DE1926935C - Scheinwerfer - Google Patents

Description

werfers merklich zu erhöhen. Diese Aufgabe wini

25 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Hohlspiegel

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer, im in an sich bekannter Weise als Hyperboloidspiegel wesentlichen bestehend aus einem mit einem wärme- ausgebildet und die Lichtquelle annähernd im durchlässigen, ,edoch lichtundurchlässigen ("ichroiti- Brennpunkt des Hyperboloidspiegels angeordnet ist, sehen Filter beschichteten Hohlspiegel, einer in der so daß die: er ein virtuelles Bild von der Lichtquelle optischen Achse desselben vor dem Hohlspiegel 30 erzeugt, welches annähernd mit dem Brennpunkt der angeordneten Sammellinse sov ie einer zwischen Sammellinse zusammenfällt, und daß der Hyperderselben und dem Hohlspiegel vorgesehenen Licht- boloidspiegel in fester räumlicher Beziehung zur quelle. Lichtquelle auf einer gemeinsamen Halterung ange-

Zweck des dichroitischen Filters ist, die Wärme- ordnet ist, die gegenüber der Sammellinse parallel strahlen zumindest teilweise aus dem vom Schein- 35 zur optischen Achse verschiebbar ist.
werfer abgestrahlten Strahlenbündel auszufiltern. Die Verwendung eines H>pf*rboloidspiegels bei

um ein »kälteres« Licht zu erhalten. Insbesondere einem Autoscheinwerfer mit Anordnung der Lichtbei Scheinwerfern hoher Leistung, etwa den ge- quelle annähernd im Brennpunkt des Hyperboloidbräuchlichen 2KW-, 5KW- oder lOKW-ScheJn- spiegeis ist bereits aus der französischen Patentschrift werfern, wäre ohne Ausfilterung von Wärmestrahlung 40 342 373 bekannt. Bei Autoscheinwerfern tritt das die vom Scheinwerfer abgestrahlte Hitzemenge bei Problem der Ausfilterung von Wärmestrahlung nicht Verwendung des Scheinwerfers z. B. in Theatern für auf, da deren Leistung relativ gering ist und auch die Schauspieler auf der Bühne fast unerträglich. die abgestrahlte Wärmemenge niemand sturen Die Wirkung der auf den Hohlspiegel aufgebrachten könnte. Deshalb ist auch in der französischen dichroitischen Filterschicht besteht darin, daß sie 45 Patentschrift 342 373 das durch die Erfindung zu Strahlung im infraroten Bereich durchläßt, während lösende Problem nicht angeschnitten.
Strahlung im sichtbaren Bereich reflektiert wird Der Hyperboloidspiegel erzeugt von der Licht-

Bei Glühlampen mit Hohlspiegel z. B. für Film- quelle ein virtuelles Bild, und das von dem virtuellen projektoren ist die Anordnung einer dichroitischen Bild, der Sekundärlichtquelle, ausgehende Licht, Filterschicht auf diesem Hohlspiegel bereits aus dem 50 wird durch die vordere Sammellinse projiziert. Die Buch »Lamps and Lighting«, 1966, S. 242, von H. auf den Hyperboloidspiegel aufgebrachte Beschich-Hewitt und A. S. Vause, Verlag Edward Arnold, tung aus dichroitischem Material re^p-';tiert im London, bekannt. Eine solche Glühlampe besteht wesentlichen nur sichtbares Licht, während die durch aus einem geschlossenem Lampenkolben, dessen die Primärlichtquelle erzeugte Infrarotstrahlung von Vorderseite z. B. als Linse ausgebildet ist und dessen 55 der Beschichtung praktisch nicht beeinfluu: und sich zu dieser Vorderseite erweiternden und beschich- durch den Spiegel und seine reflektierende b«. teten Seitenwände den Hohlspiegel bilden. Im Innern schichtung durchgelassen wird. Licht von der des Lampenkolbens ist in üblicher Weise der Glüh- Sekundärlichtquelle, das durch die Sammellinse faden angeordnet. projiziert wird, besitzt deshalb nur einen sehr

