DE102009058308B4

DE102009058308B4 - Reflektor für Leuchten mit Ellipsoid-Facetten

Info

Publication number: DE102009058308B4
Application number: DE200910058308
Authority: DE
Inventors: Christian Osorio
Original assignee: Siteco Beleuchtungstechnik GmbH
Current assignee: Osram SBT GmbH
Priority date: 2009-12-15
Filing date: 2009-12-15
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2029-12-16
Also published as: DE102009058308A1

Abstract

Reflektor (1) für eine Leuchte,
welcher mindestens zwei primäre Facetten (2) umfasst,
wobei jede primäre Facette (2) auf ihrer Oberfläche einen Teilbereich (21) aufweist, der jeweils einen Oberflächenausschnitt eines Ellipsoids (4) definiert,
wobei jede primäre Facette (2) einen ersten (5) und einen zweiten (6) Brennpunkt aufweist, die den ersten (5) und zweiten (6) Brennpunkten des Ellipsoids (4) entsprechen, der durch den Teilbereich (21) ihrer Oberfläche definiert ist,
wobei die ersten Brennpunkte (5) innerhalb eines Raumbereichs angeordnet sind, dessen größter Durchmesser kleiner als 50% des größten Abstandes der zweiten Brennpunkte (6) voneinander ist, wobei der Reflektor (1) wenigstens eine weitere primäre Facette (2) aufweist und wobei der Reflektor (1) eine Achse (3) aufweist, wobei die primären Facetten (2) so angeordnet sind, dass die durch ihre Oberflächenteilbereiche (21) definierten Ellipsoide (4) rotationssymmetrisch um die Achse (3) herum liegen, wobei die zweiten Brennpunkte (6) der primären Facetten (2) nicht...

Description

Die Erfindung betrifft einen Reflektor, insbesondere für Einbau-, Anbau- und Hängeleuchten, sowie Strahler und Scheinwerfer zu Beleuchtungszwecken mit Facetten, deren Oberfläche jeweils zumindest teilweise die Form eines Ellipsoid-Ausschnittes besitzt. Durch die Verwendung ellipsoidförmiger Facetten wird insbesondere eine rotationssymmetrische Lichtverteilung erreicht, auch wenn die Lichtquelle selbst von einer Rotationssymmetrie abweicht.
Herkömmliche Reflektoren weisen oft eine nicht rotationssymmetrische Lichtverteilung auf, welche beispielsweise dadurch bewirkt wird, dass die Lichtquelle selbst nicht rotationssymmetrisch um ihre Längsachse abstrahlt. Ferner können Bestandteile der Lichtquelle selbst eine Asymmetrie hervorrufen, wie z. B. die Abschattung des Brenners durch die Elektroden bei einer Hochdrucklampe. Bei einer Anordnung der Lichtquelle mit ihrer Längsachse schräg zur Symmetrieachse des Reflektors wirken sich zusätzlich Brechungen am Glaskolben und Verschattungen durch den Sockel bzw. die Fassung aus. Auch dies führt zu einer asymmetrischen Lichtverteilung.
Um den Einfluss der Gestalt des verwendeten Leuchtkörpers auf das erzeugte Lichtfeld zu minimieren, ist in der deutschen Patentschrift DE 199 10 192 C2 ein Reflektor beschrieben, welcher einen rotationssymmetrischen Grundkörper aufweist, der auf seiner Innenseite mit Facetten ausgestattet ist. Die Facetten sind dabei in Sektoren und Zeilen angeordnet und sind unterschiedlich groß. Die Größe und Ausrichtung der einzelnen Facetten ist hierbei auf die verwendete Lichtquelle und die zu kompensierende Asymmetrie jeweils individuell abzustimmen. Ein solcher Reflektor ist daher aufgrund der hohen Anzahl von Facetten recht komplex, wodurch die Herstellung erschwert wird. Ferner ist das Design eines derartigen Reflektors, welcher auf Facetten unterschiedlicher Größe und individueller Ausrichtung bezüglich der Lichtquelle beruht, aufwendig.
