Title:
Object e.g. tree, visualization device for motor vehicle, has light source, where movable water polarizes beams radiated by source, so that beams penetrate aerosol, and hence beams reflected by object reaches viewer in unscattered manner
Kind Code:
U1


Abstract:
The device has a light source (1) that illuminates an object (3) in an aerosol (4), where a movable colored water flow (10) is provided between the source and the object and/or between the object and a viewer (11). The water polarizes the light beams (9a) radiated by the light source in such a manner that the beams (9a) penetrate the aerosol having airborne particle, such that the light beams (9b) reflected by the object reaches the viewer in an unscattered manner. The water flow is guidable between two translucent walls that extend perpendicular to the beams radiated by the light source.



Application Number:
DE20122654
Publication Date:
02/08/2007
Filing Date:
12/20/2001
Assignee:
LoegelJet S.A.M. (Monaco, MC)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
Müller Schupfner Patentanwälte (München, 80336)
Claims:
1. Vorrichtung zur Sichtbarmachung von Objekten (3) in einem Aerosol (4), mit einer Lichtquelle (1), die das Objekt (3) beleuchtet, wobei sich zwischen der Lichtquelle (1) und dem Objekt (3) und/oder zwischen dem Objekt (3) und einem Betrachter (11) ein bewegter Flüssigkeitsstrom (10) befindet,
dadurch gekennzeichnet,
dass der bewegte Flüssigkeitsstrom (10) aus gefärbtem Wasser besteht, das die von der Lichtquelle (1) ausgestrahlten Lichtstrahlen (9a) derart polarisiert, dass diese ein Aerosol (4), das aus Wasser bestehende Schwebeteilchen aufweist, derart durchdringen, dass die vom Objekt (3) reflektierten Lichtstrahlen (9b) im wesentlichen ungestreut den Betrachter (11) erreichen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der bewegte Flüssigkeitsstrom (10) zwischen der Lichtquelle (1) und dem Objekt (3) in der Nähe der Lichtquelle (1) befindet.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Aerosol flüssige Schwebeteilchen mit einer Grösse von 0,001 bis 100 μm enthält und dass die Schwebeteilchen aus demselben Stoff bestehen wie der bewegte Flüssigkeitsstrom (10).

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Aerosol Nebel ist und der bewegte Flüssigkeitsstrom (10) aus Wasser besteht.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegte Flüssigkeitsstrom (10) vor der Lichtquelle (1) zwischen zwei lichtdurchlässigen Wänden (2a, 2b) geführt wird, die sich im wesentlichen senkrecht zu den von der Lichtquelle (1) abgestrahlten Lichtstrahlen (9a) erstrecken und die einen variablen Abstand (d) zueinander aufweisen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich die lichtdurchlässigen Wände (2a, 2b) in einem Gehäuse (8) befinden, wobei das Gehäuse (8) Mittel zur Veränderung des variablen Abstands (d) aufweist, der zwischen 0,1 cm und mehreren 10 cm, insbesondere zwischen 0,5 cm und 5 cm veränderbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegte Flüssigkeitsstrom (10) vor der Lichtquelle (1) zwischen zwei lichtdurchlässigen Wänden (2a, 2b) geführt wird, die flüssigkeitsdicht miteinander verbunden und an eine die Flüssigkeit fördernde Pumpe (6) angeschlossen sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpe (6) an ein Reservoir (5) angeschlossen ist, so dass beim Vergrössern des Abstands (d) zwischen den lichtdurchlässigen Wänden (2a, 2b) Flüssigkeit aus dem Reservoir (5) in den Flüssigkeitskreislauf und beim Verkleinern des Abstands (d) zwischen den lichtdurchlässigen Wänden (2a, 2b) Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitskreislauf in das Reservoir (5) eingespeist wird.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, das sich der Flüssigkeitsstrom (10) zwischen der Doppelscheibe einer Lampe bewegt.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lichtdurchlässigen Wände (2a, 2b) gerade, gekrümmt, rund oder gebogen sind und aus Glas, Plexiglas oder Kunststoff bestehen.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1), die lichtdurchlässigen Wände (2a, 2b), das Gehäuse (8), die Pumpe (6) und das Reservoir (5) in einer Lampe integriert sind, die an eine Energieversorgung angeschlossen ist und die zur Sichtbarmachung von Objekten (3) dient, die sich im Nebel befinden.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flüssigkeitsstrom (10) zu Lichtstrahlen (9a, 9b) der Lichtquelle (1) im wesentlichen senkrecht steht.