Die derzeit in der Praxis gebräuchlichsten Schein- 60 geringen Infrarotgehalt, wenn man bedenkt, daß von werfer bestehen aus einem Kugelspiegel, einer der von der Primärlichtquelle ausgehenden Gesamt-Glühbirne als Lichtquelle und einer Sammellinse, Strahlungsmenge nur ein geringer Prozentsatz direkt die meist als Fresnellinse ausgeführt ist. Der Kugel- durch die Sammellinse austritt und diese direkt spiegel kann dabei derart angeordnet sein, daß er durch die Sammellinse austretende Strahlung wegen mit der Glühbirne längs der optischen Achse des Gs des großen Abstandes der Primärlichtquelle vom Scheinwerfers bewegt werden kann und sich somit Brennpunkt der Sammellinse nicht in Projektionsin fester räumlicher Beziehung zu derselben befindet. richtung gebündelt wild.
Zur Hitzeabschirmung wird ein Hitzefilter z. B. in Auf Grund der festen räumlichen Beziehung

zwischen dem Hyperboloidspiegel und der Licht- tung auf seiner optischen Oberfläche, die zur Quelle quelle ist eine einfache Einstellbarkeit der Divergenz 11 hingewandt ist Die dichroitische Beschichtung ist des Scheinwerfers gewährleistet, wobei die von dem so ausgebildet, daß sie Energie im Infrarotbereicn Hyperboloidspiegel reflektierte Strahlungsmenge beginnend bei annähernd 800nm aufwärts aurcnimmer gleich bleibt. Die Anordnung von Hyper- 5 läßt. Eine merküche Durchlässigkeit ergibt sicn ersc boloidspiegel und Lichtquelle auf einer gemein- im Band zwischen 800 nm und 3000 run, und zwar samen Halterung, die gegenüber der Sammellinse infolge der Absorptionsfähigkeit des Spiegelsubstraverschiebbar ist, macht auch eine Fernbedienung tes, wenn dieses aus Glas ist. Derartige iiescnicnbescnders einfach. tungen können im Vergleich zu hitzereflektierenden

Die Erfindung wird nun an Hand eines Ausfüh- io dichroitischen Beschichtungen leicht hergestellt werrungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigt den· und die Reflexionsfähigkeit fur sichtbares Licnt

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Strah- und die Durchlässigkeit für Infrarot sind sehr nocn. lungsverlaufs bei einem bisher in der Praxis üblichen Werte von 96°/o bzw. 6O°/o sind üblich. Scheinwerfertyp, Durch die Verwendung des hyperboloiden Spiegels

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Strah- 15 12 in Fig. 2 ergibt sich eine virtuelle Uueiieiu, lungsverlaufs bei einem Scheinwerfer gemäß der deren Tnfrarotenergie wesentlich reduziert ist, una Erfindung, und der durch die Linse 13 gebildet Strahl enthalt sony.

Fig. 3 einen schematischen Querschnitt durch auch wenig infrarotes Licht. i>\-. reelle Quellen ist oinen Scheinwerfer gemäß der Erfindung. in diesem Falle beträchtlich von dem Brennpunkt

Bei dem bisher in der Praxis üblichen Schein- 20 der Linse 13 entfernt und, da diese Linse eine werfer tFig. 1) ist auf dessen optischer AchseXY geringe Vergrößerung besitzt, kann sie."«-* ^dire>j^te eine Glühlampe mit einem in einem Kolben 7 Enfgie von der Quelle 11 nicht in Richtung exs angeordneten Glühf'denl angeordnet. Eine Fresnel- Lichtstrahles konzentrieren. Bei Anwendungen, bei linse ist in einem Abstand angeordnet, so daß der denen die größtmögliche Reduzierung der Hitze Glühfaden 1 im Brennpunkt der Linse zu lieeen 25 erforderlich ist, kann trotzdem noch ein hitzereneK-kommt. Ein Spiegel 2 mit Kugelkrümmung befindet tierendes Filter 4 eingeführt werden, das normaiersich in bezug zu der Linse hinter dem Glühfaden, weise jedoch nicht notwendig ist. wobei sein Krümmungsmittelpunkt mit dem Gli-h- Es wird nun auf F i g. 3 Bezug genommen, in der

