DEV0006678MA

DEV0006678MA -

Info

Publication number: DEV0006678MA
Authority: DE

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLANDFEDERAL REPUBLIC OF GERMANY

Tag der Anmeldung: 28. Dezember 1953 Bekanntgemacht am 17. Mai 1956Registration date: December 28, 1953. Advertised on May 17, 1956

DEUTSCHES PATENTAMTGERMAN PATENT OFFICE

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.The invention relates to lights for thread-like light sources, so light sources from large length but small diameter, as used as gas discharge tubes especially for flash photography to be used. There will be a significant improvement in the efficiency through a special combination and dimensioning of aimed at reflecting and refractive optical elements.

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 mitίο The invention is based on lights for such Light sources of great length, but of small diameter, where behind the light source one Concave mirror, which has the same shape as the light source (i.e. the one opposite to the direction of light emission seen, follows its contour), and in front of the light source a transparent one, as a converging one Fresnel lens acting closing disk is attached. It is known to work with such mirrors to bring a thread-like light source into the focal line, so that in each one perpendicular to the light source imaginary section from a parallel bundle of light. is blasted. Also was the light source brought into the line of the centers of curvature so that it is mapped in itself. That sets presupposes that it is transparent; for gases of high pressure caused by very high electrical powers If they are made to glow intensely, this only applies to a limited extent. There are also mirror lights with

609 526/355609 526/355

V 6678 VIIIel'21 fV 6678 VIIIel'21 f

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.transparent, acting as Fresnel lens known, in which practically the entire luminous flux must be sent through the light-directing elements.
According to the invention, the distance between the light source and the concave mirror corresponds to 0.6 to 0.0 times the radius of curvature of the mirror, which has an outwardly projecting reflective extension at its opening, and the Fresnel lens has a flat or almost flat surface in its central part , the extent of which is matched to the curvature of the concave mirror and is located at such a distance from the light source that the entire concave mirror radiation passes through this flat surface.

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.Due to the distance between the light source and the concave mirror in the amount of o, 6- to o-o, times its After the convergent exit of the light, the radius of curvature creates a real image the light source in front of the mirror on the side of the light source facing away from the mirror.

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.Due to the disc located in the middle part of the end plan or almost planar surface can the convergent rays coming from the concave mirror pass through without a substantial one To undergo change of direction. The size of this flat surface for the curvature of the concave mirror and the distance between the lens and the light source are coordinated so that both those reflected by the concave mirror, through the plane Rays passing through the surface, beyond the real light source image as well as that directly from the light emitted by the light source at approximately the same scattering angle the object to be illuminated meeting.

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.The light direction changing elements adjacent to this flat surface of the lens, through which the final disc acts as a Fresnel lens, are designed in a known manner so that those rays that leave the light source at a smaller angle to the lens, can also be steered into the intended angle. These elements can be purely breaking, but also partly breaking, partly totally reflective.

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.To neither of the concave mirror nor of the lens in their previously described The form of intercepting captured rays and throwing them in the desired direction is the responsibility of the Concave mirror at its opening an outwardly protruding extension. This reflective extension detects the rays coming from the light source approximately at right angles to the direction of illumination and brings them into cooperation with additional, flat or curved parts of the lens in the desired solid angle. When these latter parts of the lens are very, strongly refractive, so are the immediately from the light source on they directed falling parts of the radiation into the Mutzwinkel.

