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Die
Erfindung betrifft eine Leuchte, versehen mit einem Lampengehäuse und
Fassungen, um mehrere elektrische Lampen von unterschiedlichem Farbaspekt
nebeneinander in dem Lampengehäuse aufzunehmen,
wobei das genannte Gehäuse
ein undurchsichtiges, lichtdurchlässiges Fenster hat, um Licht
nach außen
treten zu lassen.
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Eine
derartige Leuchte ist aus
JP-A-0
800 7611 bekannt. In der bekannten Leuchte sind in dem Lampengehäuse drei
Leuchtstofflampen nebeneinander aufgenommen, wobei jede von einem
Filter in den jeweiligen Farben Rot, Grün, und Blau umgeben ist. Der
Lichtstrom jeder Lampe kann unabhängig gesteuert werden, so dass
die Farbe des austretenden Lichtes eingestellt werden kann. Das
Fenster ist gegenüber
den Lampen angeordnet und hat eine "milchige" Konsistenz. An den Minimumabstand der Lampen
zum Fenster und an die Breite des Fensters im Verhältnis zu
seinem Abstand zu den Lampen werden zum Zweck des Mischens des von
der Lampen kommenden Lichtes, bevor es durch das Fenster austritt,
Anforderungen gestellt.
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Ein
Nachteil der bekannten Leuchte ist, dass das Lampengehäuse verhältnismäßig voluminös ist, um
das erzeugte Licht zu mischen. Ein anderer Nachteil ist, dass die
Gefahr einer Inhomogenität
der Farbe des Fensters besteht, so dass Farbunterschiede sichtbar
sind. Ein großer
Nachteil ist auch, dass der Wirkungsgrad der Leuchte verhältnismäßig klein ist.
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Eine
andere Leuchte ist aus
DE
200 02 060 U1 bekannt. Diese Leuchte hat zwei elektrische
Lampen von unterschiedlicher Farbe und ein lichtdurchlässiges Fenster,
in dem eine prismatische Abdeckung das aus den zwei Lampen ausgesendete
Licht mischt.
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Der
Erfindung liegt als Aufgabe zugrunde, eine Leuchte der eingangs
erwähnten
Art zu schaffen, die geeignet ist, Räume mit Licht eines gewählten Farbaspekts
zu beleuchten, die effizient ist und die eine Konstruktion aufweist,
die eine kompakte Form zulässt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass sich in dem Lampengehäuse
ein Reflektor mit einem Reflexionskoeffizienten von zumindest 0,85
befindet, welcher Reflektor so positioniert ist, dass er in den
Fassungen angeordnete Lampen zumindest im Wesentlichen umgibt, und
das Fenster frei lässt,
dass das Fenster eine Fläche
hat, die 10 bis 70% der Gesamtfläche
des Reflektors und des Fensters zusammen beträgt, und dass das Fenster Zugang
zu einem Reflektorgehäuse
gewährt,
das Mittel umfasst, um Licht, das durch das Fenster tritt, zu einem
Lichtbündel
zu formen.
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Die
Mittel, um das durch das Fenster tretende Licht zu einem Lichtbündel zu
formen, verhindern eine Strahlung in alle Richtungen und sorgen
dafür, dass
das Licht hauptsächlich
dort ankommt, wo es gewünscht
wird, beispielsweise auf einer Arbeitsplatte oder einer Wand. Die
Mittel können
auch dazu dienen, zu verhindern, dass das Licht dort ankommt, wo es
nicht gewünscht
wird, beispielsweise auf einem Bildschirm, wo es unangenehme Reflexionen
verursachen könnte.
Die Leuchte hat somit eine Eigenschaft, die für eine Anwendung bei der Raumbeleuchtung
gefordert wird. Die Mittel tragen zum Wirkungsgrad der Leuchte bei.
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Reflexion
von Licht auf dem Reflektor bewirkt, dass das Licht der in den Fassungen
aufgenommenen Lampen gemischt wird, während Lichtverlusten dadurch
wirksam entgegengewirkt wird. In diesem Zusammenhang ist es wichtig,
dass der Reflexionskoeffizient verhältnismäßig hoch ist und zumindest
0,85 beträgt.
