-
Die
Erfindung betrifft einen Lichtreflektor, insbesondere einen Lichtreflektor
für Leuchten
und lichttechnische Geräte.
-
Lichtreflektoren
mit einem zumeist zylinder- oder rotationssymmetrischen, konkaven
Körper
sind für
Beleuchtungszwecke, beispielsweise als sphärische oder als Parabolspiegel,
bekannt.
-
Bekannt
sind Reflektoren, deren Reflexionsfläche eine Facettierung aufweist.
So zeigt beispielsweise die
US
6, 206, 549 B1 einen Lichtreflektor mit einer zumindest
abschnittsweise facettierten Oberfläche.
-
Das
Dokument
EP 1 635 379
A1 zeigt eine Gasentladungslampe mit einem Reflektor, der
im leuchtmittelnahen Bereich sphärische
Facetten aufweist. Farbflecken im Lichtfeld, welche durch eine inhomogene
Farbverteilung einer Entladungslampe verursacht werden, sollen so
reduziert werden.
-
In
der
EP 0 250 191 A2 werden
Reflektoren beschrieben, deren reflektierende Oberflächen zumindest
teilweise mit Facetten bedeckt sind, welche einen elliptischen Umfang
aufweisen, der jeweils an den elliptischen Umfang benachbarter Facetten
angrenzt und zwischen diesen einen Bereich der ursprünglichen,
unfacettierten Reflektorfläche
freilässt, was
insgesamt zu geringeren Streuverlusten dieser Reflektoren führen soll
als diese bei Reflektoren auftreten, deren Facetten direkt aneinander
hexagonal oder diamantförmig
angrenzen.
-
Aus
der
DE 102 29 782
A1 sind Reflektoren mit verschieden geformten Facettenumfängen bekannt,
welche mit einer durch Sputtern aufgetragenen farbgebenden Schicht
versehen sind. Der Auftrag dieser Farbschicht durch Sputtern soll
deren Kratzfestigkeit erhöhen
sowie deren Erscheinungsbild gegenüber innenseitig aufgetragenen
Lackschichten verbessern. Obwohl der Umfang dieser Facetten graphisch
dargestellt ist, wird die Wölbung der
jeweiligen Facetten nicht beschrieben.
-
In
der
DE 199 10 192
A1 werden Reflektoren beschrieben, deren Facetten aufweisende
Reflexionsfläche
in Sektoren und Zeilen eingeteilt ist. In den jeweiligen Sektoren
und/oder Zeilen sind die Radien der Facettenflächen (hier die Radien von Kugeln
oder Zylindern) oder der Winkel über
den sich eine Spalte von Facettenflächen erstreckt, so gewählt, dass
die Grösse
des Raumwinkels, unter welchem die Facette einen im Reflektor angeordneten
Leuchtkörper
sieht, berücksichtigt
ist. Bei größerem Raumwinkel
wird eine entsprechend kleinere Krümmung und folglich ein entsprechend
größerer Radius
der Facettenfläche
oder deren Wölbung
gewählt.
Hierdurch soll beispielsweise statt einem runden ein ovales Lichtfeld erzeugt
werden. Für
die jeweiligen Facettenradien werden Gleichungen angegeben, deren
Berechnung und Fertigung sich jedoch aufwendig und kostenintensiv
gestaltet. Insbesondere können
sich bei der Fertigung wegen der nötigen Oberflächentoleranzen Probleme
bei der Entformung der heissgeformten Reflektorflächen ergeben.
-
Neben
Streuverlusten und der Geometrie des von einem Reflektor erzeugten
Lichtfeldes ist auch die Schärfe
der Kontur des Lichtfelds ein wichtiges Kriterium für dessen
Einsatz. Die Schärfe
der wahrnehmbaren Kontur an der Grenze eines Lichtbündel-Grenzwinkels
wird beispielsweise in der DIN 5040-4 in Abhängigkeit vom Beleuchtungsstärkegradienten
S(γ) als
Werte von K3 bis K5 definiert, wobei γ der Winkel des austretenden
Lichts relativ zu der Symmetrieachse des Reflektors ist, siehe beispielsweise
DIN 5040-4, 1999–04
Absatz 5.4. Reflektoren mit einer Konturschärfe K1, entsprechend S(γ) > 4, weisen ein scharf
begrenztes Bündel
ohne jedes Streulicht auf, wohingegen Reflektoren mit einer Konturschärfe K5,
entsprechend S(γ) < 0,5, ein breitstrahlendes
Bündel
ohne erkennbare Kontur zeigen.
