DEV0006678MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 28. Dezember 1953 Bekanntgemacht am 17. Mai 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Die Erfindung bezieht sich auf Leuchten für fadenförmige Lichtquellen, also Lichtquellen von großer Länge, aber kleinem Durchmesser, wie sie als Gasentladungsrohxe insbesondere für die Blitzlichtfotografie benutzt werden. Es wird eine wesentliche Verbesserung des Nutzeffektes durch eine besondere Kombination und Bemessung von spiegelnden und brechenden optischen Elementen angestrebt.

ίο Die Erfindung geht aus von Leuchten für derartige Lichtquellen großer Länge, aber mit kleinem Durchmesser, bei denen hinter der Lichtquelle ein Hohlspiegel, der die gleiche Form wie die Lichtquelle hat (der also, entgegen der Lichtausstrahlungsrichtung gesehen, ihrer Kontur folgt), und vor der Lichtquelle eine durchsichtige, als konvergierende Fresnellinse wirkende Abschluß scheibe angebracht ist. Es ist bekannt, bei solchen Spiegeln eine fadenförmige Lichtquelle in die Brennlinie zu bringen, so daß in jedem senkrecht zur Lichtquelle gedachten Schnitt ein paralleles Lichtbüschel aus-. gestrahlt wird. Auch wurde schon die Lichtquelle in die Linie der Krümmungsmittelpunkte gebracht, so daß sie in sich selbst abgebildet wird. Das setzt voraus, daß sie durchsichtig ist; für Gase hohen Druckes, die durch sehr große elektrische Leistungen zu intensivem Leuchten veranlaßt werden, gilt das nur bedingt. Es sind auch Spiegelleuchten mit

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durchsichtigen, als Fresnellinse wirkenden Abschlußscheiben bekannt, bei denen praktisch der gesamte Lichtstrom durch die lichtrichtenden Elemente hindurchgeschickt werden muß.
Erfindungsgemäß entspricht der Abstand der Lichtquelle vom Hohlspiegel dem 0,6- bis o,o,fachen Krümmungsradius des Spiegels, welcher an seiner Öffnung eine nach außen vorspringende reflektierende Erweiterung hat, und die Fresnellinse weist in ihrem mittleren Teil eine ebene oder nahezu ebene Fläche auf, die in ihrer Ausdehnung so auf die Krümmung des Hohlspiegels abgestimmt ist und sich in einem solchen Abstand von der Lichtquelle befindet, daß die gesamte Hohlspiegelstrahlung durch diese ebene Fläche hindurchtritt.

Durch den Abstand der Lichtquelle vom Hohlspiegel im Betrage des o,6- bis o-o,fachen seines Krümmungsradius entsteht nach konvergent gerichtetem Austritt des Lichtes eine reelle Abbildung der Lichtquelle vor dem Spiegel auf der dem Spiegel abgewendeten Seite der Lichtquelle.

Durch die im mittleren Teil der Abschluß scheibe befindliche plane oder nahezu plane Fläche können die vom Hohlspiegel kommenden, konvergenten Strahlen hindurchtreten, ohne eine wesentliche ,Richtungsänderung zu erleiden. Die Größe dieser· planen Fläche zur Krümmung des Hohlspiegels und der Abstand der Abschlußscheibe von der Lichtquelle sind so aufeinander abgestimmt, daß sowohl die vom Hohlspiegel reflektierten, durch die ebene Fläche hindurchtretenden Strahlen, jenseits des reellen Lichtquellenbildes als auch das direkt von der Lichtquelle ausgestrahlte Licht unter etwa gleichem Streuwinkel den zu beleuchtenden Gegenstand treffen.

Die dieser planen Fläche der Abschlußscheibe benachbarten lichtrichtungsändernden Elemente, durch die die Abschluß scheibe als Fresnellinse wirkt, sind in bekannter Weise so gestaltet, daß solche Strahlen, die die Lichtquelle unter einem kleineren Winkel zur Abschluß scheibe verlassen, ebenfalls in den beabsichtigten Winkel hineingelenkt werden. DieseElemente können rein brechend, aber auch teils brechend, teils total reflektierend wirken.

