EP0157355A2 - Pocket lamp - Google Patents
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- reflector part
- aperture
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21L—LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF, BEING PORTABLE OR SPECIALLY ADAPTED FOR TRANSPORTATION
- F21L2/00—Systems of electric lighting devices
Definitions
- the invention relates to a flashlight with a housing which contains a halogen lamp, a reflector and possibly a lens system, a compartment for receiving batteries or accumulators and electrical connections and at least one switch for switching the halogen lamp on and off.
- halogen incandescent lamps also opens up a new area of application, because with the help of flashlights equipped in this way, signals that are clearly visible over long distances can be given or striking points or signs can be found as pursuers do. For this it is necessary that a light cone with a small opening angle and a sharp boundary can be generated with the aid of the flashlight. However, this is not possible with the reflector and lens system previously used in these lights.
- the aim of the invention is therefore to provide a pocket lamp with which a very bright and completely uniform illumination of the illuminated image area can be achieved.
- the luminaire should allow strong light bundling with a sharp boundary for a spot area.
- the spherical zone-shaped reflector part attached in front of the elliptical reflector part in the direction of radiation causes rays that are not detected by the elliptical reflector part or are misaligned due to the non-punctiform radiation source or due to imaging errors to be reflected back into the elliptical reflector part. Loss of luminous flux is largely prevented.
- the use of an aspherical converging lens largely prevents erroneous imaging of the diaphragm, as would be caused by a conventional biconvex lens.
- the pinhole ensures a sharp limitation of the emitted light cone.
- the reflector and lens system produces a bundle of rays with a sharp boundary, the illuminated image area of which has an illuminance that is completely constant over the area.
- the flashlight has an opaque pinhole with an adjustable aperture between the spherical zone-shaped reflector part and the aspherical converging lens in the second focal point of the ellipse on which the elliptical reflector part is based.
- the exit angle of the beam can be varied and thus illuminated image areas of different sizes can be generated (flood spot).
- the perforated screen can also consist of transparent plastic, the aperture opening being surrounded by an opaque circular ring which forms a unit with the transparent plastic of the perforated screen.
- a diaphragm constructed in this way can be used to axially shift it to achieve both spot-like image areas with a sharp boundary and more extensive image areas with a continuous decrease in illumination towards the edge of the image area.
- the image area is sharply delimited if the light cone generated by the lamp with the aid of the reflector only falls on the hole in the diaphragm and a part of the opaque circular ring.
- the cone of light strikes the transparent plastic material outside the opaque circular ring by correspondingly shifting the diaphragm, the sharp boundary of the image surface is additionally illuminated and blurred towards the edge by a continuous decrease in the illumination of the image surface.
- the spherical zone-shaped reflector part is advantageously firmly connected to the elliptical reflector part.
- the elliptical reflector part, the spherical zone-shaped reflector part, the aspherical converging lens and the The edges of the perforated panel are fastened in a lamp head comprising these parts.
- the type of attachment depends on both the design of the parts and the materials used.
- a cylindrical lamp head is particularly suitable for accommodating the reflector and lens system.
- a preferred embodiment of the flashlight 1 is shown, whose cylindrical housing 2 made of plastic has a height of approximately 180 mm and a diameter of approximately 40 mm.
- the housing 2 is divided into a lamp body 4 and a lamp head 5 which is rotatable relative to the lamp body 4.
- the lamp body 4 At its end facing the lamp head 5, the lamp body 4 has a lamp holder 6 which is connected to the housing of the lamp body 4 via a holder 7.
- Behind the lamp holder 6 is a compartment 8 for receiving batteries or accumulators, which is accessible through a cover 9 at the rear end of the fuselage 4.
- a magnet 10 is also embedded in the form of a circular ring, which enables the flashlight 1 to be attached to metallic parts.
- the halogen bulb 11 inserted into the lamp holder 6 is located with its lamp bulb in an elliptical reflector part 12 with an opening diameter of approximately 30 mm, which is fastened in the rear part of the lamp head 5.
- the elliptical reflector part 12 is firmly connected to a - in the radiation direction - attached in front of it spherical reflector part 13 with a radius of 15 mm.
- a perforated diaphragm 14 with an adjustable diaphragm opening 15 is arranged in the second focal point of the ellipse on which the elliptical reflector part 12 is based.
- the lamp head 5 is closed in the direction of radiation by an aspherical converging lens 16 which has a focal length of 29 mm.
