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DE20015812U1 - Artificial fire - Google Patents

Artificial fire

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Publication number
DE20015812U1
DE20015812U1 DE20015812U DE20015812U DE20015812U1 DE 20015812 U1 DE20015812 U1 DE 20015812U1 DE 20015812 U DE20015812 U DE 20015812U DE 20015812 U DE20015812 U DE 20015812U DE 20015812 U1 DE20015812 U1 DE 20015812U1
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DE
Germany
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light source
artificial fire
fire according
light
hollow body
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
DE20015812U
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German (de)
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Individual
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Publication date
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Publication of DE20015812U1 publication Critical patent/DE20015812U1/en
Priority to DE10144461A priority patent/DE10144461A1/en
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S10/00—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect
    • F21S10/04—Lighting devices or systems producing a varying lighting effect simulating flames
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S8/00—Lighting devices intended for fixed installation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V2200/00—Use of light guides, e.g. fibre optic devices, in lighting devices or systems
    • F21V2200/10—Use of light guides, e.g. fibre optic devices, in lighting devices or systems of light guides of the optical fibres type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V23/00—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices
    • F21V23/04—Arrangement of electric circuit elements in or on lighting devices the elements being switches
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)

Description

Beschreibung** **'Description** **'

Titel Künstliches FeuerTitle Artificial Fire

Stand der TechnikState of the art

Feuer künstlich durch Lichteffekte zu erzeugen, ist seit der Erfindung der Glühlampe technisch möglich geworden. Allerdings ist die Lebensdauer der Glühfaden durch den gepulsten Betrieb stark eingeschränkt. Es werden daher z. B. für den Modellbau Glühlämpchen mit einer kurzen Glühwendel verwendet.Since the invention of the light bulb, it has become technically possible to create fire artificially using light effects. However, the lifespan of the filament is greatly limited by the pulsed operation. For this reason, light bulbs with a short filament are used, for example, in model making.

Selbst gasgefüllte Leuchtmittel brauchen eine gewisse Reaktionszeit bis zum vollen Aufleuchten, um ein Flackern nachzuahmen. Schneller, aber dafür in der Helligkeit und Größe eingeschränkt, ist die bereits bekannte Flackerkerze mit E14-Glühlampenfassung. Diese Flächenglimmlampe benutzt zwei Elektroden, die wie ein Hörnerblitzableiter angeordnet sind. Die nach oben laufende Entladung reißt irgendwann ab und startet weiter unten wieder neu. Dadurch wird eine künstliche Steuerung eines Zufalleffektes überflüssig. Künstliche Feuer mit Glühlampen hingegen verfügen über eine elektronische Steuerung, die wie ein Zufallsgenerator arbeitet. Farblich abgestimmte, lichtdurchlässige Hauben vermitteln so den Eindruck von Kohlen- oder Holzfeuer.Even gas-filled lamps need a certain reaction time to fully light up in order to imitate flickering. Faster, but limited in brightness and size, is the well-known flickering candle with E14 light bulb socket. This surface glow lamp uses two electrodes that are arranged like a horn lightning rod. The upward discharge breaks off at some point and starts again further down. This makes artificial control of a random effect unnecessary. Artificial fires with light bulbs, on the other hand, have an electronic control that works like a random generator. Color-coordinated, translucent hoods give the impression of a coal or wood fire.

Energiewirtschaftlich, effizientere und sehr schnell ansprechende Lichtquellen einer Farbe wie die Leuchtdiode benötigen für gleiche Zwecke eine Verteilung ihres konzentrierten Lichtaustritts auf eine größere Fläche. Die Veröffentlichungsnummer DE 197283 54Al zeigt dies mit einer auf die Leuchtdiode aufgesetzten Optik. Gleiche Zwecke erfüllt der bekannte Lichtleiter, wenn durch ihn ein Austritt aus der Längsseite möglich ist.Energy-efficient, more efficient and very fast-responding light sources of one color such as the LED require a distribution of their concentrated light output over a larger area for the same purposes. Publication number DE 197283 54Al shows this with an optic attached to the LED. The well-known light guide serves the same purpose if it allows an exit from the long side.