Um auch die weder vom Hohlspiegel noch von der Abschlußscheibe in ihrer bisher beschriebenen Form erfaßten Strahlen abzufangen und in die gewünschte Ausstrahlungsrichtung zu werfen, hat der Hohlspiegel an seiner Öffnung eine nach außen vorspringende Erweiterung. Diese spiegelnde Erweiterung erfaßt die etwa rechtwinklig zur Beleuchtungs-, richtung von der Lichtquelle kommenden Strahlen und bringt sie in Zusammenwirken mit zusätzliehen, ebenen oder gekrümmten Teilen der Abschlußscheibe in den gewünschten Raumwinkel. Wenn diese letztgenannten Teile der Abschlußscheibe sehr, stark brechend wirksam sind, so werden auch die Unmittelbar von der Lichtquelle auf sie fallenden Teile der Strahlung in den Mutzwinkel gelenkt.

In Fig. ι ist eine Leuchte gemäß der Erfindung im Querschnitt wiedergegeben. !Mit 1 ist ein rinnenförmiger Hohlspiegel bezeichnet, der gegenüber der fadenförmigen Lichtquelle 2 s'o angeordnet ist, daß die Achse 3 des Spiegels bzw. die Linie seiner Krümmungsmittelpunkte zwar die gleiche Gestalt wie die fadenförmige Lichtquelle bzw. hier wie das sich längs erstreckende Leuchtrphr 2 besitzt, aber nicht mit ihr zusammenfällt. Vielmehr befindet sich das Leuchtrohr 2 in einem Abstand vom Spiegel 1, der zwischen dem o,6fachen und dem o,o,fachen des Krümmungsradius, des Spiegels 1 beträgt. Dadurch wird die Lichtquelle 2 vor der Anordnung abgebildet, d. h. in Richtung auf das beleuchtete Objekt zu. Die Lichtquelle 2 kann bei dieser Anordnung nur unbedeutende Teile des Gesamtlichtstromes abschatten. Die durchsichtige Abschlußscheibe 4 der Leuchte ist an den vom gespiegelten Lichtstrom durchdrungenen Stellen im wesentlichen plan, doch können sich dort auch leicht lichtstreuende Riefen oder andre entsprechend wirkende Oberflächenformen befinden. Die Größe und der¹ Abstand dieser planen Fläche der Abschluß scheibe 4 von der Lichtquelle sind so bemessen, daß sie, von der Lichtquelle aus gesehen, etwa unter demselben Winkel erscheint, den das vom Spiegel kommende Strahlenbündel aufweist, so daß der von der Lichtquelle nach vorn geradlinig und direkt austretende Lichtstromanteil denselben Öffnungswinkel wie der gespiegelte Lichtstromanteil hat. Die unter größeren Winkeln nach vorn austretenden Strahlen werden durch linsenartig brechende Stufen 5 der Abschlußscheibe 4 erfaßt und in den gewünschten Winkelraum geleitet. Ungefähr radial nach außen verlaufende Strahlen werden durch Planspiegel 6 erfaßt, die eine nach außen vorspringende Erweiterung an der Öffnung des Hohlspiegels 1 bilden. Die von ihnen reflektierten Strahlen werden durch hierfür vorgesehene weitere Teile 7 der Abschlußplatte 4 ebenfalls in den Nutzwinkelraum gebracht. Diese Teile 7 brechen so stark, daß auch unmittelbar von der Lichtquelle auf sie "fallende Strahlen nutzbar, gemacht werden.

