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Scheinwerfer.
'den Gegenstand der Erfindung bildende Scheinwerfer zeigt gegenüber den bekannten derartigen Vorrichtungen den Vorteil der Ausnutzung eines sehr grossen Teiles des von einer punktförmigen Lichtquelle ausgehenden Strahlenbündels und der Aussendung eines Bündels parallel gerichteter Lichtstrahlen, das je nach dem Zwecke der Vorrichtung unabhängig von der Grösse der Lichtquelle durch entsprechende Wahl des Durchmessers der Linse breiter oder schmäler gemacht werden kann.
In der Zeichnung stellen die Fig. 1 und 2 verschiedene Ausführungsformen des Scheinwerfers schematisch dar.
Gemäss Fig. 1 ist innerhalb eines hohlen Ellipsoids 1 mit reflektierender Innenfläche die Lichtquelle im Brennpunkt 2 des Ellipsoids angeordnet. Dessen anderer Brennpunkt 3 fällt mit dem optischen Brennpunkt der Linse 5 zusammen, die aus einem durchsichtigen Körper besteht, dessen Aussenfläche 7 einem Rotationsellipsoid angehört. Die Brennpunkte dieses Ellipsoids liegen in 3 und 6, wogegen die innere Linsenfläche eine Kugelfläche ist, deren Mittelpunkt in 3 liegt. Die äussere elliptische Fläche 7 wird durch die Rotation einer Ellipse um eine Achse erzeugt, die durch die Ellipsenbrennpunkte 3 und 6 geht. Das Verhältnis der grossen Achse der Ellipse zu dem Abstand der Ellipsenbrennpunkte ist gleich dem Brechungsindex der Substanz, aus welcher die Linse gemacht ist.
Es ist bekannt, dass, wenn eine Linse mit elliptischer Krümmung diesen Bedingungen entspricht, alle vom Brennpunkt 3 ausgehenden Lichtstrahlen in einem Bündel paralleler Strahlen ausgesendet werden. Die Bedingung für die Strahlen- parallelität (Breehungsindex g) ist u. a. im Handbuch von Dr. Alexander Gleichen : Brennpunktabstand "Die Theorie der modernen optischen Instrumente", Stuttgart 1911,. erläutert.
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andern Brennpunkt 3 des Reflexionsellipsoids. Die reflektierende Fläche 4, welche das Reflexionsellipsoid 1 und das Brechungssystem miteinander verbindet, ist eine Kugelfläche, deren Mittelpunkt in 2 liegt.
Der Brennpunkt 3 fällt, wie bemerkt, mit dem Brennpunkt der Linse 5 zusammen ; die Strahlen gehen beim Eintritt in die Linse durch deren innere sphärische Fläche 8 ohne Brechung hindurch ; bei Erreichung der äusseren elliptischen Fläche 7 werden sie dagegen einer Brechung unterworfen, welche bewirkt, dass sie die Linse als paralleles Strahlenbündel verlassen.
Alle auf die Fläche 4 auftreffenden Strahlen werden von derselben radial zurück auf die elliptische Reflexionsfläche 1 geworfen, gehen dabei durch deren Brennpunkt 2, und die von der Fläche 1 zurückgeworfenen Strahlen werden nach dem Brennpunkt 3 geworfen. Die Kugelfläche 4 wirkt demgemäss als eine Zwischenfläche, die den Zweck hat,, die von der Lichtquelle radial ausgehenden Strahlen, die nicht unmittelbar auf die elliptische Fläche fallen, zu sammeln.
Bei Untersuchung des Strahlenganges der von der punktförmigen Lichtquelle ausgehenden und auf die reflektierenden Flächen auftreffenden Lichtstrahlen ergibt sich, dass die vom Brennpunkt 2 der Ellipse ausgehenden und auf die reflektierenden Flächen auftreffenden Strahlen sich im Brennpunkt 3 schneiden und den Apparat als paralleles Strahlenbündel verlassen ; infolgedessen ist die Leistung eine dementsprechend grössere als die jedes andern bisher bekannten Scheinwerfer. Ein weiterer, höchst wichtiger Vorteil ist, dass das Lichtbündel, welches aus dem Scheinwerfer austritt, nach Belieben in seinem Durchmesser verkleinert werden kann ; denn es genügt, eine kleinere oder grössere Linse 5 zu verwenden, um ein Bündel von kleinerem oder grösserem Durchmesser unabhängig von der Grösse der Lichtquelle in 2 zu erhalten.
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In dieser Form ist die Erfindung sehr geeignet für kinematographische Apparate, bei denen es sich hauptsächlich um die kräftige Beleuchtung der verhältnismässig kleinen Oberfläche des Films handelt.
Das vom Scheinwerfer ausgehende Strahlenbündel kann mittels einer gewöhnlichen Sammellinse konvergierend oder mit Hilfe einer gewöhnlichen Zerstreuungslinse divergierend gemacht werden, je nach den Zwecken, für welche die Vorrichtung bestimmt ist.
Während die Exzentrizität der elliptischen Fläche 7 der Linse 5, d. h. das Verhältnis der grossen Achse zum Abstand der zwei Brennpunkte der erzeugenden Ellipse, genau bestimmt ist durch den
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werden. Der Grenzfall ist dann gegeben, wenn der'Brennpunkt 2 mit dem Brennpunkte zusammenfällt, d. h., wenn das Ellipsoid in eine sphärische Reflexionsfläche abgeändert wird.
Ein Scheinwerfer dieser Art ist in Fig. 2 dargestellt. Hier bezeichnet 9 den Krümmungsmittelpunkt der sphärischen Reflexionsfläche 13 und ist gleichzeitig einer der Brennpunkte der Ellipsoidfläche 10 der Linse 12, deren anderer Brennpunkt in 14 liegt. Auch die innere Kugelfläche 11 der Linse 12 hat ihren Krümmungsmittelpunkt in 9, wo die punktförmige Lichtquelle angeordnet ist. Die von der Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahlen, welche von 9 ausstrahlend auf den sphärischen Spiegel 13 treffen, werden zurückgeworfen, gehen wieder durch 9 und sodann zu der Ellipsoidfläche 10, wo sie in solcher Weise gebrochen werden, dass sie ein Bündel paralleler Strahlen bilden.
Die von 9 ausgehenden und auf die sphärische Fläche 11 der Linse 12 treffenden Strahlen gehen durch diese Fläche durch, ohne einer Brechung zu unterliegen, und werden ihrerseits parallel gerichtet, sobald sie durch die Ellipsoidfläche 10 der Linse beim Austritt eine Brechung erfahren.
Diese Art der Ausführung hat verschiedene Vorteile bezüglich der Einfachheit der Herstellung, der starken Ausnutzung der Lichtquelle, sowie hinsichtlich der optischen Wirkung auf grosse Entfernungen.
Sie kann mit Vorteil als Scheinwerfer für Marinezwecke und in kleinerer Ausführung für Automobile verwendet werden.
Die Linse 12 kann, statt aus einem einzigen Stück, aus einer Anzahl von Ringen oder aus Menisken hergestellt werden, deren äussere Begrenzungsflächen die Gestalt eines Ellipsoids haben, während sie auf der der Lichtquelle zugekehreten Seite aus konzentrischen, sphärischen Flächen zusammengesetzt sind.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Scheinwerfer mit Anordnung der Lichtquelle in dem einen. der Brennpunkte eines hohlen reflektierenden Ellipsoids, dessen anderer Brennpunkt mit dem Brennpunkt einer Linse zusammenfällt, dadurch gekennzeichnet, dass diese Linse eine elliptische, konvexe Aussenfläche hat.
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