Dfpf.-tng, Mictiae/SchöntngDfpf.-tng, Mictiae/Schöntng

Problem ·· ·· Issue ·· ··

Die Gefahren mit Feuer sind hinreichend bekannt. Offenes Licht ist aus polizeilicher Sicht nicht immer zugelassen oder überhaupt physikalisch möglich, z.B. unter Wasser nur mit erheblichen technischen Aufwand. Da der Mensch nicht auf diesen Licht-Anreiz verzichtet, soll ein künstlicher Ersatz als unproblematische Ergänzung dienen.The dangers of fire are well known. From a police perspective, open light is not always permitted or even physically possible, e.g. underwater only with considerable technical effort. Since people cannot do without this stimulus of light, an artificial substitute should serve as an unproblematic supplement.

Lösung Solution

Eine Anordnung von einer oder mehrerer kohärenter, getakteter Lichtquellen innerhalb eines Lichtleiters erzeugt ein Licht, das offenem Feuer in Form von Kerzen oder Fackeln für das menschliche Auge ähnlich ist. Dieses Licht kann jeder Farbe enthalten. Praktisch geeignet ist die Leuchtdiode, durch deren Öffnungswinkel ein definierter Lichtkegel entsteht. Wird diese in einen hohlen, z.B. gerade geführten Lichtleiter positioniert, dessen Wandabstand sehr groß und dessen Wandstärke groß gegen die Wellenlänge der abgestrahlten Frequenz ist, dann wird das Licht auf drei verschiedenen Wegen transportiert:An arrangement of one or more coherent, clocked light sources within a light guide produces a light that is similar to an open fire in the form of candles or torches for the human eye. This light can contain any color. A practical solution is a light-emitting diode, whose opening angle creates a defined cone of light. If this is positioned in a hollow, e.g. straight, light guide, whose distance from the wall is very large and whose wall thickness is large compared to the wavelength of the emitted frequency, then the light is transported in three different ways:

1. Direkt durch den hohlen Lichtleiter.1. Directly through the hollow light guide.

2. Durch Mehrfachreflektion an den Lichtleiterwänden.2. Through multiple reflections on the light guide walls.

3. Innerhalb der Lichtleiterwand selber.3. Within the light guide wall itself.

Je nach Eintrittswinkel auf die Wände des Lichtleiters entstehen aufgrund des Brechungsindexes vom Material Interferenz-Erscheinungen durch Gangunterschiede. Der Lichtaustritt und die damit flächenmäßige große Verteilung erfolgt z.B. durch eine rauhe Oberfläche der Lichtleiteraußenseite. Wird nun zusätzlich die Lichtquelle z.B. mit einem Multivibrator in schneller Abfolge ein- und wieder ausgeschaltet, kann das menschliche Auge nicht mehr exakt folgen und daher ein Flimmern wahrnehmen, daß einer im Wind flackernde Flamme täuschend ähnlichDepending on the angle of incidence on the walls of the light guide, interference phenomena occur due to path differences due to the refractive index of the material. The light exits and the resulting large area distribution occurs, for example, through a rough surface on the outside of the light guide. If the light source is then switched on and off again in rapid succession, e.g. with a multivibrator, the human eye can no longer follow exactly and therefore perceives a flicker that is deceptively similar to a flame flickering in the wind.

Op/.-/ng. MichaeJSefiönmgOp/.-/ng. MichaeJSefiönmg

•1 2 •1 2

OrUl!OrUl!

sieht. ·· *·sees. ·· *·

Verstärken kann man diesen Effekt, wenn zwei der Kennlinien gesteuerten Leuchtdioden verschiedene Arbeitspunkte haben und so bei gleich großer Stromeinspeisung unterschiedliche Lichtstärken aufweisen.This effect can be enhanced if two of the LEDs controlled by the characteristic curves have different operating points and thus have different light intensities with the same current input.

