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(11) | EP 0 402 740 B1 |
| (12) | EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Reflektor für eine Leuchte und Verfahren zum Bestimmen der Form eines Reflektors Reflector for a lamp and method to determine the shape of a reflector Réflecteur pour lampe et procédé pour déterminer sa forme |
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft einen Reflektor für eine Leuchte sowie ein Verfahren zum Bestimmen der Form eines solchen Reflektors.
[0002] Die hier in Rede stehenden Leuchten sollen insbesondere zur Ausleuchtung eines Raumes, zur Beleuchtung eines Objektes oder auch zum Einkoppeln von Licht in einen Lichtleiter dienen.
[0003] Als Reflektorformen sind im Stand der Technik Kegelschnittkurven bekannt, nämlich Ellipse, Parabel, Hyperbel, Kreis und gerade Linien (letztere als sogenannte singuläre Kegelschnitte). Diese Reflektorschnittkurven entstehen bekanntlich in ebenen Schnittfiguren, welche die optische Achse der Leuchte enthalten.
[0004] Die bekannten Reflektorschnittkurven Ellipse, Parabel, Hyperbel, Kreis und Gerade weisen jeweils die folgenden Parameter und Reflexionseigenschaften auf:
a) Ellipse:
Die Ellipse ist definiert durch zwei Parameter, nämlich die große Halbachse a und die kleine Halbachse b. Von einem Brennpunkt der Ellipse ausgehende Strahlung wird vom Ellipsoid-Reflektor so reflektiert, daß sie im anderen Brennpunkt gebündelt wird, wonach sich die Strahlung mit einem relativ großen Winkel ausbreitet.
b) Parabel:
Die Parabel ist durch einen Parameter (zumeist "p" genannt) definiert. Vom Brennpunkt des Paraboloids abgestrahlte Strahlung wird durch den Reflektor so reflektiert, daß sie zur optischen Achse parallel verläuft.
c) Hyperbel:
Die Hyperbel ist durch zwei Parameter bestimmt, die reelle Halbachse a und die imaginäre Halbachse b. Vom Brennpunkt abgestrahlte Strahlung wird so reflektiert, daß sie sich von der optischen Achse entfernt. Die Aufspreizung der Strahlung ist dabei eine Funktion des Abstandes von der optischen Achse; je näher die Strahlung an der optischen Achse verläuft, um so spitzer ist der Winkel zu optischen Achse.
d) Kreis:
Der Kreis ist definiert durch einen Parameter, nämlich den Radius r. Vom Mittelpunkt des Kreises abgestrahlte Strahlung wird so reflektiert, daß sie sich wieder im Mittelpunkt bündelt.
e) Gerade:
Die Gerade ist definiert durch den sogenannten Richtungsfaktor m. Die optischen Eigenschaften eines geradlinigen Reflektors sind trivial.
[0005] Die vorstehend beschriebenen Reflexionseigenschaften der kegelschnittförmigen Reflektoren können auch durch Variation der genannten Parameter grundsätzlich nicht geändert werden.
[0006] Im allgemeinen sind dem Konstrukteur eines bestimmten Reflektors Randbedingungen vorgegeben, gemäß denen die Leuchte zu konstruieren ist, beispielsweise kann der Lichtaustrittsdurchmesser und die Länge der Leuchte aufgrund der baulichen Gegebenheiten vorgegeben sein und auch die gewünschte Lichtverteilung in einem bestimmten Abstand von der Leuchte.
[0007] Herkömmliche Reflektoren mit kegelschnittförmigen Schnittfiguren zwingen den Konstrukteur zu erheblichen Kompromissen, wenn die Randbedingungen eng gesetzt sind. Reflektoren mit kegelschnittförmigen Schnittfiguren erlauben bei gegebenen Randbedingungen nur selten eine optimale Gestaltung der Leuchte im Hinblick auf die gewünschte Lichtverteilung. Bei Kurvenarten mit zwei Parametern, wie Ellipse und Hyperbel, kann nur noch der Brennpunkt variiert werden, wobei aber Einschränkungen aufgrund der verwendeten Lichtquelle gegeben sind.
[0008] Liegen die Randbedingungen (Parameter) und der Brennpunkt fest, so ist auch die Form der Reflektorkurve determiniert.