Dies trägt
auch zum Wirkungsgrad der Leuchte bei. Die relative Fläche des
Fensters ist auch für
eine gute Mischung wichtig, weil bei einem verhältnismäßig großen Fenster, größer als 70%,
das Mischen durch Reflexionen unzureichend ist und bei einem verhältnismäßig kleinen
Fenster, kleiner als 10%, Verluste infolge von Absorption durch
den Reflektor auftreten, die im Allgemeinen verhältnismäßig groß sind. Das gute Mischen des Lichtes
der Lampen infolge der Reflexionen in dem Lampengehäuse bedeutet,
dass das Lampengehäuse
kompakt sein kann. Das Fenster wird mit einer zumindest nahezu homogenen
Farbe beleuchtet und wirkt als Sekundärlichtquelle, deren Licht in
dem Reflektorgehäuse
gebündelt
wird und somit weiter gemischt wird. Die Möglichkeit, über ein kompaktes Lampengehäuse zu verfügen, ermöglicht ein
verhältnismäßig kleines
Fenster und somit ein kompaktes Reflektorgehäuse und eine kompakte Leuchte.
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Um
Lichtverlusten entgegenzuwirken, ist es günstig, wenn der Reflektor in
dem Lampengehäuse einen
Reflexionskoeffizienten von zumindest 0,90 hat. Weiterhin ist bevorzugt,
dass das Fenster eine Fläche
von 50 bis 60% der Gesamtfläche
des Reflektors und des Fensters zusammen hat, weil in dem Fall ein
sehr gutes Mischen von Licht erhalten wird, während Lichtverluste minimiert
sind.
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Die
Leuchte kann zum Beleuchten von Räumen verwendet werden, wobei
der Farbaspekt des Lichtes an die Umstände angepasst werden kann, beispielsweise
an das einfallende Tageslicht, den persönlichen Geschmack des Benutzers
oder die Art der in den Räumen
ausgeführten
Arbeiten.
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Es
ist günstig,
wenn die Fassungen der Leuchte zum Aufnehmen von Leuchtstofflampen, insbesondere
langgestreckten röhrenförmigen Leuchtstofflampen,
geeignet sind. Leuchtstofflampen haben eine verhältnismäßig hohe Lichtausbeute und können von
selbst einen gewählten
Farbaspekt haben. Der Begriff "Farbaspekt" bezeichnet hier
sowohl die "Farbe" selbst, wie z.B.
eine Farbe des Regenbogens, wie z.B. eine Primärfarbe Rot, Grün, oder
Blau, als auch die "Farbtemperatur", wie z.B. 2700 K
und 6500 K. Die Farbtemperatur einer Lampe gibt hier die Temperatur
eines schwarzen Körpers
an, dessen Strahlung nahezu dem – weißen – Licht der Lampe entspricht.
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Leuchtstofflampen
strahlen Licht mit einer Farbe oder einer Farbtemperatur aus, indem
in der elektrischen Entladung innerhalb der Lampen erzeugte ultraviolette
Strahlung durch ein fluoreszierendes Material oder eine Mischung
aus fluoreszierenden Materialien in den Lampen direkt in Licht umgewandelt
wird. Mit den heutzutage üblichen
effizienten fluoreszierenden Substanzen haben die Lampen selbst,
d.h. ohne die Verwendung von Filtern, die Licht absorbieren, das
dadurch verlorengeht, eine hohe Lichtausbeute.
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Röhrenförmige Leuchtstofflampen
haben an beiden Enden ihrer Röhren
einen oder zwei Kontaktstifte, mit denen sie in geeigneten Fassungen,
die zum Kontaktierten eines Stiftes ausgebildet sind, aufgenommen
werden können,
um sie mechanisch festzuhalten und elektrisch zu speisen. Die Fassungen für diese
Lampen arbeiten zum Halten einer Lampe paarweise zusammen. Röhrenförmige Leuchtstofflampen,
die zwei im Wesentlichen parallele Röhrenabschnitte in Reihe aufweisen,
haben ihre Kontaktstifte nebeneinander an freien Enden der Röhrenabschnitte.
