex,
wie Polyester, eingebettet, der an die Stelle der herkömmlichen Umkleidung der Fasern
tritt und die gleiche Rolle wie diese Umkleidung spielt, d.h. wirkt einem seitlichen
Austritt der Leuchtstrahlen entgegen, die sich in der Faser fortpflanzen und die
seitliche Fläche unter einem größeren Whnkel als dem Winkel der Totalreflektion
erreichen. Diese Stahlen sind somit die Gefangenen des mittleren Teils der Faeern,
in der dieselben sich längsseitig durch aufeinanderfolgende Totalreflektionen an
den seitlichen Flächen fortpflanzen, und zwar bis zu-den äußeren Enden der endständigen
Teile 2a, wo dieselben in die Masse 4 eindringen können. Dieselben scheinen somit
von innen her die Beleuchtung zu bewirken.
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Es ist somit ausreichend, das freie äußere Ende des Bündels 2 der
Fasern 3 mit einer sich verändernden gefärbten- Leuchtquelle zu verbinden, damit
die Masse 4 ein Licht auszusenden scheint, dessen Frabe sich allmählich äh-dert.
Es ist in gleicher Weise ausreichend, in jede der Fasern ausgeprägte Leuchtbündel
einzuführen, die ihre Farbe unab hngig voneinander verändern, damit die Masse 4
Teile unterschiedlicher Färbungen aufzuweisen scheint, die sich unabhähgig
voneinander
entwickeln.
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Die in Anwendung kommende Leuchtquelle kann z.B., wie in der Fig.
1 darstellt, einen Projektor 6, einen Reflektor 7, eine in Umdrehung versetzte durchsichtige
Scheibe 8, die unterschiedlich gefärbte Teile aufweist und eine Kondensotlinse 9
aufweisen. Eine derartige Vorrichtung für das Aussenden gefärbten Lichtes, das sich
in Abhängigkeit von der Zeit verändert, dient lediglich zur allgemienenErläuterung
des Erfindungsgegenstandes, und mann kann natürlich auch jede andere Vorrichtung
oder Abwandlung hiervon für diesen Zweck heranziehen, z.B. unter Verwenden von zwei
Scheiben, die eine Mehrzahl an gefärbten Zonen aufweisen und im umgekehrten Sinne
zueinander in Umdrehung versetzt werden.
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Unter Bezugnahme auf die Fig. 3 und 4 zeigen dieselben das Anwenden
einer erfindungsgemäßen Leuchtanordnung als Leuchtpanel. Ein derartiges Panel 11
weist optische Fäden 12 auf, die in eine optische Masee 13 mit einem kleineren Brechungsindex
eingebettet sind. Die äußeren Enden der Fäden 12, die in der Masee 13 eingebettet
sind, sind in regelmäßiger Weiseüber die Oberfläche des Panels verteilt, und diese
äußeren Enden sind in Lagen angeordnet, die sich regelmäßig von einem Rand zum anderen
Rand des Panels erstrecken, wie es die Fig. 4 zeigt.
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Das andere äußere Ende der Fäden 12 ist optisch mit einer Leuchtquelle
14 verbunden, z.B. vermittels eines Verbindungsorgans 15. Die Leuchtquelle 14 ist
lang und weist einen kleinen Durchmesser auf, dieselbe wird z.B. durch eine Neonleuchte
oder Leuchtstoffröhre gebildet, die seitlich bezüglich des optischen Einlasses 15
angeordnet ist und ermöglicht somit das ERleuchten der Panelanordnung durch optische
Lichtleitung in den Fäden 12 und Diffisuion in der Masee 13 ausgehnd von dem freien
äußeren Ende dieser Fäden.
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Die Fig. 5 zeigt wie eine bevorzugte Orientierung des Lichtes bewirkende
Anordnungen in die optisch leitfähige Masse 16 einer erfindungsgemäßen Anordnung
17 eingeführt werden können, um so eine Koneentration und/oder Orientierung in bevorzugter
Weise des Lichtes zu bewirken, daß aus den optisch leitfähigen Fasern 18 austritt.
In dem Fall der in der Fig. 5 wiedergegebenen Anordnung werden diese Orientierungsvorrichtungen
duch Prismen 19 gebildet, die mit den äußeren Enden der Fasern 18 dergestalt verbunden
sind, daß das durch die Fasern geleitete Licht aus der Leuchtanordnung 17 praktisch
senkrecht zu
der äußeren Oberfläche dieser Anordnungaustritt.