[0009] Beispielsweise ist es möglich, mit einem parabelförmigen Reflektor einen kleinen Lichtfleck zu bilden. Die Größe des Lichtfleckes kann dann aber nur noch geändert werden, indem die Größe des Reflektors ingesamt verändert wird.
[0010] Ellipsenförmige Reflektoren werden häufig verwendet, um einen relativ großen Raumbereich auszuleuchten. Allerdings ist dabei die Lichtverteilung innerhalb des Ausstrahlungswinkels sehr inhomogen und fällt mit zunehmenden Abstand von der optischen Achse nach außen stark ab.
[0011] Es ist bekannt, die Mikrostruktur der Reflexionsoberfläche zu präparieren, zum Beispiel durch Aufrauhung, Hammerschlag oder Sandstrahlung, so daß die Strahlung homogener wird, d.h. die Lichtintensität wird in der Mitte reduziert und am Rande erhöht. Jedoch hat dieses Verfahren insofern Nachteile als man die Breite des Streulichtes bei der Konstruktion der Leuchte rechnerisch nicht abstimmen kann sondern vielmehr auf Erfahrungswerte und Versuche angewiesen ist. Ein weiterer Nachteil dieses Verfahrens liegt darin, daß das Streulicht auch weit außerhalb des Austrahlungswinkels auftritt und somit die Abgrenzung des Lichtfleckes undeutlich werden läßt. Auch ist bei den bekannten Verfahren der Homogenisierung der Lichtverteilung der Wirkungsgrad der Leuchte relativ gering, d.h. um eine bestimmte vorgegebene Helligkeit zu erreichen, ist ein relativ großer Energieverbrauch in Kauf zu nehmen. Auch sind die Ergebnisse hinsichtlich der Vergleichmäßigung der Lichtverteilung innerhalb des Ausstrahlungswinkels verbesserungsfähig.
[0012] Aus der US-PS 3 390 262 ist ein Reflektor bekannt, bei dem nur ein randnaher Reflektorabschnitt einem Kegelschnitt entspricht, während ein innerer Reflektorabschnitt anders konstruiert ist. Der Übergang zwischen den beiden genannten Reflektorabschnitten ist unstetig. Letzteres hat Nachteile bei der Reflektorherstellung bezüglich des Werkzeuges zur Folge. An der Unstetigkeitsstelle kann der Reflektor nicht exakt gemäß dem Werkzeug geformt werden und es wird in der Regel Streulicht erzeugt. Dabei muß man mit einem Energieverlust rechnen. Auch ist bei dieser bekannten Lösung die Vergleichmäßigung der Lichtverteilung nicht in dem gewünschten Maße erreichbar.
[0013] Aus der DE-OS 35 07 143 ist eine Leuchte bekannt, deren Reflektor aus Segmenten besteht, die so angeordnet sind, daß jedes Segment Strahlung reflektiert, die von einem anderen Bereich der Lichtquelle ausgeht, so daß Punkte auf einer zu bestrahlenden Fläche jeweils Strahlung empfangen, die von mehreren unterschiedlichen Segmenten reflektiert ist.
[0014] Das Dokument US-A-3 398 272 beschreibt eine Reflektorschnittkurve, die nicht kegelschnittförmig ist. Diese Reflektorschnittkurve wird dort so erzeugt, daß zwei Konstanten festgelegt werden (bestimmte Winkel). Durch Vorgabe dieser konstanten Winkel ist der Reflektor vollständig definiert und wird mittels einer mathematischen Gleichung berechnet.
[0015] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit zur Konstruktion von Reflektorformen aufzuzeigen, mit denen gewünschte Lichtverteilungen nach Bedarf mit großem Wirkungsgrad erzeugt werden können. Dabei soll eine Präparierung der Mikrostruktur der Reflexionsoberfläche (wie oben erläutert) nicht notwendig sein und der Reflektor soll auch keine Nahtstellen einer Verbindung von unterschiedlichen Kurven aufweisen.
[0016] Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist mit ihren Ausgestaltungen in den Patentansprüchen beschrieben.
[0017] Die zwei Kurven, zwischen denen der erfindungsgemäße Reflektor verläuft, können insbesondere zwei unterschiedliche Ellipsen (also Ellipsen mit zumindest einem unterschiedlichen Parameter), zwei unterschiedliche Parabeln (also Parabeln mit unterschiedlichen Parametern) oder auch eine Ellipse und eine Parabel sein.