Sehr oft sind Leuchtröhren nicht geradlinig, sondern gekrümmt ausgebildet, etwa U-förmig oder kreisringförmig, wie im Beispiel nach Fig. 2 bei 12 angegeben. Bei der Verwendung einer U-förmigen Lichtquelle ist der Hohlspiegel im Aufriß ebenfalls U-förmig. Im letzteren Falle ist der Hohlspiegel 1 torisch-rinnenförmig. Die Abschlußplatte 4 der Fig. ι wird bei einer kreisringförmigen Leuchte (Fig. 2) ein Rotationskörper 14 mit linsenartig brechenden Stufen 15 und 17, und die Planspiegelö der Fig. 1 sind in Fig. 2 ein Kegelspiegel 16. Ein erheblicher Teil des Lichtstromes würde hier von einer Seite des Leuchtrohres 12 zur anderen hinübergestrahlt werden.

Um das zu vermeiden, sind vorteilhaft richtungsändernde optische Elemente zwischen ihnen angebracht. Dies können im Falle von U-förmigen Leuchtröhren mit geradlinigen parallelen Schenkeln Prismen sein von gleichseitig-dreieckigem Querschnitt, die parallel zu den Leuchtrohrschenkeln so angeordnet sind, daß sie durch Totalreflektion den nach innen gerichteten Lichtstrom in die gewünschte

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Richtung lenken. Bei kreisförmigen Leuchtröhren ist an Stelle eines solchen Prismas ein Kegel 21 zu setzen. Prisma bzw. Kegel sind zweckmäßig mit der Abschlußscheibe 14 verbunden oder bilden einen Teil von ihr. Durch die Glasdicke der Scheibe 14 bedingte Ausfallszonen können beseitigt werden durch Spiegel, die als plane Streifen parallel zum Mittelprisma angeordnet werden oder, als Zylinder bei ringförmigen Lichtquellen den zentralen Kegel 21 umgeben.

Claims (5)

1. Patentansprüche:

   Ί. Leuchte für Lichtquellen großer Länge, aber mit kleinem Durchmesser, vorzugsweise für Blitzlicht-Entladungslampen, bei der hinter der Lichtquelle ein Hohlspiegel gleicher Form wie die Lichtquelle und vor der Lichtquelle eine durchsichtige, als konvergierende Fresnellinse wirkende Abschlußscheibe angebracht ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Lichtquelle vom Hohlspiegel dem 0,6- bis o,o,fachen Krümmungsradius des Spiegels entspricht, welcher an seiner Öffnung eine nach außen vorspringende reflektierende Erweiterung.

   hat, und die Fresnellinse in ihrem mittleren Teil eine ebene oder nahezu ebene Fläche aufweist, die in ihrer Ausdehnung so auf die Krümmung des Hohlspiegels abgestimmt ist und sich in einem solchen Abstand von der Lampe befindet, daß die gesamte Hohlspiegelstrahlung, durch diese ebene Fläche hindurchtritt.
2. 2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquellen ringförmig oder U-förmig sind.
3. 3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2 für Lichtquellen mit parallel zueinander verlaufenden Lichtfäden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung des Hinüberstrahlens der benachbarten, parallelen Teile zwischen je zwei parallelen Teilen der Lichtquelle ein total refiektierendes Prisma mit gleichzeitig-dreieckigem Querschnitt angeordnet ist, das vorzugsweise mit der Abschlußscheibe verbunden ist.
4. 4. Leuchte nach Anspruch 2 für ringförmige-Lampen, gekennzeichnet durch einen das Hinüberstrahlen der Ringteile aufeinander verhindernden, total reflektierenden Kegel in der Mitte der Lichtquelle, der vorzugsweise mit der Abschluß scheibe .,verbunden ist.
5. 5. Leuchte nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch beidseitig zu dem total reflektierenden Prisma bziw. zentralen Kegel zusätzliche Oberflächenspiegel (22) in Gestalt planer bzw. ringförmiger Streifen.

   Angezogene Druckschriften:

   Britische Patentschrift Nr. 540 898;

   deutsche Patentschrift Nr. 831 683;

   USA.-Patentschriften Nr. 2344295, 2356654, 895, 2216993;

   französische Patentschriften Nr. 799 750,
   146, 984 607.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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