DE3401301C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Leuchte, insbesondere mit einer Lichtquelle kleiner Ausdehnung und hoher Leuchtdichte, um welche eine Optik angeordnet ist, und einem im wesentlichen rotationssymmetrischen, aus einem lichtdurchlässigen Material bestehenden Lichtleitkörper, wobei die die Optik verlassenden Lichtstrahlen durch eine im wesentlichen senkrecht verlaufende Eintrittsfläche des Lichtkörpers in diesen eintreten, an einer nach außen-oben gerichteten Begrenzungsfläche durch Totalreflexion nach unten abgelenkt werden und durch eine untere Begrenzungsfläche des Lichtleitkörpers diesen verlassen.

In Leuchten der genannten Art werden Hochleistungslampen mit annähernd punktförmiger Lichtquelle verwendet, beispielsweise Halogen-Glühlampen oder Metalldampf- Hochdrucklampen. Dies ermöglicht zusammen mit der die Lichtquelle umgebenden Optik, welche ein Spiegel- oder ein Linsensystem sein kann, die Strahlen so gerichtet in den Lichtleitkörper einfallen zu lassen, daß sie ihn praktisch ohne Verluste durch Streuung in der gewünschten Richtung nach unten verlassen. Der Lichtleitkörper wird in den bekannten Konstruktionen als Vollkörper aus Glas, Akrylharz oder ähnlichem Material ausgeführt. Infolge der teilweise komplizierten Formen ist die Herstellung teuer, die gewünschten Toleranzen können nur schwer eingehalten werden. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die gesamte Leuchte als Optik wirkt, wobei für den Betrachter ein Bild der Lampe entsteht, welches eine hohe Leuchtdiode aufweist und daher eine unangenehme Blendung verursacht.

So zeigt die österreichische Patentschrift Nr. 1 66 396 ein Bauelement zur Lichtumlenkung, jedoch handelt es sich dort nicht um eine Lichtquelle mit kleiner Ausdehnung, sondern um eine langgestreckte Lichtquelle, und bei dem verwendeten Lichtleitkörper handelt es sich nicht um einzelne Platten.

Weiterhin zeigt die DE-OS 27 17 773 eine Leuchte mit einer Lichtquelle geringer Ausdehnung, bei der jedoch als Optik ebenfalls keine Platten verwendet werden, die sich in der Rotationssymmetrie-Achse der Leuchte schneiden, sondern gekrümmte, ringförmige Schalen.

Ziel der Erfindung ist es, eine Leuchte zu schaffen, bei der das Bild der Lampe in Einzelbilder aufgelöst ist und welche einfacher und billiger herzustellen ist.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß der Lichtleitkörper aus einzelnen, aneinandergrenzenden Platten besteht, die sich in der Rotationssymmetrie- Achse der Leuchte schneiden, und wobei das einfallende Licht an einer Begrenzungskante total reflektiert wird.

Der Lichtleitkörper besteht demnach nicht aus einem kompakten Körper, sondern aus einzelnen Platten, was neben der optischen Auflösung des Lampenbildes die Möglichkeit schafft, ohne großen Aufwand zusätzliche optische Effekte zu erzielen.

In der einfachsten Form sind die Platten planparallel und haben eine ebene, senkrecht verlaufende Eintrittsfläche, so daß sie an dieser Stelle bündig aneinander anschließen können. Der Zwischenraum zwischen ihnen bildet einen sich nach außen erweiternden Keil.

Einzelheiten und mögliche Varianten werden in der nachfolgenden Beschreibung erläutert, welche anhand der Figuren mögliche Verwirklichungen des Erfindungs­ gedankens aufzeigt.

Fig. 1 ist ein Schnitt durch eine erfindungsgemäße Leuchte, Fig. 2 stellt den Grundriß dazu dar; konstruktive Details, wie Verbindungselemente, sind dabei weggelassen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen Varianten der Optik.