[0018] Die erfindungsgemäße Reflektorform ist somit bei dem letztgenannten Beispiel dadurch gekennzeichnet, daß sie weder eine reine Ellipse, noch eine reine Parabel ist, sondern kontinuierlich, d.h. über ihre gesamte Erstreckung, ein "Zwischending" zwischen solchen herkömmlichen bekannten Reflektorformen. Die erfindungsgemäße Reflektorform entspricht keinem Kegelschnitt.
[0019] Die Reflexionseigenschaften von erfindungsgemäß konstruierten Reflektoren sind grundsätzlich verschieden von den Reflexionseigenschaften kegelschnittförmiger Reflektoren und entsprechen in der Regel auch nicht einfachen "Mittelwerten" aus den Reflexionseigenschaften von den einhüllenden Kurven entsprechenden Reflektoren. Mit anderen Worte, die erfindungsgemäß erzielten Lichtverteilungen sind nicht notwendig immer ein "Zwischending" zwischen den Eigenschaften der verwendeten zwei einhüllenden Kurven. Dies gilt insbesondere dann, wenn die zwei einhüllenden Kurven unterschiedliche Kegelschnittarten sind, wie eine Parabel und eine Ellipse.
[0020] Die Erfindung schlägt nicht nur bestimmte Reflektorformen vor, sondern gibt dem Leuchtenkonstrukteur auch ein Verfahren in die Hand, wie er allgemein in Abhängigkeit von den gegebenen Randbedingungen für die Leuchte und die gewünschte Lichtverteilung eine optimale Reflektorform konstruieren kann, wobei die gewünschte Lichtverteilung weitgehend ohne Verwendung von zusätzlichen optischen Hilfsmitteln wie Linsen etc., erreicht werden kann.
[0021] Nach der erfindungsgemäßen Lehre können Reflektorformen konstruiert werden, mit denen Strahlung aus einer Lichtquelle optimal in einen Strahlungsleiter eingekoppelt werden kann. Herkömmliche, rein ellipsoidförmige Reflektoren erzeugen relativ große Einfallswinkel zwischen der einzukoppelnden Strahlung und dem Lichtleiter. Ein erfindungsgemäßer Reflektor hingegen ermöglicht einen relativ kleinen Einfallswinkel zwischen der einzukoppelnden Strahlung und dem Lichtleiter, wodurch die Leitung der Strahlung durch den Strahlungsleiter, z.B. Glasfaser, verbessert wird.
[0022] Nach der erfindungsgmäßen Lehre ist es ebenfalls möglich, einen Reflektor zu schaffen, der für einen gegebenen Abstand, z.B. ein Meter, die Strahlung mit hohem Wirkungsgrad auf einen bestimmten Punkt bündeln kann. Die Bündelung ist besser als bei einem paraboloidförmigen Reflektor.
[0023] Im Vergleich mit beim Stand der Technik für große Ausstrahlungswinkel vorgesehenen ellipsoidförmigen Reflektoren ermöglicht ein erfindungsgemäß konstruierter Reflektor eine relativ gleichmäßige Lichtverteilung.
[0025] Es zeigt:
Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Reflektors;
Fig. 2 einen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reflektors;
Fig. 3 eine Lichtstärkeverteilung einer Leuchte mit einem herkömmlichen EIlipsoid-Reflektor und
Fig. 4 eine Lichtstärkeverteilung einer Leuchte mit einem erfindungsgemäßen Reflektor gemäß Fig. 2.
[0026] Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist die optische Achse mit den Bezugszeichen 1 versehen. Die erfindungsgemäße Reflektorschnittkurve R ist mit durchgezogener Linie dargestellt. Der ganze Reflektor entsteht entweder durch Rotation der Kurve R um die optische Achse 1 oder durch translatorische Verschiebung der Kurve R, wenn ein rinnenförmiger Reflektor geschaffen werden soll.
[0027] Die Form der Reflektorschnittkurve R wird so gebildet, daß sie in weiter unten näher beschriebener Weise zwischen zwei eingrenzenden (einhüllenden) Kurven liegt, die beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel eine äußere Ellipse Ei und eine innere Ellipse E2 sind. Die Ellipsen Ei und E2 unterscheiden sich hinsichtlich zumindest eines Parameters (a und/oder b).
