Title:
Handgeführte Vorrichtung zum Überprüfen der Qualität einer lackierten Oberfläche
Kind Code:
U1


Abstract:

Handgeführte Vorrichtung (2) zum Überprüfen der Qualität einer lackierten Oberfläche (24), wobei die Vorrichtung (2) eine Lichtquelle (16) zum Aussenden von Licht aufweist, welches die Vorrichtung (2) in einer Hauptabstrahlrichtung (8) verlässt, wobei das ausgesandte Licht auf der zu überprüfenden Oberfläche (24) einen Leuchtfleck (26) ausleuchtet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass das ausgesandte Licht auf einer zu überprüfenden Oberfläche (24), deren Flächenerstreckung senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung (8) der Vorrichtung (2) verläuft, einen Leuchtfleck (26) ausleuchtet, der asymmetrisch zu der Hauptabstrahlrichtung (8) der Vorrichtung (2) ausgebildet ist.




Application Number:
DE202017107212U
Publication Date:
01/08/2018
Filing Date:
11/28/2017
Assignee:
Valentini, Guido, Dr. (Milano, IT)
International Classes:



Attorney, Agent or Firm:
derzeit kein Vertreter bestellt
Claims:
1. Handgeführte Vorrichtung (2) zum Überprüfen der Qualität einer lackierten Oberfläche (24), wobei die Vorrichtung (2) eine Lichtquelle (16) zum Aussenden von Licht aufweist, welches die Vorrichtung (2) in einer Hauptabstrahlrichtung (8) verlässt, wobei das ausgesandte Licht auf der zu überprüfenden Oberfläche (24) einen Leuchtfleck (26) ausleuchtet, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) derart ausgebildet ist, dass das ausgesandte Licht auf einer zu überprüfenden Oberfläche (24), deren Flächenerstreckung senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung (8) der Vorrichtung (2) verläuft, einen Leuchtfleck (26) ausleuchtet, der asymmetrisch zu der Hauptabstrahlrichtung (8) der Vorrichtung (2) ausgebildet ist.

2. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Leuchtfleck (26) eine elliptische Form aufweist.

3. Vorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (16) mindestens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere mindestens eine Leuchtdiode, umfasst.

4. Vorrichtung (2) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Halbleiterlichtquelle (16) eine ebene Lichtaustrittsfläche (16a) aufweist und derart in der Vorrichtung (2) angeordnet ist, dass eine Flächenerstreckung der Lichtaustrittsfläche (16a) senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung (8) der Vorrichtung (2) verläuft.

5. Vorrichtung (2) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (16) mindestens eine massive Vorsatzoptik (22) aus einem transparenten Material zugeordnet ist, in die von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (16) ausgesandtes Licht über mindestens eine Eintrittsfläche (22a, 22b) der Vorsatzoptik (2) einkoppelt, in der zumindest ein Teil des eingekoppelten Lichts an Grenzflächen (22d) der Vorsatzoptik (2) totalreflektiert und aus der zumindest ein Teil des eingekoppelten Lichts, gegebenenfalls nach einer Totalreflexion an einer Grenzfläche (22d) über eine Austrittsfläche (22c, 22e) der Vorsatzoptik (2) auskoppelt, wobei die Vorsatzoptik (2) ausgebildet ist, eine Bündelung des von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle (16) ausgesandten Lichts durch Brechung an der Lichteintrittsfläche (22a, 22b) und der Lichtaustrittsfläche (22c, 22e) und gegebenenfalls durch Umlenkung an den Grenzflächen (22d) zu realisieren.

6. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) im Strahlengang des von der Lichtquelle (16) ausgesandten Lichts ein Blendenelement (28) mit einer bezüglich der Hauptabstrahlrichtung (8) asymmetrischen Öffnung (30) aufweist, wobei das Blendenelement (28) derart ausgebildet und im Strahlengang angeordnet ist, dass das die Vorrichtung (2) in der Hauptabstrahlrichtung (8) verlassende Licht einen Lichtkegel (32) mit einem asymmetrischen Querschnitt bildet.

7. Vorrichtung (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Blendenelement (28) eine elliptische Öffnung (30) aufweist, so dass das die Vorrichtung (2) in der Hauptabstrahlrichtung (8) verlassende Licht einen Lichtkegel (32) mit einem elliptischen Querschnitt bildet.

8. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) im Strahlengang des von der Lichtquelle (16) ausgesandten Lichts ein Linsenelement mit einer ebenen Lichteintrittsfläche und einer konvex gewölbten Lichtaustrittsfläche aufweist, wobei das Linsenelement derart im Strahlengang angeordnet ist, dass die Lichteintrittsfläche senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung (8) der Vorrichtung (2) verläuft und wobei das Linsenelement in einem senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung (8) verlaufenden Querschnitt eine asymmetrische Außenkontur aufweist.

9. Vorrichtung (2) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsenelement in einem senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung (8) verlaufenden Querschnitt eine elliptische Außenkontur aufweist.

10. Vorrichtung (2) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsfläche des Linsenelements in einem ersten, die Hauptabstrahlrichtung (8) umfassenden Längsschnitt eine erste Brennweite und in einem zweiten, die Hauptabstrahlrichtung umfassenden Längsschnitt, der senkrecht zu dem ersten Längsschnitt verläuft, eine zweite Brennweite aufweist, die sich von der ersten Brennweite unterscheidet.

11. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) im Strahlengang des von der Lichtquelle (16) ausgesandten Lichts ein schalenförmiges Reflektorelement mit einer der Lichtquelle (16) zugewandten Reflexionsfläche aufweist, wobei das Reflektorelement derart im Strahlengang angeordnet ist, dass eine Reflektorachse deckungsgleich oder parallel zu der Hauptabstrahlrichtung (8) der Vorrichtung (2) verläuft und wobei das Reflektorelement in einem senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung (8) verlaufenden Querschnitt eine asymmetrische Außenkontur aufweist.

12. Vorrichtung (2) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Reflektorelement in einem senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung (8) verlaufenden Querschnitt eine elliptische Außenkontur aufweist.

13. Vorrichtung (2) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfläche des Reflektorelements in einem ersten, die Hauptabstrahlrichtung umfassenden Längsschnitt eine erste Brennweite und in einem zweiten, die Hauptabstrahlrichtung umfassenden Längsschnitt, der senkrecht zu dem ersten Längsschnitt verläuft, eine zweite Brennweite aufweist, die sich von der ersten Brennweite unterscheidet.

14. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) mindestens eine Batterie (34) zum Betreiben der Lichtquelle (16) aufweist.

15. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) Mittel zur Variation der Größe des ausgeleuchteten Leuchtflecks (26) auf der zu überprüfenden Oberfläche (24) bei konstantem Abstand der Vorrichtung (2) zu der Oberfläche (24) aufweist.

16. Vorrichtung (2) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel eine in der Hauptabstrahlrichtung (8) im Strahlengang eines Lichtkegels (32) mit einem asymmetrischen Querschnitt angeordnetes Linsenelement (38) aufweisen, das symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch, zu einer Längsachse (4) der Vorrichtung (2), die parallel zu der Hauptabstrahlrichtung (8) verläuft, ausgebildet ist.

17. Vorrichtung (2) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Linsenelement (38) entlang der Längsachse (4) der Vorrichtung (2) manuell bewegbar ist.

18. Vorrichtung (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (2) ein langgestrecktes Gehäuse (6) aus einem lichtundurchlässigen Material mit einer Längserstreckung aufweist, die parallel zu der Hauptabstrahlrichtung (8) der Vorrichtung (2) verläuft, wobei das Gehäuse (6) in der Hauptabstrahlrichtung (8) eine mittels einer transparenten Abdeckscheibe (12) verschlossene Lichtaustrittsöffnung (10) aufweist.

19. Vorrichtung (2) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) aus Metall, insbesondere aus Aluminium, gefertigt ist.

20. Vorrichtung (2) nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) von der Größe und Form her einem Schreibstift entspricht.

Description:

Die vorliegende Erfindung betrifft eine handgeführte Vorrichtung zum Überprüfen der Qualität einer lackierten Oberfläche. Die Vorrichtung weist eine Lichtquelle zum Aussenden von Licht auf, welches die Vorrichtung in einer Hauptabstrahlrichtung verlässt. Das ausgesandte Licht leuchtet auf einer zu überprüfenden Oberfläche einen Leuchtfleck aus.

Aus dem Stand der Technik sind Vorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, die über eine als Halbleiterlichtquelle (LED) ausgebildete Lichtquelle verfügen, in deren Strahlengang ein Linsenelement angeordnet ist. Das Linsenelement ist als eine plan-konvex-Linse ausgebildet, die parallel zur Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung bewegbar ist. Durch Verschieben des Linsenelements parallel zur Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung kann die Größe eines ausgeleuchteten Leuchtflecks auf einer zu überprüfenden lackierten Oberfläche verändert werden. In jedem Fall ist die Form des Leuchtflecks auf der Oberfläche symmetrisch zu der Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung ausgebildet, wenn die Vorrichtung derart relativ zu der zu überprüfenden Oberfläche gehalten wird, dass die Hauptabstrahlrichtung senkrecht zu der Oberfläche verläuft. Bei den bekannten Vorrichtungen ist der Leuchtfleck insbesondere kreisförmig ausgebildet.

Im Stand der Technik dient das verstellen der Position des Linsenelements relativ zu der Lichtquelle der Vorrichtung und damit die Variation der Größe des ausgeleuchteten Leuchtflecks auf der zu überprüfenden Oberfläche dazu, die Oberfläche unterschiedlich auszuleuchten, um Unregelmäßigkeiten in der lackierten Oberfläche, beispielsweise Kratzer, schleift Spuren, eine insgesamt matte Oberfläche, besser erkennen zu können. Die Überprüfung einer lackierten Oberfläche ist insbesondere nach einem Schleifen und/oder Polieren der Oberfläche wichtig, um festzustellen, ob und wo die lackierten Oberfläche nachgearbeitet werden muss.

Die äußere Kontur des durch das von der Vorrichtung in Hauptabstrahlrichtung ausgesandte Licht auf der zu überprüfenden lackierten Oberfläche erzeugten Leuchtflecks ist durch einen abrupten Übergang der Helligkeit von einem relativ hohen Wert (normierte Helligkeit etwa 1,0) auf einen relativ niedrigen Wert (normierte Helligkeit deutlich unter 0,2, näherungsweise 0,0) gekennzeichnet. Ein näherungsweise linienförmiger Bereich des Leuchtflecks, in dem der Gradient der Helligkeit einen konstanten, relativ hohen Wert aufweist, begrenzt somit den ausgeleuchteten Bereich, der im Rahmen der vorliegenden Erfindung als Leuchtfleck bezeichnet wird. Im Stand der Technik ist dieser linienförmige Bereich mit dem konstanten Gradienten der Helligkeit näherungsweise kreisförmig ausgebildet.

