DE10020348B4

DE10020348B4 - Reflektor für elektromagnetische Strahlen

Info

Publication number: DE10020348B4
Application number: DE10020348A
Authority: DE
Inventors: Tetsuhiro Kano
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-04-26
Filing date: 2000-04-26
Publication date: 2006-02-23
Anticipated expiration: 2020-04-27
Also published as: DE10020348A1

Abstract

Reflektor (1) für elektromagnetische Strahlen, mit:
– einer optischen Achse (4),
– einer Reflexionsoberfläche, die in einem die optische Achse enthaltenden Schnitt eine Schnittkurve mit wenigstens vier Segmenten (S1, ..., S4) erzeugt, und
– einer ersten, wenigstens zwei Segmente (S1, S3) umfassenden Segmentgruppe zur Reflexion von Strahlenauf einen Bereich einer senkrecht zur optischen Achse (4) stehenden Projektionsebene (6), der bezüglich des Schnittpunkts der optischen Achse (4) und der Projektionsebene (6) auf einer Seite der optischen Achse (4) liegt, gekennzeichnet durch
– eine zweite, wenigstens zwei Segmente (S2, S4) umfassende Segmentgruppe zur Reflexion von Strahlen im auf einen Bereich der Projektionsebene (6), der bezüglich des Schnittpunkts der optischen Achse (4) und der Projektionsebene (6) auf der anderen Seite der optischen Achse (4) liegt.

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reflektor für elektromagnetische Strahlen mit einer optischen Achse, einer Reflexionsoberfläche, die in einem die optische Achse enthaltenden Schnitt eine Schnittkurve mit wenigstens vier Segmenten erzeugt, und mit einer ersten, wenigstens zwei Segmente umfassende Segmentgruppe zur Reflexion von Strahlen im wesentlichen auf einen Bereich einer senkrecht zur optischen Achse stehenden Projektionsebene, der bezüglich des Schnittpunktes der optischen Achse und der Projektionsebene auf einer Seite der optischen Achse liegt. Ein solcher Reflektor ist aus der DE 35 07 143 C2 bekannt. Dort ist der Reflektor so in Segmente aufgeteilt, dass die Punkte auf der Zielebene mit Licht bestrahlt werden, das von mehr als einem Segment kommt.

Die vorliegende Erfindung wird im folgenden anhand von Reflektoren für Lichtstrahlen erläutert, die beispielsweise bei Taschenlampen, Stirnlampen und Scheinwerfern für Fahrzeuge verwendet werden. Es ist aber vorgesehen, die Erfindung zur Reflexion beliebiger elektromagnetischer Strahlen einzusetzen, um ein resultierendes, reflektierte Strahlen umfassendes Strahlungsfeld zu erzeugen, das durch Positionsänderungen einer entsprechenden Strahlenquelle im wesentlichen nicht beeinflusst wird. So sind die für den Bereich sichtbarer elektromagnetischer Strahlen (Licht) dargestellten Prinzipien der Erfindung für andere elektromagnetische Strahlen und auch für Schall (insbesondere bei Lautsprechern) und Stosswellen (insbesondere bei Systemen/Verfahren zur fokussierten Ausstrahlung hochenergetischer Strahlen/Wellen) anwendbar.

Darüber hinaus kann die Erfindung nicht nur für Reflektoren zum Aussenden von elektromagnetischen Strahlen verwendet werden, sondern auch für Reflektoren zum Auffangen elektromagnetischer Strahlen. In diesem Fall sind die in der vorliegenden Beschreibung der Erfindung dargestellten Zusammenhänge zum Aussenden von elektromagnetischen Strahlen auf ein Empfangen derartiger Strahlen zu übertragen. So sind beispielsweise die dargestell ten Strahlenverläufe in ihrer Richtung umzukehren und die jeweiligen Strahlenquellen durch geeignete Strahlensenken (Empfänger für Strahlen) zu ersetzen, wobei dann z. B. eine Strahlungsmessung mittels eines Detektors relativ unempfindlich gegen eine Positionsänderung des Detektors und/oder des Reflektors ist.

Stand der Technik

Bei Reflektoren für elektromagnetische Strahlen wird die Reflexionsoberfläche normalerweise für eine vorgegebene Position der Strahlenquelle ausgelegt, so daß ein gewünschtes, optimales Strahlungsfeld erzeugt wird, wenn sich die Strahlenquelle an der vorgegebenen Position in dem Reflektor befindet. Insbesondere bei Reflektoren für einfache, elektromagnetische Strahlen aussendende Vorrichtungen (z. B. Taschenlampen, Fahrradscheinwerfer) und bei Reflektoren, die äußeren (mechanischen) Belastungen (z. B. Erschütterungen) ausgesetzt sind (z. B. Flugzeug- und Motorradscheinwerfer, Suchscheinwerfer an geländegängigen Fahrzeugen), kann aber nicht gewährleistet werden, daß die Strahlenquelle an der vorgegebenen, gewünschten Position im Reflektor angeordnet wird oder dieselbe beibehält.

Wird eine Strahlenquelle nicht an der vorgegebenen, gewünschten Position in dem Reflektor angeordnet oder kommt es zu einer Positionsänderung der Strahlenquelle z. B. während des Betriebs, kann sich das resultierende Strahlungsfeld ändern. Wie nachfolgend am Beispiel eines herkömmlichen Reflektors mit einer Kegelschnittkurve dargestellt, können solche Positionsänderungen einer Strahlenquelle ein deutlich verschlechtertes resultierendes Strahlungsfeld verursachen sowie eine Korrektur der Position der Strahlenquelle (z. B. durch Wartung/Austausch entsprechender Komponenten) erforderlich machen.

1A zeigt einen Längsschnitt durch einen parabelförmigen Reflektor 1 in Richtung einer optischen Achse 4 desselben. An einer vorgegebenen Position 2, normalerweise dem Brennpunkt des Reflektors 1, ist auf der optischen Achse 4 eine Strahlenquelle 3 angeordnet. Im Scheitelbereich des Reflektors 1 befindet sich eine Öffnung 5, um die Strahlenquelle 3 zu befestigen und zu versorgen. Im Falle einer als Strahlenquelle verwendeten Lichtquelle können dies eine Fassung sowie elektrische Leitungen zur Spannungsversorgung sein.

Ausgehend von dem Brennpunkt 2 werden Strahlen von dem Reflektor 1 als Strahlenbündel RA, R'A parallel zu der optischen Achse 4 verlaufend reflektiert und bilden auf einer senkrecht zu der optischen Achse 4 stehenden Projektionsebene 6 ein Strahlungsfeld L_A.

