DE4313366A1 - Transparentes Element zur Variation der Lichtstrahlen einer Beleuchtungseinrichtung - Google Patents
Transparentes Element zur Variation der Lichtstrahlen einer BeleuchtungseinrichtungInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V5/00—Refractors for light sources
- F21V5/02—Refractors for light sources of prismatic shape
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Element aus transparentem
Material zur Variation der Lichtstrahlen einer Be
leuchtungseinrichtung.
Beleuchtungseinrichtungen werden in großem Umfang zur
Ausstrahlung architektonischer Nutzflächen und Gewer
beflächen verwendet. Ihre Ausgestaltung und Konstruk
tion ist im wesentlichen daraufausgerichtet, hohe
Lichtausbeuten bei geringem Energieaufwand zu erzie
len. Nachteilig bei den meisten bisher verwendeten Be
leuchtungseinrichtungen ist, daß aufgrund von Streu
licht große Lichtmengen nicht genutzt werden können
und dieses Streulicht zudem eine unerwünschte und un
günstige Blendwirkung hat. Reflektoren von Beleuch
tungseinrichtungen haben häufig ein Ausblendverhalten,
das nicht den DIN-Empfehlungen (DIN 5035) entspricht,
und Korrekturen des Ausblendverhaltens beeinträchtigen
die Lichtverteilungskurve des Reflektors.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vor
richtung zur Verfügung zu stellen, mit welcher das
Ausblendverhalten von Beleuchtungseinrichtungen bzw.
Reflektoren in optimaler Weise korrigiert werden kann,
wobei nicht nur lichttechnischen, sondern auch ästhe
tischen Gesichtspunkten Rechnung getragen wird.
Der Erfindung liegt die Idee zugrunde, die Ausblendung
über einen lichtdurchlässigen Körper durchzuführen,
dessen Geometrie so ausgestaltet ist, daß diese durch
Brechung und innere Reflexion erreicht wird.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Element
aus transparentem Material zur Variation der Licht
strahlen einer Beleuchtungseinrichtung, wobei das Ele
ment Lichtstrahlen, die unter einem Winkel von mehr
als 45° zur Hauptlichtabstrahlrichtung von der Be
leuchtungseinrichtung emittiert werden, zumindest zum
Teil derart umgelenkt, daß sie vom Element in einem
Winkel von weniger als 45° emittiert werden.
Wird ein derartiges Element einer Beleuchtungseinrich
tung bzw. einem Reflektor vorgesetzt, kann damit eine
optimale Ausleuchtung der zu beleuchtenden Fläche er
zielt werden, bei gleichzeitig unterdrückter Blendwir
kung.
Bevorzugte Ausführungsformen des transparenten Elemen
tes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
So ist das Element bevorzugt als Kegelstumpf ausgebil
det, in dessen Grundfläche eine kegelförmige Vertie
fung vorgesehen ist. In einer weiteren bevorzugten
Ausführungsform ist an der zur Grundfläche parallelen
Schnittfläche des Kegelstumpfes eine Kegelspitze ange
formt. Es versteht sich, daß hierbei die Mantelfläche
der Kegelspitze unter einem Winkel zur Mantelfläche
des Kegelstumpfes angeordnet ist und Kegelstumpf und
Kegelspitze einstückig ausgeführt sind.
Um eine optimale Ausblendung zu erreichen, sollte das
transparente Element bestimmten geometrischen Bedin
gungen gehorchen. So ist der Winkel α zwischen der Ke
gelfläche der kegelförmigen Vertiefung und der Kegel
achse so zu wählen, daß er zwischen 50 und 80° liegt.
Besonders geeignet ist ein Winkel a zwischen 60 und
70°, insbesondere 65°.
Der Winkel β zwischen der Mantelfläche des Kegel
stumpfes und der Kegelachse sollte so gewählt werden,
daß er zwischen 2° und 20° liegt. Besonders bevorzugt
sollte ein Winkel β zwischen 8° und 13° gewählt wer
den, insbesondere von 10,5°.
Ist an dem Kegelstumpf eine Kegelspitze angeformt, so
sollte der Winkeln γ zwischen der Mantelfläche der Ke
gelspitze und der Kegelachse so gewählt werden, daß er
zwischen 60° und 90° liegt. Besonders bevorzugt sollte
ein Winkel γ zwischen 70° und 80° gewählt werden, ins
besondere ein Winkeln γ von 75°.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsmerkmale er
lauben einzeln und in Kombination miteinander eine äu
ßerst kompakte Gestaltung des Ausblendelementes, so
daß im Unterschied zu den bisher üblichen Formen, die
Größe des auszublenden Reflektors im Durchmesser nur
minimal überschritten wird.
