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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit mit einem
reflektierenden Spiegel, die zum Beleuchten von Waren in Geschäften oder dergleichen
verwendet wird, d.h. eine Beleuchtungseinheit mit einem Lampenkolben
mit einem reflektierenden Spiegel.
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Aus
EP-A-0 136 684 ist eine Beleuchtungseinheit mit reflektierenden
Ebenen in Form streuender Facetten bekannt, die keine gleichförmige Größe aufweisen,
zentral entspringen und radial angeordnet sind. Zudem gibt es spiegelartige
spiegelnde Streifen, die Gebiete trennen, die eine Vielzahl der
streuenden Facetten enthalten.
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Aus
den Patent Abstracts of Japan, Bd. 017, Nr. 289 (E-1375), 3. Juni
1993 (3.6.1993) und
JP
05 021043 A (TOSHIBA LIGHTING & TECHNOL CORP), 29. Januar 1993 (29.1.1993)
ist eine Beleuchtungseinrichtung mit einer reflektierenden Oberfläche bekannt,
die eine Reihe kleiner Oberflächen
mit einer Vielzahl von auf den kleinen Oberflächen ausgebildeten Unregelmäßigkeiten
umfasst. Sowohl die kleinen Oberflächen als auch die Unregelmäßigkeiten
dienen dazu, eine Reflexion von Licht zu erhalten. Die kleinen Oberflächen entspringen
zentral, sind radial angeordnet und nicht von gleichförmiger Größe.
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US-1,394,319
beschreibt einen Scheinwerferreflektor mit einer Vielzahl von Reflektorsektionen mit
planer Oberfläche,
die zentral entspringen, radial angeordnet sind und keine gleichförmige Größe aufweisen.
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US-5,483,424
beschreibt eine Beleuchtungsvorrichtung, die einen Reflektor mit
einer Vielzahl konvexer lichtreflektierender Elemente umfasst, die
keine gleichförmige
Größe aufweisen
und unregelmäßig angeordnet
sind.
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Eine
herkömmliche
Beleuchtungseinheit mit einem dichroitischen reflektierenden Spiegel
ist aus USP 5,272,408 bekannt. Die Beleuchtungseinheit wird erzeugt
durch Kombinieren eines trichterförmigen reflektierenden Spiegels,
der eine mit einem dichroitischen Film, als Lichtinterferenzfilm,
versehene reflektierende Spiegeloberfläche aufweist, mit einem Lampenkolben
wie etwa einer Wolframhalogenlampe. Solche Beleuchtungseinheiten
mit dichroitischen reflektierenden Spiegeln werden zum Beleuchten von
Waren in Geschäften
oder dergleichen verwendet. Wie in 4 gezeigt
enthält
eine derartige Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden Spiegel einen
trichterförmigen
reflektierenden Spiegel 23 mit einem reflektierenden Teil 25 und
einem Halsabschnitt 26 und als Lichtquelle einen Lampenkolben wie
etwa eine gerade Wolframhalogenlampe 21, innerhalb des
reflektierenden Spiegels 23 vorgesehen. Ein Wolframfaden 30 ist
innerhalb der Wolframhalogenlampe 23 vorgesehen. Der reflektierende
Teil 25 weist eine mit einem dichroitischen Film 24 versehene
reflektierende Oberfläche
auf, während
der Halsabschnitt 26 mit dem reflektierenden Teil 23 verbunden
ist. Die Wolframhalogenlampe 21 ist in einen Sockel 28 an
der oberen Position eingesetzt und damit verschmolzen.
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Die
Wolframhalogenlampe 21 ist im Wesentlichen koaxial in reflektierenden
Spiegel 23 angeordnet. Der Halsabschnitt 26 des
reflektierenden Spiegels 23 und der Verschmelzungsabschnitt 22 der Wolframhalogenlampe 21 sind
in den Sockel 28 eingesetzt und durch eingesetzt und durch
Einspritzen eines anorganischen Klebers 29 in den Sockel 28 zu einer
Komponente kombiniert.