Das resultierende Strahlungsfeld L_A der 1A ist das für den Reflektor 1 gegebene Strahlungsfeld, wobei die Strahlenbündel RA, R'A einen mittleren um die optische Achse 4 angeordneten Bereich nicht abdecken und somit dort einen Schatten erzeugen. Diese Schattenbildung ist insbesondere auf die Öffnung 5 zurückzuführen, da in deren Bereich keine Strahlen reflektiert werden.

Um wie in 1B dargestellt ein Strahlungsfeld L_B ohne Schatten im mittleren Bereich zu erzeugen, muß die Strahlungsquelle 3 ausgehend von dem Brennpunkt 2 auf der optischen Achse 4 in Richtung der Strahlenaustrittsseite des Reflektors 1 verschoben werden. Die Position der Strahlenquelle, die zu Erzeugung des schattenfreien Strahlungsfeldes L_B geeignet ist, ist in 1B mit 2' bezeichnet.

Wird die Strahlenquelle 3 nicht an der gewünschten Position 2' angeordnet oder behält diese Position 2' nicht bei, beispielsweise durch Erschütterungen während des Betriebs des Reflek tors, ergeben sich die Strahlungsfelder L_A bzw. L_B, wie dies in den 2A und 2B dargestellt ist.

Befindet sich die Strahlenquelle 3 wie in 2A dargestellt, nicht an der gewünschten Position 2', sondern an einer Position mit geringerem Abstand zu der Strahlenaustrittsseite des Reflektors 1, verlaufen die von dem Reflektor 1 reflektierten Strahlen R_A, R'_A nicht mehr parallel zu der optischen Achse 4. Dadurch überlappen sich die Strahlen R_A, R'_A teilweise und erzeugen das Strahlungsfeld L_A, das insgesamt kleiner als das Strahlungsfeld L_B aus 1B ist und in der Mitte eine größere Helligkeit hat.

Bei einer Positionsänderung der Strahlenquelle 3 in Richtung der Öffnung 5, wie in 2B durch die Position 2' angegeben, erzeugen die Strahlen R_B, R'_B ein Strahlungsfeld L_B, das nicht nur eine Fläche beleuchtet, die größer als das Strahlungsfeld L_B von 1B ist, sondern auch einen wesentlich größeren unbeleuchteten Bereich in der Strahlungsfeldmitte aufweist.

Unter Positionsänderungen der Strahlenquelle sind nicht nur physikalische Positionsänderungen, d. h. durch Verschiebung der Strahlenquelle verursachte Positionsänderungen, zu verstehen, sondern alle die Strahlenquelle betreffenden Änderungen, die dazu führen, daß Strahlenbündel der Strahlenquelle von einer Position ausgesendet werden, die nicht der vorgegebenen Position 2 (Brennpunkt) entspricht. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn Strahlenquellen unterschiedlichen Typs, Form und/oder Strahlungscharakteristik verwendet werden.

In beiden Fällen gemäß 2A bzw. 2B wird das gewünschte, in 1B dargestellte Strahlungsfeld L_B nicht erzeugt, wodurch die Nutzung des Reflektors 1 eingeschränkt und gegebenenfalls eine Repositionierung der Strahlenquelle 3 erforderlich wird. Insbesondere bei einfachen, elektromagnetischen Strahlen aus sendenden Vorrichtungen, wie z. B. Taschenlampen oder Fahrradscheinwerfern, stellt die Abhängigkeit des resultierenden Strahlungsfeldes von der Strahlenquellenposition ein Problem dar, da dort aufgrund der begrenzten Energieversorgung dem Wirkungsgrad des Reflektors eine besondere Bedeutung zukommt. Auch werden dort üblicherweise kleine Reflektoren verwendet, die auf Positionsänderungen der Strahlenquelle besonders empfindlich reagieren.

Darüber hinaus ist es bei einfache Reflektoren umfassenden Vorrichtungen normalerweise nicht vorgesehen, die Position der Strahlenquelle zu korrigieren, oder eine derartige Positionskorrektur ist während des Betriebs derselben nicht oder nur mit unverhältnismässig hohem Aufwand durchzuführen.

Aufgabe der Erfindung

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Reflektor für elektromagnetische Strahlen bereitzustellen, der ein Strahlungsfeld erzeugt, das relativ unempfindlich gegen Positionsänderungen einer Strahlenquelle ist.

Erfindungsgemäße Lösung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch einen Reflektor gemäss Anspruch 1 gelöst.

In bekannter Weise weist der Reflektor für elektromagnetische Strahlen eine optische Achse und eine Reflexionsoberfläche derart auf, dass ein Schnitt durch die reflektierende Oberfläche, der die optische Achse enthält, wenigstens vier Segmente aufweist. Erfindungsgemäß sind die Segmente der Schnittkurve zwei unterschiedlichen Gruppen zugeordnet, von denen eine Strahlen zumindest größtenteils quer durch die optische Achse reflek tiert, während die andere Strahlen zumindest größtenteils ohne Durchquerung der optischen Achse reflektiert. Diese Bedingungen gelten zumindest in einer Projektionsebene, die einen Abstand vom Reflektor hat, der dem gewünschten Beleuchtungsbereich des Reflektors entspricht. Im Spezielleren umfaßt der Reflektor in kennzeichnender Weise eine erste, wenigstens zwei Segmente umfassende Segmentgruppe zur Reflexion von Strahlen im wesentlichen auf einen Bereich der Projektionsebene, der bezüglich des Schnittpunkts der optischen Achse und der Projektionsebene auf einer Seite der optischen Achse liegt. Ferner weist der Reflektor eine zweite, wenigstens zwei Segmente umfassende Segmentgruppe zur Reflexion von Strahlen im wesentlichen auf einen Bereich der Projektionsebene auf, der bezüglich des Schnittpunkts der optischen Achse und der Projektionsebene auf der anderen Seite der optischen Achse liegt.