Diese Lampen haben den Vorteil, dass sie an einem einzigen Ende
elektrisch gespeist werden. Die jüngste Generation von röhrenförmigen Leuchtstofflampen
hat im Allgemeinen einen Röhrendurchmesser
von ungefähr
16 mm oder weniger, so dass zwei oder mehr nebeneinander platzierte
Lampen quer zur Röhrenlänge zusammen
nur wenig Raum einnehmen. Die Fassungen zum Aufnehmen röhrenförmiger Leuchtstofflampen
sind daher zum Kontaktieren von stiftförmigen Lampenkontakten entworfen.
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Bei
einer günstigen
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Leuchte,
bei der die Fassungen zum Aufnehmen röhrenförmiger Leuchtstofflampen geeignet
sind, befinden sich die Fassungen außerhalb des Reflektors des
Lampengehäuses.
Die Fassungen senden kein Licht aus, ebenso wenig wie die an sie
grenzenden Abschnitte der röhrenförmigen Lampen.
Wenn die Fassungen und vorzugsweise auch, infolge der Positionen
der Fassungen, die an die Fassungen grenzenden dunklen Bänder der
röhrenförmige Leuchtstofflampen
außerhalb
des Reflektors liegen, können
die Fassungen, und vorzugsweise die genannten dunklen Bänder der
Lampen, keinerlei Licht absorbieren. Dies begünstigt den Wirkungsgrad der
Leuchte. Es ist auch für
den Wärmehaushalt
und somit für
die Lichtausbeute der Lampen günstig,
wenn Endabschnitte der Lampen aufgrund der Tatsache, dass die Fassungen
sich außerhalb des
Reflektors befinden, außerhalb
des Reflektors liegen.
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Das
Lampengehäuse
der Leuchte, und somit auch die Leuchte selbst, ist besonders kompakt, wenn
die Fläche
des Fensters 50 bis 100% der von dem Reflektor und dem Fenster umgebenen
Gesamtfläche
der in den Fassungen aufzunehmenden Lampen beträgt. Die Leuchte hat dann auch
einen guten Wirkungsgrad und eine gute Lichthomogenität.
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Die
erfindungsgemäße Leuchte
ist fähig,
mit zwei Lampen von unterschiedlicher Farbtemperatur weißes Licht
zu erzeugen, das alle Farbtemperaturen haben kann, die zwischen
den Farbtemperaturen der genannten Lampen liegen, indem eine der
Lampen gedimmt wird. Mit zwei Lampen von unterschiedlicher Farbe
kann Licht erzeugt werden, das alle Mischfarben der genannten zwei
Farben aufweist, während
es mit drei Lampen, die die Primärfarben Rot,
Grün bzw.
Blau haben, möglich
ist, alle Farben zu erhalten sowie auch weißes Licht mit allen Farbtemperaturen.
Wenn die Lampen nicht oder nahezu nicht gedimmt werden, kann ein
verhältnismäßig hohes
Lichtniveau erhalten werden.
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Das
Lampengehäuse
kann eine Vielfalt von Formen haben. Es kann beispielsweise eine
rechteckige, beispielsweise im Querschnitt quadratische Form haben,
oder auch rund oder oval sein. Die Lampen können darin entlang dem Fenster
aufgenommen sein, beispielsweise nahezu parallel dazu. Die Lampen
können
dann in einer ersten Ebene liegen, senkrecht zu dem Fenster, oder
in einer Ebene senkrecht zu der ersten Ebene. Alternativ können die Lampen
auf den Kanten eines virtuellen Prismas platziert werden.
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Der
Reflektor des Lampengehäuses
kann diffus reflektierend oder spiegelnd reflektierend sein. Der
Reflektor kann aus einem oder mehreren gesonderten Körpern bestehen
oder alternativ können Wandungen
des Lampengehäuses
selbst den Reflektor bilden. Der Reflektor kann aus einem lackierten
Material, beispielsweise Metall, oder aus einem Kunststoff hergestellt
sein oder er kann auch eine metallische reflektierende Oberfläche haben,
beispielsweise aus Aluminium, oder einen Stapel aus Schichten mit
unterschiedlichen Brechzahlen auf einem Träger, beispielsweise aus Kunststoff,
der so einen dichroitischen Reflektor bildet. Der Reflexionskoeffizient
von in Leuchten verwendetem Aluminium liegt im Allgemeinen zwischen
ungefähr
0,85 und 0,95. Dichroitische Reflektoren haben im Allgemeinen einen
Reflexionskoeffizienten von ungefähr 0,93 bis 0,995. Wenn das
Fenster einen verhältnismäßig kleinen
Teil der Gesamtfläche
des Reflektors und des Fensters zusammen einnimmt, ist es günstig, einen Reflektor
zu verwenden, der einen verhältnismäßig hohen
Reflexionskoeffizienten hat.
