DE1447075C3 - Schattenarme Leuchte zur streu-Hchtlosen Beleuchtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine schattenarme Leuchte zur streulichtlosen Beleuchtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Es ist bereits eine derartige Leuchte bekannt (US-PS 27 181), bei welcher in der öffnung der Spiegelfläche ein lichtabsorbierender Schirm angeordnet ist, welcher die Form einer Ringscheibe aufweist, welche die Leuchte abdeckt. Diese bekannte Ringscheibe läßt nur in dem mittleren Öffnungsbereich einen scharf gebündelten Lichtstrahl durch, so daß der Leuchtenwirkungsgrad schlecht ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Leuchte der eingangs genannten Art so auszubilden, daß sie ihr Licht bei hohem Leuchtenwirkungsgrad ohne Gefährdung der Schattenarmut und frei von Streulicht abgibt. Zu diesem Zweck müssen alle Ursachen für das Auftreten von Streulicht gefunden und beseitigt werden, ohne daß die Lebensdauer der Leuchte bzw. ihrer Lichtquelle dadurch entscheidend verkürzt wird.

Es ist bereits bekannt (DE-AS 11 46 585), zur Kühlung des Glühfadens einer Glühlampe Kerndrahtstücke in die gewendelten Enden des Glühdrahtes einzuschieben. Zur Verbesserung der Befestigung ist es auch bekannt, den den Kerndraht enthaltenden Glühfadenabschnitt mittels einer weiteren Wendel zu überwickeln. Derartige Maßnahmen sind jedoch nicht bekannt, um das von den geraden Abschnitten eines Glühfadens ausgehende Streulicht zu beseitigen.

Es ist auch bekannt (DE-AS 1015 926), bei elektrischen Zweifadenglühlampen für Kraftfahrzeugbeleuchtung zur Unterdrückung unerwünschter nach vorn erfolgender Reflexionen an exponierten Teilen eine schwarze Mattierung vorzusehen. Ferner ist es bekannt, unerwünschte Reflexionen durch eine Schwärzung des Lampenfußes oder durch eine Abdeckplatte zu vermeiden (AT-PS 77 979). Das Problem einer Vermeidung von störenden Reflexionen durch die Stromzuführungen des Glühfadens selbst wurde jedoch bisher nicht angesprochen oder gelöst.

Es sind ferner lichtabsorbierende Beläge auf bestimmten Bereichen des Reflektors von Scheinwerfern bekannt So ist es bei Scheinwerfern für Kraftfahrzeuge bekannt (DE-PS 4 61 301), den rückwärtigen Teil des Reflektors mit einer dunkleren Mattierungsfarbe zu belegen als zwei weitere, weiter vorn liegende Zonen. Weiter ist es, ebenfalls bei Scheinwerfern für Kraftfahrzeuge bekannt (DE-PS 4 91 305), die untere Hälfte des Reflektors mit einem Licht absorbierenden Belag zu versehen. Diese bekannten Mattierungen oder Beläge des Reflektors lösen jedoch weder einzelne noch gemeinsam das Problem, das von dem Wendepunkt im Umriß des Kolbens der Glühlampe ausgesendete Streulicht zu beseitigen sowie das von dem Randbereich des Reflektors, welcher unterhalb des zur Vermeidung von Direktlicht an der Glühlampe vorgesehenen Belages liegt, ausgehende Halblicht zu vermeiden.