Die Druckschrift DE 199 24 178 A1 offenbart einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug. Der Scheinwerfer weist einen doppelt-ellipsoidischen Reflektor auf, der zwei reflektierende Oberflächeneinheiten umfasst. Der Scheinwerfer weist ferner eine Mittelachse auf. Die reflektierenden Oberflächeneinheiten sind dabei so ausgerichtet, dass ihr jeweils erster Brennpunkt an einer lichtemittierenden Quelle des Scheinwerfers angeordnet ist, die auf der Mittelachse liegt. Der jeweils zweite Brennpunkt der Oberflächeneinheiten befindet sich hingegen nicht auf der Mittelachse. Benachbart zu den zweiten Brennpunkten sind ferner Schirme zum Erzeugen eines gewünschten Lichtverteilungsmusters vorgesehen.
Ferner ist aus der Druckschrift DE 10 2005 022 054 A1 eine Leuchte mit einem Gehäuse bekannt, in dem eine Lichtquelle angeordnet ist. Im Lichtweg zwischen der Lichtquelle und einer Lichtaustrittsöffnung des Gehäuses befindet sich ein Diffusorelement. Ferner weist die Leuchte ein Reflektorelement auf, welches sich im Lichtweg zwischen dem Diffusorelement und der Lichtaustrittsöffnung befindet.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, einen Reflektor für eine Leuchte bereitzustellen, welcher eine rotationssymmetrische Lichtverteilung erzeugt, die relativ unabhängig von der genauen Position bzw. Ausrichtung der Lichtquelle ist und einen scharf definierten Halbstreuwinkel aufweist, wobei der Reflektor einen einfachen Aufbau besitzt. Ferner soll der Einfluss von Asymmetrien der Lichtquelle auf die Lichtverteilung reduziert werden.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Reflektor nach Anspruch 1 und eine Leuchte nach Anspruch 9 gelöst, wobei der Reflektor mehrere primäre Facetten aufweist, die auf einem Teilbereich ihrer Oberfläche einen Oberflächenausschnitt eines Ellipsoids definieren.
Die Facetten sind dabei zueinander so angeordnet, dass jeweils ein Brennpunkt des die Facette definierenden Ellipsoids in einen engen räumlichen Bereich fällt, dessen maximaler Durchmesser kleiner ist als 50%, insbesondere kleiner als 30% oder 10%, des maximalen Abstands der zweiten Brennpunkte der Ellipsoide voneinander. In einigen Ausführungsformen kann der maximale Abstand der ersten Brennpunke voneinander kleiner als 2 cm, insbesondere kleiner als 0,5 cm sein. Der Raumbereich, innerhalb dessen die ersten Brennpunkte liegen, kann auch nahezu punktförmig sein. Dies entspricht sogar einer besonders bevorzugten Ausführungsform. Da jedoch eine Lichtquelle, welche in dem Reflektor im Bereich der ersten Brennpunkte angeordnet ist, eine endliche Ausdehnung besitzt, d. h. kein idealisierter Punktstrahler ist, ist es für die Ausführungsformen der Erfindung nicht notwendig, dass die ersten Brennpunkte exakt in einem Punkt zusammenfallen. Sie liegen vorzugsweise innerhalb des räumlichen Bereiches, über den die Lichtquelle Lichtstrahlung aussendet. Dies kann beispielsweise ein mattierter oder mit fluoreszierendem Material versehener Glaskolben des Leuchtmittels sein, in dem eine Gasentladung stattfindet. Es kann auch die räumliche Ausdehnung eines Glühdrahtes in einer Glühlampe sein. Sofern die Glühlampe mit einem mattierten Glaskolben versehen ist, wird der leuchtende Bereich der Glühlampe ebenfalls durch die räumliche Ausdehnung des Glaskolbens bestimmt. Durch die Anordnung der ersten Brennpunkte innerhalb dieses Bereiches und dem größeren Abstand der zweiten Punkte lässt sich durch den erfindungsgemäßen Reflektor die Lichtverteilung trotz asymmetrischer Lichtquelle symmetrisch gestalten. Ferner lässt sich durch die Anordnung der zweiten Brennpunkte im Verhältnis zu den ersten Brennpunkten sowie durch die Ausdehnung der primären Facetten der Halbstreuwinkel der erzeugten Lichtverteilung festlegen. Die Facetten können einzeln oder in Gruppen auf Facettenträgern angeordnet sein. Weiterhin können auf den Facettenträgern Befestigungsmittel vorgesehen sein, um diese in einem Leuchtenrahmen anzuordnen. In weiteren Ausführungsformen sind die Facetten auf der Innenseite eines hohlen Grundkörpers befestigt. In einigen Ausführungsformen sind die Facetten insbesondere einstückig an einem Grundkörper ausgebildet. Durch die Verwendung eines Grundkörpers kann hier insbesondere die mechanische Stabilität des Reflektors erhöht werden. Die Facetten bzw. der Grundkörper können hierbei ein Metall wie beispielsweise Aluminium oder einen Kunststoff oder Glas oder eine Glaskeramik, gegebenenfalls beschichtet, umfassen. Da in einigen Ausführungsformen die Lichtquelle in unmittelbarer räumlicher Nähe zu dem Reflektor angebracht ist, bietet die Verwendung von Aluminium den Vorteil, dass die durch die Lichtquelle erzeugte Wärme effizient nach außen abgegeben werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform fallen die weiteren Brennpunkte der Facetten, welche durch die ellipsoidförmige Oberflächengestalt definiert sind, nicht räumlich zusammen. Eine derartige Anordnung der Facetten erlaubt eine gezielte Beeinflussung des Halbstreuwinkels des Reflektors.