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Bei
der herkömmlichen
Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden Spiegel ist erwünscht, dass von
dem hellen und dunklen Bild des gewickelten Wolframfadens 30,
der in der Wolframhalogenlampe 21 enthalten ist, so wenig
wie möglich
während
der Beleuchtung auf der bestrahlten Oberfläche gesehen wird, so dass die
Beleuchtungsstärke
auf der bestrahlten Oberfläche
gleichförmig
ist und eine etwaige Beleuchtungsungleichförmigkeit auf der beleuchteten
Oberfläche
vermieden werden kann. Dazu sind feine reflektierende Bereiche 25a (5)
auf der reflektierenden Oberfläche
des reflektierenden Teils 25 ausgebildet, um das reflektierte
Licht entsprechend zu streuen. Genauer gesagt sind sechseckige feine reflektierende
Bereiche 25a radial in einer guten Anordnung ohne Zurücklassen
von Zwischenräumen angeordnet,
und die feinen reflektierenden Bereiche werden von dem Öffnungsteil 27 des
reflektierenden Spiegels 23 in Richtung des Halsabschnitts 26 kleiner.
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Bei
der herkömmlichen
Wolframhalogenlampe mit einem reflektierenden Spiegel sind sechseckige
feine reflektierende Bereiche 25a ohne Zwischenraum ausgebildet.
Infolgedessen entstehen konkave oder konvexe Grenzlinien 25b an
den Grenzen benachbarter feiner reflektierender Bereiche 25a in
radialen Linien von dem Öffnungsteil 27 des
reflektierenden Spiegels 23 zum Halsabschnitt 26.
Licht, das auf die Grenze fällt,
wird nicht gestreut, und somit kommt es an der beleuchteten Oberfläche zu einer Beleuchtungsungleichförmigkeit
wie etwa radialen Linien.
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Wie
in 6 gezeigt weist die Lichtstärkeverteilung der herkömmlichen
Wolframhalogenlampe mit einem reflektierenden Spiegel in der Kurve,
bevor die Lichtintensität
zu der Spitze kommt, Unregelmäßigkeiten
auf. Die Unregelmäßigkeiten
geben die radiale lineare Differenz zwischen den hellen Teilen und
dunklen Teilen an, was Ungleichförmigkeit
bei der Beleuchtung verursacht.
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Um
die Probleme der herkömmlichen
Einheiten zu lösen,
trachtet die vorliegende Erfindung danach, eine Beleuchtungseinheit
mit einem reflektierenden Spiegel bereitzustellen, der eine Bestrahlungsungleichförmigkeit
auf der bestrahlten Oberfläche
verhindern kann.
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Zum
Erreichen der Ziele enthält
eine Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden Spiegel der vorliegenden
Erfindung einen Lampenkolben als Lichtquelle, in einem trichterförmigen reflektierenden Spiegel
mit einer reflektierenden Oberfläche
angeordnet, und eine Vielzahl von feinen reflektierenden Bereichen
von im wesentlichen gleicher Größe nicht-radial
ohne Zwischenraum auf der reflektierenden Oberfläche angeordnet sind. Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist die Größe der feinen
reflektierenden Bereiche auf der ganzen reflektierenden Oberfläche nicht
substantiell variiert. Der Ausdruck "nicht substantiell variiert" bedeutet, dass geringfügige Differenzen
aufgrund von Herstellungsprozessen zulässig sind.
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Bei
der Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden Spiegel wird bevorzugt,
dass die Gestalten der feinen reflektierenden Bereiche kreisförmig, elliptisch
oder vieleckig sind.
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Es
wird bei der Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden Spiegel
bevorzugt, dass die feinen reflektierenden Bereiche konkav oder
konvex sind.
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Es
wird ebenfalls bei der Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden
Spiegel bevorzugt, dass die Oberfläche jedes feinen reflektierenden
Bereichs im Bereich von 0,01 bis 1,0 mm eingebeult ist oder vorsteht.
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Es
wird ebenfalls bei der Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden
Spiegel bevorzugt, dass ein dichroitischer Film auf mindestens einer Wandoberfläche des
reflektierenden Spiegels vorgesehen ist. Hierbei bezieht sich ein
dichroitischer Film auf einen Lichtinterferenzfilm, der ausgebildet
wird durch abwechselndes Laminieren einer Zinksulfid (ZnS) enthaltenden
stark brechenden Schicht und einer Magnesiumfluorid enthaltenden
schwach brechenden Schicht. Der Film strahlt ein sichtbares Licht ab,
das von der Lichtquelle auf der vorderen Oberfläche des Spiegels emittiert
wird, und lässt
selektiv einen Infrarotstrahl zur Rückseite des Spiegels gehen.