13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bewegte Flüssigkeitsstrom (10) aus in einer der Spektralfarben gefärbtem Wasser besteht, das ggf. mit einem Frostschutz versehen wird.

14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck und/oder die Geschwindigkeit des bewegten Flüssigkeitsstroms (10) veränderbar sind.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Sichtbarmachung von Objekten in einem Aerosol nach dem Oberbegriff des Schutzanspruches 1 sowie vorteilhafte Verwendungen der Vorrichtung nach einem der Schutzansprüche 15 bis 18.

Derartige Vorrichtungen bestehen derzeit aus einfachen Lichtquellen, die auf Objekte gerichtet werden, die sich in einem Aerosol wie beispielsweise Nebel befinden, um diese Objekte sichtbar zu machen. In aller Regel wird das auf das Objekt gerichtete Licht jedoch durch die Schwebeteilchen im Aerosol stark gestreut, so daß das Objekt meist nur verschwommen oder gar nicht sichtbar ist.

In der Kfz-Industrie existieren sogenannte Nebelscheinwerfer, die mit einer besonderen Glas- oder Plastikscheibe ausgerüstet sind, die das Licht in einem gegenüber normalen Scheinwerfern größeren Winkel abstrahlen, so daß die Schwebeteilchen im Aerosol, die sich in der Nähe des Scheinwerfers befinden, unter einem größeren Winkel angestrahlt werden, so daß der Betrachter nicht zu sehr von direkt reflektierten Lichtstrahlen geblendet wird und so Objekte innerhalb des Aerosols wie beispielsweise Nebel besser erkennen kann. Diese Scheinwerfer verbessern jedoch nicht die Durchdringung des Aerosols durch das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht und somit auch nicht die Sichtweite im Aerosol bzw. die Schärfe von Bildern von Objekten im Aerosol.

Als Aerosol wird im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung Luft oder ein anderes Gas verstanden, das feinst verteilte Materie in Form von Feststoffen oder Flüssigkeiten aufweist. Die Größe der Schwebstoffteilchen liegt dabei zwischen etwa 0,001 und 100 μm. Erscheinungsformen solcher Aerosole sind beispielsweise Rauch, Staub, Dunst oder Nebel. Im folgenden wird insbesondere die Erscheinungsform des Nebels näher beschrieben, in dem sich entsprechende Objekte befinden. Es handelt sich dabei also um ein Aersosol, das flüssige Schwebeteilchen (Tröpfchen) enthält.

Der Nachteil der bekannten Vorrichtungen zur Sichtbarmachung von Objekten in einem solchen Aerosol liegt einerseits in der starken Streuung des Lichts an den Schwebstoffteilchen und andererseits an der hohen Absorption von Lichtstrahlen im Aerosol, so daß der Raum in der Tiefe, d.h. in einem gewissen Abstand von der Lichtquelle, zwar erhellt bzw. beleuchtet wird, jedoch die von dort reflektierten Lichtstrahlen nicht den Betrachter erreichen und dort befindliche Objekte somit auch nur schlecht oder nicht sichtbar sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, herkömmliche Vorrichtungen derart zu verbessern, daß Objekte im Aerosol, insbesondere im Nebel, besser sichtbar sind und schärfer betrachtet werden können.

Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Schutzanspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben und gekennzeichnet. Vorteilhafte Verwendungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in den Schutzansprüchen 15 bis 18 gekennzeichnet.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Sichtbarmachung von Objekten in einem Aerosol weist eine Lichtquelle auf, die das Objekt beleuchtet, das sich innerhalb des Aerosols wie beispielsweise Nebel befindet. Zwischen der Lichtquelle und dem Objekt bzw. zwischen dem Objekt und dem Betrachter befindet sich ein bewegter Flüssigkeitsstrom, der von den Lichtstrahlen durchdrungen wird. Mittels der sich bewegenden Flüssigkeit werden die Lichtstrahlen in Ihrer Eigenschaft derart verändert, daß Gegenstände und Objekte im Aerosol plötzlich sichtbar werden und man ihre Umrisse klar erkennen kann. Es handelt sich hierbei um ein Phänomen.