Diese segmentweise Gestaltung der Reflexionsoberfläche macht das resultierende Strahlungsfeld gegenüber Positionsänderungen einer Strahlenquelle unempfindlich, indem Segmente der Reflexionsoberfläche so geformt und angeordnet werden, daß Positionsänderungen der Strahlenquelle zu keinen wesentlichen Änderungen der einzelnen reflektierten Strahlen der Segmente führen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Segmentgruppen so zusammengestellt, daß der Reflektor auf beiden Seiten der optischen Achse jeweils Segmente aufweist. Insbesondere ist in diesem Fall eine Reflexionsoberfläche zu bevorzugen, die bezüglich der optischen Achse symmetrisch ist. Von den Segmenten reflektiert zumindest eines einfallende Strahlung so, daß sie nach der Reflexion die optische Achse bis zu der oben definierten Projektionsebene schneidet, während zumindest ein weiteres Segment auf dieser Seite der optischen Achse die einfallende Strahlung so reflektiert, daß sie bis zur Projektionsebene die optische Achse nicht schneidet. Dabei sind die Reflektor-Segmente so ausgerichtet und geformt, daß auf jedem Teilfeld der genannten Projektionsebene bei der vorgesehenen Positionierung der Strahlungsquelle zumindest zwei von unterschiedlichen Segmenten kommende reflektierte Teilstrahlen einander im wesentlichen überlagern, in jedem Bereich des auszuleuchtenden Feldes auf der Projektionsebene also eine "doppelte" Beleuchtung in dem Sinne stattfindet, daß dort Strahlung von unterschiedlichen Segmenten auftrifft. Dabei ist die genannte Projektionsebene in einem solchen Abstand von der Strahlungsquelle und dem Reflektor angeordnet, der dem Abstand entspricht, in dem die Leuchte, in der der Reflektor eingesetzt wird, eine optimale Ausleuchtung erreichen soll. Die Wahl dieses Abstandes hängt u.a. von der Art und Verwendung der Vorrichtungen ab, in denen ein erfindungsgemäßer Reflektor verwendet wird. So kann z. B. bei einer Taschenlampe der Abstand der Projektionsebene vom Reflektor im Bereich einiger Meter (z. B. 10 bis 20 Meter) und bei Stirnlampen für Sportler oder Höhlenforscher im Bereich von 3 bis 5 Metern liegen, während die Abstände bei einer Stirnleuchte, die für Nahbeleuchtung vorgesehen ist, im Bereich von z. B. 20 bis 50 cm und bei Flugzeugscheinwerfern im Bereich von z. B. 100 bis 300 Metern liegen können.

Insbesondere kann die Reflekxionsoberfläche so gestaltet sein, daß zueinander symmetrische Bereiche der Reflekxionsoberfläche jeweils zu Reflexion von Strahlen auf die beiden genannten Bereiche der Projektionsebene ausgelegt sind. Das heißt, daß jeder dieser Bereiche Strahlen auf die Bereiche der Projektionsebene reflektieren kann, die bezüglich des Schnittpunkts der optischen Achse und der Projektionsebene auf beiden Seiten der optischen Achse liegen.

Ein weiterer Vorteil dieser segmentweisen Gestaltung des Reflektors besteht darin, daß ein komplettes Strahlungsfeld erzeugt wird, selbst wenn eine Hälfte des Reflektors abgedeckt ist. Das heißt, auch in diesem Fall wird ein kreisförmiges Strahlungsfeld erzeugt, wenn der Reflektor rotationssymmetrisch ist. Im Gegensatz dazu erzeugen bekannte Reflektorformen bei einer abgedeckten Hälfte des Reflektors nur ein halbes Strahlungsfeld, das bei einem rotationssymmetrischen Reflektor halbkreisförmig ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Segmente des Reflektors auf jeder Seite der optischen Achse so gestaltet, daß diejenigen Segmente, die näher am äußeren Rand des Reflektors (d.h. an der Lichtaustrittsöffnung des Reflektors) liegen, in den mittleren Bereich des Beleuchtungsfeldes die Strahlung abbilden (reflektieren). Hierbei reflektiert bevorzugt ein Randsegment oder einige Randsegmente Strahlenbündel großteils unter Schneidung der optischen Achse auf die Projektionsebene, während das andere Randsegment oder die anderen Randsegmente Strahlenbündel großteils ohne Schneidung der optischen Achse auf die Projektionsebene reflektieren. Demgegenüber reflektieren bei diesem Ausführungsbeispiel diejenigen Segmente, die näher am Scheitel des Reflektors liegen, stärker in den Randbereich des auszuleuchtenden Beleuchtungsfeldes, wobei auch hier Strahlenbündel großteils unter Schneidung der optischen Achse und Strahlenbündel großteils ohne Schneidung der optischen Achse auf die Projektionsebene reflektiert werden. Dies hat zur Folge, daß bei einer Änderung der Position der Strahlungsquelle in bezug auf den Reflektor und damit Abweichung der Position von der idealen Stellung, sich die Ausleuchtung des Beleuchtungsfeldes im mittleren Bereich weniger ändert als außen.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Länge der Segmente (bei gekrümmten Segmenten die Kurvenlänge) von Segment zu Segment in Richtung auf die Lichtaustrittsöffnung des Reflektors größer gewählt wird. Dies ermöglicht eine gleichmäßige (homogene) Lichtverteilung im ange strebten Beleuchtungsfeld durch Überlagerung von Teilstrahlen mit jeweils zumindest annähernd ähnlichen Abmessungen senkrecht zur optischen Achse. Dabei ist gemäß einer weiteren bevorzugten Variante der Erfindung vorgesehen, daß die Krümmung der einzelnen Segmente von der Lichtaustrittsseite des Reflektors zum Scheitel hin größer wird. Auch diese Maßnahme fördert das Erreichen der oben angesprochenen Ziele der Erfindung.

Bei dem Verfahren zum Erzeugen einer Reflektorform für elektromagnetische Strahlen wird in bekannter Weise eine optische Achse und eine senkrecht zu der optischen Achse angeordnete Projektionsebene im obigen Sinne definiert sowie eine Reflexionsoberfläche erzeugt, die in einem Schnitt entlang der optischen Achse zu einer Schnittkurve mit wenigstens vier Segmenten führt. Erfindungsgemäß wird die Reflexionsoberfläche so erzeugt, daß eine erste, wenigstens zwei Segmente umfassende Segmentgruppe Strahlen im wesentlichen auf einen Bereich der Projektionsebene reflektiert, der bezüglich des Schnittpunkts der optischen Achse und der Projektionsebene auf einer Seite der optischen Achse liegt. Ferner wird die Reflexionsoberfläche erfindungsgemäß so erzeugt, daß eine zweite, wenigstens zwei Segmente umfassende Segmentgruppe Strahlen im wesentlichen auf einen Bereich der Projektionsebene reflektiert, der bezüglich des Schnittpunkts der optischen Achse und der Projektionsebene auf der anderen Seite der optischen Achse liegt.

"Segmente" im Sinne dieser Erfindung sind insbesondere Abschnitte des Reflektors, die sich hinsichtlich ihrer geometrischen Form unterscheiden. Insbesondere kann die unterschiedliche Formgebung darin bestehen, daß die Segmente eben (gerade) und/oder unterschiedlich gekrümmt sind. Beispielsweise können unterschiedliche Krümmungen dann vorliegen, wenn verschiedene Segmente gemäß unterschiedlichen Kegelschnitten geformt sind. Es können auch Segmente vorgesehen sein, die zumindest teilweise eine Teil-Kugelform haben.