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Es
wird bei der Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden Spiegel
außerdem
bevorzugt, dass die Lichtstärkekurve
stetig ist, wenn der Strahlwinkel gerade unter der Lichtquelle 0° beträgt und der Strahlwinkel
am Halsabschnitt der gleichen Lichtquelle 90° beträgt. Wenn die Kurve der Lichtstärkeverteilung
stetig ist, bevor sie zu einer Spitze kommt, und keine Unregelmäßigkeiten
aufweist, variiert die Helligkeit nicht in radialen Linien und es
gibt keine Bestrahlungsungleichförmigkeit.
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Es
wird bei der Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden Spiegel
ebenfalls bevorzugt, dass die Erscheinung der feinen reflektierenden
Bereiche eine Wabe ist, so dass die feinen reflektierenden Bereiche
ohne Zwischenraum ausgebildet werden können.
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Es
wird bei der Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden Spiegel
ebenfalls bevorzugt, dass die Größe der feinen
reflektierenden Bereiche von 0,01 bis 5 mm lang und von 0,01 bis
5 mm breit ist.
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Es
wird bei der Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden Spiegel
außerdem
bevorzugt, dass der Lampenkolben als Lichtquelle mindestens einer
ist, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus einer Wolframhalogenlampe und einer
Entladungslampe.
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1 ist
eine teilweise weggebrochene Vorderansicht, die einen Lampenkolben
mit einem reflektierenden Spiegel in einer Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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2 ist
eine erläuternde
Ansicht eines reflektierenden Teils des reflektierenden Spiegels.
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3 ist
eine graphische Darstellung, die eine Lichtstärkeverteilung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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4 ist
eine teilweise weggebrochene Vorderansicht, die einen herkömmlichen
Lampenkolben mit einem reflektierenden Spiegel zeigt.
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5 ist
eine erläuternde
Ansicht eines reflektierenden Teils des in 4 gezeigten
reflektierenden Spiegels.
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6 ist
eine graphische Darstellung, die eine Lichtstärkeverteilung gemäß der herkömmlichen Technik
zeigt.
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1 zeigt
eine Beleuchtungseinheit mit einem reflektierenden Spiegel gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Die Beleuchtungseinheit enthält einen
aus Borsilikatglas hergestellten trichterförmigen reflektierenden Spiegel 1, eine
Wolframhalogenlampe 12, die ein vorbestimmtes Volumen einer
halogenierten Verbindung und ein inertes Gas enthält, und
einen Sockel 13, der Zirkon-Cordierit enthält. Der
reflektierende Spiegel 1 ist mit einem Öffnungsteil 5 versehen,
der einen reflektierenden Teil 3 und einen mit dem reflektierenden Teil 3 verbundenen
Halsabschnitt 4 enthält.
Der reflektierende Teil 3 weist eine reflektierende Oberfläche auf,
auf der ein Lichtinterferenzfilm, z.B. dichroitischer Film 2,
aufgebracht ist. Bei der Wolframhalogenlampe 12 sind sequentiell
ein geschlossener Teil 6, ein sphäroidförmiger schwellender Teil 7,
ein verengter Abschnitt 8, ein zylindrischer Teil 9,
ein Verschmelzungsabschnitt 10 vorgesehen. Innerhalb des schwellenden
Teils 7 ist ein gewickelter Wolframfaden 11 vorgesehen.
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Der
Verschmelzungsabschnitt 10 der Wolframhalogenlampe 12 ist
im wesentlichen koaxial in den Halsabschnitt 4 des reflektierenden
Spiegels 1 eingesetzt. Zudem sind der Verschmelzungsabschnitt 10 der
Wolframhalogenlampe 12 und der Halsabschnitt 4 des
reflektierenden Spiegels 1 in den Sockel 13 eingesetzt
und durch einen hitzebeständigen
anorganischen Kleber 18 wie etwa einen anorganischen Kleber,
der Siliziumoxid und Aluminiumoxid als Hauptkomponenten enthält, mit
dem Sockel 13 verbunden.
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Am
Verschmelzungsabschnitt 10 der Wolframhalogenlampe 12 ist
ein Verbindungsstück
verschmolzen, das Metallfolien (15a, 15b), innere
Zuleitungsdrähte
(14a, 14b) und äußere Zuleitungsdrähte (16a, 16b)
enthält.
Jeder innere Zuleitungsdraht ist mit einem Ende jeder Metallfolie
verbunden, und jeder äußere Zuleitungsdraht
ist mit dem anderen Ende der gleichen Metallfolie verbunden.