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Es
ist möglich,
dass der Reflektor, beispielsweise ein dichroitischer Reflektor,
zumindest ein Gebiet hat, das einen Teil des Lichtes durchlässt, der nicht
reflektiert wird. Wenn die Leuchte an einem oder auf einem Träger montiert
ist, beispielsweise einer Decke, kann diese Ausführungsform der Leuchte nützlich sein,
um die Decke in der unmittelbaren Umgebung der Leuchte schwach zu
beleuchten.
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Das
Fenster kann weiß und
lichtstreuend sein, beispielsweise eine lichtstreuende Beschichtung
haben oder aus einem lichtstreuenden Material hergestellt sein,
beispielsweise Polymethylmethacrylat (PMMA) mit darauf einer Beschichtung
oder darin einer Dispersion aus beispielsweise einem weiß fluoreszierenden
Pulver. Derartige Pulver haben eine niedrige Lichtabsorption. Es
ist vorteilhaft, wenn das Fenster ungefähr 50% Transmission und ungefähr 50% Reflexion
aufweist. Alternativ kann das Fenster aus transparentem Material
hergestellt sein und ein prismatisches Profil auf seiner den Lampen
abgewandten Oberfläche
haben, so dass es lichtdurchlässig
und doch undurchsichtig ist. Ein solches Fenster lässt das
erzeugte Licht in einem schmaleren Bündel durch als ein lichtstreuendes Fenster.
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Das
Fenster kann als Sekundärlichtquelle betrachtet
werden. Das austretende Licht kann gelenkt und zu einem Lichtbündel geformt
werden, als wenn das Fenster eine Lampe wäre. Die Mittel des Reflektorgehäuses können seitlich
zu beiden Seiten des Fensters Reflektoren umfassen, die das Licht bündeln und
gleichzeitig Raumwinkel seitlich der Leuchte abschirmen. Mittels
dieser Abschirmung wird erreicht, dass, wenn die Leuchte beispielsweise an
oder in einer Decke befestigt ist, in seitlicher Richtung innerhalb
des abgeschirmten Winkels an der Decke kein Licht abgestrahlt wird.
Die Reflektoren des Reflektorgehäuses
können
in dem Reflektorgehäuse
untergebracht sein oder selbst Teil des Gehäuses sein. Die Reflektoren
können
aus üblichen
Materialien hergestellt sein, wie z.B. Kunststoff, lackiertem Metall
wie z.B. Stahl, Aluminium, oder aus mattem, halbglänzendem
oder spiegelndem Metall.
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Das
Reflektorgehäuse
kann darüber
hinaus Mittel zum Bündeln
von Licht in Richtungen quer zu den Reflektoren zu einem Lichtbündel umfassen
und um es in diesen Richtungen abzuschneiden. Diese Mittel können beispielsweise
Lamellen umfassen, die quer zwischen den Reflektoren gegenüber dem Fenster
liegen. Die Lamellen können
ebene Platten oder auch dreidimensionale Körper sein, beispielsweise parabolisch
gekrümmte
Körper.
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Die
Leuchte kann mehrfach ausgeführt
sein, beispielsweise mit mehreren Fenstern in ebenso vielen Lampengehäusen, die
beispielsweise ein einziges konstruktives Ganzes bilden, und mit
mehreren Reflektorgehäusen.
Es ist auch möglich,
das ein einziges Lampengehäuse
mehrere Fenster hat. Für
die Fenster gilt dann, dass ihre gemeinsame Fläche zwischen 10 und 70%, insbesondere
zwischen 50 und 60% der Gesamtfläche
des Fensters und des Reflektors liegt. Ein zweites Fenster kann
dann gegenüber einem
ersten Fenster angeordnet sein, so dass die Leuchte in zwei Richtungen
Licht geben kann, beispielsweise gleichzeitig direkte und indirekte
Beleuchtung.