Unterschiedliche Segmente im Sinne dieser Erfindung sind auch dann gegeben, wenn zwei Segmente zwar mathematisch denselben Kegelschnitt darstellen, aber so im Reflektor angeordnet sind, daß sie unterschiedliche Brennpunkte haben.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die Übergänge zwischen den erfindungsgemäß im vorstehenden Sinne unterschiedlich geformten und benachbarten Segmenten nicht besonders gestaltet werden müssen (z. B. abgerundet), da unmittelbar benachbarte erfindungsgemäße Segmente Strahlen nicht auf unmittelbar benachbarte Bereiche sondern auf voneinander beabstandete Bereiche einer gewünschten Projektionsebene reflektieren. Auf diese Weise können im insgesamt entstehenden Beleuchtungsfeld keine in Homogenitäten hinsichtlich der Intensitätsverteilung auftreten.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Im einfachsten Fall weist der erfindungsgemäße Reflektor eine Reflexionsoberfläche auf, die bezüglich der optischen Achse rotationssymmetrisch ist. Derartige Reflektoren werden beispielsweise bei Taschenlampen, Stirnlampen und Fahrradscheinwerfern verwendet.

Die Erfindung läßt sich aber auch analog bei rinnenförmigen Reflektoren einsetzen, die nicht rotationssymmetrisch zur optischen Achse sind. Solche Reflektoren sind im allgemeinen langgestreckt, geradlinig und trogförmig.

Die Empfindlichkeit des Reflektors gegenüber Positionsänderungen von Strahlenquellen kann besonders reduziert werden, wenn die Segmente der ersten und zweiten Segmentgruppen abwechselnd angeordnet sind, d. h. aufeinanderfolgende Segmente einer Segmentgruppe nicht unmittelbar benachbart sind.

Damit mittlere Bereiche von zu erzeugenden Strahlungsfeldern durch Positionsänderungen von Strahlenquellen im wesentlichen nicht verändert werden, sollten jeweils zwei – vorzugsweise benachbarte – Segmente der ersten und zweiten Segmentgruppen so gewählt werden, daß deren Strahlen im wesentlichen auf einen mittleren Bereich der Projektionsebene reflektieren. Hierbei können die zwei Segmente an der Lichtaustrittsöffnung oder an der Scheitelseite des Reflektors angeordnet sein.

Die oben beschriebenen Merkmale und Vorteile bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung werden auch erreicht, wenn Reflektorformen unter Verwendung des Verfahrens gemäß dem Anspruch 8 erzeugt werden.