Die Funktionalität des Ausblendkörpers berücksichtigt
dabei folgende allgemeine Reflektoreigenschaften:
1. Die Lampendirektstrahlung, d. h. jene Strahlung, die
von der Lampe nach unten zur Beleuchtungsebene abgege
ben wird, wird zur senkrechten optischen Achse umge
lenkt. Viele Leuchtmittel weisen dabei die Eigenschaft
auf, daß die das Licht emittierende Medium (z. B. Glüh
wendel) umgebenden Glasteile ein zusätzliches Streu
licht durch Lampenglasreflexionen verursachen und so
mit eine zusätzliche Blendquelle darstellen. Auch die
ser Streulichtanteil wird von dem erfindungsgemäßen
transparenten Element erfaßt.
2. Die Reflektorstrahlung, d. h. jene Strahlung, die
über den Reflektor zur Beleuchtungsebene gelenkt wird,
bleibt praktisch unberührt. Gegenüber bereits bekann
ten Ausblendelementen, die jedoch nur die Lampendi
rektstrahlung berücksichtigen, nimmt das transparente
Element gemäß der vorliegenden Erfindung auch jene Re
flektorstrahlung auf, die durch das das Licht emit
tierende Medium umgebende Glasteil am Reflektor wie
derum ein zusätzliches Streulicht verursacht und lenkt
sie um.
Durch die optisch-geometrische Formgebung des erfin
dungsgemäßen transparenten Elementes wird damit sämt
liches aus dem Reflektor nach unten austretende Licht
erfaßt, auch jenes Streulicht, welches durch die
Leuchtmittelkonstruktion bedingt ist.
Im Endeffekt wird nur die gewünschte Reflektorstrah
lung durchgelassen. Das restliche Streulicht der Lam
pendirektstrahlung, der Lampenglasreflexion sowie das
Reflektorstreulicht, wird durch Totalreflexionen ent
weder nach oben zur Decke oder in Richtung senkrechter
optischer Achse hin gelenkt.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen können die
einzelnen Flächen des transparenten Elementes, insbe
sondere die Mantelfläche des Kegelstumpfes oder die
Mantelfläche der gegebenenfalls vorhandenen Kegel
spitze, facettiert sein. Ein bevorzugtes Material ist
daher Glas. Durch die Facettierung bestimmter Flächen
des Elementes wird insbesondere ein dekorativer Effekt
erzielt, da ein gewisser Streulichtanteil über die Fa
cetten spektral zerlegt wird.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen
näher erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausfüh
rungsform des erfindungsgemäßen transparenten
Elementes;
Fig. 2 eine Ansicht der Grundfläche des Elementes in
Fig. 1.
Die Zeichnung zeigt das erfindungsgemäße Element 1 zur
Variation der Lichtstrahlen einer Beleuchtungseinrich
tung in einer bevorzugten Ausführungsform. Das Element
ist dabei als Kegelstumpf ausgebildet. An der zur
Grundfläche 2 des Kegelstumpfes parallelen Schnittflä
che 4 ist eine Kegelspitze 5 angeformt. Die Mantelflä
che 8 des Kegelstumpfes und die Mantelfläche 9 der Ke
gelspitze 5 sind facettiert. In der Grundfläche 2 des
Kegelstumpfes ist eine kegelförmige Vertiefung ausge
nommen. Diese kegelförmige Vertiefung 3 erstreckt sich
von der Mantelfläche 8 des Kegelstumpfes zentralmittig
nach innen. Das Element 1 ist einstückig ausgebildet
und besteht bevorzugt aus geschliffenem und facettier
tem Glas. Es kann jedoch auch Preßglas verwendet wer
den oder ein anderes transparentes lichtbrechendes Ma
terial. Die Facettierung des transparenten Elementes 1
ist besonders unter ästhetischen Gesichtspunkten wün
schenswert, hat jedoch auch Einfluß auf die Ausblend
wirkung des Elementes.
In der gezeigten Ausführungsform ist die kegelförmige
Vertiefung 3 so angelegt, daß der Winkel α zwischen
der Kegelfläche 6 der kegelförmigen Vertiefung 3 und
der liniert dargestellten Kegelachse 7 65° beträgt.