Die aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung hat den Nachteil, dass das Linsenelement mittels eines entsprechenden Verstellelements an der Vorrichtung manuell verstellt werden muss, um die zu überprüfenden lackierte Oberfläche unterschiedlich ausleuchten zu können. Dazu sind in der Regel beide Hände eines Nutzers erforderlich, wobei mit der einen Hand die Vorrichtung selbst gehalten und mit der anderen Hand das Verstellelement betätigt wird. Das Verstellelement ist beispielsweise als ein kreisringförmiger Abschnitt eines Gehäuses der Vorrichtung ausgebildet, der in einem vorderen Bereich der Vorrichtung angeordnet ist.

Ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Vorrichtung dahingehend auszugestalten und weiterzubilden, dass eine zu überprüfenden lackierte Oberfläche auf möglichst einfache Weise auf unterschiedliche Weise ausgeleuchtet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ausgehend von der Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen, dass die Vorrichtung derart ausgebildet ist, dass das ausgesandte Licht auf der zu überprüfenden Oberfläche, deren Flächenerstreckung senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung verläuft, einen Leuchtfleck ausleuchtet, der asymmetrisch zu der Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße handgeführte Vorrichtung kann einfach um die Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung gedreht werden, um die Art der Ausleuchtung der zu überprüfenden lackierten Fläche zu verändern. Alternativ oder zusätzlich ist es auch denkbar, dass die Neigung der Vorrichtung, insbesondere die Neigung der Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung, bezüglich der Flächenerstreckung der zu überprüfenden Oberfläche verändert wird. Insbesondere ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht erforderlich, ein Linsenelement oder ein sonstiges optisch wirksames Element im Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts manuell zu verstellen, um die Art der Ausleuchtung zu variieren. Bei der Erfindung erfolgt die Variation der Ausleuchtung aufgrund der Asymmetrie des Leuchtflecks allein durch eine Veränderung der Position und/oder Ausrichtung der Vorrichtung bezüglich der zu überprüfenden Oberfläche.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist somit besonders einfach aufgebaut, insbesondere ohne jegliche mechanisch zu verstellende bewegliche optisch wirksame Elemente im Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts. Dies ist insbesondere für den Einsatz der Vorrichtung in rauen und schmutzbehafteten Umgebungen, wie beispielsweise einer Autowerkstatt oder einer Werkstatt zum Aufbereiten von Kraftfahrzeuglacken, besonders vorteilhaft, da die dabei entstehenden Schmutz- und Staubpartikel nicht in ein von außen betätigbares Verstellelement eindringen und dessen Betätigung beeinträchtigen können. Außerdem ist die Handhabung der Vorrichtung besonders einfach. Insbesondere kann die Art der Ausleuchtung der zu überprüfenden Oberfläche einhändig variiert werden, indem die Position und/oder Ausrichtung der Vorrichtung verändert wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Leuchtfleck eine elliptische Form aufweist. Eine elliptische Form des Leuchtflecks erlaubt einerseits eine ausreichend großflächige Ausleuchtung der zu überprüfenden lackierten Oberfläche und andererseits eine einfache Variation der Art der Ausleuchtung der Oberfläche, in dem die Vorrichtung um ihre Hauptabstrahlrichtung gedreht und/oder in ihrer Neigung bezüglich der Oberfläche variiert wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Lichtquelle mindestens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere mindestens eine Leuchtdiode, umfasst. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Halbleiterlichtquelle eine ebene Lichtaustrittsfläche aufweist und derart in der Vorrichtung angeordnet ist, dass eine Flächenerstreckung der Lichtaustrittsfläche senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung verläuft. Eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere eine Leuchtdiode (LED), hat den Vorteil, dass sie einen besonders guten Wirkungsgrad aufweist, d.h. einen relativ hohen Lichtstrom erzeugt und gleichzeitig relativ wenig Leistung verbraucht. Bei einem Betrieb der Vorrichtung mit einer Batterie ist somit eine lange Lebensdauer sichergestellt.

Die Halbleiterlichtquelle erzeugt vorzugsweise weißes Licht. Weißes Licht kann durch Mischung aller Wellenlängen (RGB) erzeugt werden, zum Beispiel durch eine 3-farbige LED erzeugt werden. Weißes Licht entsteht dann durch additive Farbmischung der drei RGB-Farben Rot, Grün und Blau. Alternativ wird weißes Licht mit dem Konversationsprinzip erzeugt, man spricht auch von der Luminiszenskonversation. Dabei regt das Licht einer blauen LED Leuchtstoff (z.B. Phosphor) an, der einen Teil des blauen Lichts in gelbes Licht wandelt. Durch die Überlagerung des nicht absorbierten blauen Lichts mit dem umgewandelten gelben Licht des Leuchtstoffes ergibt sich weißes Licht. Selbst verständlich wäre es aber auch denkbar, dass die Halbleiterlichtquelle Licht einer beliebig anderen Farbe bzw. mit einem beliebig anderen Spektrum aussendet. Es wäre sogar denkbar, dass die Halbleiterlichtquelle für das menschliche Auge unsichtbares UV-Licht aussendet.

