DE19537606A1 - Beleuchtungseinrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung mit einer elektrischen Lichtquelle, insbesondere zur Beleuchtung der Lichteintrittsfläche eines Licht­ leiters od. dgl. wobei zur Reduzierung der auf die Lichteintrittsfläche des Lichtleiters auftreffenden Lichtintensität eine bewegbare, mit sechseckigen Durchbrechungen versehene Blende vorgesehen ist.

Eine derartige Lichtquelle mit Blendenanordnung ist aus der DE-OS 35 26 993 bekannt. Diese Blendenan­ ordnung verhindert, daß sich die Spektralcharak­ teristik infolge des Lichtreduktionsbetrages die­ ser Blendenanordnung ändert, indem eine Blende im von der Beleuchtungsquelle emittierten Parallel­ strahl angeordnet wird, wobei diese Blende aus einer Vielzahl von zweidimensional angeordneten Blenden­ einheiten besteht, die lichtdurchlassende Öffnungen mit einem kleinen Querschnittsbereich und Licht­ abschattungsbereich aufweisen, die als röhrenförmige, die Seitenflächen der Öffnungen umgebende Flächen ausgebildet sind. Hiebei ist eine Vorrichtung vorge­ vorgesehen, die die Blende aus einer Stellung, in der die röhrenförmigen Flächen parallel zu der optischen Achse sind, in eine Stellung dreht, in der diese Flächen die optische Achse unter einem geeigneten Winkel kreuzen.

Die bekannte Blendenanordnung bzw. bekannte Ausbil­ dung der Blende hat den Nachteil, daß deren Herstel­ lung aufwendig ist und deren Raumbedarf zur Erzielung eines ausreichend großen Schwenkbereiches relativ groß ist, was die Baugröße der gesamten Beleuchtungsein­ richtung nachteilig vergrößert. Darüber hinaus treten im abgeblendeten Zustand, d. h. also bei ver­ schwenkter Blende, relativ großflächige Abschattun­ gen auf, die doch eher zu einer ungleichmäßigen Helligkeitsverteilung an der Eintrittsfläche des Lichtleiters führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Beleuchtungseinrichtung mit einer verstellbaren Blen­ de zu schaffen, die die Nachteile der bekannten Blen­ denanordnung vermeidet. Gemäß der Erfindung ist daher bei einer Beleuchtungseinrichtung der eingangs er­ wähnten Art vorgeschlagen, daß die Blende mehrere nebeneinander angeordnete Zonen von Durchbrechungen aufweist, wobei in jeder Zone an sich gleich große Durchbrechungen, jedoch in benachbarten Zonen unter­ schiedlich große Durchbrechungen vorgesehen sind, und daß alle Zonen in einer Ebene, vorzugsweise senk­ recht zum Strahlengang von der Lichtquelle emit­ tierten Lichtes vorgesehen sind.

Durch diese erfindungsgemäßen Maßnahmen wird er­ reicht, daß ein, bei abgeschwächter Beleuchtungsstär­ keeinstellung in mehrere Teillichtbündel zerlegter Lichtstrahl, eine gleichmäßige Winkelverteilung erfährt und somit eine größtmögliche gleichmäßige Verteilung von Abschattungen vorgenommen wird, die an der Eintrittsfläche beispielsweise des Lichtleiters zu einer gleichmäßig reduzierten Helligkeit führen. Durch die Anordnung von mehreren Zonen mit jeweils unterschiedlich großen Durchbrechungen kann in vor­ teilhafter Weise einfach erreicht werden, daß je nach Erfordernis unterschiedliche Lichtintensität an die Eintrittsfläche des Lichtleiters gelangt.

Darüber hinaus ist die Blende sehr einfach her­ stellbar und der erforderliche räumliche Platzbe­ darf äußerst gering, was auch wieder in vorteilhaf­ ter Weise zu einer kleineren Baugröße der Beleuch­ tungseinrichtung führt.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vor­ geschlagen, daß die mit den Durchbrechungen verse­ henen Zonen Sektoren einer kreisförmigen dünnwan­ digen Blendenscheibe sind, die außerhalb des nutz­ baren Strahlenganges der Lichtquelle drehbar gela­ gert ist. Durch diese Ausbildung der Blende kann in einfacher Weise eine sehr flache und wirkungsvolle Blende geschaffen werden, die einen raschen Wechsel der Beleuchtungsintensität ermöglicht, einfach her­ zustellen und leicht bedienbar ist.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist es aber auch möglich, daß die mit den Durchbrechungen verse­ henen Zonen vorzugsweise rechteckige Abschnitte einer quer zum Strahlengang der Lichtquelle verschiebbaren dünnwandigen Blendenplatte sind. Diese erfindungs­ gemäße Ausführungsform ermöglicht eine sehr flache Ausbildung der Blende, wodurch eine niedere Bauhöhe der Beleuchtungseinrichtung erzielbar ist.

