CH231284A - Beleuchtungseinrichtung mit Stufenlinse. - Google Patents

Description

      Beleuchtungseinrichtung    mit Stufenlinse.    Es     ist    bekannt, bei     Beleuchtungseinl.ich-          tungen,    z. B. für Scheinwerfer oder     Projek-          tio#nsz#wecke,    insbesondere     in    der Kinemato  graphie,     Stufenlinssen    zu verwenden,

   bei  denen     von.        Stufe    zu     Stufe        wechselnde        Krüm-          mungsradien        die    Ablenkung der     durch-          fallenden    Lichtstrahlen beeinflussen.     Hierbei          können,die        Stufen    auf einer Seite .oder auch  auf beiden     :Seiten    der Linse angeordnet sein.

    Je     nach    dem     Vervwenduno-szvweek    ist     es    ferner  bekannt, die     gestufte        oder    die nicht     gestufte     Seite der     Lichtduelle    zuzuwenden     und    die       Linse    plan., konvex oder konkav zu machen.       Hierbei    lassen sich sowohl parallele als auch       konvergente    Strahlen     erzeugen.     



       D.ie        Err,finidun:g    hat den Zweck,     derartige        Be-          leuchtungseinrichtungen    durch Verringerung  ,des     Li:ch@tverlustes    zu     verbemern;

      dementspre  chend, wird gemäss der     Erfindung    die Ne     ggung     der die     Stufen        beb        -enzenden    brechenden     Fächen     zur optischen Achse der Linse derart gewählt,    ,dass     die        vorm.        Brennpunkt        .der        Linse        aus-          gehend,en        Beleuchtungsstrahlen        wenigstens          einzelne        Stufen    symmetrisch durchsetzen.

    Auf diese     Weise    werden     insbesondere    grosse       Lichtverluste    durch.     Reflektion        vermieden.     Diese     Verluste    sind     nämlich    bei     bekannten          Beleuchtungseinrichtungen    in gewissen Zonen  der     Stufenlinse,        insbesondere        in.    .den Rand  zonen     erheblich,        -weil:

      die Lichtstrahlen     in,die     brechenden Flächen     unter        ungünstigem    Win  kel     eintreten        bezw.    aus ihnen     austreten.        Wenn     .die     Beleuchtungseinrichtung        eine        zweiseitige          Stufenlinso        aufweist,    so ist     es        vorteilhaft,

           & e     einander     gegenüberliegenden        Absätze        zwi-          sühen    den     einzelnen        Stufen    der beiden Linsen  fläohen so     zueinander        anzuordnen,        -dass        .die     von     dem,        einen    Absatz .der einen Fläche her  vorgerufene     dunkle    Zone in den     Bereich-des          zugeh,

  ärigen        Absatzes    der     andern        Fläche          fällt.    Hierbei     tritt    infolge der Absätze nur  ein     einmaliger    Lichtverlust auf     .der        Eintrittm-          seite    auf; es     wird    nämlich erreicht,     dass    sich      dieser     Lichtverlust    .durch die Absätze     a.uf     der     Austrittsseite    nicht vergrössert.  



  An Hand der Figuren werden     Aus.füh-          runbeformen    der     Beleuchtunbseinrichtunö     na-oh, der     Erfindung        beispielsweise    erläutert.  



       Fig.    1     zeigt    eine Stufenlinse S, die par  allele     Strahlen    erzeugt und damit     besonders     für     -Saheinn-verferz-#vecke    brauchbar ist. Die       Lichtquelle    L liebt in der optischen     Achse    0.

    Die     Linse        besitzt    drei Stufen, die kreisring  förmig verlaufen, und eine Mittelzone<B>31.</B> Die  bei solchen Linsen     vorzilb.weise    infolge     Re-          flektion        auftretenden    Lichtverluste sollen an  Hand ,der     Fig.    2 näher     untersucht    werden.  



       Diese    Figur zeigt eine     einzelne    Stufe der       Linse,    z. B. die äusserste. Der     Lichtstrahl    L       trete    mit der     Intensität    1,00 auf die     Eiai-          trittsfläche    E     und,    werde von dieser unter  dem Winkel     d    gleich z. B. 35  gebrochen und  trete     senkrecht    aus der Austrittsfläche A       wieder    aus. Bei     einem    Stufenwinkel a von  z.