iaden zusammenfällt. Der Spiegel und der Glühfaden eine praktische Ausführungsform des ernndungssind fest zueinander angeordnet und die Anordnung 30 gemäßen Scheinwerfers gezeigt ist. Der bpiegei u kann längs der Achse in Richtung zur Linse bewegt besitzt eine durchgehend hyperbolische t-orm una ■verden, so daß ein Strahl größerer Divergenz seine Oberfläche kann leicht mit Punkten versehen erzielt werden kann. Ein Filter 4 in Form einer oder fazettiert sein, falls Flutlicht gewünscht wird. IR-Reflexionsbeschichtung kann direkt auf der Stirn- Der Spiegel 12 wird von einer Halterung ZU getraseite der Linse 3 angebracht sein. Andererseits kann 35 gen, die auch als Halterung fur die QuelL dient una auch ein eigenes Bauteil aus Glas oder glasartigem in Richtung zur Fresnellinse 13 hin und von dieser Material 4 im Lichtpfad angeordnet werden. Dieses weg bewegt werden kann. Die Halterung ZU besitzt Bauteil 4 kann aus hitzeabsorbierendem Material eine Gewindebohrung, die mit einer Schraubspindel bestehen oder mit einer wärmereflekt-erenden Be- 21 zusammenwirkt. Die Schraubspindel Zl ist drenschichtung versehen sein, und zwar vorzugsweise 40 bar zwischen an der Innenfläche des Gehausei\is auf der Seite, die der Linse zugewandt ist. Das ganze vorgesehenen Vorsprüngen 22 gefuhrt. Em K-nopt a System ist in einem Gehäuse 5 untergebracht, das der außerhalb des Gehäuses 15 zuganglich ist, dient nur in Umrissen gezeigt ist und dessen eine Funktion zur Drehung der Schraubspindel 21, wodurch die darin besteht, zu verhindern, daß von den verschie- Position der Halterung 20 relativ zur Linse V5 emdenen Bauteilen reflektiertes Streulicht das Gehäuse 45 gestellt werden kann. Das Gehäuse 15 besitzt Rippenverläßt. paare 24, 25, die in das Innere des Gehäuses gerich-

Bei dem erfindungsgemäßeri Scheinwerfer besteht tet sind und zur Halterung der Linse 13 und gedie wesentlichste Abänderung der Bauteile in opti- gebenenfalls eines hitzereflektierenden Filte,i4 am scher Hinsicht in einer Änderung der Funktion und Gehäuse dienen, öffnungen 26 im Gehäuse 15 dienen der Form des Spiegelst Wie Fig. 2 zeigt, besitzt 50 der Ventilation, so daß Luft zwischen dem Inneren der Spiegel 12 eine hyperbolische Form mit Brenn- und dem Äußeren des Gehausos zur Kühlung punkten, von denen der eine annähernd mit dem zirkulieren kann. Ein Zapfen 27 ist an dem Oehause Glühfaden 11 zusammenfällt und der andere an 15 derart angebracht, daß die Lampenanordnung aut einem Punkt hinter dem Spiegel bei 10 auf der einem nicht gezeigten Stander oder einer Klammet optischen AchseXY des Scheinwerfers liegt. Die 55 befestigt weiden kann.