Die Neigung des Kegelstumpfes ist so gewählt, daß der
Winkel β zwischen der Mantelfläche 8 des Kegelstumpfes
und der Kegelachse 7 10,5° beträgt. Ist wie im darge
stellten Ausführungsbeispiel eine Kegelspitze 5 ange
formt, so beträgt der Winkel γ wie dargestellt zwi
schen der Mantelfläche 9 der Kegelspitze 5 und der Ke
gelachse bevorzugt 75°.
Die Lage der Kegelfläche 6 wurde unter Berücksichti
gung der Reflektorstrahlung und der Lampendirektstrah
lung festgelegt, und zwar in der Weise, daß die Re
flektorstrahlung zur senkrechten optischen Achse ge
brochen wird, während die Lampendirektstrahlung so in
Richtung der Mantelfläche 8 des Kegelstumpfes gebro
chen wird, daß an dieser die austretenden Strahlen
sehr stark zur senkrechten optischen Achse umgelenkt
werden, bzw. zum Teil total reflektiert werden, wo
durch der erste Schritt der Reflektorentblendung er
möglicht wird.
Die Neigung der Mantelfläche 8 des Kegelstumpfes wurde
unter Berücksichtigung der Kegelfläche 6 der kegelför
migen Vertiefung 3 auf 10,5° festgelegt. Gleichzeitig
muß die Mantelfläche 8 jedoch zum Zweck der optimalen
Ausblendung die sogenannte Fresnel′sche Reflexion, das
ist jener Lichtanteil, der an der Grenzfläche zwischen
optisch dichterem Medium und optisch dünnerem Medium
reflektiert wird, obwohl keine Totalreflexion vor
liegt, so berücksichtigen, daß an der gegenüberliegen
den Fläche nicht Strahlen im Ausblendbereich austreten
können. Dies wird dadurch erreicht, daß die Neigung
der Fläche 8 auch im Hinblick auf die Mantelfläche 9
der gegebenenfalls vorgesehenen Kegelspitze 5, falls
dies nicht der Fall ist, auf die Schnittfläche des Ke
gelstumpfes, so abgestimmt wird, daß sämtliche Fres
nel′sche Reflexionen der Mantelfläche 8 auf die Fläche
9 bzw. 4 treffen. Dort werden sie total reflektiert
und verlassen in Richtung Decke den Ausblendkörper,
wodurch auch dieser Anteil an Blendung aufgehoben und
nutzbringend zur Deckenaufhellung eingesetzt wird.
Die gezeigte Mantelfläche 9 der Kegelspitze 5 steht
mit der Fläche 6 der kegelförmigen Vertiefung 3 inso
fern in Zusammenhang, als die dort leicht gebrochenen
Strahlen des Reflektorlichtkegels zur senkrechten op
tischen Achse nun wieder beim Austritt aus dem Aus
blendkörper annähernd in ihre ursprüngliche Lage ge
brochen werden und sich praktisch die ursprünglich vom
Reflektor bewirkte Lichtverteilung an der Auffange
bene, d. h. der Nutzungsebene, einstellt.
In der gezeigten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
transparenten Elementes, worin der Winkel α 65°, der
Winkel β 10,5° und der Winkel γ 75° beträgt, ist die
Höhe a des Kegelstumpfes auf 25,1 mm festgelegt, die
Gesamthöhe b, inklusive angeformter Kegelspitze, be
trägt 31,85 mm. Der Durchmesser c des Elementes be
trägt 59,3 mm. Es versteht sich, daß diese Angaben bei
jeweiliger Ausgestaltung variieren können und je nach
Lichtquelle und sonstigen Erfordernissen aufeinander
abgestimmt werden müssen. Das erfindungsgemäße Element
kann als reiner Preßglaskörper ausgestaltet werden,
dessen Oberfläche jedoch poliert, z. B. säurepoliert
sein sollte, um die Funktionalität wie oben beschrie
ben zu gewährleisten. Zur Erhöhung des dekorativen
Charakters empfiehlt sich jedoch, die Keglestumpfman
telfläche facettiert zu gestalten. Dabei sollte die
Facettierung in ungerader Anzahl erfolgen, z. B. 11-
fach, damit die unvermeidlichen Streulichtreflexionen
und Streulichtbrechungen radial versetzt werden. Mit
anderen Worten, durch die ungerade Anzahl von Facetten
wird erreicht, daß bei Einblick in das Ausblendelement
über eine der Facetten an der Mantelfläche 8 des Ke
gelstumpfes, auf der gegenüberliegenden Seite keine
Facette sichtbar ist, deren Streulichtreflexion in den
Ausblendbereich reflektiert werden könnte, sondern
zwei im Winkel versetzte Facetten, deren Streulichtre
flexion umgelenkt wird (siehe dazu Fig. 2).