Eine Halbleiterlichtquelle sendet vorzugsweise Licht in einen 180°-Halbraum oberhalb der Lichtaustrittsfläche aus. Um möglichst viel des von der Halbleiterlichtquelle ausgesandten Lichts für die Ausleuchtung des Leuchtflecks nutzen zu können, kann im Strahlengang des von der Halbleiterlichtquelle ausgesandten Lichts eine Bündelungsoptik angeordnet sein, die das ausgesandte Licht bündelt. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass der mindestens einen Halbleiterlichtquelle mindestens eine massive Vorsatzoptik aus einem transparenten Material zugeordnet ist, in die von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle ausgesandtes Licht über mindestens eine Eintrittsfläche der Vorsatzoptik einkoppelt, in der zumindest ein Teil des eingekoppelten Lichts an Grenzflächen der Vorsatzoptik totalreflektiert und aus der zumindest ein Teil des eingekoppelten Lichts, gegebenenfalls nach einer Totalreflexion an einer Grenzfläche über eine Austrittsfläche der Vorsatzoptik auskoppelt. Die Vorsatzoptik ist ausgebildet, eine Bündelung des von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle ausgesandten Lichts durch Brechung an der Lichteintrittsfläche und der Lichtaustrittsfläche und gegebenenfalls durch Umlenkung an den Grenzflächen zu realisieren. Falls die Vorrichtung über mehrere Halbleiterlichtquellen verfügt, kann für jede der Halbleiterlichtquellen eine gesonderte Vorsatzoptik oder aber für alle Halbleiterlichtquellen eine gemeinsame Vorsatzoptik vorgesehen sein.

Zur Realisierung des asymmetrischen Leuchtflecks der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind verschiedene Möglichkeiten und Ausgestaltungsformen denkbar. Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung im Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts ein Blendenelement mit einer elliptischen Öffnung aufweist, wobei das Blendenelement derart ausgebildet und im Strahlengang angeordnet ist, das das die Vorrichtung in der Hauptabstrahlrichtung verlassende Licht einen Lichtkegel mit einem elliptischen Querschnitt bildet. Das im Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts angeordnete Blendenelement lässt Licht nur durch die elliptische Öffnung hindurch treten; alle anderen Lichtstrahlen werden abgeschattet. Das durch die elliptische Öffnung hindurchgetretene Licht kann entweder direkt zur Erzeugung des elliptischen Leuchtflecks genutzt werden oder aber durch optisch wirksame Elemente, beispielsweise ein Linsenelement, im Strahlengang nochmals geformt werden, sodass sich letzten Endes auf der zu überprüfenden lackierten Oberfläche der elliptische Leuchtfleck ergibt. Eine im Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts angeordnete Vorsatzoptik bündelt das Licht vorzugsweise derart, dass es durch die elliptische Öffnung des Blendenelements hindurch tritt und ein möglichst geringer Anteil des ausgesandten Lichts durch das Blendenelement abgeschattet wird.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung im Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts ein Linsenelement mit einer ebenen Lichteintrittsfläche und einer konvex gewölbten Lichtaustrittsfläche aufweist. Das Linsenelement ist derart im Strahlengang angeordnet, dass die Lichteintrittsfläche senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung verläuft und wobei das Linsenelement in einem senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung verlaufenden Querschnitt eine elliptische Außenkontur aufweist. Das Linsenelement ist somit vorzugsweise als eine plan-konvexe Linse mit elliptischem Querschnitt ausgebildet. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Austrittsfläche des Linsenelements in einem ersten, die Hauptabstrahlrichtung umfassenden Längsschnitt eine erste Brennweite und in einem zweiten, die Hauptabstrahlrichtung umfassenden Längsschnitt, der senkrecht zu dem ersten Längsschnitt verläuft, eine zweite Brennweite aufweist, die sich von der ersten Brennweite unterscheidet. Das Linsenelement bündelt die hindurchtretenden Lichtstrahlen in den beiden senkrecht zueinander stehenden Längsschnitten unterschiedlich stark. Dadurch ergibt sich die elliptische Form des ausgeleuchteten Leuchtflecks auf der zu überprüfenden Oberfläche.