Kurzbeschreibung der Figuren
Spezielle, bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren erläutert, von denen zeigen:
1A eine schematische Darstellung eines herkömmlichen parabelförmigen Reflektors mit einer im Brennpunkt angeordneten Strahlenquelle,
1B eine schematische Darstellung des Reflektors aus 1A mit einer nicht im Brennpunkt angeordneten Strahlenquelle zu Erzeugung eines schattenfreien Strahlungsfeldes,
2A und 2B schematische Darstellungen des parabelförmigen Reflektors nach 1, bei dem die Strahlenquellen nicht im Brennpunkt angeordnet sind,
3 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reflektors,
4 eine Ergänzung des Ausführungsbeispiels nach 2 mit einer zu der optischen Achse symmetrischen Reflexionsoberfläche,
5 das Ausführungsbeispiel des Reflektors gemäß 4, bei dem die Strahlenquelle in Richtung auf den Scheitel des Reflektors verschoben ist,
6 das Ausführungsbeispiel des Reflektors gemäß 4, bei dem die Strahlenquelle in Richtung auf die Strahlenaustrittsseite des Reflektors verschoben ist,
7 ein Ausführungsbeispiel eines Reflektors, bei dem die Reflexionsoberflächensegmente für den mittleren Bereich des Strahlungsfeldes an der Strahlenaustrittsseite des Reflektors angeordnet sind,
8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Erzeugen einer Reflektorform,
9 Darstellungen einer erfindungsgemäßen Reflektoroberfläche für eine Stirnlampe für Sportler.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Die schematischen Darstellungen der Figuren zeigen der Übersicht halber lediglich die Reflektorkomponenten, die bei Reflexionen elektromagnetischer Strahlen eine Rolle spielen. Hierzu zählen insbesondere die Reflexionsoberflächen, optischen Achsen und Positionen von Strahlenquellen. Ferner sind in diesen Figuren die Projektionsebenen und die reflektierten Strahlen sowie die resultierenden Strahlungsfelder dargestellt. Einrichtungen zur Anordnung und energetischen Versorgung von Strahlenquellen, Reflektorkörper, an denen Reflexionsoberflächen ausgebildet sind weggelassen worden.
3 zeigt die Schnittkurve eines Reflektors 1 mit einer Ebene, die die optische Achse 4 des Reflektors 1 enthält. Die Schnittkurve besteht aus vier Segmenten S1, ..., S4 und weist im Scheitelbereich des Reflektors 1 eine Öffnung 5 auf, um die Strahlenquelle 3 zu befestigen und mit Energie zu versorgen. Die Art der Strahlenquelle sowie die Art der Befestigung und der energetischen Versorgung derselben hängt, wie unter Bezugnahme auf 1 oben erläutert, von den unterschiedlichen Anwendungen des Reflektors 1 ab.
Die Strahlenquelle 3 ist an einer Position 2 auf der optischen Achse 4 angeordnet, die im Folgenden als "Brennpunkt" 2 bezeichnet wird. Hierbei ist das Wort "Brennpunkt" nicht im Sinne eines Brennpunkts zu verstehen, wie er beispielsweise im Zusammenhang mit einer Kegelschnittkurve verwendet wird. Vielmehr gibt der "Brennpunkt" 2 eine Position auf der optischen Achse 4 an, die der gewünschten, optimalen und bei der Auslegung der Reflexionsoberfläche zugrundegelegten Position der Strahlenquelle 3 entspricht.
Bei der Auslegung der Reflexionsoberfläche wird neben dem "Brennpunkt" 2 für die Strahlenquelle 3 auch eine Projektionsebene 6 festgelegt, in der ein beim Betrieb des Reflektors 1 gewünschtes Strahlungsfeld L erzeugt werden soll.
Von der Strahlenquelle 3 ausgesendete Strahlen werden von den Segmenten S1, ..., S4 aus dem Reflektor in Richtung der Projektionsebene 6 reflektiert. Hierbei reflektiert das erste Segment S1 die Strahlen der Strahlenquelle 3 quer durch die optische Achse 4, so daß reflektierte Strahlen R1 in 3 unterhalb der optischen Achse 4 auf die Projektionsebene 6 treffen. Das zweite Segment S2 reflektiert Strahlen der Strahlenquelle 3 ohne Überquerung der optischen Achse 4, so daß reflektierte Strahlen R2 in 3 oberhalb der optischen Achse 4 auf die Projektionsebene 6 treffen.
Das dritte Segment S3 reflektiert Strahlen der Strahlenquelle 3, vergleichbar zu dem Segment S1, so, daß sie die optische Achse 4 schneiden, wobei hier reflektierte Strahlen R3 in 3 unterhalb der optischen Achse 4 und unterhalb des Strahlungsfeldes der Strahlen R1 auf die Projektionsebene 6 fallen.
Das vierte Segment S4 reflektiert Strahlen der Strahlenquelle 3 wie das zweite Segment S2, ohne Schneidung der optischen Achse 4, wobei hier reflektierte Strahlen R4 oberhalb der optischen Achse 4 und oberhalb des durch die reflektierten Strahlen R2 erzeugten Strahlungsfeldes auf die Projektionsebene 6 fallen.
Schon die segmentweise Gestaltung der in 3 dargestellten Reflekxionsoberfläche erlaubt es, ein Strahlungsfeld zu erzeugen, das im wesentlichen dem Strahlungsfeld eines Reflektors entspricht, der, wie unter Bezugnahme auf 4 näher erläutert, bezüglich der optischen Achse 4 symmetrisch ist.
Die in 3 skizzierte Reflekxionsoberfläche kann die Reflekxionsoberfläche eines Reflektors sein, der bezüglich der optischen Achse rinnenförmig ist. Ein derartig geformter Reflektor wird z. B. für geradlinig langgestreckte Strahlenquellen verwendet, die senkrecht zu der optischen Achse angeordnet sind. Ein Beispiel für eine solche Kombination eines rinnenförmigen Reflektors mit einer langgestreckten Strahlenquelle sind die entsprechenden lichtaussendenden Einrichtungen von Kopiergeräten. Wird die Erfindung bei einer einfachen, strahlenaus sendenden Vorrichtung, beispielsweise einer Taschenlampe oder einer Fahrradbeleuchtung, verwendet, sollte aufgrund der dort verwendeten Leuchtmittel (Glühbirnen), die normalerweise keine selektive Strahlungsrichtung aufweisen, ein Reflektor 1 verwendet werden, der wie in 4 dargestellt, eine in bezug auf die optische Achse 4 symmetrische Reflexionsoberfläche hat.
Da derartige symmetrische Reflexionsoberflächen insbesondere bei einfachen Reflektoren den Normalfall darstellen, wird die Erfindung am Beispiel solcher symmetrischer Reflexionsoberflächen erläutert. Die im vorliegenden gemachten Ausführungen gelten aber auch für nicht symmetrische Reflexionsoberflächen, die mit der in 3 dargestellten Reflexionsoberfläche vergleichbar sind.
Bei dem in 4 dargestellten Reflektor 1 mit in bezug auf die optische Achse 4 symmetrischer Reflexionsoberfläche, beispielsweise für einen rinnenförmigen Reflektor, wird das resultierende Leuchtfeld L durch die reflektierten Strahlen R1, ..., R4 und R1' ..., R4' gebildet, wobei die reflektierten Strahlen R1', ..., R4' von den in 4 unterhalb der optischen Achse 4 dargestellten Segmenten (nicht bezeichnet) der Reflexionsoberfläche spiegelbildlich in bezug auf die optische Achse zu den reflektierten Strahlen R1, ..., R4 der oberhalb der optischen Achse angeordneten Segmente S1, ..., S4 auf die Projektionsebene 6 reflektiert werden, wie vorstehend zu 3 beschrieben.
Die Segmente erlauben eine selektive Reflexion von Strahlen der Strahlenquelle 3 auf Bereiche oberhalb und unterhalb der optischen Achse 4, so daß das resultierende Strahlungsfeld L im wesentlichen unabhängig von Positionsänderungen der Strahlenquelle 3 ist, wie im folgenden unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben wird. Insbesondere der mittlere Bereich des Strahlungsfeldes L, d. h. das Strahlungsfeld in dem der opti schen Achse 4 benachbarten Bereich der Projektionsebene 6, bleibt bei Positionsänderungen der Strahlenquelle 3 weitgehend unverändert. Dies führt nicht nur zu einer von der Strahlenquellenposition unabhängigen Qualität der Beleuchtung in der Strahlungsfeldmitte, sondern verhindert auch eine Schattenbildung in der Strahlungsfeldmitte.
Wie schon unter Bezugnahme auf 3 erläutert, wird bei dem Reflektor 1 aus der 4 das Leuchtfeld L auch dann erzeugt, wenn nur eine Hälfte der Reflekxionsoberfläche (beispielsweise aufgrund von Verdeckung, Verschmutzung, ...) Strahlen reflektiert.
Die 5 und 6 zeigen die resultierenden Strahlungsfelder des Reflektors nach 4 mit von dem "Brennpunkt" 2 verschiedenen Positionen der Strahlenquelle 3 auf der optischen Achse 4. 5 zeigt eine Positionsveränderung der Strahlenquelle 3 entlang der optischen Achse 4 in Richtung des Scheitelbereichs des Reflektors 1, während 6 eine Positionsänderung der Strahlenquelle 3 in Richtung der Lichtaustrittsöffnung zeigt.