In diesem bevorzugten Fall können die Kegelfläche der
kegelförmigen Vertiefung 5 und die Mantelfläche 9 der
Kegelspitze 5 unfacettiert bleiben. Deren Facettierung
ist dann nur zur Verstärkung des dekorativen Charak
ters erforderlich.
Das erfindungsgemäße transparente Element bzw. das
dargestellte Ausblendelement ist in seiner maßgebli
chen Beschaffenheit insbesondere für Kaltlichtreflek
torlampen bestimmt und ist so dimensioniert, daß sämt
liche Strahlenverteilungen (von eng- bis breitstrah
lend, unabhängig vom Hersteller) optimal durch das
Ausblendelement durchtreten können. Die letztendliche
Geometrie des Ausblendelementes muß der jeweiligen
Strahlenverteilung zugrunde gelegt werden.
Claims (12)
1. Element aus transparentem Material zur Variation
der Lichtstrahlen einer Beleuchtungseinrichtung, da
durch gekennzeichnet, daß das Element (1) Licht
strahlen, die unter einem Winkel von < 45° zur
Hauptlichtabstrahlrichtung von der Beleuchtungs
einrichtung emittiert werden, zumindest zum Teil
derart umgelenkt, daß sie vom Element in einem
Winkel von < 45° emittiert werden.
2. Element nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß es als Kegelstumpf ausgebildet ist, in dessen
Grundfläche (2) eine kegelförmige Vertiefung (3)
vorgesehen ist.
3. Element nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß an der zur Grundfläche (2) parallelen
Schnittfläche (4) des Kegelstumpfes eine Kegelspitze
(5) angeformt ist.
4. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß der Winkel α zwischen der Kegel
fläche (6) der kegelförmigen Vertiefung (3) und der
Kegelachse (7) zwischen 50° und 80° beträgt.
5. Element nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel α zwischen 60° und 70° beträgt.
6. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß der Winkel β zwischen der
Mantelfläche (8) des Kegelstumpfes und der Kegel
achse (7) zwischen 2° und 20° beträgt.
7. Element nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel β zwischen 8° und 13° beträgt.
8. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Winkel γ zwischen der
Mantelfläche (9) der Kegelspitze (5) und der
Kegelachse (7) zwischen 60° und 90° beträgt.
9. Element nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel γ zwischen 70° und 80° beträgt.
10. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da
durch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (8) des
Kegelstumpfes facettiert ist.
11. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da
durch gekennzeichnet, daß die Mantelfläche (9) der
Kegelspitze (5) facettiert ist.
12. Element nach einem der Ansprüche 1 bis 11, da
durch gekennzeichnet, daß es aus geschliffenem Glas
besteht.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4313366A DE4313366A1 (de) | 1992-10-28 | 1993-04-23 | Transparentes Element zur Variation der Lichtstrahlen einer Beleuchtungseinrichtung |
JP26862893A JPH06203617A (ja) | 1992-10-28 | 1993-10-27 | 照明手段からの光線を変化させるための透明要素 |
EP93117832A EP0621440A1 (de) | 1993-04-23 | 1993-11-03 | Transparente Vorrichtung zur Veränderung des Lichtstrahls aus einer Lichtquelle |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE4236424 | 1992-10-28 | ||
DE4313366A DE4313366A1 (de) | 1992-10-28 | 1993-04-23 | Transparentes Element zur Variation der Lichtstrahlen einer Beleuchtungseinrichtung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4313366A1 true DE4313366A1 (de) | 1994-05-05 |
Family
ID=6471578
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE4313366A Withdrawn DE4313366A1 (de) | 1992-10-28 | 1993-04-23 | Transparentes Element zur Variation der Lichtstrahlen einer Beleuchtungseinrichtung |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4313366A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011055748A1 (de) | 2011-10-17 | 2013-04-18 | Karsten Bettin | Kompaktes zusammenklappbares Fahrrad |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8911788U1 (de) * | 1989-09-29 | 1990-02-08 | Böttcher, Fred, 2800 Bremen | Leuchtelement zum Aufstecken auf die Fassung einer Glühbirne |
-
1993
- 1993-04-23 DE DE4313366A patent/DE4313366A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE8911788U1 (de) * | 1989-09-29 | 1990-02-08 | Böttcher, Fred, 2800 Bremen | Leuchtelement zum Aufstecken auf die Fassung einer Glühbirne |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE102011055748A1 (de) | 2011-10-17 | 2013-04-18 | Karsten Bettin | Kompaktes zusammenklappbares Fahrrad |
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Legal Events
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