Gemäß noch einer anderen Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung im Strahlengang des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts ein schalenförmiges Reflektorelement mit einer der Lichtquelle zugewandten Reflexionsfläche aufweist. Das Reflektorelement ist derart im Strahlengang angeordnet, dass eine Reflektorachse deckungsgleich oder parallel zu der Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung verläuft und wobei das Reflektorelement in einem senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung verlaufenden Querschnitt eine elliptische Außenkontur aufweist. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Reflexionsfläche des Reflektorelements in einem ersten, die Hauptabstrahlrichtung umfassenden Längsschnitt eine erste Brennweite und in einem zweiten, die Hauptabstrahlrichtung umfassenden Längsschnitt, der senkrecht zu dem ersten Längsschnitt verläuft, eine zweite Brennweite aufweist, die sich von der ersten Brennweite unterscheidet. Das Reflektorelement bündelt die auf die Reflexionsfläche auftreffenden Lichtstrahlen in den beiden senkrecht zueinander stehenden Längsschnitten unterschiedlich stark. Dadurch ergibt sich die elliptische Form des ausgeleuchteten Leuchtflecks auf der zu überprüfenden Oberfläche.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung mindestens eine Batterie zum Betreiben der Lichtquelle aufweist. Die mindestens eine Batterie der Vorrichtung ist vorzugsweise auswechselbar und/oder wieder aufladbar. Insbesondere wenn die Lichtquelle als eine besonders energieeffiziente Halbleiterlichtquelle ausgebildet ist, ist ein Batteriebetrieb der Vorrichtung vorteilhaft. Eine batteriebetriebene Vorrichtung kann besonders einfach gehandhabt und von einem Nutzer handgeführt werden, um die Art der Ausleuchtung des Leuchtflecks auf der zu überprüfenden Oberfläche zu variieren. Der Verzicht auf ein Energieversorgungskabel zum Anschluss der Vorrichtung an ein Stromnetz erlaubt eine besonders einfache Handhabung der Vorrichtung und verhindert, dass beim Führen bzw. bei der Variation der Position und/oder Ausrichtung der Vorrichtung das Kabel die Oberfläche berührt und deren Qualität beeinträchtigt.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung ein langgestrecktes Gehäuse aus einem lichtundurchlässigen Material mit einer Längserstreckung aufweist, die parallel zu der Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung verläuft, wobei das Gehäuse in der Hauptabstrahlrichtung eine mittels einer transparenten Abdeckscheibe verschlossene Lichtaustrittsöffnung aufweist. Vorteilhafterweise ist das Gehäuse aus Metall, insbesondere aus Aluminium, gefertigt. Vorzugsweise entspricht das Gehäuse der Vorrichtung von der Größe und Form her einem Schreibstift. Dies hat den Vorteil, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung problemlos in einer Tasche eines Arbeitsmantels oder eines Overalls verstaut werden kann und jederzeit griffbereit zur Verfügung steht. Mittels eines geeigneten Clips, wie er beispielsweise von Schreibschriften bekannt ist, kann die Vorrichtung zudem in der Tasche gegen unbeabsichtigtes Herausfallen gesichert werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung Mittel zur Variation der Größe des ausgeleuchteten Leuchtflecks auf der zu überprüfenden Oberfläche bei konstantem Abstand der Vorrichtung zu der Oberfläche aufweist. Diese Mittel umfassen bspw. ein in der Hauptabstrahlrichtung im Strahlengang eines Lichtkegels mit einem asymmetrischen Querschnitt angeordnetes Linsenelement. Das Linsenelement ist symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch, zu einer Längsachse der Vorrichtung, die parallel zu der Hauptabstrahlrichtung verläuft, ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Linsenelement entlang der Längsachse der Vorrichtung manuell bewegbar. Zu diesem Zweck ist es bspw. denkbar, dass ein vorderer Abschnitt des Gehäuses der Vorrichtung drehbar an einem zentralen Abschnitt des Gehäuses angeordnet ist und durch Drehen des vorderen Abschnitts das im Inneren angeordnete Linsenelement entlang der Längsachse bewegt wird, so dass sich der Abstand des Linsenelements zu der Lichtquelle und damit auch die Größe des ausgeleuchteten Leuchtflecks auf der zu überprüfenden Oberfläche verändert.

Insgesamt handelt es sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung also um eine kompakte, leichte, gut handhabbare und in ihrer Position und/oder Ausrichtung bezüglich der zu überprüfenden Oberfläche schnell und einfach variierbare Vorrichtung, die die zu überprüfenden Oberfläche besonders effizient ausleuchtet und auf einfache Weise die Realisierung unterschiedlicher Arten von Ausleuchtung der zu überprüfenden Oberfläche erlaubt.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen:

1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung gemäß einer bevorzugten Ausführungsform in einem Längsschnitt;

2 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus 1 in einer Seitenansicht;

3 eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung in einer Ansicht entgegen einer Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung;

4 die erfindungsgemäße Vorrichtung aus 1 in einer Ansicht entgegen einer Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung;

5 einen Leuchtfleck auf einer zu überprüfenden lackierten Oberfläche, der mit der bekannten Vorrichtung aus 3 erzeugt wird;

6 einen Leuchtfleck auf einer zu überprüfenden lackierten Oberfläche, der mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 1 erzeugt wird; und

7 eine Vorsatzoptik zum Bündeln des von der Lichtquelle der erfindungsgemäßen Vorrichtung aus 1 ausgesandten Lichts.

In 1 ist eine handgeführte Vorrichtung zum Überprüfen der Qualität einer lackierten Oberfläche in ihrer Gesamtheit mit dem Bezugszeichen 2 bezeichnet. Das Überprüfen der Qualität einer lackierten Oberfläche kann beispielsweise im Anschluss an einen Polier- oder Schleifvorgang der Oberfläche sinnvoll sein, um das Ergebnis des Polier- oder Schleifvorgangs zu beurteilen und um festzustellen, ob und gegebenenfalls wo nachgearbeitet werden muss. Mit Hilfe der Vorrichtung 2 können Unregelmäßigkeiten in der lackierten Oberfläche, beispielsweise Kratzer, Schleifspuren oder eine insgesamt matte Oberfläche, besser erkannt werden. Die zu überprüfende Oberfläche ist beispielsweise ein lackiertes Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs oder eines Bootes.

Die Vorrichtung 2 ist in einem Längsschnitt entlang einer Längsachse 4 der Vorrichtung gezeigt. Die Vorrichtung 2 umfasst ein lang gestrecktes Gehäuse 6 aus einem lichtundurchlässigen Material, das eine Längserstreckung entlang der Längsachse 4 aufweist. In einem vorderen Teil 6a des Gehäuses 6 und in einer Hauptabstrahlrichtung 8 der Vorrichtung 2 weist das Gehäuse 6 eine Lichtaustrittsöffnung 10 auf, die mittels einer transparenten Abdeckscheibe 12 aus Glas oder Kunststoff verschlossen ist. Das Gehäuse 6 ist vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Aluminium, gefertigt. Das Gehäuse und die Abdeckscheibe 12 umschließen die einzelnen Komponenten der Vorrichtung 2 vorzugsweise staub- und wasserdicht, sodass Staub und Feuchtigkeit nicht in das Innere des Gehäuses 6 eindringen können. Von der Größe und Form her entspricht das Gehäuse 6 vorzugsweise einem Schreibstift. Ähnlich wie bei einem Schreibstift ist außen an dem Gehäuse 6 der Vorrichtung 2 ein Klemmbügel (Clips) 14 angeordnet, mit dem die Vorrichtung 2 beispielsweise in der Tasche eines Overalls oder eines Arbeitsmantels eines Nutzers gegen unbeabsichtigtes Herausfallen gesichert werden kann.