[0028] Die Verwendung von zwei Ellipsen gemäß Fig. 1 als Einhüllende für die Reflektorschnittkurve R ermöglicht eine Reflektorform, mit der insbesondere Strahlung in optimaler Weise in einen Lichtleiter eingekoppelt werden kann, also die eingekoppelte Strahlung einen relativ kleinen Einfallswinkel aufweist. Hierzu weisen die beiden Ellipsen Ei, E2 und die Reflektorschnittkurve R eine gemeinsame optische Achse 1 auf. Zwei Brennpunkte F1 , F2 fallen zusammen. Ein fester Punkt O liegt ebenfalls am Ort der Brennpunkte F, , F2. Der ortsfeste Punkt O definiert einen Polarwinkel und ein weiter unten näher beschriebenes Abstandsverhältnis.
[0030] Wie Fig. 1 zu entnehmen ist, verläuft die Reflektorschnittkurve R in der Nähe des Scheitels wesentlich näher an der inneren Ellipse E2 als bei zunehmender Annäherung an den Rand Ra des Reflektors. Dies wird weiter unten anhand des "Abstandsverhältnisses" näher erläutert.
[0031] Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel läßt sich dahingehend abwandeln, daß statt der beiden Ellipsen zwei Parabeln als einhüllende Kurven für die Reflektorschnittkurve R nebeneinander gelegt werden. Um mit einem derart konstruierten Reflektor eine starke Bündelung der Strahlung in einem gegebenen Abstand von der Leuchte erzielen zu können, ist (umgekehrt als beim oben beschriebenen Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1) vorgesehen, daß die Reflektorform nahe dem Scheitel (also auf der optischen Achse) näher an der äußeren Parabel (nicht gezeigt) liegt, als an der inneren Parabel (nicht gezeigt). Mit zunehmender Annäherung an den Rand der Leuchte nähert sich dann die Reflektorschnittkurve R der inneren Parabel. Dabei ist der Reflektor kein Paraboloid.
[0032] Mit der vorstehend beschriebenen Reflektorform mit zwei Parabeln als Einhüllenden, wird eine Leuchte erzeugt, deren Strahlung nicht genau parallel zur optischen Achse ausgerichtet ist, sondern etwas nach innen reflektiert wird. Es kann also ohne Verwendung einer Linse in einem gegebenen Abstand von der Leuchte ein Lichtfleck erzeugt werden, dessen Durchmesser geringer ist als der Öffnungsdurchmesser der Leuchte.
[0033] Beim in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Verlauf der Reflektorschnittkurve R zwischen seinen beiden einhüllenden Ellipsen Ei, E2 mittels eines von einem ortsfesten Punkt O, welcher mit den Brennpunkten F1, F2 der Ellipsen zusammenfällt, ausgehenden Strahls 2 und dem von diesem Strahl erzeugten Polarwinkel a beschrieben. Der Strahl 2 schneidet die Ellipsen Ei, E2 und die Reflektorschnittkurve R. Die Schnittpunkte sind mit den Bezugszeichen A, B bzw. C versehen. In Fig. 1 sind zwei Stellungen des wandernden Strahles 2, 2' gezeigt, wobei in der zweiten Stellung die entsprechenden Bezugszeichen mit einem Strich versehen sind.
[0034] Es kann nun ein Abstandsverhältnis k wie folgt definiert werden:
wobei a der Abstand zwischen den Punkten A und O, b der Abstand zwischen den Punkten B und O und c der Abstand zwischen den Punkten C und O sind.
[0035] Beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist das Abstandsverhältnis k im Bereich der Scheitelpunkte S1 , S2 und SR der Kurven Ei, E2 bzw. R relativ klein, d.h. der Scheitelpunkt SR des Reflektors R liegt näher am Scheitelpunkt S2 der inneren einhüllenden Ellipse E2 als am Scheitelpunkt S1 der äußeren einhüllenden Ellipse Ei.
[0036] Mit größer werdendem Polarwinkel a ändert sich das Abstandsverhältnis dahingehend, daß nahe dem Rand Ra des Reflektors der Reflektor näher an seiner äußeren einhüllenden Ellipse Ei liegt als an seiner inneren einhüllenden Ellipse E2.