In einer bevorzugten Ausführungsform definieren die Oberflächenteilbereiche von mindestens zwei primären Facetten ferner Ellipsoide mit gleichen Abmessungen. Hierdurch ist insbesondere der Abstand vom ersten zum zweiten Brennpunkte für die Facetten gleich. Auf diese Weise ist die sich ergebende Lichtverteilung symmetrischer. In weiteren Ausführungsformen liegen die zweiten Brennpunkte darüber hinaus in einer Ebene. Diese Ebene kann beispielsweise senkrecht zu einer Hauptabstrahlrichtung des Reflektors verlaufen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die Oberflächenteilbereiche der primären Facetten weiterhin die gleichen Abmessungen. Auf diese Weise wird eine einfache Herstellung ermöglicht, da nur Facetten eines Typs hergestellt werden müssen. Bei einer mehrstückigen Ausbildung des Reflektors aus einzelnen Facettenelementen können beispielsweise identische Facettenelemente hergestellt werden, die anschließend zusammengesetzt werden. Auf diese Weise wird die Fertigung erleichtert und es werden die Herstellungskosten minimiert. Darüber hinaus ist die Ausrichtung der Facetten einfacher, da alle Facetten auf ähnliche Weise gegenüber dem gemeinsamen Brennpunkt ausgerichtet werden können. Schließlich wird durch die Verwendung gleichgroßer Facetten, deren Oberflächenteilbereiche Ellipsoide mit gleichen Abmessungen definieren, eine besonders symmetrische Lichtverteilung erreicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Reflektor eine Achse auf, wobei die primären Facetten so angeordnet sind, dass die, durch ihre Oberflächenteilbereiche definierten Ellipsoide rotationssymmetrisch um die Achse herum liegen. Die erzielte Lichtverteilung ist hierbei besonders symmetrisch bezüglich dieser Achse. Ferner ist die Ausrichtung der einzelnen Facetten erleichtert, da sie bezüglich der Achse die gleiche Lage haben. Darüber hinaus kann diese Achse parallel zu der Hauptabstrahlrichtung des Reflektors verlaufen. Eine symmetrische Anordnung gleicher Facetten ermöglicht ferner die Einstellung einer Lichtverteilung, die durch einen Halbstreuwinkel definiert ist, der in alle Richtungen annähernd gleich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der Reflektor wenigstens drei und/oder höchstens zehn Facetten auf Es hat sich herausgestellt, dass eine Facettenzahl in diesem Bereich eine besonders hohe Symmetrie der Lichtverteilung bewirkt. Ferner weist ein Reflektor mit einer solchen Anzahl von Facetten einen definierten Halbstreuwinkel auf, welcher die rotationssymmetrische Lichtverteilung bestimmt. Im Vergleich von Reflektoren mit mehr als zehn Facetten ist der Aufbau ferner einfacher.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ellipsoide, welche durch die Oberflächenausschnitte der primären Facetten definiert werden, Rotationsellipsoide. Eine derartige Ausgestaltung ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion und bewirkt eine rotationssymmetrische Abstrahlung. Ferner erleichtert ein Rotationsellipsoid durch seine Rotationssymmetrie auch die Ausrichtung der einzelnen Facetten relativ zueinander.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Oberflächenteilbereiche der primären Facetten wenigstens teilweise glatt, insbesondere gerichtet reflektierend. Die Verspiegelung der Facetten bewirkt ein hohes Reflexionsvermögen, wie es für die Verwendung innerhalb des Reflektors zum Erzielen eines hohen Wirkungsgrades vorteilhaft ist. Ferner bewirkt eine glatte Ausgestaltung der Facettenoberflächenteilbereiche, dass die Lichtverteilung durch die geometrische Form bzw. Anordnung der Facetten dominiert wird, und weniger durch diffuse Reflexion auf der Facettenoberfläche.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Oberflächenteilbereiche der primären Facetten ihrerseits wenigstens teilweise facettiert. Die einzelnen Facetten der primären Facetten können dabei beispielsweise eben sein. Auf diese Weise kann eine Fertigung der Facetten vereinfacht werden. In weiteren Ausführungsformen können die primären Facetten ihrerseits Facetten aufweisen, welche eine zumindest teilweise gekrümmte Oberfläche besitzen, z. B. in der Form von Ausschnitten aus Ellipsoiden oder Kugeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform liegen die zweiten Brennpunkte der primären Facetten nicht auf der Symmetrieachse des Reflektors. Hierdurch wird die erzeugte Lichtverteilung aufgeweitet. Ferner ermöglicht eine derartige Anordnung eine gezielte Beeinflussung der Lichtverteilung.
