DE3533661A1

DE3533661A1 - Reflektorlampe

Info

Publication number: DE3533661A1
Application number: DE19853533661
Authority: DE
Inventors: György Dr. Budapest Székács
Original assignee: Tungsram Rt
Current assignee: Tungsram Rt
Priority date: 1984-09-21
Filing date: 1985-09-20
Publication date: 1986-04-03
Also published as: FR2570801A1; HUT37976A; US4654758A; HU191444B

Description

REFLEKTORLAMPE

Die Erfindung bezieht sich auf eine Reflektorlampe der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 beschriebenen Art.

Bekanntermaßen vereinigt die aus gepresstem Hartglas gefertigte, mit einer rotationsparaboloidförmigen, an der Innenfläche mit Aluminium überzogenen Glocke versehene Reflektorlampe (sogenannte PAR-Lampe) die vorteilhaften Eigenschaften einer Lampe und eines Leuchtkörpers in einer Einheit. Die paraboloide reflektierende Glocke ist mit einer aus Glas gefertigten und mit einem gepressten Muster versehenen Verschlußplatte oder Streuscheibe verschlossen. Das eingeprägte Muster bildet ein wesentliches Element der Formung des Lichtbündels.

In Abhängigkeit vom Muster der Verschlußplatte kann das Lichtbündel konzentriert (spot) oder sich weitverbreitend (flood) sein.

Die Breite des Lichtbündels wird im allgemeinen mit dem zum auf die maximale Lichtintensität bezogenen Halbwert gehörenden Winkel gekennzeichnet. Dieser Winkel beträgt bei der "Spot"-Lampe typisch 12 bis 15° und bei der "Flood"-Lampe 35 bis 40°.

Die auf die Einsparung von Energie gerichteten Bestrebungen führten zur energetischen Überprüfung der PAR-Lampen. Der Entwicklung wurde das Ziel gesetzt, die Menge des außerhalb des mit dem Halbwertwinkel gekennzeichneten Bereichs ausgestrahlten Lichtes zu verringern, und zwar derart, daß es in das nützliche Lichtbündel, d.h. in den durch

den Halbwertwinkel gekennzeichneten Bereich gelenkt wird.

So beschreibt die DE-PS 31 25 168 eine Reflektorlampe, deren Fläche aus paraboloiden und sphärischen Bereichen besteht. Der Brennpunkt des Rotationsparaboloids und der Mittelpunkt des sphärischen Bereichs sind koinzident. Der am Halsteil befindliche Kugelspiegel, in dessen Mittelpunkt sich das lichtemittierende Element befindet, reflektiert die auf den Parabolspiegel primär nicht reflektierten hinteren Lichtstrahlen in den Brennpunkt, um diese durch sekundäre Reflektion in das nützliche Lichtbündel lenken zu können. Hierbei ist aber eine bessere Verwertung des gegen die Mitte der Lampe und nicht in Richtung des rotationsparaboloxden Spiegels ausgestrahlten divergenten Lichtes nicht gelöst.

Aus der DE-PS 31 15 195 ist eine Lösung bekannt, bei der versucht wird, durch Konvergieren des Lichtes das vom lichtemittierenden Element der Lampe auf die Lampenmitte und nicht auf den rotationsparaboloxden Spiegel ausgestrahlte divergente Licht zu verwerten, indem an der inneren Oberfläche der Verschlußplatte ein konzentrisches Prismensystem angeordnet ist. Obwohl in diesem Fall die konzentrische Gestaltung der Prismen das vorwärts ausgestrahlte Licht sammelt, wird eine unerwünschte, die Lichtbündelverteilung modifizierende Wirkung auf das primäre, vom Parabolspiegel reflektierte konvergente Lichtbündel ausgeübt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reflektorlampe zu schaffen, bei der das mittlere, vorwärtsgerichtete divergierende Lieht der Reflektorlampe so konvergiert oder

gebündelt wird, daß das van der reflektierenden konkaven Oberfläche bzw. vom Haupt-Oberflächenbereich reflektierte primäre Lichtbiiilel nicht beeinflußt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Maßnahmen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Reflektorlampe wird der Wirkungsgrad dadurch erhöht, daß das sich in einem weiten Winkelbereich ausbreitende Lichtbündel des lichtemittierenden Elements konvergent ausgestaltet wird. Das bedeutet, daß die gleiche Beleuchtung mit einer geringeren eingespeisten elektrischen Leistung erreicht wird, so daß Energie eingespart werden kann.