Um einen möglichst hohen Wirkungsgrad der Beleuch­ tungseinrichtung zu erzielen wird gemäß einem wei­ teren Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß jede mit Durchbrechungen versehene Zone mindestens gleich groß wie der Querschnitt des nutzbaren Strahlenganges der Lichtquelle ist. Diese Maßnahme trägt wesentlich dazu bei, daß die Helligkeitsverteilung an der Ein­ trittsfläche des Lichtleiters über seinen gesamten Querschnitt gleichmäßig ist.

Um die Helligkeitsverteilung bei Abblendung des von der Lichtquelle emittierten Lichtes gleichmäßig zu halten, wird nach einem weiteren Merkmal der Erfin­ dung vorgeschlagen, daß die Abstände benachbarter sechseckiger Durchbrechungen zueinander zumindest in jeder einzelnen Zone gleichgroß sind.

Besonders bei starker Abblendung des Lichtstrahles der Lichtquelle ist es erforderlich, eine größt­ mögliche gleichmäßige Helligkeitsverteilung zu erreichen, was in vorteilhafter Weise gemäß wei­ terer Ausgestaltung der Erfindung dadurch erreicht wird, daß in Zonen starker Reduzierung der Licht­ intensität die Abstände benachbarter sechseckiger Durchbrechungen größer als die Weite der Durchbre­ chungen vorgesehen sind.

Um in vorteilhaft einfacher Weise bei Bedarf auch die gesamte von der Lichtquelle emittierte Licht­ intensität an die Eintrittsfläche des Lichtleiters führen zu können und hiebei die Bedienung der Licht­ quelle einfach zu halten, wird gemäß einem weiteren Kennzeichen der Erfindung vorgeschlagen, daß eine Zone zur Reduzierung der Lichtintensität einer Öff­ nung für den freien Durchtritt des Strahlenganges der Lichtquelle durch die Blendenscheibe bzw. durch die Blendenplatte benachbart angeordnet ist. Durch diese bauliche Ausgestaltung wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß für die Handhabe der Blende ein einziger Drehknopf bzw. Schieber erforderlich ist, dem eine mit Markierungen versehene Skala zugeord­ net ist, nach der eine gewünschte Intensitätsschwä­ chung oder die volle Leistung bzw. die totale Abschattung der Lichtquelle einstellbar ist.

Wird für besondere Objektbetrachtungen eine be­ stimmte Farbtemperatur gefordert, so wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgeschla­ gen, daß die Blendenscheibe bzw. Blendenplatte aus transparentem Werkstoff besteht, der mit einer für Licht undurchsichtigen Schicht versehen ist, wobei die Durchbrechungen durch Ausnehmungen in dieser für Licht undurchlässigen Schicht gebildet sind und, vorzugsweise, der transparente Werkstoff mindestens ein Farbfilter ist.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen in einer Aus­ führungsform beispielsweise dargestellt. Hierbei zeigen:

Fig. 1 schematisch die Beleuchtungseinrichtung und

Fig. 2 eine Ausführungsform der Blende.

In Fig. 1 ist schematisch die Beleuchtungseinrich­ tung dargestellt und mit 1 bezeichnet. Eine derar­ tige Beleuchtungseinrichtung wird insbesondere für die Beleuchtung von Objekten in der Mikroskopie, Endoskopie, etc. verwendet. Generell kann eine der­ artige Beleuchtungseinrichtung stets dann vorteil­ haft eingesetzt werden, wenn das zu betrachtende Objekt entfernt von der Beleuchtungseinrichtung 1 bzw. Lichtquelle positioniert ist.

