DE3533660C2 - Streuscheibe für eine Reflektorlampe - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Streuscheibe für eine Reflek­ torlampe, wobei die Reflektorlampe einen Reflektor mit wenig­ stens einem Reflexionsflächenbereich in Form eines Rotations­ paraboloides aufweist, mit einem im Brennpunkt des Reflexions­ flächenbereiches angeordneten lichtemittierenden Element, dessen Mittellinie senkrecht zur Längsachse des Reflexions­ flächenbereiches verläuft, und wobei die lichtdurchlässig ausgebildete Streuscheibe die Öffnungsebene des Reflexions­ flächenbereiches verschließt, mit auf der Oberfläche der Streuscheibe in gleichmäßiger geometrischer Anordnung mit gleicher Geometrie ausgebildeten ersten lichtformenden opti­ schen Elementen.

Eine gattungsgemäße Streuscheibe für eine Reflektorlampe ist aus der DE 31 50 195 A1 bekannt. Eine Reflektorlampe mit einer entsprechenden Streuscheibe läßt sich vorteilhaft in sogenannten PAR (parabolic aluminium reflector)-Lampen anwen­ den. Hierbei handelt es sich um Scheinwerfer, die mit einer gepreßten Hartglasglocke und einer reflektierenden Oberfläche versehen sind, die die Form eines Rotationsparaboloids hat, wobei Lampe und Lampenkörper oder -gehäuse eine gemeinsame Einheit bilden. Die vordere Seite der Glocke solcher Reflek­ torlampen ist mit einem mit einem Muster versehenen Frontglas (Streuscheibe) verschlossen. Das Muster kann in einer gleich­ förmigen Aufrauhung oder aus größeren (in der Größenordnung von Millimetern) regelmäßig geformten, lichtbündelformenden Elementen bestehen, die gleichmäßig über die Oberfläche ver­ teilt sind. Unter regelmäßig geformten optischen Elementen werden auf der Oberfläche des Frontglases geformte feste Körper verstanden, deren Basis auf der Oberfläche das Front­ glases angeordnet ist und deren parallel zur Basis verlaufende Schnitte geometrisch regelmäßige Ebenen oder Kreise sind. Dabei ist in erster Näherung angenommen, daß das Frontglas eben ist, weil die optischen Elemente verglichen mit dem großen Krümmungsradius des Frontglases klein sind. Gleichför­ mig angeordnete regelmäßige optische Elemente modifizieren die Asymmetrie eines asymmetrischen Lichtstrahles nicht. Schaut man daher von einem Punkt des der paraboloidförmigen reflek­ tierenden Oberfläche gegenüberliegenden Frontglases zurück, so erscheint der glühende Wendelfaden als dünne Linie. Dies ist eine in der Asymmetrie des Lichtstrahls nach Durchgang durch das Frontglas inhärente Eigenschaft. Wegen der gleichmäßigen Verteilung der großen Anzahl kleiner optischer Elemente, z. B. Linsen, über die Oberfläche des Frontglases, variiert die Lichtverteilung in unterschiedlichen Ebenen.

In den vergangenen Jahren wurden als Ergebnis von An­ strengungen zur Energieeinsparung verschiedene Maßnahmen eingeführt, um den Wirkungsgrad von PAR-Lampen zu verbessern. Eine solche Verbesserung besteht im Ersatz der herkömmlichen Wendelfadenlampen durch Halogenlampen. Der Verminderung von Lichtverlusten dient eine 1983 auf der Konferenz der IES (Illuminating Engineering Society, USA) vorgeschlagene Lösung, bei der der Wendelfaden statt senkrecht axial zur Rotations­ achse der Reflektorlampe befestigt ist, um die aus der läng­ lichen Form des Glühfadens rührende Asymmetrie des Licht­ strahls zu vermeiden. Technologisch ist es jedoch günstiger, den Glühfaden senkrecht zur Rotationsachse des Scheinwerfers als axial hierzu anzuordnen.