[0037] Analytisch kann die Variation des Abstandsverhältnisses als Funktion des Polarwinkels a z.B. durch folgende Gleichungen dargestellt werden:
wobei amax der größte Polarwinkel des wandernden Strahles 2 ist (also entsprechend etwa dem Strahl 2' in Fig. 1), d.h. der Winkel des den Rand Ra der Reflektorschnittkurve R streifenden Strahles. In den vorstehenden Gleichungen (I), (11) und (111) bedeutet y eine reelle Zahl, insbesondere 1 und auch U und V bedeuten jeweils reelle Zahlen.
[0038] Der Reflektor soll keine Unstetigkeitsstellen aufweisen, d.h. die Änderung des Abstandsverhältnisses als Funktion des Polarwinkels a soll einer stetigen Funktion folgen. Bevorzugt weist der Reflektor eine stetig differenzierbare Form auf. Dies gilt auch für das in Fig. 2 gezeigte andere Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Reflektors.
[0039] Vorstehend ist die erfindungsgemäße Konstruktion eines Reflektors anhand von Polarkoordinaten beschrieben. Polarkoordinaten haben hier bestimmte Vorteile, es ist aber auch möglich, cartesische oder andere Koordinaten zu verwenden.
[0040] Der in Fig. 2 gezeigte Reflektor R dient zur Erzeugung einer gleichmäßigen Lichtverteilung. Eine Ellipse E und eine Parabel P werden so nebeneinander gelegt, daß der Brennpunkt F1 der Parabel mit einem Brennpunkt F2 der Ellipse E zusammenfällt. Auch der feste Punkt O, welcher den Strahl 2 und den Polarwinkel a definiert, liegt in den beiden Brennpunkten auf der optischen Achse 1.
[0041] Beim in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist das wie oben definierte Abstandsverhältnis k des Reflektors R zwischen den einhüllenden Kurven E und P konstant.
[0042] Durch Änderung des Abstandsverhältnisses k lassen sich die optischen Eigenschaften des Reflektors R nach Bedarf ändern. Je näher das Abstandsverhältnis k bei 1,0 liegt, umso ähnlicher sind die optischen Eigenschaften des Reflektors R denen eines parabelförmigen Reflektors.
[0043] Die optischen Eigenschaften des Reflektors R beim Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind bestimmt durch die Parameter a, b der Ellipse E, den Parameter p der Parabel P, den Abstand der Scheitelpunkt SE und Sp der Ellipse E bzw. der Parabel P auf der optischen Achse 1 und das oben beschriebene Abstandsverhältnis k.
[0044] In Abwandlung des in Fig. 2 beschriebenen Ausführungsbeispieles kann das Abstandsverhältnis k auch als Funktion des Polarwinkels a variieren, insbesondere gemäß den obigen Funktionen (1), (2) und (3).
[0045] Auch kann das Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 2 dahingehend abgewandelt werden, daß die Brennpunkte der Parabel bzw. Ellipse nicht zusammenfallen. Auch kann der Abstand der Scheitelpunkte SE und Sp auf der optischen Achse 1 verringert werden, im Extremfall können die beiden Scheitelpunkte zusammenfallen.
[0046] Es ist auch möglich, in Abwandlung des Ausführungsbeispieles gemäß Fig. 2 die Ellipse außerhalb der Parabel anzuordnen, also das Größenverhältnis von Parabel und Ellipse umzukehren.
[0047] Weiterhin können die in den Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsbeispiele dahingehend abgewandelt werden, daß die optischen Achsen der einhüllenden Kurven Ei, E2, E, P nicht jeweils zusammenfallen. Die optische Achse einer einhüllenden Kurve kann in bezug auf die optische Achse der anderen einhüllenden Kurve leicht schräg gestellt sein.
[0048] Die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele von die Reflektorform einhüllenden Kurven wie Ei, E2, E, P, können durch Gleichungen
beschrieben werden, wobei a, b, c, d, e und f jeweils Konstante und x und y Variable sind.