In einer bevorzugten Ausführungsform bilden die primären Facetten einen ersten Reflektorabschnitt, der eine Lichtaustrittsöffnung besitzt und der Reflektor weist einen zweiten Abschnitt auf, der sich auf der Seite der Lichtaustrittsöffnung befindet, welche den primären Facetten abgewandt ist. Der zweite Reflektorabschnitt ist dabei zumindest auf einem Teilbereich seiner Oberfläche reflektierend. In weiteren Ausführungsformen ist er rotationssymmetrisch, beispielsweise um eine Symmetrieachse oder eine optische Achse des ersten Reflektorabschnitts angeordnet. Der zweite Reflektorabschnitt kann eine glatte Reflexionsfläche oder Facetten aufweisen. Die Ausführungsformen mit dem zweiten Reflektorabschnitt bieten den Vorteil, dass Licht, welches den ersten, die primären Facetten umfassenden Abschnitt verlässt, weiterhin beeinflusst werden kann. Insbesondere kann die Abstrahlung des Reflektors in einem Winkel von z. B. ±60° bis ±90° zur Hauptabstrahlrichtung des ersten Reflektorabschnitts vermindert werden.
Ferner wird die Aufgabe durch eine Leuchte mit einem Reflektor gelöst wie er oben beschrieben ist, wobei die Leuchte weiterhin ein Aufnahmemittel für eine Lichtquelle aufweist. Als Lichtquellen können beispielsweise Hochdrucklampen, Halogenglühlampen oder LEDs verwendet werden. Das Aufnahmemittel ist so eingerichtet, dass sich die Lichtquelle im aufgenommenen Zustand zumindest teilweise in den zusammenfallenden ersten Brennpunkten der primären Facetten befindet. Durch die Anordnung der Lichtquelle in einem Brennpunkt der Ellipsoiden kann das Licht über die Facetten durch die jeweiligen zweiten Brennpunkte reflektiert werden. Auf diese Weise ergibt sich eine definierte Lichtausbreitung, welche genutzt werden kann, um die gewünschte Lichtverteilung auf der zu beleuchtenden Fläche zu erreichen.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Leuchte weiterhin ein Lichtdurchgangselement an einer Lichtaustrittsöffnung des Reflektors auf, wobei das Lichtdurchgangselement zumindest teilweise eine Platte, z. B. eine ebene Platte oder eine Platte mit einem Krümmungsradius von z. B. größer als 400 mm, mit parallelen Oberflächen aufweist. Das Lichtdurchgangselement dient dabei als Splitterschutz. Ferner dient es in einigen Ausführungsformen der weiteren Homogenisierung der Lichtverteilung. Hierbei kann es teilweise lichtstreuende Eigenschaften aufweisen. Diese können beispielsweise durch eine strukturierte, beschichtete, geätzte und/oder sandgestrahlte Oberfläche erreicht werden. Ferner kann ein transparentes oder teilweise streuendes Material verwendet werden. Ein Lichtdurchgangselement mit parallelen, insbesondere planparallelen Oberflächen beeinflusst die gesamte Lichtverteilung dabei möglichst wenig. Insbesondere verändert es die durch den Reflektor erzeugte Symmetrieeigenschaft nicht wesentlich.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Lichtdurchgangselement zumindest teilweise eine gewölbte Oberfläche auf, um einen Teil der Lichtquelle aufzunehmen. Auf diese Weise lässt sich das Lichtdurchgangselement nahe an die Lichtquelle heranbringen. Dies ermöglicht eine Leuchte mit geringen räumlichen Abmessungen, insbesondere mit geringer Bauhöhe. Ferner zeigt es sich, dass eine Wölbung die Oberfläche des Lichtdurchgangselements in unmittelbarer Nähe zu der Lichtquelle nur einen geringen Einfluss auf die Lichtverteilung hat.