-
Die
Erfinder haben sich die Aufgabe gestellt, einen Reflektor sowie
damit versehene lichttechnische Gerte zu schaffen, bei welchen die
Schärfe
der Kontur des Lichtfelds Werte von K3 bis K5 aufweisen kann und
dennoch die Form der Reflexionsfläche möglichst einfach zu berechnen
und fertigungstechnisch, insbesondere bei der Heissformung, gut
zu beherrschen ist.
-
Zur
einfacheren Berechnung einer Reflektorform eignen sich Facettengrundformen,
welche beispielsweise sphärisch
oder zylindrisch sind.
-
Werden
für Reflektoren
jedoch nur sphärische
Facetten verwendet, also Facetten, welche die Form eines Kugelausschnitts
aufweisen, ergeben sich weich auslaufende Lichtfelder mit typischen Konturschärfen von
K5, siehe beispielsweise 4, welche nahezu keine Grenzen
des Lichtfelds erkennen lassen.
-
Sphärische Facetten
haben zwar den Vorteil, dass das Lichtfeld einer mit einem derartigen
Reflektor ausgestatteten Leuchte weich ausläuft. Nachteilig ist allerdings
die relativ geringe Beleuchtungsstärke einer mit einem solchen
Reflektor ausgestatteten Leuchte oder Beleuchtungseinrichtung, welche
diese für
viele Anwendungen, beispielsweise bei der Filmproduktion, auf der
Bühne und/oder
im Fotostudio ungeeignet erscheinen lassen. Darüber hinaus sind Reflektoren,
welche nur sphärische
Facetten aufweisen, besonders als Glasreflektoren nur sehr aufwendig herstellbar.
-
Zylindrische
Facetten haben demgegenüber den
Vorteil, dass ein Reflektor, der nur Zylinderfacetten mit einer
Zylinderachse im Wesentlichen in Längsrichtung des Reflektors
aufweist, zwar bei dessen Heissformung in der Regel gut entformbar
ist und auch eine hohe Beleuchtungsstärke hat; das Lichtfeld einer
mit einem solchen Reflektor versehenen Leuchte läuft allerdings im Randbereich
in der Regel so hart aus, dass sich hiermit zwar Verfolgungsscheinwerfer
mit Konturschärfen
K1 oder K2 und entsprechend hoher Richtwirkung herstellen lassen, aber
auch dieses Lichtfeld ist für
viele Anwendungen, beispielsweise bei der Filmproduktion, auf der
Bühne und/oder
im Fotostudio nicht geeignet.
-
Die
Aufgabe der Erfindung wird bereits durch einen Lichtreflektor nach
Anspruch 1 gelöst.
-
Besondere
Ausführungsformen
und Weiterbildungen der Erfindung sind den jeweiligen Unteransprüchen zu
entnehmen.
-
Gemäss der Erfindung
ist ein Lichtreflektor mit einem hohlen Körper vorgesehen, der eine Öffnung aufweist.
Es handelt sich bei der Erfindung um einen Hohlreflektor, der einen
Brenn- oder Mittelpunktbereich hat, in welchem ein Leuchtmittel
angeordnet werden kann. Als Mittelpunktbereich wird hierbei ein
Bereich verstanden, welcher in der Nähe oder in der optischen Achse
des Reflektors liegt und relativ zum Brennpunkt des Reflektors axial
verschoben sein kann.
-
Bei
derartigen Reflektortypen kann in dem Brenn- oder Mittelpunktbereich
ein Leuchtmittel, etwa eine Glühlampe,
eine Hochddruckentladungslampe oder auch eine LED oder können mehrere LED's angeordnet werden.
-
Die
Erfindung bezieht sich auf einen Reflektortyp, dessen Reflexionsfläche zumindest
abschnittsweise eine Facettierung aufweist.