Um eine bessere Konvergenz des Lichtbündels zu erreichen, sind weitere Maßnahmen möglich. So kann beispielsweise der Durchmesser des konvexen Spiegels so gewählt werden, daß er gleich dem des Durchmessers der kleineren Öffnung des rotationsparaboloiden reflektierenden Haupt-Oberflächenbereichs ist oder von diesem höchstens um - 1/8 abweicht. Des weiteren kann bei Anwendung eines Rotationshyperboloids als konvexem Spiegel das Licht der Reflektorlampe so gelenkt werden, als ob es von einer punktförmigen Lichtquelle ausginge.

Es erscheint ferner als zweckmäßig, den konvexen Spiegel mit den konkaven reflektierenden Oberflächen, wenigstens aber mit der rotationsparaboloiden reflektierenden Haupt-Oberfläche koaxial anzuordnen.

Im Interesse einer besseren Lenkbarkeit des Lichtbündels scheint ein rotationshyperboloider konvexer Spiegel am zweckdienlichsten zu sein, dessen einer Brennpunkt wenigstens mit dem Brennpunkt des reflektierenden Haupt-Oberflächenbereichs des Rotationsparaboloids koinzident ist.

Erfahrungen haben gezeigt, daß die Lichtkonzentration dann am wirksamsten ist, wenn der konvexe Spiegel in dem dem lichtemittierenden Element näherliegenden Drittel des Abstandes zwischen lichtemittierendem Element und Verschlußplatte angeordnet ist.

Bei Reflektorlampen des Typs PAR 38 wurden die vorteilhaftesten fokussierenden Eigenschaften dann beobachtet, wenn der Abstand zwischen den beiden Brennpunkten des konvexen Spiegels höchstens gleich der Länge des lichtemittierenden Elements und wenigstens gleich einem Drittel der Länge des lichtemittierenden Elements ist.

Ferner kann eine Anordnung als optimal betrachtet werden, bei der an den die Schnittpunkte des rotationsparaboloiden reflektierenden Haupt-Oberflächenbereichs und der Verschluß- /~^ 20 platte mit dem Brennpunkt der reflektierenden Hauptfläche verbindenden Geraden auch die Endpunkte der Durchmesser des rotationshyperboloiden konvexen Spiegels angeordnet sind, während die Größe des Durchmessers des konvexen Spiegels dem Durchmesser der kleineren Öffnung des reflektierenden Haupt-Oberflächenbereichs entspricht. In diesem Fall werden alle divergierenden Lichtstrahlen auf den reflektierenden Haupt-Oberflächenbereich reflektiert, während gleichzeitig alle parallelen Lichtstrahlen unbehindert zur Verschlußplatte gelangen und aus dieser austreten.

Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt den Längsschnitt einer Reflektorlampe.

Die Glocke der in der Zeichnung dargestellten Reflektor-lampe weist drei unterschiedliche, konkave und reflektierende Oberflächenbereiche auf, nämlich einen rotationsparaboloiden Oberflächenbereich 4, der gleichzeitig den reflektierenden Haupt-Oberflächenbereich darstellt, sowie des weiteren einen sphärischen reflektierenden Oberflächenbereich 6 und einen ebenfalls rotationsparaboloiden reflektierenden Oberflächenbereich 5. An ihrer Vorderseite ist die Glocke durch eine Verschlußplatte 2 verschlossen. Das aus einer Wolfranwendel bestehende lichtemittierende Element 1 ist an stromzuführenden Haltern 7 und 8 befestigt. In dem dem lichtemittierenden Element 1 näherliegenden Drittel des Abstandes zwischen lichtemittierendem Element 1 und Verschlußplatte 2 ist koaxial zu den reflektierenden Oberflächenbereichen 4, 5 und 6 ein konvexer Spiegel 3 mit rotationshyperboloider Oberfläche angeordnet. Die Brennpunkte der reflektierenden Oberflächenbereiche 4, 5 und 6 sind koinzident mit dem äußeren Brennpunkt F 1 des konvexen Spiegels 3.

Der Durchmesser D des konvexen Spiegels 3 ist gleich dem Durchmesser der kleineren Öffnung des rotationsparaboloiden reflektierenden Oberflächenbereichs 4; die Enden des Durchmessers D des rotationshyperboloiden konvexen Spiegels 3 liegen auf Geraden, die die Schnittpunkte des reflektierenden Oberflächenbereichs 4 und der Verschlußplatte 2 mit dem Brennpunkt Fl der reflektierenden Fläche verbinden. Der Abstand zwischen den Brennpunkten Fl und F2

.9.