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Dimmer
zum Regeln der von jeder der Lampen aufgenommenen Leistung können in
der Leuchte oder außerhalb
der Leuchte vorhanden sein, beispielsweise in einer abgehängten Decke.
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Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Leuchte
sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
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1 eine
Ausführungsform
der Leuchte in Seitenansicht;
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2 einen
Querschnitt entlang der Linie II-II in 1;
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3 einen ähnlichen
Querschnitt einer zweiten Ausführungsform;
und
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4 einen ähnlichen
Querschnitt einer dritten Ausführungsform.
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Die
Leuchte von 1 und 2 ist mit
einem Lampengehäuse 1 und
Fassungen 2 versehen, um mehrere elektrische Lampen von
unterschiedlichem Farbaspekt nebeneinander in dem Lampengehäuse 1 aufzunehmen.
Das Gehäuse 1 hat
ein undurchsichtiges, lichtdurchlässiges Fenster 10,
um Licht nach außen
treten zu lassen.
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In
dem Lampengehäuse 1 befindet
sich ein Reflektor 11 mit einem Reflexionskoeffizienten
von zumindest 0,85, der so positioniert ist, dass er in den Fassungen 2 angeordnete
Lampen zumindest im Wesentlichen umgibt. Der Reflektor 11 lässt das Fenster 10 frei.
Das Fenster 10 hat eine Fläche von 10 bis 70% der Gesamtfläche des
Reflektors 11 und des Fensters 10 zusammen. Das
Fenster 10 gewährt Zugang
zu einem Reflektorgehäuse 3,
das Mittel umfasst, um Licht, das durch das Fenster 10 tritt,
zu einem Lichtbündel
zu formen. Das Lampengehäuse 1 hat
in 1 und 2 die Form einer kreiszylindrischen
Röhre
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Das
dargestellte Reflektorgehäuse 3 hat
als Mittel zum Bündeln
von durch das Fenster 10 tretendem Licht Reflektoren 31 und 32,
die sich zu beiden Seiten des Fensters 10 erstrecken und
die durch das Fenster 10 tretendes Licht in der Zeichenebene
und in Ebenen, die damit spitze Winkel bilden, bündeln, während Strahlung von Licht unter
kleinen Winkeln mit einer Decke P, an oder in der die Leuchte montiert werden
kann, in der gezeichneten Lage gehindert wird.
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Die
Mittel in der dargestellten Ausführungsform
umfassen auch eine Vielzahl zueinander nahezu paralleler Lamellen 33,
von denen eine sichtbar ist. Die Lamellen bündeln das Licht senkrecht zur
Zeichenebene, und in Ebenen, die damit einen spitzen Winkel bilden,
während
Strahlung von Licht unter kleinen Winkeln, beispielsweise 0° bis 30°, mit der Decke
P, in der genannten Ebene gehindert wird. Die Reflektoren 31, 32 und
die Lamellen 33 sind in der dargestellten Ausführungsform
aus Aluminium mit einem Reflexionskoeffizient von ungefähr 0,85
hergestellt.
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In
der in 1 und 2 gezeichneten Ausführungsform
des Lampengehäuses 1 ist
ein Reflektor 11 mit einem Reflexionskoeffizienten von
zumindest 0,97 vorhanden. Der Reflektor 11 ist ein dichroitischer
Reflektor aus Kunststoff mit darauf einem Stapel von Schichten mit
unterschiedlicher Brechzahl, der einen Reflexionskoeffizienten von
0,97 hat.
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Das
Fenster 10 hat in der dargestellten Ausführungsform
eine Fläche
von 50 bis 60% der Gesamtfläche
des Reflektors 11 und des Fensters 10, nämlich 52%.
Das Fenster 10 ist in der dargestellten Ausführungsform
eine PMMA-Folie mit prismatischen Rippen in der Längsrichtung
der Lampen L1 und L2.