-
Gemäss der Erfindung
kann auch vorgesehen werden, dass die, Facetten zumindest teilweise in
einem ersten leuchtmittelnahen Bereich ein Verhältnis von Länge zu Breite haben, welches
grösser ist,
als das Verhältnis
von Länge
zu Breite in einem zweiten, leuchtmittelfernen Bereich. Gemäss der Erfindung
sind also in dem Bereich, welcher sich nahe am Leuchtmittel befindet,
im Wesentlichen längliche Facetten
vorgesehen, die sich bevorzugterweise radial in Richtung des Mittelpunktbereiches
erstrecken. Das Längen/Breiten-verhältnis der
Facetten wird dabei bevorzugt anhand des Grundrisses bzw. der Umfangsform
der Facetten bestimmt.
-
In
einer Ausführungsform
zeichnet sich der Lichtreflektor dadurch aus, dass der erste, leuchtmittelnahe
Bereich zwischen 5 und 70%, bevorzugt zwischen 10 und 50%, besonders
bevorzugt zwischen 20 und 35% der Reflexionsfläche einnimmt.
-
Ein
zweiter Bereich, welcher sich weiter entfernt von der Lichtquelle
befindet, weist eine Facettierung auf, die eher kompakt gestaltete
Facetten, insbesondere etwa sphärische
oder quadratische Facetten aufweist Die Erfindung umfasst auch Reflektoren,
die ausser einem ersten, leuchtmittelnahen und einem zweiten, leuchtmittelfernen
Bereich noch weitere Bereiche aufweisen.
-
Die
Erfinder haben herausgefunden, dass mit einem derartigen Reflektortyp
die Vorteile eines Lichtreflektors mit sphärischen Facetten und die Vorteile
eines Lichtreflektors mit Zylinderfacetten kombiniert werden können. Durch
den hinteren, leuchtmittelferneren Bereich mit kompakteren Facetten,
beispielsweise sphärischen
Facetten, wird erreicht, dass das Lichtfeld einer Leuchte, die mit
einem erfindungsgemässen
Reflektor ausgestattet ist, weich ausläuft. Der vordere, leuchtmittelnähere Bereich, mit
den länglichen
Facetten, beispielsweise Zylinderfacetten, sorgt dafür, dass
eine Leuchte mit einem erfindungsgemässen Reflektor eine hohe Beleuchtungsstärke hat.
Gemäss
der Erfindung kann ein Reflektor mit einem weich auslaufenden Lichtfeld
bereitgestellt werden, der gegenüber
einem Reflektor, welcher nur Zylinderfacetten aufweist, lediglich
etwa nur 5% Lichtstärke
verliert. Bekannte Reflektoren mit sphärischen Facetten haben dagegen üblicherweise eine
30 bis 40% geringere Lichtstärke
zur Folge als mit Zylinderfacetten ausgestaltete Reflektoren.
-
In überraschender
Weise hat sich herausgestellt, dass ein derartiger Reflektor auch
viel wirtschaftlicher herzustellen ist. Bei bekannten Reflektoren
mit sphärischen Facetten
ist es äusserst
schwierig, im unteren also leuchtmittelnahen Bereich eine annähernd sphärische Struktur
zu erreichen. Beim Heisspressen von Glas geht die sphärische Form
im leuchtmittelnahen Bereich nach dem Pressen meist zumindest teilweise
wieder verloren. Länglich
ausgestaltete Facetten sind dagegen stabil genug, um auch gegenüber den
Enformungskräften
erhalten zu bleiben. Es wird gemäss
der Erfindung also ermöglicht, einen
Glasreflektor heiss zu formenen, welcher ein weich auslaufendes
Lichtfeld aufweist. Der Fertigungsaufwand ist dabei nicht wesentlich
höher als bei
einem Lichtreflektor mit zylindrischen Facetten. Eine Nachbearbeitung
ist zumeist nicht erforderlich, weiches wiederum Fertigungskosten
senkt und hohe Ausbeute sichert.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung ist der hohle Körper,
der die Form des Reflektors bestimmt, ein im Wesentlichen zylinder-
oder rotationssymmmetrischer Körper,
insbesondere ein Körper
mit einer im Wesentlichen konkaven Form. Es kommen dabei für die zunächst unfacettierte
Grundform des Reflektors alle Reflektortypen in Betracht, beispielsweise
sphärische,
parabelförmige
oder ellipsoide Reflektortypen. Die Ausgestaltung richtet sich dabei
hauptsächlich
nach dem jeweiligen Anwendungszweck.