Mit Vorteil befindet sich der bewegte Flüssigkeitsstrom zwischen der Lichtquelle und dem Objekt, insbesondere in der Nähe der Lichtquelle, so daß ein Großteil der von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtstrahlen zunächst die bewegte Flüssigkeit durchdringt, bevor diese durch das Aerosol auf das Objekt oder die Objekte treffen. Insbesondere weist das Aerosol flüssige Schwebeteilchen mit einer Größe von 0,001 bis 100 μm auf und die Schwebeteilchen im Aerosol bestehen aus dem selben Stoff wie der bewegte Flüssigkeitsstrom. Das Phänomen wurde bisher bei sich im Nebel befindlichen Objekten getestet, die von Lichtstrahlen getroffen wurden, die zuvor einen bewegten Wasserstrom durchdrangen.

Mit Vorteil wird der bewegte Flüssigkeitsstrom aus insbesondere Wasser vor der Lichtquelle zwischen lichtdurchlässigen Wänden geführt, die sich im wesentlichen senkrecht zu den von der Lichtquelle abgestrahlten Lichtstrahlen erstrecken und die mit Vorteil einen variablen Abstand zueinander aufweisen. Da sich das Licht von der Lichtquelle in aller Regel rotationssymmetrisch oder kugelförmig entfernt, sind mit Vorteil zwei lichtdurchlässige Wände, durch die sich der bewegte Flüssigkeitsstrom bewegt, ebenfalls kugelförmig im Abstand zueinander geformt, oder halbkreisförmig, schalenförmig oder auch als ebene Platten. Die lichtdurchlässigen Wände bestehen dabei mit Vorteil aus Glas oder Kunststoff. Es sind jedoch auch semipermeable Stoffe oder Textilien denkbar, die flüssigkeitsundurchlässig sind.

Mit Vorteil befinden sich die lichtdurchlässigen Wände in einem Gehäuse, wobei das Gehäuse Mittel zur Veränderung des variablen Abstands aufweist, der mit Vorteil zwischen 0,1 cm und mehreren 10 cm beträgt, insbesondere zwischen etwa 0,5 cm und etwa 5 cm. Der Flüssigkeitsstrom wird somit durch die zwei sich vor der Lichtquelle befindlichen lichtdurchlässigen Wände bewegt, wobei die zwei lichtdurchlässigen Wände beispielsweise mittels eines zieharmonikaartigen Gehäuses oder mittels zieharmonikaartiger Verbindungswände miteinander verbunden sind, um so den Abstand variabel zu halten. Die lichtdurchlässigen Wände sind flüssigkeitsdicht miteinander verbunden und an eine die Flüssigkeit fördernde Pumpe angeschlossen.

Die Pumpe ist mit Vorteil an ein Flüssigkeitsreservoir angeschlossen, so daß beim Vergrößern des Abstands zwischen den lichtdurchlässigen Wänden Flüssigkeit aus dem Reservoir in den Flüssigkeitskreislauf und beim Verkleinern des Abstands zwischen den lichtdurchlässigen Wänden Flüssigkeit aus dem Flüssigkeitskreislauf in das Reservoir eingespeist wird. Durch diese Maßnahme wird gewährleistet, daß stets der gesamte Raum zwischen den lichtdurchlässigen Wänden mit Flüssigkeit ausgefüllt ist und die Lichtstrahlen daher das System in der Abfolge „lichtdurchlässige Wand – Flüssigkeit – lichtdurchlässige Wand" durchdringen.

Ob und inwieweit Luftblasen in der Flüssigkeit zu einer Verschlechterung der Effekte im Aerosol beitragen, wurde bisher noch nicht beobachtet. Es scheint je-doch wichtig zu sein, daß die Flüssigkeit wie beispielsweise Wasser an der lichtdurchlässigen Wand entlangfließt, um so die Lichtstrahlen in ihren Eigenschaften entsprechend zu beeinflussen, um die gewünschten Effekte im Aerosol, d.h. insbesondere im Nebel, zu erzeugen.

Es wird vermutet, daß das Licht beim Durchdringen der bewegten Flüssigkeit, beispielsweise beim Durchdringen eines sich von unten nach oben bewegenden Wasserstroms, polarisiert wird und die sich im Aerosol befindlichen insbesondere flüssigen Schwebeteilchen durchdringt, ohne dort gestreut oder absorbiert zu werden. Es wird daher vermutet, daß das Material bzw. der Stoff des Flüssigkeitsstroms identisch sein muß zu dem Stoff bzw. dem Material der Schwebeteilchen im Aerosol.