Als Lichtquelle 2 der Beleuchtungseinrichtung 1 wird eine sogenannte Kaltlichtspiegellampe verwen­ det. Diese weist einen Reflektor auf, der einerseits das emittierte Licht auf die Eintrittsfläche des Lichtleiters 4 projiziert und andererseits die Wärme­ strahlung der Lichtquelle 2 ableitet. Hiedurch wird vermieden, daß sich der angekoppelte Lichtleiter un­ zulässig erwärmt.

Die elektrischen bzw. elektronischen Einrichtungen zur Energieversorgung innerhalb der Beleuchtungs­ einrichtung 1 sind nicht dargestellt. Ebenso ist die mechanische Kopplungseinrichtung für den Lichtlei­ ter 4 an die Beleuchtungseinrichtung 1 nur schema­ tisch dargestellt.

Für viele Einsatzzwecke der Beleuchtungseinrichtung 1 ist es erforderlich, die Helligkeit des auf den Lichtleiter 4 auftreffenden Lichtes zu reduzieren ohne daß eine Änderung der Farbtemperatur des Lichtes auftritt. Um nun eine Reduzierung der Lichtintensi­ tät ohne Änderung der Farbtemperatur zu erreichen, ist im Strahlengang der Lichtquelle 2 zur Eintritts­ fläche 5 des Lichtleiters 4 die Blende 6 angeordnet. Diese Blende 6 besteht beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 im wesentlichen aus einer kreisförmigen Scheibe, die drehbar mit ihrer Welle 7 in der Be­ leuchtungseinrichtung 1 gelagert ist. Mit der Welle 7 ist der Drehknopf 8 fix verbunden, der zur Einstellung der Reduzierung der Lichtintensität vom Benützer der Beleuchtungseinrichtung betätigt wird.

Gemäß Fig. 2 weist die Blende 6 eine Vielzahl von Durchbrechungen 12, 13, 14, 15 auf, die sechseckför­ mige Gestalt haben. Diese Durchbrechungen sind in sektorförmigen Zonen 8 bis 11 angeordnet, wobei die Durchbrechungen 12 der Zone 8 größer als die Durchbrechungen 13 der Zone 9, die Durchbrechungen 14 der Zone 10 kleiner als die Durchbrechungen 13 und die Durchbrechungen 15 der Zone 11 kleiner als die Durchbrechungen 14 der Zone 10 ausgebildet sind.

Je nach Drehstellung der scheibenförmigen Blende 6 kann dann mehr oder weniger Licht durch die Blende 6 hindurchtreten. Die Blende 6 ist derart im Strahlen­ gang zwischen Lichtquelle 2 und Eintrittsfläche 5 des Lichtleiters 4 positioniert, daß eine Änderung des Raumwinkels der Lichtstrahlung nicht auftritt. Hiedurch wird eine gleichmäßige Verteilung der re­ duzierten Beleuchtungsstärke über die gesamte Ein­ trittsfläche 5 des Lichtleiters 4 erreicht. Zur Er­ zielung einer größtmöglichen Gleichmäßigkeit der reduzierten Lichtintensität sind die Abstände benachbarter sechseckiger Durchbrechungen 12 bis 15 in jeder einzelnen Zone 8 bis 11 gleich groß. Zur gleichmäßigen Schachtelung bzw. gleichmäßigen Ver­ teilung der Durchbrechungen 12 bis 15 weisen die­ se gleichlange Sechseck-Seiten auf.

Die Abstände benachbarter sechseckiger Durchbrechun­ gen 12 bis 15 sind zumindest in jeder einzelnen Zone 8 bis 11 gleich groß. In der Zone 11 zur starken Reduzierung der Lichtintensität sind bei diesem Aus­ führungsbeispiel die Abstände benachbarter sechs­ eckiger Durchbrechungen 15 größer als die Weite der Durchbrechungen 15 vorgesehen.

Benachbart zur Zone 8 mit geringster Schwächung der Lichtintensität ist eine Öffnung 16 in der Blende 6 vorgesehen, die den freien Durchtritt des Strahlen­ ganges der Lichtquelle 2 an die Eintrittsfläche 5 des Lichtleiters 4 gestattet. Zwischen dieser Öff­ nung 16 und der Zone 11 ist die Blende 6 undurch­ sichtig ausgeführt, um im Bedarfsfall die Licht­ strahlung gänzlich zu unterbinden.