- the halogen incandescent lamp 11 is switched on via a switching mechanism (not shown), light cones of different sizes being generated in three latching positions.
- first latching position spot
- second latching position Flood I
- Flood II third latching position
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Securing Globes, Refractors, Reflectors Or The Like (AREA)
- Stroboscope Apparatuses (AREA)
Abstract
Bei einer Taschenleuchte (1) mit einer Halogenglühlampe (11) besteht das Reflektor- und Linsensystem aus einem elliptischen Reflektorteil (12), das in Ausstrahlungsrichtung mit einem kugelzonenförmigen Reflektorteil (13), dessen grössere Öffnung zum elliptischen Reflektorteil (12) hinzeigt, fest verbunden ist. Ausserdem beinhaltet das System eine asphärische Sammellinse (16), die in einem gewissen Abstand - in Ausstrahlungsrichtung - vor dem Reflektor (12, 13) angebracht ist. Zwischen dem kugelzonenförmigen Reflektorteil (13) und der asphärischen Sammellinse (16) ist zusätzlich entweder fest eine Lochblende (14) mit variabler Blendenöffnung (15) oder längs der optischen Achse verschiebbar eine Lochblende mit fester Blendenöffnung angebracht. Mit Hilfe des Reflektor- und Linsensystems sowie der Blende lassen sich mit der Taschenleuchte Lichtkegel mit variablem Öffnungswinkel erzeugen, wobei die beleuchteten Bildflächen eine sehr helle und völlig gleichmässige Ausleuchtung mit einer scharfen Begrenzung aufweisen.In the case of a pocket lamp (1) with a halogen incandescent lamp (11), the reflector and lens system consists of an elliptical reflector part (12) which, in the direction of radiation, is firmly connected to a spherical zone-shaped reflector part (13), the larger opening of which points towards the elliptical reflector part (12) is. The system also includes an aspherical converging lens (16), which is attached at a certain distance - in the direction of radiation - in front of the reflector (12, 13). Between the spherical zone-shaped reflector part (13) and the aspherical converging lens (16), either an aperture (14) with a variable aperture (15) or a aperture with a fixed aperture can be moved along the optical axis. With the aid of the reflector and lens system as well as the aperture, the flashlight can be used to generate light cones with a variable opening angle, whereby the illuminated image areas have a very bright and completely uniform illumination with a sharp boundary.
Description
Die Erfindung betrifft eine Taschenleuchte mit einem Gehäuse, das eine Halogenglühlampe, ein Reflektor- und ggf. ein Linsensystem, ein Fach zur Aufnahme von Batterien oder Akkumulatoren sowie elektrische Verbindungen und zumindest einen Schalter zum An- und Ausschalten der Halogenglühlampe enthält.The invention relates to a flashlight with a housing which contains a halogen lamp, a reflector and possibly a lens system, a compartment for receiving batteries or accumulators and electrical connections and at least one switch for switching the halogen lamp on and off.
In den letzten Jahren ist verstärkt der Versuch unternommen worden, Taschenleuchten für Batterien oder Akkumulatoren statt mit Miniaturglühlampen mit Halogenglühlampen auszustatten. Durch die Verwendung solcher Lampen, die ein etwa viermal helleres Licht als Miniaturglühlampen erzeugen, wird eine viel hellere Ausleuchtung der Bildfläche erreicht. Allerdings weisen diese Taschenleuchten im Strahlengang meist nur ein einfaches Reflexionssystem aus einem parabolischen Reflektor auf und besitzen keine Linsen oder Blenden. Hierbei wird bei Verstellung des Reflektors (zur Erzeugung von Lichtkegeln mit unterschiedlichem Öffnungswinkel) eine völlig ungleichmäßige Ausleuchtung der beleuchteten Fläche erzielt, die noch dazu gerade im Zentrum der Fläche ein "Loch", d.h. ein Minimum aufweist.In recent years there has been an increasing attempt to equip flashlights for batteries or accumulators with halogen incandescent lamps instead of miniature incandescent lamps. A much brighter illumination of the image area is achieved through the use of such lamps, which produce light about four times brighter than miniature incandescent lamps. However, these flashlights usually only have a simple reflection system consisting of a parabolic reflector in the beam path and have no lenses or diaphragms. Here, when the reflector is adjusted (to generate light cones with different opening angles), completely uneven illumination of the illuminated area is achieved, which in addition has a "hole" in the center of the area, i.e. has a minimum.
