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Beleuchtungsanordnung
Zur Beleuchtung insbesondere im Freien stehender Objekte werden üblicherweise Scheinwerfer ver- wendet. Bei den bekannten Anordnungen zur Beleuchtung mit Scheinwerfern ist eine unerwünschte Be- leuchtung des Hintergrundes meist nicht zu vermeiden. Dadurch wird aber die Wirkung der Beleuch- tung durch Verminderung des Kontrastes zwischen angeleuchtetem Objekt und Hintergrund herabgesetzt. Bei Beleuchtung von erhöhten Objekten z. B. Türmen von der Erde aus geht ein Teil des Lichtes an diesen Objekten vorbei und kann zu Störungen des Flugzeugverkehrs führen. Ausserdem machen die sich durch das Vorbeistrahlen an den zu beleuchtenden Objekten ergebenden Lichtverluste die Beleuchtung unwirtschaftlich.
Um diesem Mangel abzuhelfen, wurde bereits eine Beleuchtungsanordnung für beliebig gestaltete auszuleuchtende Flächen oder Objekte, insbesondere für ein säulenförmiges Denkmal, vorgeschlagen, die aus einer Lichtquelle und einem dieser zugeordneten optischen System, insbesondere einem Hohlspiegel besteht, die eine konzentrierte Beleuchtung des zu beleuchtenden Objektes ohne seitliche Lichtverluste dadurch ermöglicht, dass der Umriss der Lichtquelle - in Strahlrichtung gesehen - im wesentlichen gleichgestaltet ist der-ebenfalls in Strahlrichtung gelegenen - Projektion des Randes des auszuleuchtenden Objektes indem eine röhrenförmige, längliche Lichtquelle verwendet wurde und die Lage der Lichtquelle relativ zum optischen System so gewählt wurde,
dass die Lichtquelle auf das auszuleuchtende Objekt projiziert und dort zumindest angenähert geometrisch ähnlich abgebildet wurde.
Dabei konnte durch die Konzentration praktisch des gesamten von der Lichtquelle erzeugten Lichtes auf das zu beleuchtende Objekt eine besonders kontrastreiche Beleuchtung des Objektes erreicht werden. Ausserdem ergab sich der Vorteil, dass im wesentlichen das ganze von der Lichtquelle erzeugte Licht nutzbar gemacht wurde. Damit sind auch zugleich Störungen durch an unerwünschte Stellen gelangende Lichtstrahlen verhindert worden.
Ein-Beispiel einer, einer solchen bekannten Beleuchtungseinrichtung, analogen Einrichtung, ist in Fig. 1 schematisch dargestellt. Mit 1 ist der Hohlspiegel eines Scheinwerfers bezeichnet, als dessen Lichtquelle ein Glühfaden 2 dient, dessen Lage relativ zum Hohlspiegel so gewählt ist, dass der Glühfaden 2 auf das zu beleuchtende Objekt 3 abgebildet wird.
Dies ist bekanntlich dapn der Fall, wenn die Gegenstandsweite a des Glühfadens 2 mit seiner Bildweite b, die gleich ist der Entfernung des zu beleuchtenden Objektes 3, mit der Brennweite f des Hohlspiegels 1 in folgender Beziehung steht :
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Mit Hilfe einer solchen Beleuchtungseinrichtung lassen sich auch komplizierter gestaltete Objekte gut beleuchte n : ! o eignet sich beispielsweise für die Beleuchtung eines Kreuzes eine Lichtquelle von ebenfalls kreuzförmiger Gestalt, z. B. gebildet durch zwei kreuzförmig angeordnete Glühfäden, deren Längen den Längen der Balken des zu beleuchtenden Kreuzes verhältnisgleich sind.
Es wird jedoch in den meisten Fällen nicht notwendig und sogar unerwünscht sein, ein völlig scharfes Bild der Lichtquelle auf dem zu beleuchtenden Objekt zu erzeugen. So würde sich beispielsweise die scharfe Abbildung eines Glühfadens auf eine Statue als unzweckmässig erweisen. In Fig. 2 ist mit 4 die Kontur einer Statue bezeichnet, die vom scharfen Bild 5 eines Glühfadens nur unvollkommen beleuchtet werden würde. Mit demselben Glühfaden lässt sich diese Statue ganz ausleuchten, nämlich dann, wenn der Glühfaden etwas aus der der scharfen Abbildung entsprechenden Lage entfernt wird : dadurch wird das
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Bild des Glühfadens unscharf-nid die beleuchtete Fläche vergrössert sich bis zu der durch die Kontur 6 angedeuteten Grenze, die der Gestalt der Statue 4 besser entspricht.
Die damit erzielte Erhöhung der Lichtausbeute ist evident, da z. B. zur Beleuchtung der in Fig. 2 dargestellten Statue 4 mit einem Scheinwerfer mit üblichem kreisförmigem Strahlquerschnitt der Strahlquerschnitt so gross gewählt werden müsste, dass mit der ganzen Statue auch die von dem mit der Ziffer 7 bezeichneten Kreis umschlossene Fläche ausgeleuchtet werden würde. Es kann, wie die Praxis ergeben hat, der erforderliche Lichtstrom ohne weiters bis auf ein Siebentel reduziert werden.