In den Fig. 5 und 6 ist als Aufsicht und im Grundriß eine besondere Ausführung der Eintrittsfläche dargestellt.

Die Fig. 7 zeigt im Grundriß und die Fig. 8 in der Ansicht Varianten in der Formgebung der Eintrittsfläche, bzw. der Austrittsfläche.

Wie Fig. 1 zeigt, ist um die Lichtquelle 1 eine Optik angeordnet, welche aus zwei rotationssymmetrischen, im Schnitt parabelförmigen Reflektoren 2′ und 2″ besteht. Durch diese werden alle Lichtstrahlen, welche die Lichtquelle 1 verhältnismäßig steil nach oben oder unten verlassen, so umgelenkt, daß sie die Optik in einem flacheren Winkel verlassen.

Eine Anzahl von unter sich gleichen Platten 3 bilden den Lichtleitkörper 4. Jede Platte 3 ist planparallel, der Umriß wird durch drei funktionell unterschiedliche Flächen gebildet: Die Eintrittskante 5 für die aus der Optik austretenden Strahlen ist eben, so daß die Platten in diesem Bereich bündig aneinander anschließend angeordnet werden können; die gesamte Eintrittsfläche des Lichtleitkörpers 4 stellt sich daher im Grundriß als regelmäßiges Polygon dar, wobei die Anzahl der Ecken gleich der Anzahl der Platten 3 ist. Nach außen hin entsteht zwischen den einzelnen Platten 3 ein sich keilförmig erweiternder Spalt 6. Die zweite Begrenzungskante 7 jeder Platte 3 ist nach außen-oben gerichtet und so geformt, daß an jeder Stelle für alle Lichtstrahlen die Bedingung für Totalreflexion gegeben ist. Die tatsächliche Form richtet sich nach den Bedingungen, die für die Leuchtstärkenverteilung auf der durch die Lampe beleuchteten Fläche gegeben sind. Im dargestellten Beispiel setzt sich der Umriß aus einzelnen Geraden zusammen. Dies hat gegenüber einer stetigen Krümmung den Vorteil, daß das Bild der Lampe für den Betrachter in einzelne Lichtpunkte aufgelöst wird, was die Blendung stark herabsetzt. Durch die dritte Begrenzungskante 8 verlassen die Lichtstrahlen den Lichtleitkörper 4 im wesentlichen nach unten, dementsprechend ist diese Fläche im wesentlichen nach unten gerichtet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel setzt sich der Umriß aus zwei Geraden zusammen.

In der Variante gemäß Fig. 3 ist der obere Reflektor 2′ halbkugelförmig ausgeführt und so angeordnet, daß auf ihn auftreffende Lichtstrahlen zunächst auf den unteren Reflektor 2″ geworfen werden und dann erst in den Lichtleitkörper 4 eintreten.

Fig. 4 zeigt als Optik eine Linse 9, welche ebenso wie die Reflektoren 2′ und 2″ steil auf sie auftreffende Lichtstrahlen in eine flachere Bahn umlenkt.

Um eine gewünschte Verteilung der Lichtstärke zu erhalten, kann es zweckmäßig sein, die Eintrittsfläche 5 nicht durchgehend eben auszuführen, sondern beispielsweise im oberen Bereich mit einer konkaven Krümmung 10 zu versehen, wie die Fig. 5 zeigt. Mit einer über die ganze Ausdehnung planparallelen Platte 3 würde im Bereich der Krümmung 10 ein Spalt entstehen, durch den ein Teil des Lichtes radial nach außen entweichen würde. Um dies zu vermeiden, wird die Platte 3 im inneren Bereich nicht planparallel, sondern als Keil ausgeführt, dessen Winkel gleich 360° geteilt durch die Anzahl der Platten ist. Diese liegen dann bündig aneinander, wie der Fig. 6 zu entnehmen ist; zur Verdeutlichung ist in dieser Figur der Winkel zwischen den Platten 3 übertrieben dargestellt.

