DE1111844B

DE1111844B - Scheinwerferlinsensystem mit um 180íÒ betragender Apertur

Info

Publication number: DE1111844B
Application number: DES42625A
Authority: DE
Inventors: Dr Walter Schroeder
Original assignee: Sendlinger Optische Glaswerke GmbH
Current assignee: Sendlinger Optische Glaswerke GmbH
Priority date: 1955-02-08
Filing date: 1955-02-08
Publication date: 1961-07-27

Description

Scheinwerferlinsensystem mit um 180° betragender Apertur Die Erfindung geht von einem Scheinwerferlinsensystem mit um 180° =betragender Apertur mit einer leuchtenfernen, einstückigen Plankonvexlinse und einer leuchtennahen Ringlinse sammelnder Wirkung aus, die einen Innenausschnitt in Form eines mit seiner Spitze mit der Lichtquelle zusammenfallenden Kegels aufweist.
Bei den bekannten Scheinwerfersystemen dieser Art war die Ringlinse im wesentlichen ein Kreiszonenausschnitt aus einer sammelnden Meniskuslinse mit zwei zur Leuchte hin konkaven Flächen. Für größere Aperturen befindet sich das Leuchtenzentrum etwa im Krümmungsmittelpunkt der leuchtennahen Fläche. Die Ringlinse muß dann eine solche Form erhalten, daß die von der Leuchte ausgehenden Strahlen unter großen Einfallswinkeln auf die leuchtenferne Fläche der Ringlinse auftreffen. Dadurch entstehen an dieser Fläche erhebliche Reflexionsverluste.
Die Erfindung schafft demgegenüber ein Scheinwerferlinsensystem von optimaler Abbildungsgüte und großer Lichtausbeute. Sie besteht demgemäß darin, daß an einem Scheinwerferlinsensystem mit den angegebenen Merkmalen die leuchtennahe Fläche der Ringlinse eine torische Fläche und die leuchtenferne Fläche der Ringlinse eine Kugelfläche darstellt und beide Flächen derart in bezug auf den Lichtmittelpunkt geformt sind, daß sie von den Strahlen unter praktisch. gleichen Ein- und Austrittswinkeln durchsetzt werden. Die optimale Lichtausbeute ergibt sich, wenn die leuchtenferne Plankonvexlinse aus einer an sich bekannten, halbkugelähnlichen kartesischen Linse mit konvexem Mittel- und konkavem Randteil besteht, wobei sich der Ort des Krümmungswendepunktes an den Stellen befindet, an denen die die kegelige Innenfläche der Ringlinse streifenden Lichtstrahlen die kartesische Fläche durchstoßen. Scheinwerfenlinsensysteme, die nicht nach dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 ausgebildet sind, sind nicht Gegenstand des Patents.
In der Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit seinen Hauptelementen dargestellt. Die Lichtquelle A, z. B. eine Glühlampe, mit ihrem Leuchtzentrum L, z. B. Glühwendel, wird zu etwa 180° von einer Ringlinse B umfaßt, deren lichtquellennahe Fläche J torisch und deren lichtquellenferne Fläche H sphärisch gekrümmt ist. Die Innenfläche W der Rinlinse entspricht der Mantelfläche eines Kegels, dessen Mittellinie mit der Systemachse I-II und dessen Spitze mit dem Leuchtzentrum L zusammenfallen. Die leuchtenferne Frontlinse D besteht aus einer aspärischen Vollinse die leuchtenseitig plan, mit mittleren Teil E ihrer Vorderfläche konvex und im Randgebiet F konkav gekrümmt ist. Der Ort des übergangs zwischen konvexer und konkaver Wölbung, also des Krümmungswendepunktes, ist mit E' bezeichnet.
Zwecks leichteren Verständnisses der Erfindung und ihrer Wirkung sind in die Figur drei vom Leuchtpunkt L ausgehende Strahlen 1, 2 und 3 eingezeichnet. Mit 1 ist der äußerste, vom Linsensystem noch erfaßte Randstrahl beziffert. Er und alle ihm benachbarten, weiter einwärts liegenden Strahlen durchsetzen den Rand der Ringlinse B unter gleichem Ein- und Austrittswinkel, also im Minimum der Ablenkung. Dadurch werden die unvermeidlichen Reflexionsverluste am geringsten. Mit 2 ist derjenige Strahl bezeichnet, der streifend an der Innenfläche W der Ringlinse B entlangläuft, also - nach der Systemachse hin gezählt - der erste ist, der nicht von der Ringlinse optisch beeinflußt ist. Der Strahl t wird in der Frontlinse abgelenkt und verläßt sie am Ort E' parallel zur Systemachse I-II. Alle zwischen den Strahlen 1 und 2 befindlichen Strahlen werden durch die konkave Randzone F parallel zur Systemachse abgelenkt. Alle zwischen dem Strahl 2 und dem Achsstrahl befindlichen Strahlen andererseits, also beispielsweise der mit 3 bezeichnete Strahl, werden von der Konvexfläche E der Frontlinse parallel gerichtet.
Das erfindungsgemäße Linsensystem ist nicht nur für Signalscheinwerfer, sondern auch in anderen Zweigen der Scheinwerfertechnik, z. B. bei gewissen Projektionsgeräten, mit Vorteil verwendbar.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Scheinwerferlinsensystem mit um 180° betragender Apertur mit einer leuchtenfernen einstückigen Plankonvexlinse und einer leuchtennahen Ringlinse sammelnder Wirkung, die einen Innenausschnitt in Form eines mit seiner Spitze mit der Lichtquelle zusammenfallenden Kegels aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die leuchtennahe Fläche (.1) der Ringlinse (B) eine torische Fläche und die leuchtenferne Fläche (H) der Ringlinse eine Kugelfläche darstellen und beide Flächen (T, H) derart in bezug auf den Lichtmittelpunkt (L) geformt sind, daß sie von den Strahlen (1 und 2) unter praktisch gleichen Ein-und Austrittswinkeln durchsetzt werden.
2. Scheinwerferlinsensystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die leuchtenferne Plankonvexlinse aus einer an sich bekannten, halbkugelähnlichen kartesischen Linse mit konvexem Mittel- (E) und konkavem Randteil (F) besteht, wobei sich der Ort des Krümmungswendepunktes an den Stellen befindet, an denen die die kegelige Innenfläche (W) der Ringlinse (B) streifenden Lichtstrahlen (2) die kartesische Fläche durchstoßen. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 536 337, 553 355; französische Patentschriften Nr. 635106, 643 364, 791505; französische Zusatzpatentschrift Nr. 46 905 zur Patentschrift Nr. 791505.