Zur Anordnung der Lichtquelle kann eine Öffnung in dem ersten Reflektor vorgesehen sein. Dabei deckt die Lichtquelle bzw. das vorgesehene Aufnahmemittel die Öffnung in einigen Ausführungsformen nicht vollständig ab. Hierdurch wird ein dⁱrekter Kontakt zwischen Lichtquelle und Reflektor vermieden, um die Bruchgefahr zu reduzieren und die Montage der Lichtquelle zu erleichtern. Durch die Öffnung verlässt Licht den Reflektor, welches der bestimmungsgemäßen Nutzung der Leuchte entgehen würde. Um dies zu vermeiden, weist die Leuchte in einer bevorzugten Ausführungsform weiterhin einen zweiten Reflektor auf. Dieser ist so angeordnet, dass er das durch die Öffnung im ersten Reflektors fallende Licht durch die Öffnung zurückreflektiert. Auf diese Weise wird die Lichtausbeute der Leuchte erhöht.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform weist der erste Reflektor der Leuchte eine Symmetrieachse auf, und das Aufnahmemittel ist so eingerichtet, dass die Lichtquelle entlang der Symmetrieachse verläuft. Auf diese Weise wird eine besonders rotationssymmetrische Lichtverteilung der Leuchte erzeugt. Ferner wird der Einfluss von Brechungseffekten auf der Oberfläche der Lichtquelle vermindert.
In weiteren Ausführungsformen ist das Aufnahmemittel so eingerichtet, dass die Lichtquelle einen Winkel zu einer optischen Achse des Reflektors einschließt. Insbesondere kann das Aufnahmemittel so eingerichtet sein, dass die Lichtquelle in dem aufgenommenen Zustand senkrecht zu einer optischen Achse des Reflektors verläuft. Beispielsweise erlaubt das Aufnahmemittel, dass eine Lichtquelle verwendet wird, welche ihrerseits eine Langsachse aufweist, die in dem aufgenommenen Zustand in einem Winkel zu einer optischen Achse des Reflektors verläuft. Bei einer Anordnung der Lichtquelle, die nicht entlang der optischen Achse des Reflektors verläuft, zeigt sich der besondere Vorteil des Reflektors, trotz einer unsymmetrischen Anordnung der Lichtquelle eine annähernd symmetrische Lichtverteilung zu erzeugen. Auch wenn die Längsachse der Lichtquelle entlang der optischen Achse des Reflektors verläuft, ist die Lichtabstrahlung des Leuchtmittels nicht vollständig symmetrisch, z. B. durch die Zuleitungen für die Elektroden im Brennkolben einer Entladungslampe. Daher zeigen sich der Vorteil des erfindungsgemäßen Reflektors zur Erzeugung einer symmetrischen Lichtverteilung auch bei der Anordnung der Lichtquelle entlang der optischen Achse.
In einer weiteren Ausführungsform kann die Lichtquelle entlang der optischen Achse des Reflektors gegenüber den zusammenfallenden ersten Brennpunkten der Facetten verschoben sein. Insbesondere kann das Aufnahmemittel so eingerichtet sein, dass die Lichtquelle in dem aufgenommenen Zustand entlang der optischen Achse von einer Lichtaustrittsöffnung des Reflektors weg oder zu dieser hin verschoben angeordnet ist. Dies bewirkt eine leichte Defokussierung.
Weitere Vorteile und konstruktive Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen im Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.
1 zeigt einen Querschnitt durch eine Facette eines erfindungsgemäßen Reflektors mit eingezeichnetem Strahlengang.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Reflektors, welcher fünf Facetten aufweist.
3 zeigt einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Leuchte.
4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchte.