Es ist auch ein Beleuchtungsgerät für zahnärztliche Zwecke bekannt (DE-PS 9 67 102), bei dem zur streulichtlosen Beleuchtung eine konkave Spiegelfläche und eine Punktlichtquelle vorgesehen sind, wobei eine Blendung des Patienten durch einen vor der Lichtquelle angeordneten undurchsichtigen Schirm vermieden ist. Ferner ist ein blendungsfreier Fahrzeugscheinwerfer bekannt (AT-PS 1 98 376), bei dem ein vor der Lichtquelle angeordneter sphärischer Hilfsspiegel das Austreten von direktem Licht verhindert sowie eine Streuscheibe vorgesehen ist, die auf beiden Seiten je eine Schar von parallelen, lückenlos aneinanderstoßenden Zylinderlinsen aufweist. Auch sind bereits Scheinwerfer bekannt (DE-PS 2 94 771 und FR-PS 9 03 591), deren Optik aus einem Prisma besteht, das mindestens aus zwei Trapezen gebildet ist. Beide bekannten Konstruktionen dienen nicht dem Zweck, eine möglichst schattenarme Beleuchtung zu liefern.

Bei Beleuchtungseinrichtungen für ärztliche Zwecke ist ferner auch die Verwendung von Refraktoren mit parallel zueinander verlaufenden, zylinderlinsenartig gewölbten Riffeln (DE-AS 10 56 545) oder mit aus Elementarlinsen bestehenden Linsenrastern (DE-PS 10 34 116) bekannt. Schließlich ist es bekannt, die Enden des Glühfadens einer Lampe zur Verbesserung der Stoßfestigkeit mit Hilfe von wendeiförmigen Stützdrähten zu befestigen (BE-PS 5 20 349).

Die gestellte Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtenausbildung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Es ergibt sich eine Leuchte, die einen Lichtkegel aussendet, dessen öffnungswinkel wesentlich kleiner ist als bei bisher bekanntgewordenen Scheinwerfern. Die hierdurch mögliche Vorschaltung des Refraktors ergibt eine wesentlich genauer umgrenzte Beleuchtungsfläche als bei Scheinwerfern nach dem Stand der Technik, die Glühlampen als Lichtquelle verwenden. Das Verhältnis von einfallendem Lichtstrom zu ausgestrahltem Lichtstrom und damit der Leuchtenwirkungsgrad ist bei der erfindungsgemäßen Leuchte 2- bis 5mal größer als bei vergleichbaren bekannten Leuchten. Dies wird ohne

Verkürzung der Lebensdauer der Glühlampe und damit einhergehend ohne Erhöhung des Energieverbrauchs und damit der Betriebskosten erreicht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen erläutert. Die Zeichnung zeigt in

F i g. 1 einen Achsschnitt durch eine schattenarme Leuchte,

Fig.2 einen Stromzuführungsdraht und einen Teil des Glühfadens als Einzelheit der F i g. 1,

Fig.3 einen schematischen Achsschnitt durch die Leuchte mit vorgeschaltetem Refraktor,

F i g. 4 eine Ansicht der rechten Seite der in F i g. 3 dargestellten Leuchte und

F i g. 5 bis 7 Achsschnitte durch verschiedene Ausführungsformen des der Leuchte vorgeschalteten Refraktors.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, weist die Leuchte eine Lichtquelle in Form eines Glühfadens 11 einer Glühlampe 16 im Brennpunkt eines als Paraboloid ausgebildeten Reflektors bzw. dessen Spiegelfläche 10 auf. Von dem Glühfaden 11 ausgesandte Lichtstrahlen 12 werden daher an der Spiegelfläche 10 parallel zur Rotationsachse 13 des Paraboloids reflektiert.

Der Kolben der Glühlampe 16, die in einer Fassung 17 sitzt, ist kugelförmig, bis auf einen Wendepunkt 22 in seinem kreisförmigen Umriß an der Stelle seines Überganges in den Sockel 23.

Der Durchmesser der Spiegelfläche 10 beträgt ein Mehrfaches des Durchmessers des Kolbens der Glühlampe 16, mindestens jedoch mehr als das Zweifache. Der Kolben der Glühlampe 16 weist an der dem Sockel 23 entgegengesetzten Halbkugelfläche eine Gegenspiegelfläche 26 auf, so daß nach unten gerichtete Strahlen des Glühfadens 11 zunächst an der Gegenspiegelfläche 26 reflektiert und auf die Spiegelfläche 10 zurückgeworfen werden, von wo sie zusammen mit den nach oben gerichteten Lichtstrahlen ebenfalls parallel nach unten reflektiert werden; ein Austreten von direkten Lichtstrahlen des Glühfadens 11 nach unten aus der Leuchte wird so vermieden.

