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Die Erfindung betrifft eine Leuchte mit zwei rotationssymmetrischen Reflektoren, deren Achsen zusammenfallen und deren Erzeugende ein Teil einer Ellipse bzw. eines Kreises sind, wobei im Bereich des einen Brennpunktes der Ellipse eine im wesentlichen punktförmige Lichtquelle angeordnet und im Bereich des andern Brennpunktes eine Austrittsöffnung im kugelförmigen Reflektor vorgesehen ist.
Leuchten der genannten Art werden vorzugsweise dazu verwendet, eine genau begrenzte Fläche, beispielsweise ein Bild auszuleuchten, während das Umfeld dunkel bleiben soll ; andernfalls bestünde die Gefahr, dass am Bild selbst oder an dessen Glasabdeckung, insbesondere aber an Seitenwänden von Vitrinen, störende Spiegelungen von Personen, Raumgegenständen u. dgl. entstehen. Gegenüber offen strahlenden Reflektorsystemen haben sie den Vorteil, dass die Austritts- öffnung sehr klein gehalten werden kann ; dass diese eine gewisse Grösse haben muss, ergibt sich nur dadurch, dass einerseits die Lichtquelle eine endliche Ausdehnung hat und anderseits Herstellungsungenauigkeiten berücksichtigt werden müssen.
Soll mit einer solchen Leuchte, welche üblicherweise an der Decke angebracht oder in diese eingebaut ist, eine Fläche an einer senkrechten Wand beleuchtet werden, so muss die Leuchte geneigt werden. Das ausgeleuchtete Feld hat dann die Form einer Ellipse. Da in der Regel das zu beleuchtende Objekt nicht diese Form aufweist, sondern sehr häufig rechteckig ist, ergeben sich anschliessend an die Rechteckseiten unerwünscht beleuchtete Flächen in annähernd der Form eines Kreissegmentes. Besonders ungünstige Verhältnisse ergeben sich bei waagrecht liegenden Rechtecken, da die Ellipse senkrecht eine grössere Ausdehnung hat, so dass oberhalb und unterhalb unerwünscht beleuchtete Bereiche erheblicher Ausdehnung sich ergeben.
Es sind weiters Leuchten mit Linsen- und Spiegeloptik und entsprechenden Blenden bekannt, deren Lichtaustrittsöffnung zwar verhältnismässig klein gehalten werden kann, welche jedoch einen sehr schlechten Beleuchtungswirkungsgrad und grosse Abmessungen aufweisen.
Ziel der Erfindung ist es, eine Leuchte zu schaffen, welche die erwähnten Nachteile nicht aufweist, und insbesondere bei kleiner Bauart und einer kleinen Lichtaustrittsöffnung eine beliebig geformte Fläche mit gutem Beleuchtungswirkungsgrad ausleuchtet.
Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass die Begrenzungslinie des Ellipsoid-Reflektors wenigstens teilweise geneigt zu den auf die Rotationsachse senkrechten Ebenen verläuft.
Im Gegensatz zu bekannten Leuchten, in denen die Begrenzungslinie des Reflektors, mit andern Worten dessen Umrandung, immer durch einen Vollkreis gebildet wird, welcher in einer auf die Rotationsachse senkrechten Ebene liegt, weist der erfindungsgemässe Reflektor eine Umrandung auf, welche nicht in einer einzigen solchen Ebene liegt. Ein solcher Reflektor kann dadurch hergestellt werden, dass ein Blech mit spiegelnder Oberfläche zu einem Rotationsellipsoid verformt wird, dessen Erzeugende eine Halbellipse ist, worauf einzelne Teile herausgeschnitten oder geschwärzt werden. Das Licht, welches auf diese Bereiche fällt, wird demnach nicht reflektiert, so dass beispielsweise auf der Wand nicht eine ellipsenförmige Fläche, sondern nur ein den reflektierenden Teilen des Reflektors entsprechender Bereich beleuchtet wird.
Im Falle eines Bildes wird dies in der Regel ein Rechteck sein.
Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert. Der Schutz soll sich jedoch nicht auf diese mögliche Verwirklichung des Erfindungsgedankens beschränken, auch haben die Bezugsziffern nur erläuternden Charakter.
Die Fig. l und 2 zeigen eine bekannte, schräg an der Decke befestigte bzw. eine erfindungsgemäss senkrecht eingebaute Kugelleuchte. Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemässe Leuchte. In Fig. 4 sind die Parameter für eine optimale Dimensionierung der Leuchte dargestellt.
Fig. l zeigt die Ecke eines Raumes, an dessen einer Wand --1-- ein Bild --2-- hängt, welches von einer an der Decke --3-- befestigten bekannten Kugelleuchte --4-- angestrahlt wird.
Da diese symmetrisch in bezug auf ihre Achse --5-- strahlt, muss zur vollständigen Erfassung des Bildes --2-- durch den Strahlungskegel --6-- die Achse --5-- der Leuchte --4-- etwa auf die Mitte des Bildes --2-- weisen, die Leuchte --4-- selbst also geneigt angeordnet werden.
Die Verschneidung des Strahlungskegels --6-- mit der Wand --1-- ergibt eine Ellipse, so dass jeweils anschliessend an eine Kante des Bildes --2-- Bereiche etwa in Form eines Kreissegmen- tes --7-- entstehen, welche unerwünscht sind.