[0049] Die Lichtverteilung eines erfindungsgemäßen Reflektors kann sowohl rechnerisch als auch empirisch festgestellt werden. Eine rechnerische Feststellung ist dann besonders einfach, wenn ein analytischer Ausdruck für das Abstandsverhältnis bzw. den Verlauf der Kurve R gegeben ist, so daß die Tangente durch Differenzierung berechnet werden kann. Aus den Tangenten an einer Vielzahl von Punkten, die jeweils mit gleichbleibenden Winkelabständen voneinander auf der Reflektorschnittkurve R ausgewählt werden, ergeben sich aufgrund des Reflexionsgesetzes ("Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel") die Richtungen der die Leuchte verlassenden Strahlen und daraus ergibt sich in einen gegebenen Abstand von der Leuchte die Intensitätsverteilung, d.h. die Zahl der ankommenden Lichtstrahlen pro Flächeneinheit.
[0050] Um mit einem Reflektor R gemäß Fig. 2 ohne Verwendung von Hilfsmitteln (Kappen oder dergleichen) einen einzigen homogen ausgeleuchteten Lichtfleck auf einer von der Leuchte entfernten Wand zu erzeugen, ist vorgesehen, daß der den Öffnungsrand Ra des Reflektors R erreichende Lichtstrahl S mit der optischen Achse 1 einen Winkel β einschließt, der gleich ist dem Winkel β', den der am Rand reflektierte Strahl S' mit der optischen Achse einschließt. In diesem Falle bilden die direkte Strahlung aus der Lichtquelle am Ort O und die reflektierte Strahlung gleiche Lichtkegel.
[0051] Die Lichtquelle muß nicht notwendig in den Brennpunkten F1, F2 bzw. am Ort O angeordnet werden.
[0052] Die Fig. 3 und 4 zeigen einen Vergleich der Lichtstärkeverteilungen bei einer herkömmlichen Leuchte mit einem Ellipsoid-Reflektor und einer erfindungsgemäßen Leuchte gemäß Fig. 2. In Fig. 3 ist die Lichtstärkeverteilung 11 einer Leuchte mit herkömmlichem Ellipsoid-Reflektor als Funktion des Ausstrahlungswinkels in üblicher Weise aufgetragen. Der Kurve 11 ist zu entnehmen, daß die Helligkeit ausgehend von einem Maximum bei 0 zur Seite hin stark abfällt.
[0053] Bei einem erfindungsgemäßen Reflektor hingegen ist die Lichtstärkeverteilung 12 gemäß Fig. 4 wesentlich gleichmäßiger und bleibt innerhalb eines bestimmten Winkels nahezu konstant. Der die Lichtverteilug gemäß Fig. 4 erzeugende Reflektor ist wie vorstehend beschrieben konstruiert mit zwei Kegelschnittkurven, nämlich einer Parabel mit p = 39,0, einer Ellipse mit a = 90,2 und b = 56,0 sowie einem Abstandsverhältnis k von 0,22 (konstant).
[0054] Es ist möglich, eine erfindungsgemäße Reflektorfläche mit Facetten zu versehen, um bei bestimmten Lichtquellen, die einen gewickelten Wendeldraht aufweisen, eine ästhetisch störende Erscheinung von hellen und dunklen Ringen im Lichtfleck zu vermeiden.
[0055] Insbesondere bei einem rinnenförmigen Reflektor muß die Form nicht unbedingt in bezug auf die zentrische Längsebene des Reflektors symmetrisch sein. Vielmehr kann das Unterteil des Reflektors sich vom Oberteil unterscheiden, um eine optimale Anpassung an die geforderte Beleuchtung zu erreichen.
1. Reflektor für eine Leuchte, dessen Schnittkurve (R) in einer die optische Achse
(1) der Leuchte enthaltenden Ebene nicht kegelschnittförmig ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Punkte der Reflektorschnittkurve (R) zwischen zwei die Reflektorschnittkurve
zwischen sich einhüllenden Kegelschnittkurven (Ei, E2; P, E) liegen, wobei jeweils
die Abstände der Punkte (B, B') der Reflektorschnittkurve von Schnittpunkten (A, C)
von Strahlen (2, 2') mit den einhüllenden Kegelschnittkurven (Ei, E2; P, E) einem
vorgegebenen Abstandsverhältnis (k) entsprechen.
2. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlen (2, 2'), welche
die Schnittpunkte (A, C) mit den einhüllenden Kegelschnittkurven (Ei, E2; P, E) bilden,
als Polarkoordinaten von einem Ursprung (0) ausgehen.