-
Gemäss der Erfindung
sind die Facetten zumindest teilweise konvex und/oder konkav ausgebildet.
Es sind also insbesondere sphärische
und kreiszylinderabschnittförmige
Facetten umfasst, bei denen die Oberfläche der sphärischen oder kreiszylinderartigen
Form sowohl aus dem Körper
des Lichtreflektors heraus ragt, als auch in den Körper des
Lichtreflektors hinein ragt.
-
Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird die Grenze zwischen einem ersten leuchtmittelnahen
Bereich und einem zweiten, leuchtmittelfernen Bereicht entlang einer
gedachten Schnittlinie des hohlen Körpers zu einer senkrecht zur
Symmetrie- bzw. Zylinder- oder Rotationssymmetrieachse bzw. -geraden
des hohlen Körpers
verlaufenden Ebene gebildet. Der Lichtreflektor wird also in einen
unteren Abschnitt, welcher das Leuchtmittel umgibt beziehungsweise
zum Halten der Lichtquelle vorgesehen ist und einen oberen Abschnitt,
der eine kompakte Facettierung zur Streuung des Lichtes aufweist,
unterteilt. So wird ein Lichtfeld erzeugt, welches eine im Wesentlichen
zylinder- oder rotationssymmmetrische
Intensität
aufweist.
-
Der
erfindungsgemäße Lichtreflektor
ist dadurch gekennzeichnet, dass die Grenze zwischen dem ersten,
leuchtmittelnahen und dem zweiten, leuchtmittelfernen Bereich die
Oberfläche
des Reflektors für
einen Konturschärfewert
nach DIN 5040-4, April 1999, für
einen Wert von K3 in einem Flächenverhältnis von
etwa 1 zu 4 unterteilt ist, wobei der Faktor 1 die Fläche der
sphärischen
Facetten definiert und der Wert 4 die Fläche der zylindrischen Facetten
definiert und für
einen Wert von K4 in einem Flächenverhältnis von
in etwa 1 zu 1 unterteilt ist.
-
Weiterhin
ist der Lichtreflektor dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Konturschärfe nach
DIN 5040-4, April 1999,
für
einen Wert von K3 die Radien der sphärischen Facetten ca. das 0,67
bis 1,0 fache der Brennweite des Reflektors betragen und die zylindrischen
Facetten wenigstens 48 Unterteilungen über den Kreisumfang definieren,
für einen
Wert von K4 bei einem Reflektor mit einer Brennweite von 5,2 mm
mit einer Grundkonturstreuung des Reflektors von ca. 15° dessen Streuverhalten
durch Zylinder und Sphären
auf 36 bis 38° aufgeweitet
ist, wobei Mac die Radien der sphärischen Facetten ca. 3,5 bis
5 mm betragen und die zylindrischen Facetten wenigstens 48 Unterteilungen über den
Kreisumfang definieren.
-
Ferner
ist der Lichtreflektor dadurch gekennzeichnet, dass
bei einer
Konturschärfe
nach DIN 5040-4, April 1999, für
einen Wert von K3 bei einem Reflektor mit einer Brennweite von 5,2
mm mit einer Grundkonturstreuung des Reflektors von ca. 15° dessen Streuverhalten
durch Zylinder und Sphären
auf 36 bis 38° aufgeweitet
ist, wobei die Radien der sphärischen
Facetten ca. 3,5 bis 5 mm betragen und die zylindrischen Facetten
wenigstens 48 Unterteilungen über
den Kreisumfang definieren,
für einen Wert von K4 bei einem
Reflektor mit einer Brennweite von 5,2 mm mit einer Grundkonturstreuung
des Reflektors von ca. 15° dessen
Streuverhalten durch Zylinder und Sphären auf 36 bis 38° aufgeweitet
ist, wobei die Radien der sphärischen
Facetten Ca. 35 bis 5 mm betragen und die zylindrischen Facetten
wenigstens 48 Unterteilungen über
den Kreisumfang definieren.