Die Vorrichtung 2 weist eine Lichtquelle 16 zum Aussenden von Licht auf, welches die Vorrichtung 2 in der Hauptabstrahlrichtung 8 verlässt. Die Lichtquelle 16 umfasst vorzugsweise mindestens eine Halbleiterlichtquelle, insbesondere mindestens eine Leuchtdiode (LED). Die LED 16 ist auf einem Trägerelement 18 befestigt und über dieses elektrisch kontaktiert, das beispielsweise als eine Leiterplatte ausgebildet ist. Das Trägerelement 18 ist seinerseits an dem Gehäuse 6 befestigt, beispielsweise – wie in dem Ausführungsbeispiel der 1 gezeigt – über eine Trennwand 20, die Bestandteil des Gehäuses 6 ist und vorzugsweise ebenfalls aus Metall, besonders bevorzugt aus Aluminium, besteht. Während des Betriebs der LED 16 entstehende Abwärme kann über das Trägerelement 18, die Trennwand 20 und das Gehäuse 6 besonders effizient an die Umgebung abgegeben werden. Die LED 16 weist eine im Wesentlichen ebene Lichtaustrittsfläche 16a auf, über die Licht in die Hauptabstrahlrichtung 8 im Wesentlichen in einen 180°-Halbraum ausgesandt wird. Um die Effizienz der Vorrichtung 2 zu verbessern, ist im Strahlengang des von der LED 16 ausgesandten Lichts eine Vorsatzoptik 22 angeordnet, die das hindurchtretende Licht bündelt und anhand der 7 näher erläutert wird.

Die Vorsatzoptik 22 besteht aus einem massiven transparenten Material, beispielsweise Kunststoff oder Glas. Sie umfasst eine erste, vorzugsweise ebene oder in Richtung der Lichtquelle 16 konvex gewölbte Lichteintrittsfläche 22a, über die Lichtstrahlen in die Vorsatzoptik 22 einkoppeln, die von der LED 16 parallel oder mit einer geringen Neigung zu der Hauptabstrahlrichtung 8 ausgesandt werden. Des Weiteren umfasst die Vorsatzoptik 22 eine zweite Lichteintrittsfläche 22b, welche die Form einer Mantelfläche eines Zylinders oder eines Rechtecks hat und über die Lichtstrahlen in die Vorsatzoptik 22 einkoppeln, die von der LED 16 mit einer relativ großen Neigung zu der Hauptabstrahlrichtung 8 ausgesandt werden. Die über die frontale Eintrittsfläche 22a in die Vorsatzoptik 22 eingekoppelten Lichtstrahlen treten durch die Vorsatzoptik 22 hindurch und treffen auf eine erste, zentrale Austrittsfläche 22c. Die Austrittsfläche 22c kann eben oder gewölbt, insbesondere nach außen konvex gewölbt, ausgebildet sein. Die über die seitliche Eintrittsfläche 22b in die Vorsatzoptik 22 eingekoppelten Lichtstrahlen treffen zunächst auf seitliche Grenzflächen 22d der Vorsatzoptik 22, an denen sie totalreflektiert werden. Die Grenzflächen 22d sind derart angeordnet und geformt, dass die auftreffenden Lichtstrahlen in Richtung einer zweiten kreisringförmigen Austrittsfläche 22e umgelenkt werden. Da das Material der Vorsatzoptik 22 eine größere optische Dichte aufweist als die umgebende Luft, werden die Lichtstrahlen beim Einkoppeln in die Vorsatzoptik 22 und beim Auskoppeln aus der Vorsatzoptik 22 gebrochen. Die Vorsatzoptik 22 bündelt das von der LED 16 ausgesandte Licht durch Brechung an den Eintrittsflächen 22a, 22b und an den Austrittsflächen 22c, 22e und/oder durch Umlenkung an den totalreflektierenden Grenzflächen 22d.

Das von der Vorrichtung 2 ausgesandte Licht trifft auf die zu überprüfenden lackierte Fläche 24 und leuchtet dort einen Leuchtfleck 26 aus. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung 2 derart ausgebildet ist, dass das ausgesandte Licht auf einer zu überprüfenden Oberfläche 24, deren Flächenerstreckung senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung 8 der Vorrichtung 2 bzw. der Längsachse 4 des Gehäuses 6 verläuft, einen Leuchtfleck 26 ausleuchtet, der asymmetrisch zu der Hauptabstrahlrichtung 8 bzw. der Längsachse 4 ausgebildet ist. Insbesondere hat der ausgeleuchtete Leuchtfleck 26 – wie in 1 gezeigt – eine elliptische Form. In dem Beispiel aus 1 hat der Leuchtfleck 26 in horizontaler Richtung H eine größere Erstreckung als in vertikaler Richtung V. Der Lichtfleck 26 ist also nicht rotationssymmetrisch zu der Längsachse 4 der Vorrichtung 2, welche in einem Schnittpunkt zwischen der Horizontalen H und der Vertikalen V senkrecht auf die Oberfläche 24 trifft. Der Leuchtfleck 26 der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 ist auch in 6 gezeigt. Im Gegensatz dazu zeigt die 5 einen zu der Hauptabstrahlrichtung der Vorrichtung symmetrischen Leuchtfleck in Kreisform, wie er durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Vorrichtung erzeugt wird. Der Leuchtfleck der bekannten Vorrichtung ist also rotationssymmetrisch zu der Längsachse der Vorrichtung.