Durch die Verwendung von Halogenglühlampen eröffnet sich auch ein neuer Anwendungsbereich, denn mit Hilfe so bestückter Taschenleuchten lassen sich noch über weite Entfernungen gut sichtbare Signale geben oder als Verfolger markante Punkte oder Zeichen ausfindig machen. Dafür ist es erforderlich, daß mit Hilfe der Taschenleuchte ein Lichtkegel mit kleinem Öffnungswinkel und scharfer Begrenzung erzeugt werden kann. Dies ist jedoch mit dem bisher in diesen Leuchten verwendeten Reflektor- und ggf. Linsensystem nicht möglich.The use of halogen incandescent lamps also opens up a new area of application, because with the help of flashlights equipped in this way, signals that are clearly visible over long distances can be given or striking points or signs can be found as pursuers do. For this it is necessary that a light cone with a small opening angle and a sharp boundary can be generated with the aid of the flashlight. However, this is not possible with the reflector and lens system previously used in these lights.
Ziel der Erfindung ist es daher, eine Taschenleuchte zu schaffen, mit der sich eine sehr helle und völlig gleichmäßige Ausleuchtung der beleuchteten Bildfläche erzielen läßt. Zudem sollte die Leuchte eine starke Lichtbündelung mit scharfer Begrenzung für einen Spotbereich ermöglichen.The aim of the invention is therefore to provide a pocket lamp with which a very bright and completely uniform illumination of the illuminated image area can be achieved. In addition, the luminaire should allow strong light bundling with a sharp boundary for a spot area.
Die Taschenleuchte mit den im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Merkmalen ist erfindungsgemäß durch folgende Merkmale gekennzeichnet:
- - ein elliptisches Reflektorteil, in dem die Halogenglühlampe angeordnet ist;
- - ein in Ausstrahlungsrichtung vor dem elliptischen Reflektorteil angebrachtes kugelzonenförmiges Reflektorteil, dessen größere Öffnung dem elliptischen Reflektorteil zugewandt ist;
- - eine in Ausstrahlungsrichtung in einem gewissen Abstand von dem elliptischen und dem kugelzonenförmigen Reflektorteil angebrachte asphärische Sammellinse;
- - eine zwischen dem kugelzonenförmigen Reflektorteil und der asphärischen Sammellinse angebrachte Lochblende.
- - An elliptical reflector part in which the halogen lamp is arranged;
- - A spherical zone-shaped reflector part, which is attached in the direction of emission in front of the elliptical reflector part and whose larger opening faces the elliptical reflector part;
- an aspherical converging lens mounted at a certain distance in the direction of radiation from the elliptical and spherical reflector parts;
- - A perforated diaphragm attached between the spherical zone-shaped reflector part and the aspherical converging lens.
Mit Hilfe des elliptischen Reflektorteils werden die von der Halogenglühlampe ausgesandten Lichtstrahlen in den zweiten Brennpunkt der dem elliptischen Reflektorteil zugrundeliegenden Ellipse reflektiert. Der in Ausstrahlungsrichtung vor dem elliptischen Reflektorteil angebrachte kugelzonenförmige Reflektorteil bewirkt, daß Strahlen, die nicht vom elliptischen Reflektorteil erfaßt werden bzw. aufgrund der nicht punktförmigen Strahlungsquelle oder aufgrund von Abbildungsfehlern falsch ausgerichtet sind, wieder in den elliptischen Reflektorteil zurückreflektiert werden. Ein Lichtstromverlust wird somit weitgehend unterbunden. Durch die Verwendung einer asphärischen Sammellinse wird eine fehlerhafte Abbildung der Blende, wie sie eine übliche bikonvexe Linse verursachen würde, weitgehend verhindert. Die Lochblende sorgt für eine scharfe Begrenzung des ausgesandten Lichtkegels. Das Reflektor-und Linsensystem erzeugt ein Strahlenbündel mit einer scharfen Begrenzung, dessen ausgeleuchtete Bildfläche eine über die Fläche völlig konstante Beleuchtungsstärke besitzt.With the help of the elliptical reflector part, the light rays emitted by the halogen incandescent lamp are reflected in the second focal point of the ellipse on which the elliptical reflector part is based. The spherical zone-shaped reflector part attached in front of the elliptical reflector part in the direction of radiation causes rays that are not detected by the elliptical reflector part or are misaligned due to the non-punctiform radiation source or due to imaging errors to be reflected back into the elliptical reflector part. Loss of luminous flux is largely prevented. The use of an aspherical converging lens largely prevents erroneous imaging of the diaphragm, as would be caused by a conventional biconvex lens. The pinhole ensures a sharp limitation of the emitted light cone. The reflector and lens system produces a bundle of rays with a sharp boundary, the illuminated image area of which has an illuminance that is completely constant over the area.