-
Die
vorstehend beschriebene Grundkonturstreuung ergibt sich zumindest
aus der Leuchtmittelgrösse
und der Brennweite des unfaccetierten Reflektors.
-
In
einer Ausführungsform
weist der der Reflektor einen maximalen Innendurchmesser von ca. 42
mm und eine Brennweite, die insbesondere grösser als 5,0 mm ist, auf.
-
In
bevorzugter Weise beträgt
das Verhältnis der
Facetten von Länge
zu Breite bei den Facetten in dem leuchtmittelnahen Bereich mehr
als da Zweifache, bevorzugt mehr als das Dreifache und besonders
bevorzugt mehr als das Vierfache des Verhältnisses der Facetten von Länge zu Breite
in dem leuchtmittelfernen Bereich.
-
Es
ist insbesondere vorgesehen, den leuchtmittelfernen Bereich mit
Facetten auszugestalten, deren Verhältnis von Länge zu Breite in etwa 1 beträgt, also
beispielsweise sphärischen
Facetten. Dementsprechend liegt das Verhältnis von Länge zu Breite dann in dem leuchtmittelnnahen
Bereich über 2,
bevorzugt über
3 und besonders bevorzugt über
4. Die Facetten im leuchtmittelnahen Bereich sind dann länglich ausgebildet,
was zu einem scharf begrenzten hellen Lichtfeld führt.
-
Bevorzugter
Weise haben die Facetten in dem leuchtmittelfernen Bereich zumindest
teilweise eine im Wesentlichen sphärische Form. Die Facetten sind
also als Kugelausschnitte ausgebildet. Es hat sich herausgestellt,
dass derartige sphärische
Formen ein weich auslaufendes Lichtfeld erzeugen.
-
Im
leuchtmittelnahen Bereich haben die Facetten dagegen eine längliche
Form, insbesondere eine im Wesentlichen kreiszylinderartige Form.
Die Facetten werden also von Kreiszylinderabschnitten gebildet,
welche bevorzugter Weise tangential zur Oberfläche des hohlen Körpers verlaufen.
-
Alternativ
oder zusätzlich
ist vorgesehen, die Facetten zumindest teilweise als Polyederausschnitte
auszubilden. So können
die Facetten insbesondere aus Polyederausschnitten gebildet werden,
die sich den zuvor beschriebenen sphärischen beziehungsweise kreiszylinderartigen
Formen annähern. Für den leuchtmittelfernen
Bereich mit ansonsten sphärischen
Facetten kommen dabei insbesondere reguläre oder halbreguläre Polyederausschnitte
in Betracht, mit welchen sich besonders gut an eine Kugelform annähern lässt.
-
In
bevorzugter Weise hat der leuchtmittelnahe Bereich einen Anteil
von 5 bis 70%, bevorzugt von 10 bis 50% und besonders bevorzugt
von 20 bis 35% der Reflexionsfläche.
Es hat sich herausgestellt, dass bereits ein kleiner Bereich mit
länglichen
Facetten im unteren Bereich des Reflektors zu den erfindungsgemässen Vorteilen
führt.
-
Je
nach Anordnung der Facetten ist bei bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung die Umfangsform der Facetten im leuchtmittelfernen
Bereich im Wesentlichen polygon, insbesondere quadratisch oder in
Form eines regelmässigen
Sechsecks ausgebildet. Bevorzugter Weise werden nämlich die
Facetten im Wesentlichen regelmässig
angeordnet, so dass entsprechende Grundrisse oder Umfangsformen
entstehen.
-
Bei
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung sind im zweiten leuchtmittelfernen Bereich die Facetten
wabenartig angeordnet und als sphärische Facetten ausgestaltet.
Die Facetten haben dementsprechend einen sechseckigen Grundriss.
-
Bei
den länglichen
Facetten im ersten leuchtmittelnahen Bereich ist auch der Grundriss
bzw. die Umfangsform dementsprechend im Wesentlichen länglich ausgestaltet.