Die Blende kann auch als nicht dargestellte sich längs erstreckende Blendenplatte ausgebildet sein, die beispielsweise rechteckige Abschnitte als Zonen mit den sechseckförmigen Durchbrechungen gemäß Fig. 2 aufweist. Diese nicht dargestellte Blendenplatte ist dann beispielsweise ihrer Länge nach im Strahlen­ gang der Lichtquelle 2 verschiebbar gelagert und über einen Schieber oder über ein Ritzel und Zahn­ stange bzw. über einen Seilzug verstellbar.

Sowohl die scheibenförmige Blende 6 als auch die plattenförmige Blende sind aus dünnem, steifen und für Licht undurchlässigem Material gefertigt. Die Durchbrechungen können durch Stanzen oder Ätzen her­ gestellt werden. Ebenso ist es denkbar, die Blende 6 aus transparentem Werkstoff zu fertigen, mit einer für Licht undurchlässigen Schicht zu versehen und die Durchbrechungen 12 bis 15, 16 beispielsweise durch Ätzen freizustellen.

Es kann hiebei die Blende 6 auch aus transparentem färbigem Werkstoff gefertigt sein, um stets Licht vorbestimmter konstanter Farbtemperatur aber auch mit unterschiedlicher Intensität für die Beleuchtung verfügbar zu haben.

Claims (9)

1. Beleuchtungseinrichtung mit einer elektrischen Lichtquelle insbesondere zur Beleuchtung der Lichteintrittsfläche eines Lichtleiters od. dgl., wobei zur Reduzierung der auf die Lichtein­ trittsfläche des Lichtleiters auftreffenden Lichtintensität eine bewegbare, mit sechs­ eckigen Durchbrechungen versehene Blende vor­ gesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Blende (6) mehrere nebeneinander angeordnete Zonen (8 bis 11) von Durchbrechungen (12 bis 15) aufweist, wobei in jeder Zone (8 bis 11) an sich gleich große Durchbrechungen (12 bis 15), je­ doch in benachbarten Zonen (8 bis 11) unter­ schiedlich große Durchbrechungen (12 bis 15) vorgesehen sind, und daß alle Zonen (8 bis 11) in einer Ebene, vorzugsweise senkrecht zum Strahlengang des von der Lichtquelle (2) emittierten Lichtes vorgesehen sind.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Durchbrechungen (12 bis 15) versehenen Zonen (8 bis 11) Sektoren einer kreisförmigen, dünnwandigen Blendenscheibe (6) sind, die außerhalb des nutzbaren Strahlen­ ganges der Lichtquelle (2) drehbar gelagert ist.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Durchbrechungen (12 bis 15) versehenen Zonen (8 bis 11) vorzugs­ weise rechteckige Abschnitte einer quer zum Strahlengang der Lichtquelle verschiebbaren dünnwandigen Blendenplatte sind.

4. Beleuchtungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede mit Durchbrechungen (12 bis 15) versehene Zone (8 bis 11) mindestens gleich groß wie der Quer­ schnitt des nutzbaren Strahlenganges der Licht­ quelle (2) ist.

5. Beleuchtungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß alle die Lichtintensität reduzierenden Durchbrechun­ gen (12 bis 15) gleich lange Sechseck-Seiten aufweisen.

6. Beleuchtungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstände benachbarter sechseckiger Durchbrechun­ gen (12 bis 15) zueinander zumindest in jeder einzelnen Zone (8 bis 11) gleich groß sind.

7. Beleuchtungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Zonen (11) starker Reduzierung der Lichtintensität die Abstände benachbarter sechseckiger Durchbre­ chungen (15) größer als die Weite der Durchbre­ chungen (15) vorgesehen sind.

8. Beleuchtungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Zone (8) zur Reduzierung der Lichtintensität einer Öffnung (16) für den freien Durchtritt des Strahlen­ ganges der Lichtquelle (2) durch die Blendenscheibe (6) bzw. durch die Blendenplatte benachbart angeord­ net ist.

9. Beleuchtungseinrichtung nach mindestens einem der Ansprüche, 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Blendenscheibe (6) bzw. Blendenplatte aus transparentem Werkstoff besteht, der mit einer für Licht undurchsichtigen Schicht versehen ist, wo­ bei die Durchbrechungen (12 bis 15) durch Aus­ nehmungen in dieser für Licht undurchlässigen Schicht gebildet sind und, vorzugsweise, der trans­ parente Werkstoff mindestens ein Farbfilter ist.