Der Flüssigkeitsstrom kann sich beispielsweise zwischen der Doppelscheibe eine Lampe bewegen, die entsprechende Mittel zur Bewegung des Flüssigkeitsstroms aufweist. Die lichtdurchlässigen Wände sind dabei je nach Anwendungsform und Art der Vorrichtung bzw. der Lampe gerade, gekrümmt, rund oder gebogen und bestehen aus Glas, Plexiglas oder beispielsweise Kunststoff. Die Lichtquelle, die lichtdurchlässigen Wände, das Gehäuse, die Pumpe und das Reservoir sind mit Vorteil in einer Lampe integriert, die an eine Energieversorgung (Batterie oder Stromversorgung) angeschlossen wird und die dann zur Sichtbarmachung von Objekten verwendet werden kann, die sich im Nebel befinden.

Das Verfahren zur Sichtbarmachung von Objekten in einem Aerosol, wobei das Objekt bzw. das Aerosol von einer Lichtquelle beleuchtet wird, verwendet einen sich bewegenden Flüssigkeitsstrom, der zwischen der Lichtquelle und dem Objekt und/oder zwischen dem Objekt und dem Betrachter bewegt wird. Der Flüssigkeitsstrom sollte dabei mit Vorteil im wesentlichen senkrecht zu den Lichtstrahlen der Lichtquelle bewegt werden. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß ein sich im wesentlichen von unten nach oben bewegender Flüssigkeitsstrom, der sich vor einer Lichtquelle von unten nach oben bewegt, besonders gut zur Sichtbarmachung von Objekten im Nebel eignet, d.h. ein Wasserstrom, der entgegen der Erdanziehungskraft bewegt wird. Jedoch haben sich dieselben Effekte bei von oben nach unten bewegten Wasserströmen oder von links nach rechts oder quer bewegten Wasserströmen ergeben. Wichtig scheint jedoch die Tatsache zu sein, daß sich der Flüssigkeitsstrom im wesentlichen senkrecht zu den Lichtstrahlen bewegt.

Das Verfahren nutzt als bewegten Flüssigkeitsstrom mit Vorteil Wasser, das die von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichtstrahlen offenbar derart polarisiert, daß diese ein Aerosol, das aus Wasser bestehende Schwebeteilchen aufweist, derart durchdringen, daß auch die vom Objekt reflektierten Lichtstrahlen im wesentlichen ungestreut einen Betrachter erreichen. Man vermutet, daß die Lichtstrahlen durch das sich bewegende Wasser derart polarisiert werden, daß die Lichtstrahlen von den flüssigen Schwebeteilchen nicht mehr so stark absorbiert und/oder gestreut werden.

Es hat sich weiterhin herausgestellt, daß sich auch ein bewegter Flüssigkeitsstrom aus gefärbtem Wasser, insbesondere aus in einer der Spektralfarben gefärbtem Wasser, für das vorliegende Verfahren bzw. für die erfindungsgemäße Vorrichtung gut eignet. Blau, grün oder auch rot gefärbte Flüssigkeit scheint dabei das Licht besser zu polarisieren, so daß Gegenstände im Nebel besser sichtbar werden. Der „Polarisierungseffekt" tritt vermutlich an den Grenzflächen zwischen dem bewegten Wasserstrom und den lichtdurchlässigen Wänden auf. Dies ist jedoch nur ein Erklärungsversuch des hier vorliegenden Phänomens, da auch im bewegten Wasser selbst bzw. in dem bewegten Flüssigkeitsstrom entsprechende Polarisierungseffekte auftreten könnten.

Zur weiteren Verbesserung der Lichtstrahlen ist der Druck und/oder die Geschwindigkeit des bewegten Flüssigkeitsstroms veränderbar.