   B. 40      und    einem Brechung     exponenten          von,    1,5 für     -das    Glas erfahre hierbei der  Lichtstrahl     autf        Grund    der bekannten opti  schen Beziehungen eine     Herabsetzung    auf  dien Wert von 0,72.

   Wenn der Lichtstrahl L  die Stufe     symmetrisch        durchsetzt,    wie das in       Fig.    3 dargestellt     ist,    .das heisst wenn der       Winkel        i.,    :gleich dem Winkel     i,@    ist, so tritt  bei     ;

  gleichem        Stufenwinkel        und    bei gleichem       Brechungsindex,        wie    im Fall der     Fig.    9, ein  erheblich     geringerer    Lichtverlust auf, da nur  eine     Herabsetzung    der     Intensität    auf .den       We=rt    von etwa 0,92     stattfindet.    Es ist sehr  zweckmässig, wenn alle Stufen vom Licht  strahl     symmetrisch    durchsetzt werden;

       ander-          seits    ist es aber auch     ohne    weiteres ersichtlich,       dass        eine        Wirkungsverbesserung    schon dann       eintritt,    wenn nur ein Teil der Stufen diese       Bedingung        erfüllt,        insbesondere    die Stufen  am Rande. Wenn .die     Symmetriebe=din@bmng     für die     dargestellten    mittleren Lichtstrahlen  erfüllt ist,     ,so    gilt sie praktisch     genügend     genau für !die ganzen schmalen Stufen.

   Bei  der mittleren Zone, die häufig relativ gross  ist, braucht dies nicht so gut der Fall zu  sein, zumal in dieser Zone der Lichtverlust       sowieso    nicht so stark     auftritt.       Bei zweiseitigen Stufenlinsen kann eine       weitere    Herabsetzung der Lichtverluste durch  eine Anordnung gemäss     Fig.        .l    erreicht wer  den. Die     zweiseit.igo        Stufienlinse        S        besitzt     fünf Stufen s, bei denen die an Hand     vom.          Fig.    1-3 erläuterte     Bedingung    erfüllt ist.

         7wisehen    diesen Stufen sind auf der einen  Seite     die    Absätze     a,        und    auf der andern  Seite die Absätze     a-    Zwei einander     entspre-          ehende    Absätze<I>a,</I>     und        at        sind.,    wie     darbe,-          stellt,    derart     hintereinandergeschaltet,    dass sie  nur eine dunkle Zone z,

   auf der     Liehtaus-          trittsseite        erzeugen.        Zwischen    den dunklen  Zonen     liegen    jeweils die hellen Zonen     z..     Diese     Anord@nunb    hat noch den     besonderen     Vorteil, dass die Herstellung der Linse durch  Pressen ohne     weiteres    möglich ist, da bei der       schrägen        Lage    der Absätze die Linse leicht  aus der     Pressform    herausgenommen werden  kann.  



  Die     brechenden    Flächen der einzelnen  Stufen stellen     vorteilhaft        Kugelausschnitte     dar, deren     Mittelpunkte    in der optischen  Achse liegen. Die Radien der einzelnen  Stufen können so     gewählt    werden, dass der       Öffnungsfehler        (sphärische        Abberation)    be  hoben ist.  



  Durch die Grösse und den Sinn der Krüm  mung     können,    unter Umständen weitere     Ab-          Z,    behoben werden,     beispiels-          weise    durch     Erfüllung    der     Aplanasiebedin-          gung.        Aplanatische8tufenlinsen    werden     im     vielen Fällen bei solchen     Beleuohtungsein-          riohtungen        besonders    vorteilhaft     angewendet.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Beleuchtungseinrichtung mit wenigstens einseitiger Stufenlinse, dadurch bekenazeich- net, dass zur Verringerung der Lichtverluste die Neigung der die Stufen begrenzenden bre chenden Flächen zur optischen Achse der Linse derartig ist. da.ss die vom Brennpunkt der Linse ausgehenden Beleuelitungsstrahlen wenigstens einzelne Stufen sy mmetris.ch durchsetzen.

   UNTERANSPRüCHE Beile uchtungseinriehtunb nach Patenta-n- spruch, mit zweiseitiger Stufenlinse, dadurch gekennzeichnet, dass die einander gegenüber liegenden Absätze (al, a2) zwischen den ein zelnen Stufen der beiden Linsenflächen so zueinander anmeofrdnet sind,

   dass die von dem einen Absatz der einen Fläche hervor- gerufene dunkle Zone (z1) in den Bereich des zugehörigen Absatzes der andern Fläche fällt.