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Leuchte mit optischer Anordnung zur Verminderung der Grund-
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streuung" Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchte, bestehend
aus Lampe, deren lichtabstrahlende Fläche nicht punktförmig ist und optischem System.
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Die Vielfalt der realisierbaren Lichtverteilungen einer Leuchte vorgegebener
äußerer Abmessungen wird stark eingeschränkt durch die oft beträchtliche Grundstreuung
der Leuchte.
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unter Grundstreuung versteht man die meist in einer Ebene winkelmäßig
angegebene Ausdehnung der lichtabstrahlenden Raumfläche der Lampe von einem Punkt
P der Oberfläche der lichtlenkenden Einrichtung aus gesehen.
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Die Grundstreuung kann für Jeden Punkt der Leuchte - abhängig vom
Jeweils maßgebenden öffnungswinkel oC der Lampe - unterschiedlich sein.
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Im folgenden werden Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung
unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen: Fig. 1 Strahlengsngschema
zur Erläuterung der Grundstreuung, Fig. 2 Verminderung der Grundstreuung durch Vergrößerung
der Abmessungen, Fig. 3 Verminderung der Grundstreuung s durch Verkleinerung der
lichtabstrahlenden Fläche der Lampen, Fig. 4 Verkleinerung der Abmessungen am Beispiel
einer stabförmigen L-Lampe, Fig. 5 Verkleinerung der Abmessungen am Beispiel einer
U-förmigen L-Lampe. - Gleichzeitig Verbesserung der Möglichkeit zur Lichtlenkung
zwischen den Lampenschenkeln, da dort die Abmessungen (d) vorgegeben sind, Fig.
6 Verkleinerung der Leuchtenabmessungen am Beispiel einer HQL-Lampe, Fig. 7 Verwirklichung
einer breiten Lichtverteilung mit ausgeprägten Flügeln durch mehrteilige Abdeckung
und Fig. 8 Verwirklichung einer breiten Lichtverteilung mit ausgeprägten Flügeln
durch mehrteilige Abdeckung in Verbindung mit Refraktoren.
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In der Fig. 1 ist die Grundstreuung einer Lampe oder Lichtquelle 10
für ein Spiegelelement, symbolisiert durch den Reflexionsgrad
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, dargestellt. Für den Strahlengang 1 ist die Grundstreuung im Punkt P1 von der
GröBe oCI: Entsprechendes gilt für ein Refraktorelement, symbolisiert durch die
Brechzahl n. Für den Strahlengang 2 ist die Grundstreuung im Punkte P2 von der Größe
Oc2 Eine verwirklichte Lichtverteilung setzt sich näherungsweise aus den einzelnen
Grundstreuungen zusammen und somit ist der BUndelungsfähigkeit des Lampenlichtes
in einer beliebigen Richtung eine Grenze durch die Größe der Grundstreuung gesetzt.
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Die Grundstreuung läßt sich nur durch Vergrößerung der Leuchtenabmessungen
oder - erfindungsgemäß - aber durch Verkleinerung der lichtabstrahlenden Fläche
der Lampe vermindern.
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In der Fig. 2 sei in irgendeinem zu einer beliebigen Optik gehörenden
Punkt P1 die Streuung Oci ; entfernt man sich weiter von der Lichtquelle 10 so vermindert
sich die Grundstreuung. Für P2 gilt oC2 < Oft ist es nicht zweckmäßig, wirtschaftlich
oder -z.B. bei fest vorgegebenen Einbaumaßen - nicht möglich, die Leuchtenabmessungen
zu vergrößern.
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Andererseits ist aber die zu verwendende Lampe mit ihren Abmessungen
fest vorgegeben.
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Eine Verkleinerung der lichtabstrahlenden Fläche der Lanpe durch bloße
Abdeckung oder Abschirmung wäre aber unwirtschaftlich, da sowohl der optische Wirkungsgrad
- das Verhältnis von Leuchtenlichtstrom zu Lampenlichtstrom - als auch der Nutzwirkungsgrad
-aas Verhältnis des auf eine Nutzfläche fallenden Lichtstromes der Leuchte zum Lampenlicttrom
- im ersten Fall verschlechtert und im zweiten Fall zumindest nicht verbessert wUrde.
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Erfindungsgemäß soll die Verkleinerung der lichtabstrahlenden Fläche
deshalb zwar durch eine Abdeckung geschehen, diese soll aber das Lampenlicht möglichst
gut wieder in den Innenraum der Lampe reflektieren. Durch diese Maßnahme wird die
mittlere Leuchtdichte der verbleibenden lichtabstrahlenden Fläche erhöht und amit
schließlich der optische Wirkungsgrad der Leuchte weniger als bei bloßes Abdeckung
oder Absicherung vermindert, der Nutzwirkungsgrad aber erhöht.
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In der Fig. 3 ist im Punkte P die Grundstreuung oC1 zu finden, wenn
die gesamte Oberfläche Ol der Lampe 10 Licht abstrahlt.