Die Beeinflussung der Lichtausbreitung durch einen erfindungsgemäßen Reflektor 1 mit ellipsoidförmigen Facetten 2 ist in 1 dargestellt. Die nach Innen gerichtete Oberfläche 21 der Facette 2 definiert dabei einen Ausschnitt eines Ellipsoids 4. Der Ellipsoid 4 weist zwei Brennpunkte 5, 6 auf. In einem der Brennpunkte 5 befindet sich in der in 1 dargestellten Ausführungsform ein leuchtender Teil der Lichtquelle 12. Weitere Facetten 2, die in 1 nicht gezeigt sind, sind rotationssymmetrisch um die Achse 3 herum angeordnet. Im Folgenden wird erläutert, wie die dargestellte Oberfläche 21 der Facette 2 den Strahlengang beeinflusst. Zur Verdeutlichung werden hierbei zwei Lichtstrahlen 8, 9 betrachtet, welche jeweils auf eine äußere Kante 18, 19 der Oberfläche 21 der Facette 2 in dem dargestellten Querschnitt fallen. Ausgehend von dem sich in dem einen Brennpunkt 5 befindenden Punkt der Lichtquelle 12 werden die Lichtstrahlen 8, 9 von der Oberfläche 21 der Facette 2 an den Kanten 18, 19 reflektiert. Anschließend verlaufen sie durch den zweiten Brennpunkt 6 des Ellipsoids 4. Nach dem Durchgang durch den zweiten Brennpunkt 6 schließen die beiden Lichtstrahlen 8, 9 einen Winkel ein. Die Hälfte 7 des Winkels liegt dabei nahe an dem Halbstreuwinkel des Reflektors 1. Andere Lichtstrahlen, die ausgehend von der Lichtquelle 12 an anderen Punkten der Oberfläche 21 der Facette 2 reflektiert werden und in 1 nicht eingezeichnet sind, verlaufen nach dem Durchgang durch den zweiten Brennpunkt 6 innerhalb des durch die Lichtstrahlen 8, 9 aufgespannten Winkels. Die Krümmung und die Abmessungen der Oberfläche 21 bestimmen daher die Verteilung des abgestrahlten Lichts, und insbesondere den Halbstreuwinkel.
2 verdeutlicht, wie mehrere Facetten 2 in einem Reflektor 1 angeordnet sind. In der dargestellten Ausführungsform weist der Reflektor 1 dabei fünf identische Facetten 2 auf 2 zeigt den Reflektor 1 perspektivisch vom Äußeren her. Die Lichtquelle ist hier nicht dargestellt. Die inneren Oberflächen 21 der Facetten 2 folgen dabei den dargestellten äußeren Oberflächen.
3 zeigt eine erfindungsgemäße Leuchte mit einem Reflektor 1, der die beschriebenen Facetten 2 aufweist. Ferner weist der Reflektor 1 Öffnungen 11 zum Aufnehmen einer Lichtquelle 12, – in der hier dargestellten Ausführungsform einer Entladungslampe – auf. Die Entladungslampe ist dabei quer zu der Symmetrieachse des Reflektors 1 angebracht. Der Reflektor 1 schließt ferner mit einem Lichtdurchgangselement 10 ab. Das Lichtdurchgangselement 10 liegt dabei über der gesamten Öffnung des Reflektors 1. Das von der Lichtquelle 12 emittierte und von dem Reflektor 1 reflektierte Licht tritt durch das Lichtdurchgangselement 10 aus. An das Lichtdurchgangselement 10 schließt sich ein weiterer Reflektor 13 an, der in dieser Ausführungsform als Rotationsparaboloid ausgebildet ist. Insbesondere ist er so angeordnet, dass er im wesentlichen nur Licht, das direkt von der Lichtquelle 12 durch das Lichtdurchgangselement 10 fällt, ohne vorher den ersten Reflektor 1 zu treffen, reflektiert. Die seitliche Abstrahlung der Leuchte wird hierdurch minimiert und der Abstrahlwinkel reduziert. In weiteren Ausführungsformen kann der Reflektor 13 eine andere rotationssymmetrische Form aufweisen. Er kann glatt sein bzw. seinerseits Facetten aufweisen. Die Lichtverteilung der Leuchte wird wesentlich durch den oberen Reflektor 1 bestimmt. Durch ein Auswechseln des oberen Reflektors 1 durch einen anderen Reflektor mit einer anderen Facettenanordnung kann somit die Lichtverteilung der gesamten Leuchte gezielt beeinflusst werden. In der dargestellten Ausführungsform grenzt das Lichtdurchgangselement 10 unmittelbar an die Reflektoren 1 und 13 an, während es in anderen Ausführungsformen von einem oder beiden Reflektoren zumindest teilweise beabstandet ist. Das Licht tritt schließlich durch die Lichtaustrittsöffnung 14 aus der Leuchte aus.