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Die
Enden der inneren Zuleitungsdrähte (14a, 14b),
die nicht mit den Metallfolien (15a, 15b) verbunden
sind, sind jeweils in die Wolframhalogenlampe 12 eingeführt, um
beide Enden des Wolframfadens 11 zu halten. Die Enden des äußeren Zuleitungsdrahts
(16a, 16b), die nicht mit den Metallfolien (15a, 15b)
verbunden sind, sind jeweils von dem verschmolzenen Abschnitt 10 zur
Außenseite
der Wolframhalogenlampe 12 geführt. Die äußeren Zuleitungsdrähte (16a, 16b)
sind jeweils mit Stromversorgungsteilen (17a, 17b)
des Sockels 13 verbunden. Der Stromversorgungsteil 17a und
der äußere Zuleitungsdraht 16b sind über einen
Zuleitungsdraht 20 verbunden. Ein Vorderglas 19 ist
an dem Öffnungsteil 5 des
reflektierenden Spiegels 1 vorgesehen.
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Wie
in 2 gezeigt wird der reflektierende Spiegel 1 dadurch
ausgebildet, dass eine Vielzahl von überlappenden feinen reflektierenden
Bereichen 3a nicht-radial ohne Zwischenraum auf der reflektierenden
Oberfläche
des reflektierenden Teils 3 angeordnet wird. Die wabenförmigen feinen
reflektierenden Bereiche sind konvex mit einer Höhe von 0,3 mm (Länge einer
Seite: 1,5 mm, Länge:
3 mm und Breite: 2,6 mm), und die Größe variiert nicht substantiell.
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Die
feinen reflektierenden Bereiche 3a werden ausgebildet,
indem eine Werkzeugform der feinen reflektierenden Bereiche, geeignet
für die Verwendung
mit dem Ausformen eines reflektierenden Borsilikatspiegels 1,
hergestellt und Borsilikatglas in die Werkzeugform gegossen wird.
Nach dem Tempern und Abkühlen
werden abwechselnd eine Zinksulfid (ZnS) enthaltende stark brechende
Schicht und eine Magnesiumfluorid enthaltende schwach brechende
Schicht abwechselnd laminiert, um einen Lichtinterferenzfilm (einen
dichroitischen reflektierenden Film) auszubilden.
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Bei
der Wolframhalogenlampe mit einem dichroitischen reflektierenden
Spiegel gemäß der Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung (im Weiteren als "erfundener Gegenstand" bezeichnet) beträgt der Außendurchmesser
des Öffnungsteils
des reflektierenden Spiegels 70 mm und die Nennspannung ist 110
V. Die Elektrizität
(Leistung) beträgt
65 W, die zentrale Leuchtstärke
4500 cd und der Strahlwinkel beträgt 22 Grad.
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Für den erfundenen
Gegenstand wurde ein Bestrahlungstest durchgeführt. Das Ergebnis zeigte, dass
an der bestrahlten Oberfläche
keine Bestrahlungsungleichförmigkeit
zu finden war und eine gleichförmige
Lichtstärkeverteilung
erhalten wurde. Der Grund für
dieses Ergebnis besteht darin, dass von der Wolframhalogenlampe 12 abgestrahltes Licht
richtig gestreut wurde, da eine Vielzahl von konvexen feinen reflektierenden
Bereichen 3a nicht-radial ohne Zwischenraum ausgebildet
und angeordnet wurden.
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3 zeigt
die Lichtstärkekurve
des erfundenen Gegenstands, während 6 die
Lichtstärkeverteilung
der herkömmlichen
Wolframhalogenlampe mit einem reflektierenden Spiegel zeigt (im
Weiteren als "herkömmlicher
Gegenstand" bezeichnet).
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Wie
aus 3 deutlich hervorgeht ist die Lichtintensitätskurve
der Lichtverteilung von dem Öffnungsteil 5 zu
dem Halsabschnitt 4 des reflektierenden Spiegels 1 der
erfundenen Lampe stetig, wenn der Strahlwinkel gerade unter der
Lichtquelle 0 Grad beträgt
und der Strahlwinkel am Halsabschnitt der Lichtquelle 90 Grad beträgt. Die
stetige Kurve zeigt an, dass eine schöne Lichtverteilung ohne Bestrahlungsungleichförmigkeit
erzielt werden kann.
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Die
Gestalt des feinen reflektierenden Bereichs 3a kann ein
Kreis, eine Ellipse oder ein Vieleck sein, und er kann konkav oder
konvex geformt sein.
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Obwohl
eine Wolframhalogenlampe als die Lichtquelle bei dieser Ausführungsform
verwendet wurde, können
durch Einsatz einer Entladungslampe ähnliche Effekte erzielt werden.