-
Bei
einer Weiterbildung der Erfindung weist der Lichtreflektor im Mittelpunktbereich,
also im Zentrum, eine Öffnung
zur Einbringung eines Leuchtmittels auf. So kann von hinten ein
Leuchtmittel, beispielsweise eine Glühlampe oder eine LED in den Lichtreflektor
eingebracht werden. In bevorzugter Weise weist der Lichtreflektor
darüber
eine Aufnahme für
das Leuchtmittel auf.
-
Die
Facetten sind bei einer bevorzugten Ausführungsform um die Symmetrieachse
des Reflektors gruppiert und verlaufen zumindest im ersten leuchtmittelnahen
Bereich im Wesentlichen radial. Es sind also längliche Facetten vorgesehen,
die sternförmig von
einem gedachten Mittelpunkt des Reflektors ausgehen.
-
Die
Erfindung betrifft ferner eine Leuchte mit einer Lichtquelle oder
einem Leuchtmittel und einem erfindungsgemässen Lichtreflektor. Bei der
erfindungsgemäßen Leuchte
weist das bevorzugt im Wesentlichen zylindrische Leuchtmittel eine
Länge von 2,5
bis 3,5 mm auf, welches sich vorzugsweise axial zur Symmetrieachse
des Reflektors erstreckt und einen Durchmesser hat, der kleiner
oder gleich 1,5 mm ist. In einer Ausführungsform weist das Leuchtmittel eine
Länge von
etwa 2,5 mm und einen Durchmesser von etwa 1 mm auf. In einer weiteren
Ausführungsform
weist das Leuchtmittel eine Länge
von etwa 3,5 mm und einen Durchmesser von etwa 1,5 mm auf. Bei einer
Weiterbildung der Erfindung ist die Leuchte so ausgebildet, dass
die Position der Lichtquelle verstellbar ist. Insbesondere ist vorgesehen,
die Leuchte mit einem Reflektor zu versehen, der im Wesentlichen
als konkaver achsensymmetrischer Rotationskörper bzw. zylinder- oder rotationssymmetrischer Körper ausgestaltet
ist und in dessen Zentrum typischerweise die Lichtquelle angeordnet
ist. Gemäss der
Erfindung ist die Lichtquelle in Richtung der Symmetrieachse axial
verstellbar. So kann eine Leuchte mit variablem Lichtaustrittswinkel
bereitgestellt werden.
-
Die
Lichtfeldgrösse
verändert
sich beim Verstellen der Lichtquelle. So kann die Leuchte verschiedenen
Anforderungen angepasst werden. Es kann sowohl ein sehr helles kleines
Lichtfeld als auch eine breiteres etwas dunkleres Lichtfeld erzeugt
werden. Die Verstellung der Lichtquelle entlang der Symmetrieachse
kann sowohl durch einen verstellbaren Reflektor als auch durch eine
verstellbare Lichtquelle erreicht werden.
-
In
bevorzugter Weise wird die erfindungsgemässe Leuchte bei Filmproduktionen,
auf der Bühne oder
im Fotostudio verwendet. Es ist dabei besonders vorteilhaft, dass
durch die weich auslaufenden Ränder
des Lichtfeldes keine harten Lichtstrukturen entstehen.
-
Die
Erfindung soll im Folgenden anhand des in 1 bis 3 dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert werden.
-
1 zeigt
eine schematische perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemässen
Reflektors,
-
2 zeigt
eine schematische Detailansicht der Reflexionsfläche des in 1 dargestellten
Reflektors,
-
3 zeigt
eine weitere schematische Detailansicht der Reflexionsfläche des
in 1 dargestellten Reflektors,
-
4 zeigt
eine graphische Darstellung der Schärfe der Kontur S(γ) eines Reflektors,
welcher nur sphärische
Facetten aufweist mit einer Konturschärfe K5 entsprechend DIN 5040-4,
-
5 zeigt
eine graphische Darstellung der Schärfe der Kontur S(γ) eines Reflektors,
welcher nur zylindrische Facetten aufweist mit einer Konturschärfe K3 entsprechend
DIN 5040-4,
-
6 zeigt
eine graphische Darstellung der Schärfe der Kontur S(γ) eines Reflektors
mit einer erfindungsgemäss
Reflexionsfläche
und einer Konturschärfe
K4 entsprechend DIN 5040-4.