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In Fig. 2 sind die Verhältnisse dargestellt, wie sie durch die Verwendung einer erfindung- gemässen Leuchte --4-- entstehen. Diese ist an der Decke --3-- so befestigt, dass ihre Ach- se --5-- senkrecht verläuft. Das Licht tritt aus der Leuchte --4-- geneigt aus und hat die Form einer Pyramide, deren Kanten --8-- auf die Ecken des Bildes --2-- zulaufen. Dadurch ist nur dieses beleuchtet, während seine Umgebung dunkel bleibt.
Wie dieser asymmetrische Austritt des Lichtes erzielt wird, ist in Fig. 3 dargestellt. Diese zeigt einen vereinfachten Schnitt durch eine erfindungsgemässe Leuchte, wobei die obere Abdeckung nicht dargestellt ist, an welcher sowohl die Elemente für die Befestigung der Leuchte an der
Decke als auch die Halterung für die Lampe angeordnet sind. Der untere Teil der Leuchte besteht aus einem halbkugelförmigen Reflektor --9--, welcher konzentrisch zur Achse --5-- eine kreisför- mi ge Austrittsöffnung --10-- aufweist. Eine Lampe --11-- ist so angeordnet, dass ihre Wendel im Mittelpunkt --12-- des halbkugelförmigen Reflektors --9-- zu liegen kommt. In der dargestell- ten Ausführung ist die Fassung --13-- der Lampe --11-- in der nicht dargestellten oberen Ab- deckung der Leuchte befestigt.
In der oberen Hälfte der Leuchte ist ein weiterer Reflektor --14-- vorgesehen, der die Form eines Ellipsoides mit der Achse --5-- hat, wobei der eine Brennpunkt mit dem Mittelpunkt --12-- des Kugelreflektors --9-- zusammenfällt, während der andere im Mittelpunkt --15-- der Austritts- öffnung --10-- liegt. Durch diese an sich bekannte Kombination zweier Reflektoren wird erreicht, dass alle von der Lampe --11-- ausgehenden Lichtstrahlen nach ein-oder zweimaliger Reflexion die Leuchte durch die Austrittsöffnung verlassen. Wie noch weiter unten erläutert wird, ist die erforderliche Grösse der Austrittsöffnung durch die endliche Ausdehnung der Lichtquelle und durch die Fertigungstoleranzen bedingt.
Wie aus Fig. 3 ersichtlich, erstreckt sich das Rotationsellipsoid --14-- nicht symmetrisch um die Achse --5--, sondern ist nach einer Begrenzungslinie --16-- beschnitten, welche sich theoretisch aus folgender Überlegung ergibt : Da alle Strahlen die Leuchte im Punkt --15-- ver- lassen, kann durch Zentralprojektion ein Bild der zu beleuchtenden Fläche --2-- auf dem Ellip- soid-Reflektor --14-- definiert werden. Die Umrandung --16-- des Reflektors --14-- ergibt sich damit durch eine Verschneidung desselben mit einer Doppelpyramide, deren Spitze im Mittel- punkt --15-- der Austrittsöffnung --10-- liegt und deren Grundfläche durch die zu beleuchten- de Fläche --2-- gebildet wird.
So entspricht im dargestellten Beispiel eines in einer senkrechten
Ebene liegenden Rechteckes beispielsweise der Strahl --17-- in etwa den Strahlen --17a und 17b-- in Fig. 2.
An Hand der Fig. 4 werden die geometrischen Beziehungen erläutert, welche optimale Verhält- nisse für den Beleuchtungswirkungsgrad und eine minimale Streuung ergeben. Es bedeuten :
EMI2.1
<tb>
<tb> D.... <SEP> maximale <SEP> Ausdehnung <SEP> der <SEP> Lampenwendel
<tb> a.... <SEP> maximal <SEP> vorgesehener <SEP> Strahlungswinkel
<tb> S.... <SEP> Toleranz <SEP> des <SEP> Radius <SEP> der <SEP> Austrittsöffnung
<tb> T.... <SEP> maximal <SEP> mögliches <SEP> Spiel <SEP> zwischen <SEP> den <SEP> Reflektoren
<tb>
Daraus ergeben sich folgende Beziehungen : Für den elliptischen Reflektor : e = (R-T). cos a
EMI2.2
cos a b = e. tan Für den Kugelreflektor :
EMI2.3
wobei für a > 60 das negative Vorzeichen, und für a < 60 das positive Vorzeichen gilt.
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Für a = 60'gilt
EMI3.1
Bei tatsächlich ausgeführten Leuchten werden diese theoretischen Werte etwas geändert ; insbesondere deshalb, weil die Wendel der Lampe nicht genau im Mittelpunkt des Kugelreflektors angeordnet ist, da sonst die von diesem reflektierten Strahlen nicht auf den Ellipsoid-Reflektor gelangen würden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Leuchte mit zwei rotationssymmetrischen Reflektoren, deren Achsen zusammenfallen und deren Erzeugende ein Teil einer Ellipse bzw. eines Kreises sind, wobei im Bereich des einen Brennpunktes der Ellipse eine im wesentlichen punktförmige Lichtquelle angeordnet und im Bereich des andern Brennpunktes eine Austrittsöffnung im kugelförmigen Reflektor vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungslinie (16) des Ellipsoid-Reflektors (14) wenigstens teilweise geneigt zu den auf die Rotationsachse (5) senkrechten Ebenen verläuft.