Bei der in 5 dargestellten Position der Strahlenquelle 3 verschieben sich die reflektierten Strahlen R1, ..., R4 der oberhalb der optischen Achse 4 liegenden Segmente S1, ..., S4 auf der Projektionsebene 6 nach oben. Die reflektierten Strahlen R1', ..., R4' der unterhalb der optischen Achse 4 angeordneten Reflexionsoberflächensegmente verschieben sich entsprechend auf der Projektionsebene 6 nach unten.
Dies führt dazu, daß die von den reflektierten Strahlen R4, R4' gebildeten Randbereiche des Strahlungsfeldes L im Vergleich zu den Randbereichen des Strahlungsfeldes L der 4 dunkler sind. Der von den reflektierten Strahlen R1, ..., R3 und R1', ..., R3' gebildete mittlere Bereich des Strahlungsfeldes L hingegen bleibt im wesentlichen unverändert.
Bei der in 6 dargestellten Position der Strahlenquelle 3 verschieben sich die reflektierten Strahlen R1, ..., R4 auf der Projektionsebene 6 nach unten, während die reflektierten Strahlen R1', ..., R4' bezüglich der Projektionsebene 6 nach oben verschoben werden. Im Ergebnis entsteht ein Strahlungsfeld L wie bei der Anordnung gemäß 5, d. h. die Randbereiche des Strahlungsfeldes L sind dunkler, während der mittlere Bereich des Strahlungsfeldes L im wesentlichen unverändert bleibt.
Während also im in 4 gezeigten Zustand, in dem die Strahlungsquelle 3 am ihr vorgegebenen Ort positioniert ist, auf jeder Teilfläche der Projektionsebene zwei Teilstrahlen auftreffen, die von unterschiedlichen Segmenten des Reflektors stammen, wobei jeweils ein Reflektor oberhalb und ein anderer unterhalb der optischen Achse angeordnet ist, erfolgt bei den in den 5 und 6 gezeigten Zuständen, bei denen die Strahlungsquelle 3 aus der vorgegebenen Idealposition in der beschriebenen Weise herausgerückt ist, eine Relativverschiebung der von den einzelnen Segmenten reflektierten Teilstrahlen derart, daß eine Aufweitung des Beleuchtungsfeldes L gegeben ist, wobei – im Vergleich zum Idealzustand gemäß 4 – sich nun andere Teilstrahlen überlappen, und zwar derart, daß eine im wesentlichen gleiche, homogene Intensitätsverteilung in der Mitte des Beleuchtungsfeldes gegeben ist und die Intensität an den Rändern leicht abfällt.
Wie unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 erläutert, wird die Reflexionsoberfläche des Reflektors 1 durch vier einzelne Segmente S1, ..., S4 gebildet, wobei Segmente die Strahlen ohne Durchquerung der optischen Achse 4 auf die Projektionsebene 6 reflektieren, sich mit Segmenten abwechseln, die Strahlen mit Durchquerung der optischen Achse 4 auf die Projektionsebene 6 reflektieren. Somit können die Segmente S1, ..., S4 der Reflexionsoberfläche zwei Segmentgruppen zugeordnet werden, wobei die erste Segmentgruppe die Segmente S1 und S3 und die zweite Segmentgruppe die Segmente S2 und S4 umfaßt.
Es können auch mehr als vier einzelne Segmente für die Reflexionsoberfläche des Reflektors 1 verwendet werden, wobei die Anzahl der Segmente nicht geradzahlig sein muß. In Abhängigkeit der gewählten Segmentanzahl ändert sich die Anzahl der den zwei Segmentgruppen zuzuordnenden Anzahl von Segmenten. Die Anzahl verwendeter Segmente sowie die Anzahl der zwei Segmentgruppen zugeordneten Segmente hängt von den unterschiedlichen Anwendungen des Reflektors ab, insbesondere von dem Abstand der Projektionsebene zu dem Reflektor, dem erwünschten Strahlungsfeld in der Projektionsebene, der Art möglicher Positionsänderungen der Strahlenquelle relativ zu dem "Brennpunkt" und der Reflektorgröße.
So können beispielsweise fünf, sechs oder sieben Segmente verwendet werden, wobei einer der Segmentgruppen zwei, drei, vier oder fünf Segmente zugeordnet werden können. Um Positionsänderungen der Strahlenquelle sowohl in Richtung der Lichtaustrittsöffnung als auch in Richtung der Öffnung im Scheitelbereich des Reflektors zu berücksichtigen, sollte die Anzahl der Segmente geradzahlig sein, wobei normalerweise den zwei Segmentgruppen jeweils die gleiche Anzahl von Segmenten zugeordnet wird. Die hierbei resultierenden Strahlungsfelder in Abhängigkeit von Positionsänderungen der Strahlenquellen entsprechen den resultierenden Strahlungsfeldern der 5 und 6, wobei sich die Anzahl der reflektierten Strahlenbündel, wie sie in den Figuren dargestellt sind, in Abhängigkeit von der Anzahl verwendeter Segmente erhöht.
Wie unter Bezugnahme auf 5 erläutert, führt eine Positionsänderung der Strahlenquelle 3 in Richtung der Öffnung 5 zu einer Verschiebung der Strahlungsfeldbereiche der einzelnen reflektierten Strahlen nach oben bzw. nach unten, d. h. in senkrechter Richtung zu der optischen Achse 4 und weg von derselben. Aufgrund der Konstruktion des Reflektors 1, der mechanischen Befestigung der Strahlenquelle 3, unterschiedlicher mit dem Reflektor 1 zu verwendenden Strahlenquellen 3, die sich z. B. in ihren Abmessungen in Richtung der optischen Achse 4 unterscheiden, oder anderer Parameter, kann es möglich sein, daß in erster Linie Positionsänderungen der Strahlenquelle 3 in Richtung der Öffnung 5 zu erwarten sind. In diesem Fall kann es daher vorteilhaft sein, die Anzahl der Segmente der Segmentgruppe, die Strahlen der Strahlenquelle mit Durchquerung der optischen Achse 4 auf die Projektionsebene reflektiert, größer als die Anzahl der Segmente der anderen Segmentgruppe zu wählen, die Strahlen ohne Schneidung der optischen Achse 4 in den gewünschten Beleuchtungsbereich reflektiert. Auf diese Weise wird der von derartigen Positionsänderungen der Strahlenquelle 3 betroffene Randbereich des Strahlungsfeldes L deutlich verkleinert, während der vom Positionsänderungen unabhängige mittlere Bereich des Strahlungsfeldes L vergrößert wird, wodurch der mittlere Bereich des Strahlungsfeldes relativ unempfindlich gegen Positionsänderungen der Strahlenquelle ist und eine gleichmäßige (homogene) Lichtverteilung aufweist.
Demgegenüber sollten der Segmentgruppe, die Strahlen der Strahlenquelle 3 ohne Durchquerung der optischen Achse 4 in den gewünschten Beleuchtungsbereich reflektiert, mehr Segmente als der anderen Segmentgruppe zugeordnet werden, wenn Positionsänderungen der Strahlenquelle 3 in Richtung der Austrittsöffnung des Reflektors 1 zu erwarten sind, um die unter Bezugnahme auf 6 erläuterten Verschiebungen der reflektierten Strahlen zu kompensieren, d. h. den von Positionsänderungen der Strahlenquelle unabhängigen mittleren Bereich des Strahlungsfeldes L zu vergrößern.
Die zuvor gemachten Ausführungen gelten insbesondere dann, wenn der mittlere Bereich des Strahlungsfeldes L mit gleichmäßiger Qualität (Leuchtfeldgröße, Intensität, ...) auf der Projektionsebene 6 erzeugt werden soll. Wird der Reflektor 1 verwendet, um ein Strahlungsfeld L auf der Projektionsebene 6 zu erzeugen, bei dem insbesondere die Randbereiche des Strahlungsfeldes L von Bedeutung sind, ist die Zuordnung der Anzahl von Segmenten zu den beiden Segmentgruppen entsprechend umgekehrt vorzunehmen.
Bei dem unter Bezugnahme auf die 3 bis 6 erläuterten Reflektor 1 sind die ersten Segmente S1 und S2 der beiden Segmentgruppen der Öffnung 5 im Scheitelbereich des Reflektors 1 benachbart angeordnet und reflektieren Strahlen der Strahlenquelle 3 auf den mittleren Bereich des Leuchtfeldes L. Im Gegensatz dazu sind bei dem Reflektor 1 von 7 diese beiden Segmente S1 und S2 an der Lichtaustrittsöffnung 7 des Reflektors 1 angeordnet und reflektieren Strahlen der Strahlenquelle 3 auf den mittleren Bereich des Leuchtfeldes L. Auch hier führt der segmentweise Aufbau der Reflexionsebene dazu, daß das resultierende Strahlungsfeld L im wesentlichen unabhängig von Positionsänderungen der Strahlenquelle 3 ist, wie vorstehend unter Bezugnahme auf die 3–6 erläutert. Unter Verweis auf die Beschreibung der 5 und 6 wird auf eine Beschreibung der Verschiebung der reflektierten Strahlen R1, ..., R4 des Reflektors 1 in Abhängigkeit von Positionsänderungen der Strahlenquelle 3 von 7 verzichtet.