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Taschenleuchte zwischen dem kugelzonenförmigen Reflektorteil und der asphärischen Sammellinse im zweiten Brennpunkt der dem elliptischen Reflektorteil zugrundeliegenden Ellipse eine undurchsichtige Lochblende mit verstellbarer Blendenöffnung auf. Durch Vergrößern oder Verkleinern der Blendenöffnung läßt sich der Austrittswinkel des Strahlenbündels variieren und so unterschiedlich groß ausgeleuchtete Bildflächen erzeugen (Flood-Spot).In a preferred embodiment, the flashlight has an opaque pinhole with an adjustable aperture between the spherical zone-shaped reflector part and the aspherical converging lens in the second focal point of the ellipse on which the elliptical reflector part is based. By enlarging or reducing the aperture, the exit angle of the beam can be varied and thus illuminated image areas of different sizes can be generated (flood spot).
Es ist auch möglich, anstelle der im Strahlengang fest montierten Lochblende mit variabler Blendenöffnung eine undurchsichtige Lochblende mit fester Blendenöffnung zu verwenden, die längs der optischen Achse verschiebbar ist. Auch hiermit lassen sich Lichtkegel mit unterschiedlichen Austrittswinkeln erzeugen, deren Begrenzung allerdings nicht ganz so scharf wie bei einer festliegenden Lochblende mit verstellbarer Blendenöffnung ist.It is also possible to replace the perforated diaphragm with a variable diaphragm opening, which is permanently installed in the beam path to use an opaque pinhole with a fixed aperture that can be moved along the optical axis. With this, too, light cones with different exit angles can be generated, the limitation of which, however, is not quite as sharp as with a fixed pinhole with an adjustable aperture.
Die Lochblende kann bei der zweiten Möglichkeit auch aus durchsichtigem Kunststoff bestehen, wobei die Blendenöffnung von einem undurchsichtigen Kreisring eingefaßt ist, der mit dem durchsichtigen Kunststoff der Lochblende eine Einheit bildet. Durch eine so aufgebaute Blende lassen sich durch axiale Verschiebung derselben sowohl spot-ähnliche Bildflächen mit scharfer Begrenzung als auch ausgedehntere Bildflächen mit kontinuierlicher Abnahme der Ausleuchtung zum Bildflächenrand hin erreichen. Eine scharfe Begrenzung der Bildfläche ergibt sich dann, wenn der mit Hilfe des Reflektors von der Lampe erzeugte Lichtkegel nur auf das Loch der Blende und einen Teil des undurchsichtigen Kreisringes fällt. Trifft jedoch der Lichtkegel - durch entsprechende Verschiebung der Blende - auch auf das durchsichtige Kunststoffmaterial außerhalb des undurchsichtigen Kreisringes, so wird damit zusätzlich die scharfe Begrenzung der Bildfläche ausgeleuchtet und durch eine kontinuierliche Abnahme der Bildflächenausleuchtung zum Rand hin verwischt.In the second possibility, the perforated screen can also consist of transparent plastic, the aperture opening being surrounded by an opaque circular ring which forms a unit with the transparent plastic of the perforated screen. A diaphragm constructed in this way can be used to axially shift it to achieve both spot-like image areas with a sharp boundary and more extensive image areas with a continuous decrease in illumination towards the edge of the image area. The image area is sharply delimited if the light cone generated by the lamp with the aid of the reflector only falls on the hole in the diaphragm and a part of the opaque circular ring. However, if the cone of light strikes the transparent plastic material outside the opaque circular ring by correspondingly shifting the diaphragm, the sharp boundary of the image surface is additionally illuminated and blurred towards the edge by a continuous decrease in the illumination of the image surface.