3 verdeutlicht ebenfalls eine unsymmetrische Lichtquellenanordnung bei der erfindungsgemäßen Leuchte. Die hier verwendete Lichtquelle 12 besitzt eine Langsachse, die senkrecht zu der optischen Achse des Reflektors 1 verläuft. Trotz dieser unsymmetrischen Anordnung ergibt sich eine annähernd rotationssymmetrische Lichtverteilung der Leuchte.
4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Leuchte, bei der ähnliche Elemente durch gleiche Bezugszeichen bezeichnet sind. Der Reflektor 1 weist hierbei eine Öffnung 11 zur Aufnahme einer Lichtquelle 12 auf. Die Öffnung 11 ist hier mittig in dem Reflektor 1 angeordnet. Die Lichtquelle 12 verläuft in der dargestellten Ausführungsform entlang der Symmetrieachse des Reflektors 1. Die Lichtquelle 12 ist nicht breit genug, um die gesamte Breite der Öffnung 11 an der Lichtquelle 12 vorbei abzudecken. Daher wird ein Teil des Lichts, welches von der Lichtquelle 12 ausgeht, am Rand der Öffnung 11 an der Lichtquelle 12 vorbei nach oben abgestrahlt. In der dargestellten Ausführungsform ist ferner die Lichtquelle 12 in ihrem oberen Bereich nicht verspiegelt, sondern transparent ausgeführt, so dass ein Teil des erzeugten Lichts die Lichtquelle 12 im Bereich oberhalb der Öffnung 11 des Reflektors 1 verlässt. Um dieses durch die Öffnung 11 oder oberhalb der Öffnung 11 austretende Licht nutzbar zu machen, ist ein weiterer Reflektor 15 vorgesehen. Dieser befindet sich oberhalb der Öffnung 11 über der Lichtquelle 12. Das von der Lichtquelle 12 ausgesandte Licht, welches durch die Öffnung 11 nach oben fällt, wird durch diesen Reflektor 15 in den durch den Reflektor 1 umschlossenen Raum zurückreflektiert.
An der unteren Lichtaustrittsöffnung des Reflektors 1 ist ein Lichtdurchgangselement 10 angebracht. Das Lichtdurchgangselement 10 ist in einem zentralen Bereich 101 gewölbt, um einen Teil der Lichtquelle 12 aufzunehmen. In den übrigen Bereichen 102, welche peripher um die Symmetrieachse des Reflektors 1 und die dort angebrachte Lichtquelle 12 herum liegen, verläuft das Lichtdurchgangselement 10 eben. In anderen Ausführungsformen verläuft das Lichtdurchgangselement 10 auch außerhalb des Bereichs der Lichtquelle 12 gewölbt, wobei gegenüberliegende Oberflächen des Lichtdurchgangselements 10 parallel sind. Auf der dem Reflektor 1 abgewandten Seite des Lichtdurchgangselements 10 schließt sich ein weiterer Reflektor 13 an, welcher jedoch nur geringen Einfluss auf die Lichtverteilung der Leuchte hat. Das für die Beleuchtung vorgesehene Licht tritt schließlich über die Lichtaustrittsöffnung 14 aus der Leuchte aus.
In weiteren Ausführungsformen kann der Reflektor 1 zusätzlich weitere Facetten mit andersartigen Oberflächen aufweisen. Diese können eben oder gekrümmt sein, z. B. in der Form eines Kugel- oder Paraboloidausschnitts. Ferner kann der Übergang von einer ellipsoidförmigen Oberfläche einer Facette zur nächsten abgerundet sein, um einen scharfen Übergang zu vermeiden.
