Beleuchtungseinrichtung mit Stufenlinse. Es ist bekannt, bei Beleuchtungseinl.ich- tungen, z. B. für Scheinwerfer oder Projek- tio#nsz#wecke, insbesondere in der Kinemato graphie, Stufenlinssen zu verwenden,
bei denen von. Stufe zu Stufe wechselnde Krüm- mungsradien die Ablenkung der durch- fallenden Lichtstrahlen beeinflussen. Hierbei können,die Stufen auf einer Seite .oder auch auf beiden :Seiten der Linse angeordnet sein.
Je nach dem Vervwenduno-szvweek ist es ferner bekannt, die gestufte oder die nicht gestufte Seite der Lichtduelle zuzuwenden und die Linse plan., konvex oder konkav zu machen. Hierbei lassen sich sowohl parallele als auch konvergente Strahlen erzeugen.
D.ie Err,finidun:g hat den Zweck, derartige Be- leuchtungseinrichtungen durch Verringerung ,des Li:ch@tverlustes zu verbemern;
dementspre chend, wird gemäss der Erfindung die Ne ggung der die Stufen beb -enzenden brechenden Fächen zur optischen Achse der Linse derart gewählt, ,dass die vorm. Brennpunkt .der Linse aus- gehend,en Beleuchtungsstrahlen wenigstens einzelne Stufen symmetrisch durchsetzen.
Auf diese Weise werden insbesondere grosse Lichtverluste durch. Reflektion vermieden. Diese Verluste sind nämlich bei bekannten Beleuchtungseinrichtungen in gewissen Zonen der Stufenlinse, insbesondere in. .den Rand zonen erheblich, -weil:
die Lichtstrahlen in,die brechenden Flächen unter ungünstigem Win kel eintreten bezw. aus ihnen austreten. Wenn .die Beleuchtungseinrichtung eine zweiseitige Stufenlinso aufweist, so ist es vorteilhaft,
& e einander gegenüberliegenden Absätze zwi- sühen den einzelnen Stufen der beiden Linsen fläohen so zueinander anzuordnen, -dass .die von dem, einen Absatz .der einen Fläche her vorgerufene dunkle Zone in den Bereich-des zugeh,
ärigen Absatzes der andern Fläche fällt. Hierbei tritt infolge der Absätze nur ein einmaliger Lichtverlust auf .der Eintrittm- seite auf; es wird nämlich erreicht, dass sich dieser Lichtverlust .durch die Absätze a.uf der Austrittsseite nicht vergrössert.
An Hand der Figuren werden Aus.füh- runbeformen der Beleuchtunbseinrichtunö na-oh, der Erfindung beispielsweise erläutert.
Fig. 1 zeigt eine Stufenlinse S, die par allele Strahlen erzeugt und damit besonders für -Saheinn-verferz-#vecke brauchbar ist. Die Lichtquelle L liebt in der optischen Achse 0.
Die Linse besitzt drei Stufen, die kreisring förmig verlaufen, und eine Mittelzone<B>31.</B> Die bei solchen Linsen vorzilb.weise infolge Re- flektion auftretenden Lichtverluste sollen an Hand ,der Fig. 2 näher untersucht werden.
Diese Figur zeigt eine einzelne Stufe der Linse, z. B. die äusserste. Der Lichtstrahl L trete mit der Intensität 1,00 auf die Eiai- trittsfläche E und, werde von dieser unter dem Winkel d gleich z. B. 35 gebrochen und trete senkrecht aus der Austrittsfläche A wieder aus. Bei einem Stufenwinkel a von z.
B. 40 und einem Brechung exponenten von, 1,5 für -das Glas erfahre hierbei der Lichtstrahl autf Grund der bekannten opti schen Beziehungen eine Herabsetzung auf dien Wert von 0,72.
Wenn der Lichtstrahl L die Stufe symmetrisch durchsetzt, wie das in Fig. 3 dargestellt ist, .das heisst wenn der Winkel i., :gleich dem Winkel i,@ ist, so tritt bei ;
gleichem Stufenwinkel und bei gleichem Brechungsindex, wie im Fall der Fig. 9, ein erheblich geringerer Lichtverlust auf, da nur eine Herabsetzung der Intensität auf .den We=rt von etwa 0,92 stattfindet. Es ist sehr zweckmässig, wenn alle Stufen vom Licht strahl symmetrisch durchsetzt werden;
ander- seits ist es aber auch ohne weiteres ersichtlich, dass eine Wirkungsverbesserung schon dann eintritt, wenn nur ein Teil der Stufen diese Bedingung erfüllt, insbesondere die Stufen am Rande. Wenn .die Symmetriebe=din@bmng für die dargestellten mittleren Lichtstrahlen erfüllt ist, ,so gilt sie praktisch genügend genau für !die ganzen schmalen Stufen.
Bei der mittleren Zone, die häufig relativ gross ist, braucht dies nicht so gut der Fall zu sein, zumal in dieser Zone der Lichtverlust sowieso nicht so stark auftritt. Bei zweiseitigen Stufenlinsen kann eine weitere Herabsetzung der Lichtverluste durch eine Anordnung gemäss Fig. .l erreicht wer den. Die zweiseit.igo Stufienlinse S besitzt fünf Stufen s, bei denen die an Hand vom. Fig. 1-3 erläuterte Bedingung erfüllt ist.
7wisehen diesen Stufen sind auf der einen Seite die Absätze a, und auf der andern Seite die Absätze a- Zwei einander entspre- ehende Absätze<I>a,</I> und at sind., wie darbe,- stellt, derart hintereinandergeschaltet, dass sie nur eine dunkle Zone z,
auf der Liehtaus- trittsseite erzeugen. Zwischen den dunklen Zonen liegen jeweils die hellen Zonen z.. Diese Anord@nunb hat noch den besonderen Vorteil, dass die Herstellung der Linse durch Pressen ohne weiteres möglich ist, da bei der schrägen Lage der Absätze die Linse leicht aus der Pressform herausgenommen werden kann.
Die brechenden Flächen der einzelnen Stufen stellen vorteilhaft Kugelausschnitte dar, deren Mittelpunkte in der optischen Achse liegen. Die Radien der einzelnen Stufen können so gewählt werden, dass der Öffnungsfehler (sphärische Abberation) be hoben ist.
Durch die Grösse und den Sinn der Krüm mung können, unter Umständen weitere Ab- Z, behoben werden, beispiels- weise durch Erfüllung der Aplanasiebedin- gung. Aplanatische8tufenlinsen werden im vielen Fällen bei solchen Beleuohtungsein- riohtungen besonders vorteilhaft angewendet.