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Die
Fassungen 2 sind zum Aufnehmen einer ersten und einer zweiten
röhrenförmigen Leuchtstofflampe
entworfen, beispielsweise einer ersten und einer zweiten röhrenförmigen Leuchtstofflampe
mit unterschiedlichen Farbtemperaturen: in der Zeichnung eine lineare
röhrenförmige Lampe
L1, die im Betrieb weißes
Licht mit einer Farbtemperatur von 6500 K ausstrahlt, und benachbart
dazu eine lineare röhrenförmige Lampe
L2, die im Betrieb weißes
Licht mit einer Farbtemperatur von 2700 K ausstrahlt. Die Fassungen
sind positioniert, um die Lampen in einer Ebene senkrecht zum Fenster
aufzunehmen.
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Die
Fassungen 2 sind außerhalb
des Reflektors 1 des Lampengehäuses 1 platziert,
siehe 1.
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Das
dargestellte Fenster 10 hat eine Fläche von 65% der innerhalb des
Reflektors 11 und des Fensters 10 gelegenen Fläche der
Lampen L1 und L2 zusammen. Die dargestellten Lampen haben einen
Durchmesser von 16 mm.
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Beleuchtung
mit Licht von 2700 K wird dadurch erhalten, dass die Lampe L1 gelöscht wird, was
beispielsweise nachts oder bei niedriger Umgebungstemperatur angenehm
ist; Beleuchtung mit Licht von 6500 K wird dadurch erhalten, dass
die Lampe L2 gelöscht
wird, was beispielsweise bei hohen Umgebungstemperaturen und in
Kombination mit einfallendem Tageslicht geeignet ist. Homogenes Licht
einer dazwischen liegenden Farbtemperatur wird dadurch erhalten,
dass man beide Lampen brennen lässt,
wobei die Farbtemperatur einen Wert zwischen 2700 und 6500 K haben
kann, je nach der relativen Lichtausbeute beim Dimmen.
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Die
dargestellte Leuchte hat eine Gesamthöhe H von 6,9 cm, wobei der
Reflektor 11 eine Höhe H1
von 1,9 cm und das Reflektorgehäuse 3 eine Höhe H2 von
5 cm hat. Die dargestellte Leuchte hat eine Breite W, das ist der
größte Abstand
zwischen den Reflektoren 31 und 32, von 8 cm,
was der Breite von handelsüblichen
Leuchten für
eine einzige Leuchtstofflampe entspricht, die eine Gesamthöhe von 5,2
cm hat.
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Der
Wirkungsgrad der dargestellten Leuchte, das ist das Verhältnis der
Menge an von der Leuchte ausgestrahltem Licht zu der Menge an von
den Lampen erzeugtem Licht, beträgt
66%. Eine optimierte handelsübliche
Leuchte mit dem gleichen Reflektorgehäuse und auch einem Reflektor über der
eingesetzten Lampe, gegenüber
den Lamellen, hat einen Wirkungsgrad von 73%. Die Leuchte ist kompakt,
effektiv und effizient beim Mischen von Licht und auch beim Bündeln von
Licht, weil sie einen Wirkungsgrad hat, der nur geringfügig niedriger
ist als der der handelsüblichen
Bezugsleuchte von guter Qualität.
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Eine
Abwandlung der Leuchte von 1 und 2 unterscheidet
sich von dieser dadurch, dass der dichroitische Reflektor einen
Reflexionskoeffizienten von 0,99 hat und dass das Fenster eine Fläche von
59% der Gesamtfläche
des Fensters und des Reflektors des Lampengehäuses hat. Der Leuchtenwirkungsgrad
beträgt
71%.
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In 3 und 4 haben
Teile, die Teilen in 1 und 2 entsprechen,
die gleichen Bezugszeichen.
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In 3 sind
die Lampen L1 und L2 in einer Ebene senkrecht zu einer Ebene senkrecht
zum Fenster 10 platziert. Daher haben sie im Wesentlichen
gleiche Abstände
zum Fenster 10. Der Reflektor 11 des Lampengehäuses 1 ist
in dieser Figur mit weißer
Farbe versehen.
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In 4 sind
eine grüne
Lampe L3, eine rote Lampe L4 und eine blaue Lampe L5 nebeneinander auf
den Kanten eines virtuellen Prismas eingesetzt, dessen Basis dem
Fenster 10 abgewandt ist. Durch Veränderung des relativen Dimmniveaus
der Lampen kann mit dieser Leuchte jede Farbe des Regenbogens realisiert
werden sowie auch weißes
Licht jeder beliebigen Farbtemperatur.