3. Reflektor nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einhüllenden
Kurven (Ei, E2) von gleicher Kegelschnittart sind und das Abstandsverhältnis (k) der
Reflektorschnittkurve (R) in Abhängigkeit vom Abstand der Reflektorschnittkurve von
ihrem Scheitel (SR) variiert.
4. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die einhüllenden Kurven (P, E) von unterschiedlicher Kegelschnittart sind und das
Abstandsverhältnis (k) der Reflektorschnittkurve (R) in Abhängigkeit vom Abstand zu
ihrem Scheitelpunkt (SR) konstant ist oder variiert.
5. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Brennpunkte der zwei einhüllenden Kegelschnittkurven zusammenfallen.
6. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Scheitelpunkte der zwei einhüllenden Kurven auf der optischen Achse (1) aufeinander
liegen.
7. Reflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheitelpunkte
(S1, S2, SR; Sp, SE, SR) der beiden einhüllenden Kurven auf der optischen Achse (1) der Leuchte voneinander
Abstand haben.
8. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Basiswinkel des aus einem am Reflektorrand reflektierenden Lichtstrahl und der
optischen Achse (1) gebildeten Dreiecks gleich sind.
9. Reflektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß
die Reflektorschnittkurve (R) stetig ist, insbesondere stetig differenzierbar.
10. Verfahren zum Erzeugen einer Reflektorform, deren Schnittkurve (R) in einer die
optische Achse (1) der Leuchte enthaltenden Ebene nicht kegelschnittförmig ist, dadurch
gekennzeichnet, daß die Punkte der Reflektorschnittkurve (R) so bestimmt werden, daß
sie jeweils auf Strahlen (2, 2') liegen, die von einem in Bezug auf den Reflektor
ortsfesten Ursprung (O) ausgehen und für jeden Punkt (B, B') der Reflektorschnittkurve
(R) einen anderen Winkel (a,a') mit der optischen Achse (1) bilden, und daß die Position
des Punktes (B, B') auf dem Strahl (2, 2') zwischen zwei die Reflektorschnittkurve
(R) zwischen sich einhüllenden Kegelschnittkurven (Ei , E2; P; E) derart festgelegt
wird, daß die Abstände des Punktes (B, B') von den Schnittpunkten (A, C) des Strahles
(2, 2') mit den einhüllenden Kegelschnittkurven (Ei, E2; P, E) durch ein vorgegebenes
Abstandsverhältnis (k) festgelegt werden.
1. A reflector for a lamp having a cutting line (R) which is not of the shape of a
conic section in a plane including the optical axis (1) of the lamp, characterized
in that the points of the reflector cutting line (R) lie between two conic sections
(E1, E2; P, E) enveloping the reflector cutting line between them, the distances of points
(B, B') on the, reflector cutting line from points of intersection (A, C) of straight
lines (2, 2') with the enveloping conic sections (E1 , E2; P, E) corresponding to a given distance ratio (k).
2. The reflector as claimed in claim 1, characterized in that the straight lines (2,
2') forming the points of intersection (A, C) with the enveloping conic sections (E1, E2; P, E) start from an origin (O) as polar coordinates.
3. The reflector as claimed in claim 1 or 2, characterized in that the enveloping
curves (E, , E2) are of the same type of conic and the distance ratio (k) of the reflector cutting
line (R) varies in response to the distance of the reflector cuting line from its
apex (SR).
4. The reflector as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that
the enveloping curves (P, E) are of different types of conics and the distance ratio
(k) of the reflector cutting line (R) is constant or varies in response to the distance
of the reflector cutting line from its apex (SR).
5. The reflector as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that
the foci of the two enveloping conic sections coincide.
6. The reflector as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that
the foci of the two enveloping conic sections lie on top of each other on the optical
axis (1).
7. The reflector as claimed in any one of claims 1 to 5, characterized in that the
apices (Si , S2, SR; Sp, SE, SR) of the two enveloping curves are spaced from one other on the optical axis (1) of
the lamp.
8. The reflector as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that
the base angles of a triangle formed of a light beam reflecting at the reflector edge
and of the optical axis (1) are the same.