Aus der US 2 855 500 ist es bekannt, auf einer Streu­ scheibe mit gleichmäßig verteilten, geometrisch regelmäßigen lichtstrahlformenden optischen Elementen parallel zur Mittel­ linie des lichtemittierenden Elements und auf beiden Seiten desselben und symmetrisch zu der zur Mittellinie des licht­ emittierenden Elements senkrechten Mittellinie der Streuschei­ be längliche lichtstrahlformende optische Elemente vorzusehen. Diese bestehen allerdings aus lichtabsorbierendem Material, wodurch die Lichtausbeute beträchtlich beeinträchtigt wird.

Aus der US 2 907 249 ist es weiter bekannt, zum Zwecke einer gleichmäßigen Lichtverteilung über die Streuscheibe auf der Streuscheibe einer Signallampe zylindrische Linsenkörper zu verteilen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Wirkungs­ grad von Reflektorlampen zu verbessern, deren lichtemittieren­ des Element senkrecht zur geometrischen Rotationsachse der Lampe angeordnet ist, und zwar durch Korrektur der durch die längliche Form des lichtemittierenden Elements verursachten Asymmetrie des Lichtstrahls.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Streuscheibe für eine Reflektorlampe, wobei die Reflektorlampe einen Reflektor mit wenigstens einem Reflexionsflächenbereich in Form eines Rotationsparaboloides aufweist, mit einem im Brennpunkt des Reflexionsflächenbereiches angeordneten licht­ emittierenden Element, dessen Mittellinie senkrecht zur Längs­ achse des Reflexionsflächenbereiches verläuft, und wobei die lichtdurchlässig ausgebildete Streuscheibe die Öffnungsebene des Reflexionsflächenbereiches verschließt, mit auf der Ober­ fläche der Streuscheibe in gleichmäßiger geometrischer Anord­ nung mit gleicher Geometrie ausgebildeten ersten lichtformen­ den optischen Elementen, wobei in Teilbereichen der Streu­ scheibe anstelle der ersten optischen Elemente zweite, mit zu den ersten optischen Elementen unterschiedlicher Geometrie, längliche lichtformende optische Elemente in Form von Zylin­ derlinsen oder länglich ausgebildeter Prismen mit ihren Längs­ achsen parallel zur Mittellinie des lichtemittierenden Elemen­ tes und auf beiden Seiten desselben, sowie mittig bezüglich der zur Mittellinie des lichtemittierenden Elementes senkrech­ ten Mittelebene der Streuscheibe angeordnet sind.

Erfindungsgemäß kann die Asymmetrie des Lichts, die aus der Anordnung des lichtemittierenden Elements senkrecht zur Achse des Scheinwerfers rührt, korrigiert werden, wodurch der Wirkungsgrad verbessert werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemä­ ßen Streuscheibe ist die Länge der zweiten lichtformenden optischen Elemente dem Betrage nach gleich der acht- bzw. neunfachen Längstabmessung der ersten lichtformenden Elemente.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestell­ ten Ausführungsbeispiels erläutert. Die Zeichnung zeigt die Draufsicht auf eine erfindungsgemäß ausgebildete Re­ flektorlampe bzw. deren Abdeckplatte.