des rotationshyperboloiden konvexen Spiegels 3 entspricht etwa der Hälfte der Länge der als lichtemittierendes Element 1 •verwendeten Wolframwendel. Der Mittelpunkt der Wolframwendel liegt im Brennpunkt Fl, wobei das von der WoIframwendel ausgestrahlte Licht primär aus dem Winkelbereich I auf den rotationsparaboloiden reflektierenden Oberflächenbereich 4 gelangt, von dem ein konvergentes Lichtbündel reflektiert wird. Aus dem Winkelbereich II gelangt das Licht zum sphärischen reflektierenden Oberflächenbereich 6, von dem es in den Brennpunkt F 1 reflektiert wird. Nach einer sekundären Reflexion vom reflektierenden Oberflächenbereich 4 wird auch dieses Licht in das konvergente Lichtbündel gelenkt. Im Verhältnis zu den sonstigen Flächen kann die Wirkung des hinteren rotationsparaboloiden reflektierenden Oberflächenbereichs 5 vernachlässigt werden.

Das in den verhältnismäßig breiten Winkelbereich III gestrahlte Licht würde ohne den konvexen Spiegel 3 in Form eines divergenten Lichtbündels aus der Reflektorlampe austreten. Liegt hingegen der konvexe Spiegel 3 mit der hyperboloiden Oberfläche in der Bahn der Lichtstrahlen im Winkelbereich III, so gelangen die Lichtstrahlen von seiner Oberfläche auf den reflektierenden Oberflächenbereich 4, der die Lichtstrahlen, ähnlich wie im Zusammenhang mit dem Winkelbereich I beschrieben, in konvergente Lichtstrahlen umwandelt. Die reflektierende Oberfläche reflektiert diese Strahlen so, als ob diese von einem virtualen Punkt, dem Brennpunkt F2 ,ausgingen.

-AO-

- Leerseite

Claims

ONER -Ε; & θ I NT &"Η A *U *S ■ . ^F. I. N C K

PATENTANWÄLTE EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

MARIAHILFPLATZ 2 A 3. MÜNCHEN SO OJOOUO I

POSTADRESSE: POSTFACH 95 OI βθ, D-BOOO MÖNCHEN Θ5

Tunqsrani Reszvenytärsasäg DEAB-33117.9

20· September 1985

REFLEKTORLAMPE

Patentansprüche

Reflektorlampe, deren Glocke eine innere reflektierende, konkave Oberfläche, vorzugsweise mit wenigstens einem rotationsparaboloiden und/oder wenigstens einem sphärischen Oberflächenbereich (4, 6 bzw. 5) aufweist, wobei im Brennpunkt (Fl) oder Brennpunktbereich der konkaven Oberfläche bzw. des Haupt-Öberflächenbereichs (4) ein an stromzuführenden Haltern (7, 8) befestigtes lichtemittierendes Element (1) angeordnet ist, und mit einer die Glocke verschließenden Abdeckplatte (Streuscheibe 2), gekennzeichnet durch einen zwischen dem lichtemittierenden Element (1) und der Verschlußplatte (2) angeordneten konvexen Spiegel (3), dessen reflektierende Seite im lichtemittierenden Element (1) und der reflektierenden Fläche (4, 5, 6) zugewandt ist.
2. Reflektorlampe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser (D) des konvexen Spiegels (3) gleich dem Durchmesser der kleineren Öffnung der reflektierenden Hauptfläche (A) ist oder von diesem um höchstens + 1/8 abweicht.
3. Reflektorlampe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der konvexe Spiegel (3) eine rotationshyperboloide Fläche aufweist und koaxial zum rotationsparaboloiden reflektierenden Haupt-Oberflächenbereich (4) angeordnet ist.
4. Reflektorlampe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß einer der Brennpunkte (Fl) des konvexen Spiegels (3) mit dem Brennpunkt des rotationsparaboloiden reflektierenden Haupt-Oberflächenbereichs

(4) koinzident ist.
5. Reflektorlampe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch g ekennzeichnet , daß der konvexe Spiegel (3) innerhalb des dem lichtemittierenden Element (1 ) näherliegenden Drittels des Abstandes zwischen lichtemittLerendem Element (1) und Verschlußplatte (2) angeordnet ist.
6. Reflektorlampe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß der Abstand der beiden Brennpunkte (Fl , F2) des konvexen Spiegels (3) höchstens gleich der Länge des lichtemittierenden Elementes (1) und wenigstens gleich einem Drittel der Länge des lichtemittierenden Elements (1) ist.

Reflektorlampe nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η-zeichnet , daß die Endpunkte der Durchmesser (D) des konvexen Spiegels (3) auf den die Treffpunkte der reflektierenden Haupt-Oberfläche (A) und der Verschlußplatte (2) mit dem Brennpunkt (Fl) des reflektierenden Haupt-Oberflächenbereichs (4) verbindenden Geraden liegen.