9. The reflector as claimed in any one of the preceding claims, characterized in that
the reflector cutting line (R) is steady, especially steadily differentiable.
10. A method of generating a reflector shape whose cutting line (R) is not of the
shape of a conic section in a plane including the optical axis (1) of the lamp, characterized
in that the points of the reflector cutting line (R) are determined such as to each
lie on straight lines (2, 2') starting from an origin (O) that is fixed with reference
to the reflector and to form a different angle (a, a') with the optical axis (1) for
each point (B, B') on the reflector cuting line (R), and in that the locus of the
point (B, B') on the straight line (2, 2') between two conic sections (E1, E2; P, E) enveloping the reflector cutting line (R) between them is determined such
that the distances of the point (B, B') from the points of intersection (A, C) of
the straight line (2, 2') with the enveloping conic sections (E1, E2; P, E) are determined by a given distance ratio (k).
1. Réflecteur pour une lampe, dont la courbe de coupe (R), dans un plan contenant
l'axe optique (1) de la lampe, n'est pas en forme de conique, caractérisé en ce que
les points de la courbe de coupe de réflecteur (R) se trouvent entre deux courbes
de conique (E1 , E2 ; E, P) enveloppant entre elles la courbe de coupe de réflecteur, les espacements
des points (B, B') de la courbe de courbe de réflecteur de points de coupe (A, C),
de rayons (2, 2') avec les courbes de conique (E1 , E2 ; E, P) enveloppantes, correspondant, chaque fois, à un rapport d'espacement (k) préalloué.
2. Réflecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que les rayons (2, 2'),
lesquels forment les points de coupe (A, C) avec les courbes de conique (E1 , E2 ; E, P) enveloppantes, sont issus, comme des coordonnées polaires, d'une origine (O).
3. Réflecteur selon une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les courbes
(Ei , E2) enveloppantes sont de type de conique identique et en ce que le rapport d'espacement
(k) de la courbe de coupe de réflecteur (R) varie en fonction de l'espacement de la
courbe de coupe de réflecteur de son sommet (SR).
4. Réflecteur selon une des précédentes revendications, caractérisé en ce que les
courbes enveloppantes (P, E) sont de type de conique différent et en ce que le rapport
d'espacement (k) de la courbe de coupe de réflecteur (R), en fonction de l'espacement
par rapport à son point de sommet (SR), est constant ou varie.
5. Réflecteur selon une des précédentes revendications, caractérisé en ce que les
foyers des deux courbes de conique enveloppantes coïncident.
6. Réflecteur selon une des précédentes revendications, caractérisé en ce que les
points de sommet des deux courbes enveloppantes se trouvent l'un sur l'autre sur l'axe
optique (1).
7. Réflecteur selon une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que les points
de sommet (Sl, S2, SR ; Sp, SE, SR) des deux courbes enveloppantes sont espacés les uns des autres sur l'axe optique
(1) de la lampe.
8. Réflecteur selon une des précédentes revendications, caractérisé en ce que les
angles de base du triangle formé à partir d'un rayon de lumière réfléchissant au bord
de réflecteur et de l'axe optique (1) sont égaux.
9. Réflecteur selon une des précédentes revendications, caractérisé en ce que la courbe
de coupe de réflecteur (R) est continue, en particulier est susceptible d'être différenciée
de façon continue.
10. Procédé pour l'engendrement d'une forme de réflecteur, dont la courbe de coupe
(R), dans un plan contenant l'axe optique (1) de la lampe, n'est pas en forme de conique,
caractérisé en ce que les points de la courbe de coupe de réflecteur (R) sont ainsi
déterminés, qu'ils se trouvent chaque fois sur des rayons (2, 2'), qui sortent d'une
origine (O) fixe en emplacement par rapport au réflecteur, et, pour chaque point (B,
B') de la courbe de coupe de réflecteur (R), forment un autre angle (a, a') avec l'axe
optique (1), et en ce que la position du point (B, B') sur le rayon (2, 2'), entre
deux courbes de conique ((E1 , E2 ; P ; E) enveloppant entre elles la courbe de coupe de réflecteur (R), est établie
de telle sorte, que les espacements du point (B, B') des points de coupe (A, C) du
rayon (2, 2') avec les courbes de conique (El, E2 ; P, E) sont établis par un rapport d'espacement (k) préalloué.