Die sphärisch geformte Abdeckplatte oder Streuscheibe 1 besteht aus gepreßtem Hartglas. Ihr Durchmesser beträgt etwa 122 mm, ihre Dicke etwa 4 mm und ihr Krümmungsradius etwa 254 mm. Beim Pressen wurde über der konkaven Ober­ fläche der Streuscheibe 1 ein Muster gebildet. Im mittle­ ren Bereich der Streuscheibe 1 befindet sich ein gleich­ mäßig aufgerauhter Bereich 3 mit der Form eines regelmäßi­ gen Sechsecks von 27 mm Kantenlänge. Über den restlichen Teil der Oberfläche der gläsernen Streuscheibe 1 ist ein Muster aus Reihen kleiner linsenförmiger erster optischer Ele­ mente (Linsenraster) 4 gebildet. Die einzelnen ersten optischen Elemente 4 sind dicht nebeneinander angeordnet; sie stehen von der Oberfläche um maximal 1 mm vor; der Durchmesser jedes Elements beträgt 3,7 mm. Das in der Zeichnung eben­ falls gezeigte lichtemittierende Element 2 ist wendelför­ mig gewickelt und hat eine Länge von etwa 27 mm und einen Außendurchmesser von etwa 1 mm. Es ist senkrecht zur Achse der Reflektorlampe angeordnet. Das vom lichtemittierenden Element 2 ausgehende Lichtstrahlbündel ist durch die re­ gelmäßigen und gleichförmig verteilten ersten optischen Elemente 4 des beschriebenen Musters symmetrisch, so daß das abge­ strahlte Lichtstrahlbündel asymmetrisch ist. Zur Korrektur dieses Effektes sind in der fünften und sechsten Linsen­ reihe, gerechnet von der Projektion der Mittellinie 10 des lichtemittierenden Elements 2 und auf jeder Seite desselben, zylindrische Linsen 5, 6, 7 und 8 als zweite optische Elemente angeordnet, und zwar symmetrisch zur bezüglich der Mittellinie 10 des lichtemittierenden Elements 2 senkrechten Mittelebene 11 der gläsernen Streuscheibe 1. Ihre Länge ist gleich der Länge von jeweils acht bzw. neun aneinandergereihten ersten optischen Elementen 4. Die zy­ lindrischen Linsen 5, 6, 7 und 8 stehen ebenfalls um maxi­ mal 1 mm von der Oberfläche vor. Da das auf der gläsernen Streuscheibe 1 vorgesehene Muster zur Stellung des licht­ emittierenden Elements passen muß, ist eine Positionier­ nase 9 vorgesehen, durch die die richtige Ausrichtung ge­ währleistet wird.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel stellt lediglich eine Variante unter mehreren möglichen Anord­ nungen dar. Daher muß für jede unterschiedliche Form der Drahtwendeln und gläsernen Streuscheiben der optimale Auf­ bau und die optimale Anordnung empirisch gewählt werden, um die erforderliche Größe, Anzahl und Anordnung der un­ regelmäßig geformten länglichen, lichtstrahlformenden zweiten optischen Elemente zu bestimmen, die parallel zur Achse des lichtemittierenden Elements angeordnet sind.

Claims (2)

1. Streuscheibe für eine Reflektorlampe, wobei die Reflek­ torlampe einen Reflektor mit wenigstens einem Reflexionsflä­ chenbereich in Form eines Rotationsparaboloides aufweist, mit einem im Brennpunkt des Reflexionsflächenbereiches angeord­ neten lichtemittierenden Element (2), dessen Mittellinie (10) senkrecht zur Längsachse des Reflexionsflächenbereiches ver­ läuft, und wobei die lichtdurchlässig ausgebildete Streuschei­ be (1) die Öffnungsebene des Reflexionsflächenbereiches verschließt, mit auf der Oberfläche der Streuscheibe (1) in gleichmäßiger geometrischer Anordnung mit gleicher Geometrie ausgebildeten ersten lichtformenden optischen Elementen (4), dadurch gekennzeichnet, daß in Teilbereichen der Streuscheibe (1) anstelle der ersten optischen Elemente (4) zweite, mit zu den ersten optischen Elementen (4) unterschiedlicher Geome­ trie, längliche lichtformende optische Elemente (5, 6, 7, 8) in Form von Zylinderlinsen oder länglich ausgebildeter Prismen mit ihren Längsachsen parallel zur Mittellinie (10) des licht­ emittierenden Elementes (2) und auf beiden Seiten desselben, sowie mittig bezüglich der zur Mittellinie (10) des lichtemit­ tierenden Elementes (2) senkrechten Mittelebene (11) der Streuscheibe (1) angeordnet sind.

2. Streuscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der zweiten lichtformenden optischen Elemente (5, 6, 7, 8) dem Betrage nach gleich der acht- bzw. neunfachen Längstabmessung der ersten lichtformenden Elemente (4) ist.