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Verkleinert man die lichtabstrahlende Oberfläche durch eine zweckmäßigerweise
nach innen reflektierende Abdeckung, eo gehört zur nunmehr abstrahlenden Oberfläche
02 die verkleinerte Grundstreuung oC2
Zwar existieren am Markt Lampen
mit nach innen reflektierenden Abdeckungen, diese haben aber einen anderen als den
erfindungsgemäßen Zweck.
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Kopfspiegel-Glühlampen bilden über einen Kugelspiegel die bereits
sehr kleine Wendel der Lampe neben sich ab, um den vom optischen System umfaßten
Lampenlichtstrom zu vergrößern, nicht aber um die Grundstreuung zu vermindern.
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Sogenannte PAR und GRL-GlUhlampen sowie Sealed-beam-Lampen besitzen
weingebautew Reflektoren, um der Glühlampe von vornherein eine bestimmte Lichtverteilung
zu geben, ebenfalls aber nicht, um die Grundstreuung zu vermindern.
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Niederdruck-Leuchtstofflampen mit Reflexschicht erhöhen den Nutzwirkungsgrad
freistrahlender Lampen und werden aber ebenfalls nicht verwendet in Verbindung mit
Optiken, die den Effekt der Verminderung der Grundstreuung ausnutzen. Dies umso
weniger, als die bisher üblicherweise verwendeten Reflexschichten einen Teil des
Lampenlichtes transmittieren lassen.
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Die Form der erfindungsgemäßen Abdeckung richtet sich einer seits
nach der gewünschten Lichtstärkeverteilungskurve (LVK) und andererseits nach der
vorgegebenen Geometrie von Lampe und Leuchte.
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Die Abdeckung selbst kann aus diffus reflektierendem Material,
so
z.B. einer Schicht aus Bariumsulfat oder aber aus gerichtet reflektierendem Material
bestehen, z.B. einer aufgedampften Aluminiumschicht, einer chemisch aufgebrachten
Silberschicht oder einem hochglänzenden Aluminiumspiegel usw. Die Abdeckung kann
Bestandteil der Lampe sein bzw. durch Nachbearbeitung werden oder aber extern angebracht
sein.
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Die verbleibende lichtabatrahlende Fläche der Lampe muß eine zusammenhängende
Fläche sein; sie kann, wenn es zweckmäßig ist, aus verschiedenen Flächenteilen zusammengesetzt
sein.
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In Jedem Fall wird man versuchen, diese Abdeckung so nahe wie mFglich
an der lichtabstrahlenden Fläche der Lampe anzuordnen.
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Einige exemplarische Beispiele sollen im folgenden mögliche Anwendungen
erläutern.
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In Fig. 4 links ist eine horkömmliche Reflektor-Leuchte illr Leucbbtofflampen,
in folgenden L-Lampen genannt, dargestellt.
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Im Punkt P besitzt die Leuchte die Grundstreuung °6 . Im Bild rechts
ist ein verkleinerter Reflektor 11 dargestellt, der im Punkt P wiederum die gleiche
Grundstreuung oC wie im Bild links aufweisen soll. Um das zu erreichen, muß die
lichtabstrahlende Fläche der Lampe 10 des verkleinderten 8ystems durch eine nach
innen
reflektierende Abdeckung 12 ebenfalls verkleinert werden.
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Durch die näherungsweise Gleichheit der Grundstreuungen des herkömmlichen
und des verkleinerten Systems, lassen sich auch näherungsweise die gleichen Lichtstlrkeverteilungen
erzeugen.
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Fig. 5 zeigt das in Fig. 4 beschriebene Prinzip an dem Beispiel einer
U-förmigen L-Lampe 10.
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Dort kommt noch der Vorteil hinzu, daß aufgrund der vorgegebenen Abmessungen
der Lampe 10 eine Lichtlenkung zwischen den Lampenschenkeln wegen der sehr großen
Grundstreuung bei herkömmlicher Bauweise nur in geringem Umfange möglich ist, während
das rechts dargestellte verkleinerte System aufgrund der kleineren lichtabstrahlenden
Lampenfläche mehr Möglichkeiten besitzt das Licht auch zwischen den Lampenschenkeln
zu lenken.
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In Fig. 6 wird das in Fig. 4 und 5 gezeigte Prinzip am Beispiel einer
mit Leuchtstoff beschichteten Quecksilberdampf-Hochdrucklampe (HQL) lO'gezeigt.
Dabei bezeichnet 13 die lichtabstrahlende Fläche.
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In Fig. 7 wird durch die Lampenabdeckungen 12a und 12b die lichtabstrahlende
Fläche der Lampe 10 fast ganz dem Reflektor 11 zugekehrt; gleichzeitig wird für
eine gegebene Reflektorabmessung die Grundstreuung gegenllber einer nicht abgedeckten
Lampe vermindert. Dies sind aber die Voraussetzungen für die Verwirklichung
einer
möglichst breiten Lichtverteilung mit ausgeprägten Flügeln - immer im Vergleich
zu Leuchten herkömmlicher Bauart gesehen.
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Entsprechendes gilt für eine Refraktoroptik nach Fig. 8, nur daß hier
die Refraktor-BodenflMche 13 noch zusätzlich eine li chtl enk ende Funktion übernimmt.
Die Refraktor-Seitenfläehen 14 können mit einer Prismenstruktur versehen sein.
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