Funktion des Spiegels besteht darin, eine virtuelle Es ist möglich, daß der Scheinwerfer gemaii der

Sekundärlichtquelle bei 10 zu erzeugen, die ein Erfindung übliche Lichtquellen aufnimmt, wie sie virtuelles Bild des Glühfadens 11 ist; diese virtuelle für Studiobeleuchtungszwecke verwendet werden, bs Quelle 10 liegt normalerweise im Brennpunkt einer ist jedoch erkennbar, daß der große Kolben 7 der Fresnellinse 13. Somit besitzt die Linse 13 der Fig.2 60 in Fig. 1 gezeigten Quelle äußerst unpraktisch tür eine etwas größere Brennweite als ihr Gegenstück in die Verwendung in dem Scheinwerfer gemali r· 1 g. J Fig. 1. Die tatsächliche Quelleil und der Spiegel ist, es sei denn, daß sehr große optische Bauteile

12 sind wie in Fig. 1 in fester räumlicher Beziehung Verwendung finden. Äußerst wirtschaftlich wird die miteinander gekuppelt und können relativ zur Linse Anordnung, wenn kompakte Quellen verwendet wer-

13 zur Veränderung der Divergenz des projizierten 65 den. Wolfram-Haloßenlampen nut ihrem typisch Strahles bewegt werden. Der Spiegel 12 in Fig. 2 ist kleinen Kolben 17 und kompakte Entladungsrohren aus durchlässigem hitzebeständigem Material, vor- sind besonders geeignet für die Verwendung in dem zugsweise Glas, und trägt eine dichroitische Beschich- vorgeschlagenen Scheinwerfer.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1 ^W 2

Form einer direkt auf die Oberfläche der

Patentanspruch: Fresnellinse aufgebrachten wärmereflektierenden

Scheinwerfer, im wesentlichen bestehend aus oder wärmeabsorbierenden Schicht verwendet. Geeinem mit einem wärmedurchlässigen, jedoch gebenenfalls kann die wärmereflektierende bzw. lichtundurchlässigen dichroitischen Filter be- S wärmeabsorbierende Schicht auch auf einer zusatzschichteten Hohlspiegel, einer in der optischen liehen in den Strahlungsgang einzuschiebenden Glas-Achse desselben vor dem Hohlspiegel angeord- oder Quarzplatte aufgebracht sein. Nachteilig an neten Sammellinse sowie einer zwischen der- dieser Art der Ausfilterung von Wärmestrahlung ist selben und dem Hohlspiegel vorgesehenen Licht- daß bei V'-.vendung einer wärmereflektierendep. quelle, dadurch gekennzeichnet, daßio Beschichtung die Wärmebelastung des Scheinwerfers der Hohlspiegel in an sich bekannter Weise als und bei Verwendung einer wärmeabsorbierenden Hyperboloidspiegel (12) ausgebildet und die Schicht die Wännebelastung des Filters bis zur Lichtquelle (17) annähernd im Brennpunkt des vorzeitigen Zerstörung steigt.' Derartige Filter sind Hyperboloidspiegels angeordnet ist, so daß dieser notwendigerweise groß und teuer. Auch läßt sich ein virtuelles Bild von der Lichtquelle erzeugt, 15 nicht vermeiden, daß von der Filterschicht ein nicht welches annähernd mit dem Brennpunkt der unbeachtlicher Teil des sichtbaren Lichtes absorbiert Sammelliste (13) zusammenfällt, und daß der wird, wenn man bedenkt, daß bereits eine einfach«. Hyperboloidspiegel (12) in fester räumlicher Glasscheibe den Lichtstrom um 8°/o durch Reflek-Beziehung zur Lichtquelle (17) auf einer gemein- tion vermindert.

samen Halterung (20) angeordnet ist, die gegen- 20 Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, be· über der Sammellinse (13) parallel zur optischen einem Scheinwerfer der eingangs genannten Bauari Achse (X-Y) verschiebbar ist. die Ausfilterung der Wärmestrahlen zu verbessern,

ohne hierdurch die Wännebelastung des Echein-