Zur Realisierung des asymmetrischen Leuchtflecks 26 kann die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 auf unterschiedliche Weise ausgestaltet sein. Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung 2 im Strahlengang des von der Lichtquelle 16 ausgesandten Lichts ein Blendenelement 28 mit einer in einer Ebene quer zur Hauptabstrahlrichtung 8 bzw. zur Längsachse 4 elliptischen Öffnung 30 aufweist. Zur Realisierung von asymmetrischen Leuchtflecken 26, die anders als elliptisch ausgebildet sind, kann die Öffnung 30 auch eine beliebig andere, von einer elliptischen Form abweichende Form aufweisen. Das Blendenelement 28 besteht aus einem für das von der Lichtquelle 16 ausgesandte Licht undurchlässigen Material. Es ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt. Das Blendenelement 28 lässt Lichtstrahlen nur durch die Öffnung 30 hindurchtreten; alle anderen Lichtstrahlen werden abgeschattet (absorbiert oder reflektiert). Das Blendenelement 28 weist vorzugsweise eine besonders gut Licht absorbierende Oberflächenbeschaffenheit und/oder Farbe auf. In diesem Sinne ist es beispielsweise denkbar, dass die Oberfläche des Blendenelements 28 mattiert oder aufgeraut ist. Ferner ist es denkbar, dass das Blendenelement 28 eine schwarze Farbe aufweist. Selbstverständlich kann die Erfindung auch realisiert werden, wenn das Blendenelement 28 eine glatte Oberfläche und/oder eine von Schwarz abweichende Farbe, beispielsweise Weiß, aufweist.

Das Blendenelement 28 ist vorzugsweise derart ausgebildet und im Strahlengang des von der Lichtquelle 16 ausgesandten Lichts angeordnet, dass das die Vorrichtung 2 in der Hauptabstrahlrichtung 8 verlassende Licht einen Lichtkegel 32 mit einem asymmetrischen, vorzugsweise elliptischen Querschnitt bildet. Der asymmetrische bzw. elliptische Querschnitt des Lichtkegels 32 bildet in der Ebene der zu überprüfenden Oberfläche 24 den ausgeleuchteten Leuchtfleck 26.

In dem Längsschnitt der 1 betrachtet weist das Blendenelement 28 eine konkave, in Richtung der Lichtquelle 16 bzw. der Vorsatzoptik 22 nach innen gerichtete Wölbung auf. Selbstverständlich kann das Blendenelement 28 auch eben oder konvex nach außen gewölbt ausgebildet sein. Das Blendenelement 28 kann an der Innenseite des Gehäuses 6, an der Vorsatzoptik 22, an dem Trägerelement 18 und/oder an der Trennwand 20 des Gehäuses 6 befestigt sein. Es wäre sogar denkbar, dass das Blendenelement 28 einstückig mit einem der genannten Bauteile der Vorrichtung 2 ausgebildet ist.

In 4 ist eine Ansicht entgegen der Hauptabstrahlrichtung 8 auf den vorderen Teil 6a des Gehäuses 6 gezeigt. Die Zeichenebene verläuft somit in etwa senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung 8 bzw. der Längsachse 4. In dem gezeigten Beispiel hat der vordere Teil 6a des Gehäuses 6 und damit auch die Abdeckscheibe 12 einen kreisförmigen Querschnitt. Hinter der Abdeckscheibe 12 ist das Blendenelement 28 mit der elliptischen Öffnung 30 gut zu erkennen. Durch die Öffnung 30 hindurch ist die LED 16 zu erkennen. Das Blendenelement 28 mit der elliptischen Öffnung 30 ist vorzugsweise derart ausgebildet und relativ zu der LED 16 in der Vorrichtung 2 angeordnet, dass ein Mittelpunkt (geometrischer Schwerpunkt) der Licht emittierenden Fläche 16a der LED 16 mit einem Mittelpunkt (geometrischen Schwerpunkt) der Öffnung 30 deckungsgleich ist. Beide Mittelpunkte liegen vorzugsweise auf der Längsachse 4 der Vorrichtung 2. In 4 sieht es zwar so aus, als sei die elliptische Öffnung 30 versetzt zu der Licht emittierenden Fläche 16a angeordnet. Der Grund hierfür liegt jedoch lediglich in einer Ansicht von vorne auf den vorderen Teil 6a des Gehäuses 6, der nicht genau parallel zu der Längsachse 4, sondern leicht schräg dazu erfolgt.

Im Gegensatz dazu ist in 5 eine Ansicht entgegen der Hauptabstrahlrichtung 8 auf den vorderen Teil 6a des Gehäuses 6 einer aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung gezeigt. Deutlich zu erkennen ist dabei eine hinter der Abdeckscheibe 12 angeordnete, zu der Längsachse 4 der Vorrichtung symmetrische plan-konvexe Linse 36. Zum Verändern der Art der Ausleuchtung des Leuchtflecks auf der zu überprüfenden Oberfläche wird bei der bekannten Vorrichtung die Linse 36 manuell parallel zu der Längsachse 4 bewegt, um die Relativposition zwischen der Linse 36 und der Lichtaustrittsfläche 16a der LED 16 zu verändern. Die Größe der Licht aussendenden Fläche 16a ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 2 aus 4 genauso groß wie bei der aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtung aus 3. In 3 ist die Licht aussendende Fläche 16a nur deshalb größer dargestellt, weil sie durch die Linse 36 für einen Betrachter vergrößert erscheint.