Das Streulicht, das sich durch die Abweichung des Glühfadens U von dem punktförmigen Idealbild als Folge seiner räumlichen Ausdehnung ergibt, wird durch die in F i g. 2 näher verdeutlichten Maßnahmen vermieden. Um ein Mitglühen der geraden Abschnitte des Glühfadens 11 und damit eine noch größere Abweichung der Lichtquelle von der Punktform zu vermeiden, sind die geraden Abschnitte des Glühfadens U in dem an die Stromzuführungsdrähte 18 angrenzenden Bereich von einer Kühlwendel 20 umgeben, die aus Glühfadenmaterial besteht. Da die Stromzuführungsdrähte 18 ferner störende Reflexionen erzeugen können, sind sie mit einer schwarzen Schicht 21 überzogen.

Die durch den Wendepunkt 22 in dem Kreisumriß des kugelförmigen Kolbens der Glühlampe 16 entstehenden Verzerrungen werden dadurch beseitigt, daß die Spiegelfläche 10 der Leuchte im Bereich um den Sockel 23 der Glühlampe 16 mit einem kreisringförmigen, der Paraboloidform der Spiegelfläche 10 angepaßten, lichtabsorbierenden Schirm 25 versehen ist, welcher alle durch den Wendepunkt 22 verzerrten Strahlen schluckt und dementsprechend so weit reicht, daß ihn noch einwandfreie, durch den Kreisumriß des kugelförmigen Kolbens der Glühlampe 16 nach oben austretende Lichtstrahlen nicht mehr erreichen.

Die Abweichung des Glühfadens 11 von der idealen Punktform infolge seiner räumlichen Ausdehnung hat ferner zur Folge, daß vom Rand der Leuchte sogenanntes Halblicht austritt. F i g. 1 verdeutlicht diese Erscheinung. Die Lichtstrahlen 12c, i2d fallen noch an der Spiegelfläche 10 ein. Der aus dem gleichen Punkt wie der Strahl Hd ausgehende, aber mit der Rotationsachse 13 der Spiegelfläche 10 einen größeren Winkel einschließende Strahl wird jedoch von der Gegenspiegelfläche 26 des Kolbens der Glühlampe 16 bereits zurückgeworfen. Jenseits der Stelle 10a der Spiegelfläche

ίο 10 fällt daher jeweils eine geringere Lichtmenge ein, wodurch der Rand des Lichtbündelquerschnittes trüb wird. Das heißt, es ergibt sich im Randbereich der Spiegelfläche 10 ein Intensitätsabfall, der darauf zurückzuführen ist, daß diese Randbereiche der Spiegelfläche 10

'5 von einem immer kleineren Öffnungskegel der einzelnen Licht aussendenden Punkte der räumlichen Lichtquelle 11 erreicht werden. Dies ist für manche Fälle, beispielsweise in der Laryngologie, der Ohrenheilkunde oder der Zahnheilkunde, wo eine scharfe Begrenzung des Beleuchtungsfeldes erforderlich ist, unzulässig. Hier' wird Abhilfe durch einen weiteren lichtabsorbierenden Schirm 27 in der öffnung der Spiegelfläche 10 geschafft, welcher nur deren Rand jenseits des Punktes 10a bedeckt.

Die F i g. 3 und 4 zeigen den Refraktor 30 der Leuchte, der einen der axialen Projektion der Spiegelfläche 10 gleich große Fläche hat und dessen Oberfläche auf der einen Seite parallele, konkave, zylindrische Rillen 30a aufweist. Hierdurch wird eine Divergenz der aus dem Refraktor austretenden Strahlen 12e, 12/und deren Überlappung und damit eine gleichmäßigere Ausleuchtung des Beleuchtungsfeldes 32 erzielt.