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.In Fig. Ι a light according to the invention is shown in cross section. 1 with a trough-shaped concave mirror is referred to, which is arranged opposite the thread-like light source 2 so that the axis 3 of the mirror or the line of its centers of curvature has the same shape as the thread-like light source or here as the longitudinally extending light tube 2 owns but does not coincide with it. Rather, the light tube 2 is located at a distance from the mirror 1 which is between 0.6 times and 0.1 times the radius of curvature of the mirror 1. As a result, the light source 2 is imaged in front of the arrangement, ie in the direction of the illuminated object. With this arrangement, the light source 2 can only shade insignificant parts of the total luminous flux. The transparent cover plate 4 of the lamp is essentially flat at the points penetrated by the reflected luminous flux, but there can also be slightly light-scattering grooves or other correspondingly acting surface shapes there. The size and the ¹ spacing of this flat surface of the closing disk 4 from the light source are dimensioned so that it, seen from the light source, appears at about the same angle as the beam coming from the mirror, so that the light source after Straight and directly emitted luminous flux component at the front has the same opening angle as the reflected luminous flux component. The rays emerging at larger angles to the front are detected by lens-like refractive steps 5 of the cover plate 4 and directed into the desired angular space. Rays running approximately radially outward are detected by plane mirrors 6 which form an outwardly projecting enlargement at the opening of the concave mirror 1. The rays reflected by them are also brought into the usable angle space by further parts 7 of the end plate 4 provided for this purpose. These parts 7 break so strongly that rays falling on them directly from the light source are made usable.

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.Very often fluorescent tubes are not straight, but curved, for example U-shaped or circular, as indicated at 12 in the example of FIG. When using a U-shaped The light source of the concave mirror is also U-shaped in elevation. In the latter case, the concave mirror is 1 toric-channel-shaped. The end plate 4 of Fig. Ι is a circular lamp (Fig. 2) a body of revolution 14 with lens-like refractive steps 15 and 17, and the plane mirror 1 are a conical mirror 16 in FIG one side of the light tube 12 are radiated over to the other.

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 gewünschteTo avoid this, direction-changing optical elements are advantageously attached between them. This can be done in the case of U-shaped fluorescent tubes with straight parallel legs Prisms be of equilateral-triangular cross-section, which are parallel to the legs of the light tube are arranged so that they convert the inwardly directed luminous flux into the desired through total reflection

526/355526/355

V 6678 VIIIel'21 fV 6678 VIIIel'21 f

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.Steer direction. In the case of circular fluorescent tubes, a cone 21 is closed instead of such a prism set. Prism or cone are expediently connected to the cover plate 14 or form one Part of her. Failure zones caused by the glass thickness of the pane 14 can be eliminated by mirrors that are arranged as flat strips parallel to the central prism or as cylinders surround the central cone 21 in the case of annular light sources.

Claims

Patent claims:

Ί. Luminaire for light sources of great length but small diameter, preferably for flashlight discharge lamps with a concave mirror of the same shape behind the light source like the light source and in front of the light source a transparent, converging Fresnel lens acting cover plate is attached, characterized in that the distance of the Light source from the concave mirror corresponds to the 0.6 to o, o, fold radius of curvature of the mirror, which at its opening one after reflective extension protruding from the outside.

has, and the Fresnel lens has a flat or almost flat surface in its central part, which is matched in its expansion to the curvature of the concave mirror and is in at such a distance from the lamp that the entire concave mirror radiation passes through this flat surface passes through.

2. Lamp according to claim 1, characterized in that the light sources are ring-shaped or Are U-shaped.

3. Lamp according to claim 1 or 2 for light sources with mutually parallel Filaments of light, characterized in that in order to avoid the adjacent, parallel parts between each two parallel parts of the light source a totally reflective one Prism is arranged with a simultaneously-triangular cross-section, which is preferably is connected to the lens.

4. Light according to claim 2 for ring-shaped lamps, characterized by a beam over of the ring parts preventing each other, totally reflective cone in the middle The light source, which is preferably disk with the closure. Is connected.

5. Light according to claim 3 or 4, characterized by on both sides to the totally reflective Prism or central cone additional surface mirror (22) in the shape of planer or ring-shaped strip.

Referred publications:

British Patent No. 540,898;

German Patent No. 831 683;

U.S. Patents Nos. 2344295, 2356654, 895, 2216993;

French patents No. 799 750,
146, 984 607.

1 sheet of drawings

609 526/355 5. 56