Alternativ oder zusätzlich zu einem Blendenelement 28 kann die Vorrichtung 2 im Strahlengang des von der Lichtquelle 16 ausgesandten Lichts auch ein Linsenelement (nicht dargestellt) mit einer ebenen Lichteintrittsfläche und einer konvex gewölbten Lichtaustrittsfläche aufweisen. Ein solches plan-konvexes Linsenelement wird derart im Strahlengang angeordnet, dass die Lichteintrittsfläche senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung 8 der Vorrichtung 2 verläuft. Das Linsenelement weist in einem senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung 8 verlaufenden Querschnitt eine elliptische Außenkontur auf. Vorzugsweise weist die Austrittsfläche des Linsenelements in einem ersten, die Hauptabstrahlrichtung 8 umfassenden Längsschnitt eine erste Brennweite und in einem zweiten, die Hauptabstrahlrichtung 8 umfassenden Längsschnitt, der senkrecht zu dem ersten Längsschnitt verläuft, eine zweite Brennweite auf, die sich von der ersten Brennweite unterscheidet.

Gemäß einer anderen möglichen Ausführungsform weist die Vorrichtung 2 im Strahlengang des von der Lichtquelle 16 ausgesandten Lichts ein schalenförmiges Reflektorelement (nicht dargestellt) mit einer der Lichtquelle 16 zugewandten Reflexionsfläche auf. Das Reflektorelement ist derart im Strahlengang angeordnet, dass eine Reflektorachse deckungsgleich oder parallel zu der Hauptabstrahlrichtung 8 der Vorrichtung 2 bzw. zu der Längsachse 4 verläuft. Das Reflektorelement weist in einem senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung 8 verlaufenden Querschnitt eine elliptische Außenkontur auf. Vorzugsweise weist die Reflexionsfläche des Reflektorelements in einem ersten, die Hauptabstrahlrichtung 8 umfassenden Längsschnitt eine erste Brennweite und in einem zweiten, die Hauptabstrahlrichtung umfassenden Längsschnitt, der senkrecht zu dem ersten Längsschnitt verläuft, eine zweite Brennweite auf, die sich von der ersten Brennweite unterscheidet.

Die Vorrichtung kann Mittel zur Variation der Größe des ausgeleuchteten Leuchtflecks 26 auf der zu überprüfenden Oberfläche 24 bei konstantem Abstand und konstanter Neigung der Längsachse 4 der Vorrichtung 2 zu der Oberfläche 24 aufweisen. Diese Mittel umfassen bspw. ein in der Hauptabstrahlrichtung 8 im Strahlengang des Lichtkegels 32 mit dem asymmetrischen Querschnitt angeordnetes Linsenelement 38. Das Linsenelement 38 ist symmetrisch, insbesondere rotationssymmetrisch, zu der Längsachse 4 der Vorrichtung 2, die parallel zu der Hauptabstrahlrichtung 8 verläuft, ausgebildet. Insbesondere ist das Linsenelement 38 als eine plan-konvexe Linse ausgebildet. Besonders bevorzugt ist das Linsenelement 38 entlang der Längsachse 4 der Vorrichtung 2 manuell bewegbar. Zu diesem Zweck ist es bspw. denkbar, dass ein vorderer Abschnitt 6a des Gehäuses 6 der Vorrichtung 2 drehbar an einem zentralen Abschnitt 6c des Gehäuses 6 angeordnet ist und durch Drehen des vorderen Abschnitts 6a das im Inneren angeordnete Linsenelement 38 entlang der Längsachse 4 bewegt wird, so dass sich der Abstand des Linsenelements 38 zu der Lichtquelle 16 und damit auch die Größe des ausgeleuchteten Leuchtflecks 26 auf der zu überprüfenden Oberfläche 24 verändert. Vorteilhafterweise verschließt statt der Abdeckscheibe 12 das optisch wirksame Linsenelement 38 die Lichtaustrittsöffnung 10. Wenn der vordere Abschnitt 6a des Gehäuses 6 auf den mittleren Abschnitt 6c aufgeschraubt werden kann, könnte durch Verdrehen der Abschnitte 6a, 6c relativ zueinander der Abstand des Linsenelements 38, das an dem vorderen Abschnitt 6a befestigt ist, zu der Lichtquelle 16, die an dem mittleren Abschnitt 6c befestigt ist, variiert werden.

Wie in 1 gezeigt, kann die Vorrichtung 2 mindestens eine Batterie 34 zum Betreiben der Lichtquelle 16 aufweisen. Die Batterien 34 sind im Inneren des Gehäuses 6, insbesondere in einem als Griff der Vorrichtung 2 dienenden mittleren Abschnitt 6c des Gehäuses 6, angeordnet. Die Batterien 34 können wiederaufladbar und/oder auswechselbar sein. Zum Auswechseln der Batterien 34 kann ein hinterer Abschnitt 6b des Gehäuses 6 abnehmbar sein, so dass die Batterien 34 aus dem Inneren des Gehäuses 6 entnommen und durch neue Batterien 34 ersetzt werden können. Der hintere Abschnitt 6b des Gehäuses 6 kann bspw. auf den mittleren Abschnitt 6c aufgesteckt oder aufgeschraubt werden.