-
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
-
Nachfolgend
werden bevorzugte Ausführungsformen
der erfindungsgemässen
Reflektoren sowie von damit versehenen lichttechnischen Geräten unter
Bezugnahme auf die beigeschlossenen Figuren beschrieben.
-
Bei
der vorliegenden Beschreibung wird als zylindrische Form einer Facette
ein Abschnitt eines Zylinders verstanden, dessen Längsachse
in etwa parallel zu einer Tangente der Grundform des Reflektors,
welche in der Nähe
dieser Facette, insbesondere in der nächsten Nähe dieser Facette am Reflektor anliegt,
entspricht.
-
Als
Grundform des Reflektors wird hierbei der nicht facettierte Reflektor
verstanden, welcher bevorzugt eine sphärische, elliptische oder parabolische
Grundform haben kann.
-
Ferner
soll die Achse des Abschnitts eines Zylinders, welcher die Form
der Facette definiert, soweit bei der Beschreibung spezieller Ausführungsformen
nichts anderes angegeben wird, in einer Ebene liegen, in welcher
auch die optische Achse des Reflektors liegt. Hierdurch sehen derartige
zylindrische Facetten bei Betrachtung des Reflektors von vorn, also
entgegen dessen Lichtausbreitungsrichtung etwa wie radiale, speichenförmige Abschnitte
aus. 1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht
eines Ausführungsbeispiels
eines erfindungsgemässen
Reflektors 1.
-
Der
Reflektor 1 ist als im Wesentlichen zylinder- oder rotationssymmmetrischer
Körper
ausgestaltet, in dessen Zentrum eine Aufnahme 5 für ein Leuchtmittel
angeordnet ist, die einen Mittelpunktbereich definiert.
-
Im
unteren Bereich des Reflektors 1, also im leuchtmittelnahen
Bereich 2 weist die Reflektoroberfläche Facetten auf, die im Wesentlichen
die Form tangential zur Oberfläche
verlaufender Zylinderausschnitte aufweisen.
-
Diese
Zylinderfacetten gehen in etwa sternförmig von dem Mittelpunktbereich
aus. Entlang einer gestrichelten Linie 4, die entlang einer
gedachten Schnittlinie einer in etwa senkrecht zur Symmetrieachse
verlaufenden Ebene (nicht dargestellt) verläuft, wird die Grenze zu einem
oberen leuchtmittelfernen Bereich 3 gebildet.
-
Im
leuchtmittelfernen Bereich 3 weist die Oberfläche des
Reflektors Facetten auf, die eine im Wesentlichen sphärische Form
haben. Die sphärischen
Facetten sind wabenartig angeordnet und weisen aufgrund ihrer sich überschneidenen
Kugelausschnitte einen Grundriss auf, der in etwa einem regelmässigem Sechseck
entspricht.
-
2 zeigt
eine schematische Detailansicht des in 1 gezeigten
Reflektors. Zu erkennen ist vor allem der obere leuchtmittelferne
Bereich 3, welcher sphärische
Facetten aufweist, die wabenartig angeordnet sind. Unterhalb einer
Grenze, die durch eine gestrichelte Linie 4 angedeutet
ist, beginnt der leuchtmittelnahe Bereich, der längliche Facetten, die in etwa
die Form von Kreiszylinderausschnitten haben, aufweist.
-
3 zeigt
eine weitere schematische Detailansicht des in 1 gezeigten
Reflektors, welche vor allem den unteren, leuchtmittelnahen Bereich 2 zeigt,
der sich an die Aufnahme 5 für ein Leuchtmittel (nicht dargestellt)
erstreckt. Aufgrund der tangentialen Ausrichtung der Zylinderfacetten
im leuchtmittelnahen Bereich 2 und der zum Mittelpunkt
hin zunehmenden Krümmung
des Reflektors sind die Zylinderfacetten an der oberen Grenze länger als
in der Nähe der
Aufnahme 5.