Bei der Wahl der Anordnung der beiden Segmente S1 und S2 an der Lichtaustrittsöffnung 7 gemäß 7 oder an der Öffnung 5 gemäß den 3 bis 6 ist zu berücksichtigen, daß Änderungen des Strahlenverlaufs reflektierter Strahlenbündel nicht nur von Positionsänderungen der Strahlenquelle, z. B. aufgrund der räumlichen Anordnung, der Form, des Typs, der Strahlungscharakteristik, ... der Strahlenquelle), sondern auch vom Abstand der einzelnen Segmente von der Strahlenquelle abhängen. So wird bei Positionsänderungen der Strahlenquelle der Strahlenverlauf reflektierter Strahlen von Segmenten um so stärker verändert, je geringer der Abstand des entsprechenden Segments von der Strahlenquelle 3 ist. So führt die Anordnung der Segmente S1 und S2 gemäß 7 dazu, daß die den mittleren Bereich des Strahlungsfeldes L erzeugenden Strahlen R1 und R2 bei Änderungen der Position der Quelle 3 geringeren Änderungen unterworfen sind, als die reflektierten Strahlen R1 und R2 gemäß den 3 bis 6. Daher wird der Einfluß von Positionsänderungen der Strahlenquelle 3 bei dem Reflektor 1 von 7 zu geringeren Änderungen im mittleren Bereich des Strahlungsfeldes L führen, als bei dem Reflektor 1 gemäß den 3 bis 6.
Welche der oben beschriebenen Anordnungen der Segmente S1 und S2 der beiden Segmentgruppe das beste Ergebnis im Sinne der Erfindung, d. h. eine weitgehende Unabhängigkeit des resultierenden Beleuchtungsfeldes L von Positionsänderungen der Strahlenquelle, ergibt, hängt von dem gewünschten Strahlungsfeld, der Anzahl und der Größe der einzelnen Segmente, der Anzahl der beiden Segmentgruppen zugeordneten Segmente und dergleichen ab.
Die einzelnen Segmente S1, ..., S4 der Reflexionsebene des Reflektors 1 können voneinander unterschiedliche Schnittkurven aufweisen. So können beispielsweise Segmente verwendet werden, die eine geradlinige und/oder eine gekrümmte Schnittkurve (Kreisausschnitt, Ellipse, Parabel, ...) aufweisen. Segmente mit gekrümmter Schnittkurve haben den Vorteil, daß die Breite des Strahlengangs reflektierter Strahlen durch die Wahl der Krümmung bestimmt werden kann. Ferner kann die Kontrolle reflektierter Strahlenbündel verbessert werden, wenn Segmente verwendet werden, die aus mehreren Segmenten unterschiedlicher Schnittkurven bestehen. Ferner können auch Segmente mit Schnittkurven verwendet werden, deren Krümmung nicht wie in den Figuren dargestellt konkav, sondern konvex ist.
Auch die Länge der Segmente kann unterschiedlich gewählt werden. So können beispielsweise gleichlange Segmente verwendet werden, wobei es jedoch vorteilhaft ist, wenn die Länge der Segmente ausgehend vom Scheitelbereich des Reflektors 1 in Richtung der Lichtaustrittsöffnung 7 größer wird, wie es in den 3 bis 7 dargestellt ist. Da die einfallende "Strahlenmenge" pro Flächeneinheit der Segmente des Reflektors mit zunehmendem Abstand der Segmente von der Strahlenquelle geringer wird, kann die reflektierte "Strahlenmenge" der einzelnen Segmente durch deren Länge und/oder deren Fläche bestimmt werden. So kann beispielsweise die Länge der Schnittkurve der einzelnen Segmente so gewählt werden, daß jedes Segment bezüglich des "Brennpunkts" 2 den gleichen Raumwinkel hat, wodurch die einfallende "Strahlenmenge" für alle Segmente gleich ist.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf 8 die Konstruktion der Segmente S1, ..., S4 der Reflexionsebene des Reflektors 1 von 7 erläutert. Hierbei werden im allgemeinen die Größe der Lichtaustrittsöffnung 7, die Position des "Brennpunkts" 2, die Größe der Öffnung 5 im Scheitelbereich und der Abstand des Reflektors 1 zu der Projektionsebene 6, die den gewünschten Beleuchtungsbereich angibt, als Randbedingungen definiert und vorgegeben. Danach wird das gewünschte, zu erzeugende Strahlungsfeld L festgelegt, beispielsweise indem dessen Breite vorgegeben wird.
Da die der Lichtaustrittsöffnung 7 benachbarten Segmente S1 und S2 des Reflektors 1 von 7 den mittleren Bereich des Strahlungsfeldes L erzeugen, wird der Reflektor 1 ausgehend von der Lichtaustrittsöffnung 7 in Richtung der Öffnung 5 konstruiert. Der Neigungswinkel α1 des Segments S1 zwischen einer in 8 gezeigten Linie L1 für das Segment S1 und einer zu der optischen Achse 4 parallel laufenden Linie (in 8 gestrichelt dargestellt) wird so gewählt, daß reflektierte Strahlen des Segments S1 den Strahlenverlauf R1 von 7 haben und den gewünschten Bereich des Strahlungsfeldes L erzeugen. Ein Punkt P0 am Rand der Reflexionsebene an der Lichtaustrittsöffnung 7 dient als "Drehpunkt" für die Linie L1 des Segments S1. Um reflektierte Strahlen des Segments S1 weiter nach unten abzulenken, wird der Neigungswinkel α1 verkleinert. Dabei ist es im allgemeinen vorteilhaft, wenn das Segment S1, wie in 7 gezeigt, Strahlen der Strahlenquelle 3 quer durch die optische Achse 4 auf die Projektionsebene 6 reflektiert. In diesem Fall ist ein kleinerer Neigungswinkel α1 als bei einer Reflexion des Segments S1 ohne Schneidung der optischen Achse 4 zu wählen. Dies führt dazu, daß der Reflektor 1 in Richtung der optischen Achse 4 länger wird und somit einen größeren Wirkungsgrad aufweist.
Zur Berechnung der Länge L1 des Segments S1 wird ein Raumwinkel β definiert, der von einer den Punkt P0 und den "Brennpunkt" 2 verbindenden Linie ausgeht. Entsprechend dem vorgegebenen Raumwinkel β wird ein Punkt P1 bestimmt, der die Länge L1 des Segments S1 festlegt.
Danach wird, falls das Segment S1 eine gekrümmte Schnittkurve aufweisen soll, die Krümmung des Segments S1 so gewählt, daß der gewünschte in den Figuren dargestellte Strahlengang der reflektierten Strahlen R1 erzeugt wird. Hierbei kann für die Krümmung des Segments S1 der Kurvenschnitt einer Kegelschnittkurve verwendet werden, wobei der Krümmungsradius zu verkleinern ist, um die Breite des Strahlengangs der reflektierten Strahlen R1 zu vergrößern.
Ferner kann das Segment S1 auch unter Verwendung mehrere Kurvenschnitte konstruiert werden, die unterschiedliche Krümmungsradien aufweisen und aneinander anschließend angeordnet sind.
Nach der Konstruktion des Segments S1 werden die Segmente S2, S3 und S4 konstruiert, indem die Konstruktionsschritte für das Segment S1 entsprechend wiederholt werden. Hierbei kann wie in 8 dargestellt, für alle Segmente S1, ..., S4 ein gleicher Raumwinkel β vorgegeben werden, um wie oben erläutert, eine gleiche Intensität reflektierter Strahlen aller Segmente auf der Projektionsebene 6 zu erreichen. Aufgrund des gleichen Raumwinkels β für alle Segmente S1, ..., S4 werden die Länge der einzelnen Segmente und deren Krümmungsradien ausgehend von der Lichtaustrittsöffnung 7 in Richtung zu der Öffnung 5 an der Scheitelseite des Reflektors 1 kleiner.
Es ist aber auch möglich für einzelne oder mehrere der Segmente unterschiedliche Raumwinkel β zu verwenden. So kann beispielsweise beim letzten Segment S4 ein kleinerer Raumwinkel β vorgegeben werden, der durch den Schnittpunkt der Schnittkurve des Segments S4 mit der Öffnung 5 im Scheitelbereich des Reflektors 1 bestimmt wird.
Auf diese Weise ist ein Reflektor für eine Stirnlampe für Sportler entwickelt worden, dessen Reflekxionsoberfläche in 9 dargestellt ist. Die Reflexionsoberfläche weist zehn Segmente mit einem Raumwinkel von jeweils 8° auf. Die Länge dieses Reflektors beträgt lediglich 14,1 mm bei einem Durchmesser der Lichtaustrittsöffnung von 25,5 mm. In einer Projektionsebene, deren Abstand zu dem Reflektor 350 cm beträgt, wird ein gleichmäßiges Strahlungsfeld (Leuchtfeld) mit einem Durchmesser von ca. 100 cm erzeugt. Hierbei erzeugen reflektierte Strahlen der ersten vier, an der Lichtaustrittsöffnung angeordneten Segmente S1, ..., S4 den mittleren Bereich des Leuchtfeldes, wobei die folgenden vier Segmente S5, ..., S8 einen Zwischenbereich zwischen dem mittleren Bereich und einen Randbereich des Leuchtfeldes bilden. Die letzten zwei Segmente S9, S10 dieses Reflektors erzeugen den Randbereich des Leuchtfeldes, um eine klare Abgrenzung des Leuchtfeldes zu erreichen.