Als vorteilhafte Verwendungen einer Vorrichtung nach der vorliegenden Erfindung kommen insbesondere Nebelscheinwerfer in Betracht. Solche Nebelscheinwerfer können beispielsweise bei Kraftfahrzeugen oder bei Schiffen eingesetzt werden. Weiterhin eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung als Straßenlaterne, als Taschenlampe oder als Such- oder Warnscheinwerfer für beispielsweise Flughäfen. Das als Flüssigkeit verwendete Wasser kann mit einem Frostschutzmittel versehen werden, um ein Gefrieren bei tiefen Temperaturen zu vermeiden.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt 1 die schematische Darstellung der vorliegenden Erfindung, ohne daß diese für eine der bevorzugten Verwendungen bereits konkretisiert wurde.

1 zeigt schematisch dargestellt eine Lichtquelle 1, die einen Lichtstrahl 9a auf ein Objekt 3 abstrahlt. Das Objekt 3 befindet sich in einem Aerosol 4 wie beispielsweise Nebel, das schematisch dargestellt wurde. In aller Regel wird sich jedoch sowohl die erfindungsgemäße Vorrichtung als auch das Objekt 3 im Aerosol 4 befinden. Der Lichtstrahl 9a trifft auf das Objekt 3 und wird im Idealfall als reflektierter Lichtstrahl 9b in das Auge eines Betrachters 11 reflektiert. In aller Regel verhindert das Aerosol 4 jedoch den in 1 dargestellten Strahlengang, der jedoch durch die vorliegende Erfindung ermöglicht wird.

Hierzu befindet sich mit Vorteil in den Nähe der Lichtquelle 1 ein Flüssigkeitsstrom 10, der sich zwischen zwei lichtdurchlässigen Wänden 2a, 2b bewegt. Bei den lichtdurchlässigen Wänden 2a, 2b kann es sich um die Doppelglasscheibe einer Lampe handeln. Diese werden durch ein Gehäuse 8 miteinander verbunden, das in 1 wiederum nur schematisch dargestellt ist. Das Gehäuse 8 ermöglicht jedoch eine im wesentlichen parallel zum Lichtstrahl 9a gerichtete Verschiebung der lichtdurchlässigen Wände 2a, 2b, so daß der Abstand d zwischen den lichtdurchlässigen Wänden 2a, 2b variabel ist. An das Gehäuse 8 ist eine Leitung 7 angeschlossen, die Flüssigkeit, insbesondere Wasser, zwischen den lichtdurchlässigen Wänden 2a, 2b einspeist und von dort wieder, insbesondere am anderen Ende, zwischen den beiden lichtdurchlässigen Wänden 2a, 2b entnimmt. Die Leitung 7 ist an eine Pumpe 6 angeschlossen, die für die Bewegung des Flüssigkeitsstroms sorgt. Die Pumpe 6 ist an ein Flüssigkeitsreservoir 5 angeschlossen, um Flüssigkeitsunterschiede bei verändertem Abstand d zwischen den lichtdurchlässigen Wänden 2a, 2b auszugleichen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird Wasser zwischen zwei Glasscheiben, die in etwa 5 cm Abstand voneinander beabstandet sind, bewegt, wobei das Wasser mittels einer einfachen Wasserpumpe zwischen den beiden Glasscheiben zirkuliert. Die beiden Glasscheiben befinden sich vor einer herkömmlichen Lampe, wie beispielsweise einem Autoscheinwerfer, der Licht in Richtung eines Objekts 3, wie beispielsweise einem anderen Kraftfahrzeug oder einem Baum, wirft. Ggf. ist das Wasser mit einem Frostschutzmittel versehen, das auch gefärbt sein kann, um den vorbeschriebenen Effekt zu verbessern.

Sobald die Pumpe eingeschaltet wird, d.h. sobald sich der Wasserstrom zwischen den Glasscheiben bewegt, verbessert sich schlagartig die „Durchleuchtung" des Nebels und die Sichtbarmachung des Objekts 3 für einen Betrachter, der sich in der Nähe der Lichtquelle 1 aufhält. Subjektiv hat der Betrachter den Eindruck, daß der sonst übliche „Milchstrahl" im Nebel verschwindet und die Objekte plötzlich klar und konturenscharf zu sehen sind. Auch wird das Licht durch den einsetzenden Wasserstrom offenbar nach unten abgelenkt, d.h. es ergibt sich eine Art „Abblendwirkung", die bei Kraftfahrzeugen durch das „Abblendlicht" bekannt ist. Es wird vermutet, daß es sich hier um einen Polarisierungseffekt oder Berechnungseffekt des Lichts am Wasser handelt.