-
Die 4 bis 6 zeigen
jeweils eine graphische Darstellung der Schärfe der Kontur S(γ) eines Reflektors
unterschiedlicher Facettierung und Konturschärfe. Im Detail ist dabei jeweils
die horizontale und die vertikale S-Verteilung, als Funktion des Winkels,
angegeben in der Einheit Grad, dargestellt. In den 5 und 6 sind
zudem noch einzelne Wertepaare im Bereich der jeweiligen Maxima
der Verteilungen angegeben.
-
4 zeigt
eine graphische Darstellung der Schärfe der Kontur S(γ) eines Reflektors,
welcher nur sphärische
Facetten aufweist mit einer Konturschärfe K5 entsprechend DIN 5040-4.
Der Verlauf belegt das weich auslaufende Lichtfeld sphärischer
Facetten. Dagegen ist in 5 eine graphische Darstellung
der Schärfe
der Kontur S(γ)
eines Reflektors, welcher nur zylindrische Facetten aufweist mit
einer Konturschärfe
K3 entsprechend DIN 5040-4 gezeigt. Der gezeigte Verlauf belegt
das hart auslaufende Lichtfeld der zylindrischen Facetten.
-
6 zeigt
eine graphische Darstellung der Schärfe der Kontur S(γ) eines Reflektors
mit einer Reflexionsfläche
gemäß der Erfindung
und einer Konturschärfe
K4 entsprechend DIN 5040-4. Der Verlauf belegt die Vorteile beider
einzelner vorstehend gezeigter Typen in einem einzigen Reflektor.
-
In
einer Ausführungsform
ist die Grenze zwischen dem ersten, leuchtmittelnahen und dem zweiten,
leuchtmittelfernen
Bereich die Oberfläche
des Reflektors, für
einen Konturschärfewert
nach DIN 5040-4, April 1999,
für einen Wert von K3 in einem
Flächenverhältnis von etwa
1 zu 4 unterteilt, wobei der Faktor 1 die Fläche der sphärischen Facetten und der Wert
4 die Fläche der
zylindrischen Facetten definiert, und
für einen Wert von K4 in einem
Flächenverhältnis von in
etwa 1 zu 1 unterteilt.
-
Bei
einer Konturschärfe
nach DIN 5040-4, April 1999, betragen,
für einen Wert von K3, die Radien
der sphärischen Facetten
ca. das 0,67 bis 1,0 fache der Brennweite des Reflektors und die
zylindrischen Facetten definieren wenigstens 48 Unterteilungen über den
Kreisumfang;
für
einen Wert von K4, betragen bei einem Reflektor, mit einer Brennweite
von 5,2 mm mit einer Grundkonturstreuung des Reflektors von ca.
15°, dessen Streuverhalten
durch Zylinder und Sphären
auf 36 bis 38° aufgeweitet
ist, die Radien der sphärischen
Facetten ca. 3,5 bis 5 mm und die zylindrischen Facetten definieren
wenigstens 48 Unterteilungen über den
Kreisumfang.
-
Bei
einer Konturschärfe,
nach DIN 5040-4, April 1999,
für einen Wert von K3, ist bei
einem Reflektor mit einer Brennweite von 5,2 mm mit einer Grundkonturstreuung
des Reflektors von ca. 15° dessen Streuverhalten
durch Zylinder und Sphären
auf 36 bis 38° aufgeweitet,
wobei die Radien der sphärischen Facetten
ca. 3,5 bis 5 mm betragen und die zylindrischen Facetten wenigstens
48 Unterteilungen über den
Kreisumfang definieren,
für
einen Wert von K4, ist bei einem Reflektor mit einer Brennweite
von 5,2 mm mit einer Grundkonturstreuung des Reflektors von ca.
15° dessen Streuverhalten
durch Zylinder und Sphären
auf 36 bis 38° aufgeweitet,
wobei die Radien der sphärischen Facetten
ca. 3,5 bis 5 mm betragen und die zylindrischen Facetten wenigstens
48 Unterteilungen über den
Kreisumfang definieren.
-
Es
ist dem Fachmann ersichtlich, dass die vorstehend beschriebenen
Ausführungsformen
beispielhaft zu verstehen sind. Die Erfindung ist nicht auf diese
beschränkt,
sondern kann in vielfältiger
Weise variiert werden kann, ohne den Geist der Erfindung zu verlassen.