Bezugszeichenliste

1: Reflektor
2: Facette
3: Symmetrieachse
4: Ellipsoid
5, 6: Brennpunkte
7: Winkel
8, 9: Lichtstrahlen
10: Lichtdurchgangselement
11: Öffnung
12: Lichtquelle
13: Reflektor
14: Lichtaustrittsöffnung
15: Reflektor
18, 19: Kanten
21: Oberfläche
101: gewölbter Bereich
102: ebener Bereich

Claims

Reflektor (1) für eine Leuchte, welcher mindestens zwei primäre Facetten (2) umfasst, wobei jede primäre Facette (2) auf ihrer Oberfläche einen Teilbereich (21) aufweist, der jeweils einen Oberflächenausschnitt eines Ellipsoids (4) definiert, wobei jede primäre Facette (2) einen ersten (5) und einen zweiten (6) Brennpunkt aufweist, die den ersten (5) und zweiten (6) Brennpunkten des Ellipsoids (4) entsprechen, der durch den Teilbereich (21) ihrer Oberfläche definiert ist, wobei die ersten Brennpunkte (5) innerhalb eines Raumbereichs angeordnet sind, dessen größter Durchmesser kleiner als 50% des größten Abstandes der zweiten Brennpunkte (6) voneinander ist, wobei der Reflektor (1) wenigstens eine weitere primäre Facette (2) aufweist und wobei der Reflektor (1) eine Achse (3) aufweist, wobei die primären Facetten (2) so angeordnet sind, dass die durch ihre Oberflächenteilbereiche (21) definierten Ellipsoide (4) rotationssymmetrisch um die Achse (3) herum liegen, wobei die zweiten Brennpunkte (6) der primären Facetten (2) nicht auf der Symmetrieachse (3) liegen.
Reflektor (1) nach Anspruch 1, wobei die Oberflächenteilbereiche (21) der mindestens zwei primären Facetten (2) Ellipsoide (4) mit gleichen Abmessungen definieren.
Reflektor (1) nach Anspruch 2, wobei die Oberflächenteilbereiche (21) der mindestens zwei primären Facetten (2) weiterhin die gleichen Abmessungen besitzen.
Reflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, welcher höchstens zehn primäre Facetten (2) aufweist.
Reflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Ellipsoide (4) Rotations-Ellipsoide sind.
Reflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Oberflächenteilbereiche (21) der primären Facetten (2) wenigstens teilweise glatt sind, insbesondere verspiegelt sind.
Reflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Oberflächenteilbereiche (21) der primären Facetten (2) ihrerseits wenigstens teilweise facettiert sind.
Reflektor nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die primären Facetten (2) einen ersten Reflektorabschnitt bilden, der mindestens eine Lichtaustrittsöffnung aufweist und wobei der Reflektor einen zweiten Reflektorabschnitt (13) umfasst, welcher auf einer Seite der Lichtaustrittsöffnung angeordnet ist, die den primären Facetten (2) abgewandt ist, wobei zumindest ein Teilbereich der Oberfläche des zweiten Reflektorabschnitts (13) reflektierend ist.
Leuchte mit einem ersten Reflektor (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, welche weiterhin ein Aufnahmemittel für eine Lichtquelle (12) aufweist, wobei das Aufnahmemittel eingerichtet ist, so dass sich die Lichtquelle (12) im aufgenommenen Zustand zumindest teilweise in den zusammenfallenden ersten Brennpunkten (5) der primären Facetten (2) befindet.
Leuchte nach Anspruch 9, welche weiterhin ein Lichtdurchgangselement (10) an einer Lichtaustrittsöffnung des ersten Reflektors (1) umfasst, wobei das Lichtdurchgangselement (10) zumindest teilweise eine Platte mit parallelen Oberflächen aufweist.
Leuchte nach Anspruch 10, wobei das Lichtdurchgangselement (10) zumindest teilweise eine gewölbte Oberfläche aufweist, um einen Teil der Lichtquelle (12) aufzunehmen.
Leuchte nach einem der Ansprüche 9 bis 11, welche weiterhin einen zusätzlichen Reflektor (15) umfasst, wobei der erste Reflektor (1) weiterhin eine Öffnung (11) zur Anordnung des Aufnahmemittels oder der Lichtquelle (12) aufweist, wobei der zusätzlichen Reflektor (15) angeordnet ist, um das durch die Öffnung (11) des ersten Reflektors (1) fallende Licht zumindest teilweise durch die Öffnung (11) zurück zu reflektieren, insbesondere in Richtung einer Hauptabstrahlrichtung der Leuchte.
Leuchte nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der erste Reflektor (1) eine Symmetrieachse (3) aufweist und wobei das Aufnahmemittel so eingerichtet ist, dass die Lichtquelle (12) entlang der Symmetrieachse (3) verläuft.
Leuchte nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das Aufnahmemittel eingerichtet ist, eine längliche Lichtquelle (12) aufzunehmen, wobei die Langsachse der Lichtquelle mit einer Symmetrieachse (3) des Reflektors (1) einen Winkel einschließt, insbesondere senkrecht dazu verläuft.