Erreichte VorteileBenefits achieved

Im Vergleich zu anderen Lösungen steht die Wirtschaftlichkeit im Vordergrund. Ein Batteriebetrieb ist ebenso wie eine tragbare Lösung als Handfackel möglich. Neben der farblichen Auswahl der Farbe des Feuers, hängt die augenscheinliche Größe vom Abstrahlwinkel der Lichtquelle, dem Abstand des Lichtleiters zur dieser und seiner Länge sowie von der Lichtstärke der Quelle ab. Die Anordnung kann sowohl Kerzenlicht simulieren, eine Wachsfackel wie auch die langgezogene Flamme eines Brenners. Mehrere dieser Anordnungen ergeben den Eindruck eines Flammenmeeres.Compared to other solutions, cost-effectiveness is the main focus. Battery operation is possible, as is a portable solution as a hand torch. In addition to the choice of color of the fire, the apparent size depends on the beam angle of the light source, the distance of the light guide from it and its length, as well as the light intensity of the source. The arrangement can simulate candlelight, a wax torch or the elongated flame of a burner. Several of these arrangements give the impression of a sea of flames.

Claims (15)

1. Künstliches Feuer dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere kohärenter Lichtquellen verwendet werden. Nachfolgend wird nur von einer Lichtquelle gesprochen. 1. Artificial fire characterized by the use of one or more coherent light sources. In the following, only one light source is referred to. 2. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenlänge der Lichtquelle für das menschliche Auge im sichtbaren Bereich liegt. 2. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the wavelength of the light source is in the visible range for the human eye. 3. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle durch einen getakteten Strom gespeist wird. 3. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the light source is fed by a clocked current. 4. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle von einem hohlen Körper umgeben ist, der einen bestimmten Abstand zur Lichtquelle aufweist. 4. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the light source is surrounded by a hollow body which has a certain distance from the light source. 5. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des hohlen Körpers die Funktion einer Mattscheibe übernimmt, auf die Licht projiziert wird. Die Innen- oder die Außenseite der Wandung ist somit aufgerauht. 5. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the wall of the hollow body takes on the function of a ground glass screen onto which light is projected. The inside or outside of the wall is thus roughened. 6. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß diese Mattscheibe in ihrer Oberfläche nur so groß sein kann, wie das menschliche Auge ein auftretenden Helligkeitsunterschied zwischen benachbarten Flächen erkennt. 6. Artificial fire according to claim 1, characterized in that this ground glass screen can only be as large in its surface as the human eye can detect a difference in brightness between adjacent surfaces. 7. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Körper eine Wandstärke aufweist, die ein Vielfaches der genutzten Wellenlänge beträgt. 7. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the hollow body has a wall thickness which is a multiple of the wavelength used. 8. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des hohlen Körpers für den Transport von Licht geeignet ist. Das Material dieses Wand muß für die verwendete Lichtwellenlänge durchlässig sein und darf nicht als Filter wirken. 8. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the wall of the hollow body is suitable for the transport of light. The material of this wall must be permeable to the light wavelength used and must not act as a filter. 9. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der hohle Körper die Lichtquelle nicht vollständig umschließen muß, daher auch aus mehreren Teilen bestehen kann, die um die Lichtquelle angeordnet sind. 9. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the hollow body does not have to completely enclose the light source, and can therefore also consist of several parts arranged around the light source. 10. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Lichtquelle innerhalb des hohlen Körpers liegt. 10. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the control of the light source is located within the hollow body. 11. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Lichtquelle außerhalb des hohlen Körpers liegt. 11. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the control of the light source is located outside the hollow body. 12. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung für Lichtquelle und Steuerung innerhalb des hohlen Körpers liegt. 12. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the power supply for the light source and control is located within the hollow body. 13. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Stromversorgung der Lichtquelle von außen zugeführt wird. 13. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the power supply of the light source is supplied from outside. 14. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle das Austrittsende eines Lichtleiters ist, der in dem hohlen Körper positioniert wird. 14. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the light source is the exit end of a light guide which is positioned in the hollow body. 15. Künstliches Feuer nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß das Licht durch einen Halbleiter erzeugt wird. 15. Artificial fire according to claim 1, characterized in that the light is generated by a semiconductor.
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