Claims

Reflektor (1) für elektromagnetische Strahlen, mit: – einer optischen Achse (4), – einer Reflexionsoberfläche, die in einem die optische Achse enthaltenden Schnitt eine Schnittkurve mit wenigstens vier Segmenten (S1, ..., S4) erzeugt, und – einer ersten, wenigstens zwei Segmente (S1, S3) umfassenden Segmentgruppe zur Reflexion von Strahlenauf einen Bereich einer senkrecht zur optischen Achse (4) stehenden Projektionsebene (6), der bezüglich des Schnittpunkts der optischen Achse (4) und der Projektionsebene (6) auf einer Seite der optischen Achse (4) liegt, gekennzeichnet durch – eine zweite, wenigstens zwei Segmente (S2, S4) umfassende Segmentgruppe zur Reflexion von Strahlen im auf einen Bereich der Projektionsebene (6), der bezüglich des Schnittpunkts der optischen Achse (4) und der Projektionsebene (6) auf der anderen Seite der optischen Achse (4) liegt.
Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsfläche bezüglich der optischen Achse (4) symmetrisch ist.
Reflektor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zueinander symmetrische Bereiche der Reflexionsoberfläche jeweils zur Reflexion von Strahlen auf die Bereiche der Projektionsebene (6), die bezüglich des Schnittpunkts der optischen Achse (4) und der Projektionsebene (6) auf beiden Seiten der optischen Achse (4) liegen, ausgelegt sind.
Reflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (S1, ..., S4) der ersten und zweiten Segmentgruppen abwechselnd angeordnet sind.
Reflektor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch zwei Segmente (S1, S2) der ersten und zweiten Segmentgruppen zur Reflexion von Strahlen auf einen mittleren Bereich der Projektionsebene (6), der durch den Schnittpunkt der optischen Achse (4) und der Projektionsebene (6) gegeben ist.
Reflektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Segmente (S1, S2) zur Reflexion auf den mittleren Bereich der Projektionsebene (6) benachbart angeordnet sind.
Reflektor nach Anspruch 5 oder 6, bei dem die zwei Segmente (S1, S2) an der Lichtaustrittsöffnung (7) oder an der Scheitelseite (5) des Reflektors (1) angeordnet sind.