Eine weitere Anpassungsmöglichkeit an die Gestalt des zu beleuchtenden Objektes ist nun dadurch gegeben, dass erfindungsgemäss die Lichtquelle auf dem zu beleuchtenden Objekt nur zu einem Teil scharf und zum andern Teil unscharf abgebildet wird. Ein Beispiel hiefür ist in Fig. 3 gezeigt. Es handelt sich hiebei um die Beleuchtung eines spitzen Turmes, dessen Kontur mit der Ziffer 8 bezeichnet ist. Die Ausleuchtung der vom Turm gebildeten Dreiecksfläche ist mit Hilfe eines geraden Glühfadens möglich, wenn dieser am oberen Teil des Turmes mit grösserer. Schärfe und im unteren Teil weniger scharf abgebildet wird. Dieser Effekt wird dadurch erzielt, dass der Glühfaden an einem Ende die für eine scharfe Abbildung erforderliche Gegenstandsweite aufweist, während er mit seinem andern Ende aus der Gegenstandsebene der scharfen Abbildung herausgerückt ist.
Die sich dadurch ergebende UmrissliniedesLichtstrahles ist in Fig. 3 mit 9. bezeichnet,
Als optische Systeme eignen sich für die erfindungsgemässe Beleuchtungsanordnung alle zur optischen Abbildung geeigneten Hohlspiegel bzw. Linsen.
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Lighting arrangement
Headlights are usually used to illuminate objects standing outdoors in particular. In the known arrangements for lighting with headlights, undesired lighting of the background can usually not be avoided. However, this reduces the effect of the lighting by reducing the contrast between the illuminated object and the background. When lighting elevated objects such. B. Towers from the earth, some of the light passes these objects and can lead to disruptions in air traffic. In addition, the light losses resulting from the radiation past the objects to be illuminated make the lighting uneconomical.
In order to remedy this deficiency, a lighting arrangement has already been proposed for any shaped surfaces or objects to be illuminated, in particular for a column-shaped monument, which consists of a light source and an optical system associated with it, in particular a concave mirror, which provides concentrated illumination of the object to be illuminated without Lateral light loss is made possible by the fact that the outline of the light source - seen in the direction of the beam - is essentially the same as the projection of the edge of the object to be illuminated - also located in the direction of the beam - by using a tubular, elongated light source and the position of the light source relative to the optical system so was chosen
that the light source is projected onto the object to be illuminated and is mapped there at least approximately geometrically similar.
By concentrating practically all of the light generated by the light source on the object to be illuminated, a particularly high-contrast illumination of the object could be achieved. In addition, there was the advantage that essentially all of the light generated by the light source was made usable. This also prevents interference from light rays reaching undesired locations.
An example of such a known lighting device, analog device, is shown schematically in FIG. 1 denotes the concave mirror of a headlight, the light source of which is a filament 2 whose position relative to the concave mirror is selected such that the filament 2 is imaged onto the object 3 to be illuminated.
As is well known, this is the case when the object distance a of the filament 2 with its image distance b, which is the same as the distance from the object 3 to be illuminated, has the following relationship with the focal length f of the concave mirror 1:
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With the help of such a lighting device, even more complexly designed objects can be well illuminated:! For example, a light source of also cross-shaped shape is suitable for illuminating a cross, e.g. B. formed by two incandescent filaments arranged in the shape of a cross, the lengths of which are proportional to the lengths of the bars of the cross to be illuminated.
In most cases, however, it will not be necessary and even undesirable to generate a completely sharp image of the light source on the object to be illuminated. For example, a sharp image of a filament on a statue would prove inexpedient. In FIG. 2, 4 designates the contour of a statue which would only be imperfectly illuminated by the sharp image 5 of a filament. This statue can be fully illuminated with the same filament, namely when the filament is removed a little from the position corresponding to the sharp image: this becomes
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The image of the filament is out of focus and the illuminated area is enlarged up to the limit indicated by the contour 6, which corresponds better to the shape of the statue 4.
The resulting increase in the light output is evident because z. B. to illuminate the statue 4 shown in Fig. 2 with a headlight with the usual circular beam cross-section, the beam cross-section would have to be selected so large that the entire statue would also illuminate the area enclosed by the circle designated by the number 7. As practice has shown, the required luminous flux can easily be reduced to a seventh.
A further possibility of adaptation to the shape of the object to be illuminated is given by the fact that, according to the invention, the light source is imaged on the object to be illuminated only in part in focus and in part out of focus. An example of this is shown in FIG. It is the lighting of a pointed tower, the contour of which is marked with the number 8. The triangular area formed by the tower can be illuminated with the help of a straight filament, if this is larger than the upper part of the tower. Sharpness and the lower part is less sharp. This effect is achieved in that the filament has the object width required for a sharp image at one end, while its other end has moved out of the object plane of the sharp image.
The resulting contour line of the light beam is denoted by 9 in FIG.
All concave mirrors or lenses suitable for optical imaging are suitable as optical systems for the lighting arrangement according to the invention.