Eine noch schärfere Abgrenzung ergibt sich mit dem Refraktor 31 gemäß F i g. 5, welcher außer parallelen,

konkaven, zylindrischen Rillen 31a an der Lichteintrittsseite noch insgesamt gekrümmt ist. Die sich kreuzenden Strahlenbündel werden hierdurch wieder auf dieselbe Fläche projiziert, was ein gleichmäßig und schattenarm beleuchtetes und scharf abgegrenztes Beleuchtungsfeld 32 liefert.

Zur Beleuchtung kleiner Flächen werden zweckmäßig die Refraktoren 35 bzw. 36 der F i g. 6 bzw. 7 verwendet. Der Querschnitt des Refraktors 35 gemäß F i g. 6 besteht aus zwei Trapezen 35a und 35b, die so

angeordnet sind, daß ein in der Mitte des Refraktors 35 einfallender Lichtstrahl Hg zu beiden Rändern des Beleuchtungsfeldes 32 hin gebrochen wird.

Demgegenüber besteht der Refraktor 36 gemäß F i g. 7 aus drei Trapezen 36a, 366 und 36c, die so an-

geordnet sind, daß die aus jeder der Austrittsflächen der drei Trapeze 36a, 36b, 36c austretenden Lichtstrahlen die gesamte Beleuchtungsfläche 32 treffen.

Bei diesen Ausführungsformen weicht die axiale Projektion des Refraktors von der axialen Projektion der

Spiegelfläche 10 ab. Werden die Refraktoren in zwei zueinander senkrecht stehenden Ebenen verwendet, so können mit der erfindungsgemäßen Leuchte quadratische oder rechteckige Beleuchtungsfelder bei Verwendung einer Spiegelfläche 10 mit kreisförmiger Projek-

tion erzeugt werden, wie dies beispielsweise in der Zahnheilkunde oder in der Stomatologie notwendig sein kann.

Zur Eliminierung der Wärmestrahlung kann dem Refraktor 30 ein wärmeabsorbierender lichtdurchlässiger Körper 38 vorgeschaltet sein (F i g. 3). Es kann auch eine Spiegelfläche 10 verwendet werden.-die nur Lichtstrahlen, nicht aber Wärmestrahlung reflektiert.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schattenarme Leuchte zur streulichtlosen Beleuchtung, insbesondere für ärztliche Zwecke, mit einer als Rotationskörper ausgebildeten konkaven Spiegelfläche und einer in deren Brennpunkt angeordneten Lichtquelle, einer gegenüber der konkaven Spiegelfläche angeordneten halbkugelförmigen Gegenspiegelfläche mit im Brennpunkt der Spiegelfläche liegendem Mittelpunkt und mit einem lichtabsorbierenden Schirm in der öffnung der Spiegelfläche, wobei der Durchmesser der Spiegelfläche ein Mehrfaches des Durchmessers der Gegenspiegelfläche beträgt und die Lichtquelle aus einem Glühfaden einer Glühlampe mit kugelförmigem Kolben besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühfaden (11) im an die Stromzuführungsdrähte (18') angrenzenden Bereich von einer Kühlwendel (20) umgeben ist, die Stromzuführungsdrähte (18) des Glühfadens mit einer schwarzen Schicht (21) überzogen sind, die Spiegelfläche (10) um den Sockel der Glühlampe (16) ebenfalls mit einem lichtabsorbierenden Schirm (25) versehen ist, der lichtabsorbierende Schirm (27) in der öffnung der Spiegelfläche (10) nur den Rand derselben bedeckt und in der Bahn des ausgestrahlten Lichtbündels ein Refraktor (30) mit einer der axialen Projektion der Spiegelfläche (10) gleich großen Fläche angeordnet ist, die auf der einen Seite parallele, konkave, zylindrische Rillen (30a) aufweist.

2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt des Refraktors (35,36) aus mindestens zwei Trapezen (35a, 35b, 36a, 36c) besteht.