In den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen erfolgt der Strahlengang in den Platten 3 vorwiegend in der Plattenebene. Um eine Streuung des Lichtes zu erzielen, wodurch dieses weicher wird, also nicht so harte Schatten wirft, können die Eintritts- und/oder die Austrittskanten 5 bzw. 8 konkav gekrümmt werden. Im ersten Fall, welcher in Fig. 7 dargestellt ist, erfolgt in der Platte 3 eine mehrfache Totalreflexion an den Seitenflächen; wird, wie in Fig. 8 gezeigt, die Austrittsfläche 8 konkav ausgeführt, so erfolgt erst an dieser Stelle eine Auffächerung der durch eine Platte 3 gehenden Lichtstrahlen.

Im Rahmen der Erfindung sind weitere Varianten möglich. So könnte beispielsweise der Umriß der Platte 3 in der Eintrittsfläche 5 und/oder Austrittskante 8 über die ganze Länge oder einen Teil davon konvex gekrümmt sein. Weiters ist es möglich, durch die Verwendung verschiedener Platten eine asymmetrische Lichtverteilung zu erzielen. Auch wäre denkbar, die Platten nicht planparallel, sondern mit konisch verlaufenden oder schwach gekrümmten Oberflächen auszuführen.

Claims (9)

1. Leuchte, insbesondere Leuchte mit einer Lichtquelle kleiner Ausdehnung und hoher Leuchtdichte, mit folgenden Merkmalen:

• 1 um die Lichtquelle (1) ist eine Optik angeordnet,
• 2 um die Optik ist wenigstens ein Segment eines rotationssymmetrischen Raumes definiert,
• 3 der Raum wird nach außen hin begrenzt von einem rotationssymmetrischen, aus einem lichtdurchlässigen Material bestehenden Lichtleitkörper (4),
  • 3.1 der Lichtleitkörper (4) besteht aus einzelnen, aneinandergrenzenden Platten (3),
    • 3.1.1 die Plattenebenen schneiden sich in der Rotationssymmetrie-Achse (11) der Leuchte,
    • 3.1.2 die die Optik verlassenden Lichtstrahlen treten durch die den rotationssymmetrischen Raum begrenzenden Eintrittskanten (5) der Platten (3) ein,
    • 3.1.3 die Platten (3) weisen eine Begrenzungskante (7) auf, die an dem der Optik nächstliegenden Ende der Eintrittkanten (5) an diese anschließen, wobei das über die Eintrittskante (5) einfallende Licht an der Begrenzungskante (7) total reflektiert wird,
    • 3.1.4 das Licht tritt aus einer Begrenzungskante (8) aus, die die total reflektierende Begrenzungskante (7) mit der Eintrittskante (5) mittelbar verbindet,
• 4 zwischen den Platten (3) ist im äußeren Bereich des Lichtleitkörpers ein Zwischenraum (6) vorhanden,

wobei die Merkmale 3.1, 3.1.1 und 3.1.3 den kennzeichnenden Teil und die übrigen Merkmale den Oberbegriff bilden.

2. Leuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Platte (3) durch zwei planparallele Flächen begrenzt ist.

3. Leuchte nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskante (5) jeder Platte (3) eben ist und parallel zur Rotationssymmetrie-Achse (11) der Leuchte verläuft.

4. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil der Eintrittskante (5), quer zur Rotationssymmetrie-Achse (11) gesehen, eine konkave Krümmung (10) aufweist.

5. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Platten (3) im Bereich ihrer Eintrittskante (5) eine konische Abschrägung aufweist, wobei der Keilwinkel gleich 360° geteilt durch die Anzahl der Platten (3) ist.

6. Leuchte nach einem der Ansprüche 1, 2, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eintrittskante (5) in Querschnittsdarstellung eine Krümmung aufweist.

7. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht total reflektierende Begrenzungskante (8) in Querschnittsdarstellung eine Krümmung aufweist.

8. Leuchte nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die total reflektierende Begrenzungskante (8) von der Seite gesehen einen Polygonzug darstellt.