Damit keine Strahlung verlorengeht, ist der kugelzonenförmige Reflektorteil vorteilhaft mit dem elliptischen Reflektorteil fest verbunden.So that no radiation is lost, the spherical zone-shaped reflector part is advantageously firmly connected to the elliptical reflector part.
Der elliptische Reflektorteil, das kugelzonenförmige Reflektorteil, die asphärische Sammellinse und die Lochblende sind mit ihren Rändern jeweils in einem diese Teile umfassenden Leuchtenkopf befestigt. Die Befestigungsart hängt dabei sowohl von der Ausführungsform der Teile als auch von den verwendeten Materialien ab. Zur Aufnahme des Reflektor- und Linsensystems eignet sich insbesondere ein zylinderförmig ausgebildeter Leuchtenkopf.The elliptical reflector part, the spherical zone-shaped reflector part, the aspherical converging lens and the The edges of the perforated panel are fastened in a lamp head comprising these parts. The type of attachment depends on both the design of the parts and the materials used. A cylindrical lamp head is particularly suitable for accommodating the reflector and lens system.
Die Erfindung ist an Hand der nachfolgenden Figur näher veranschaulicht, die einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Taschenleuchte zeigt.The invention is illustrated in more detail with reference to the following figure, which shows a longitudinal section through a flashlight according to the invention.
In der Figur ist eine bevorzugte Ausführung der Taschenleuchte 1 dargestellt, deren zylindrisches Gehäuse 2 aus Kunststoff eine Höhe von ca. 180 mm und einen Durchmesser von ca. 40 mm besitzt. Mit Hilfe eines Metallringes 3 ist das Gehäuse 2 in einen Leuchtenrumpf 4 und einen gegenüber dem Leuchtenrumpf 4 drehbaren Leuchtenkopf 5 aufgeteilt. Der Leuchtenrumpf 4 weist an seinem dem Leuchtenkopf 5 zugewandten Ende eine Lampenfassung 6 auf, die über eine Halterung 7 mit dem Gehäuse des Leuchtenrumpfes 4 verbunden ist. Hinter der Lampenfassung 6 ist ein Fach 8 zur Aufnahme von Batterien oder Akkumulatoren angeordnet, das durch einen Deckel 9 am rückwärtigen Ende des Rumpfes 4 zugänglich ist. Im Deckel 9 ist außerdem ein Magnet 10 in Form eines Kreisringes eingelassen, der ein Befestigen der Taschenleuchte 1 an metallischen Teilen ermöglicht.In the figure, a preferred embodiment of the flashlight 1 is shown, whose
Die in die Lampenfassung 6 eingesetzte Halogenglühlampe 11 befindet sich mit ihrem Lampenkolben in einem elliptischen Reflektorteil 12 mit einem Öffnungsdurchmesser von ca. 30 mm, das im hinteren Teil des Leuchtenkopfes 5 befestigt ist. Das elliptische Reflektorteil 12 ist fest mit einem - in Ausstrahlungsrichtung - davor angebrachten kugelzonenförmigen Reflektorteil 13 mit einem Radius von 15 mm verbunden. Im zweiten Brennpunkt der dem elliptischen Reflektorteil 12 zugrundeliegenden Ellipse ist eine Lochblende 14 mit verstellbarer Blendenöffnung 15 angeordnet. Der Leuchtenkopf 5 ist in Ausstrahlungsrichtung durch eine asphärische Sammellinse 16 abgeschlossen, die eine Brennweite von 29 mm besitzt.The
Durch Drehung des Leuchtenkopfes 5 wird die Halogenglühlampe 11 über einen nicht dargestellten Schaltmechanismus eingeschaltet, wobei in drei Raststellungen unterschiedlich große Lichtkegel erzeugt werden. In der ersten Raststellung (Spot) wird bei einer Blendenöffnung von 2,5 mm durch den von der Leuchte 1 erzeugten Lichtkegel in 15 m Abstand eine gleichmäßig hell ausgeleuchtete Bildfläche von 1 m Durchmesser erreicht. In der zweiten Raststellung (Flood I) wird bei einer Blendenöffnung von 5 mm die Bildfläche auf 2,5 m Durchmesser und in einer dritten Raststellung (Flood II) bei einer Blendenöffnung von 12 mm die Bildfläche auf 5 m Durchmesser aufgeweitet.By turning the
Dr.Pr/MgDr.Pr/Mg
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Inventor name: KRIEG, RUDOLF, ING.(GRAD.) |