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Die
Erfindung betrifft einen neuartigen Fahrzeugscheinwerfer und mehr im
einzelnen die Kunst, einen durch einen Scheinwerfer erzeugten extremen Licht-
und Schatten-Unterschied in einem Licht-und-Schatten-Grenzabschnitt
aufzuheben.
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Es
ist ein Fahrzeugscheinwerfer oder Projektorscheinwerfer bekannt,
welcher einen Reflektor mit einer im wesentlichen sphäroidischen
Reflexionsfläche
umfasst, ferner eine Lichtquelle, die bei der ersten Fokalposition
des Reflektors angeordnet ist, eine Projektionslinse, die vor der
Lichtquelle angeordnet ist und verwendet wird zum Projizieren des
von dem Reflektor reflektierten Lichtes nach vom, sowie eine Blende
zur Erzeugung von Abblendlicht, deren oberer Rand im wesentlichen
in dem Brennpunkt der Projektionslinse angeordnet ist.
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Bezüglich des
Reflektors, der die sphäroidische
Reflexionsfläche
aufweist, wird reflektiertes Licht, das einen beträchtlich
großen
Winkel mit der optischen Achse bildet, von dem Reflektor emittiert, wenn
die zu der optischen Achse, die den zweiten Brennpunkt enthält, senkrechte
Fläche,
das heißt, die
Fläche,
die sich bis in die Nähe
der Fokalfläche erstreckt,
als die Reflexionsfläche
verwendet wird. Da das nach oben gerichtete Licht durch die Blende zur
Erzeugung von Abblendlicht abgeschirmt wird, entsteht kein Problem.
Jedoch wird das nach unten reflektierte Licht anschließend reflektiert
durch ein Bauteil wie beispielsweise einen Stoßdämpfer, der nahe dem Scheinwerfer
positioniert ist. Solches Licht wird dann entweder – durch
Staub in der Luft – einer irregulären Reflexion
unterworfen, oder von Regentropfen reflektiert, was ein optisches
Filmphänomen erzeugt
und damit ein Problem von Blendung entwickelt, das zu einer Fahrbehinderung
führt.
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Daher
ist ein Versuch unternommen worden, einen Abblendschirm vorzusehen
zu dem Zweck, das (von dem Reflektor) nach unten reflektierte Licht auszublenden,
das einer Reflexion durch den Stoßdämpfer nach oben unterworfen
ist, und dies hat dazu beigetragen, das Blendphänomen auf seine eigene Weise
zu vermeiden.
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Jedoch
ist der herkömmliche
Fahrzeugscheinwerfer so angeordnet, dass das von dem Reflektor nach
unten emittierte Licht in der Nachbarschaft des zweiten Brennpunktes
ausge blendet wird, indem der vordere Endabschnitt des Abblendschirmes
in der Nähe
des zweiten Brennpunktes des Reflektors angeordnet wird. Daher tritt
die Ausblendlinie scharf hervor, und das Problem liegt darin, dass
ein extremer Licht- und Schatten-Unterschied in der Lichtverteilung
entsteht.
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Bezüglich des
oberen Randes einer Abblendlicht-Lichtverteilung muss die Ausblendlinie scharf
hervortreten zu dem Zweck, zu verhindern, dass der Fahrer eines
entgegenkommenden Wagens blendendes Licht erhält. Jedoch neigt das Auftreten solch
eines extremen Licht- und Schatten-Unterschiedes an dem unteren
Rand der Lichtverteilung dazu, die Sicht des Fahrers zu mindern
wegen der Verzögerung,
die mit der Veränderung
der Pupillengröße verbunden
ist, wenn das Auge von dem hellen Abschnitt zu dem schwachen Abschnitt
gewendet wird und umgekehrt.
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Aus
der
DE 196 42 467
A1 ist ein Fahrzeugscheinwerfer mit einer Lichtquelle bekannt,
mit einem Reflektor, der eine Reflexionsfläche zum Konvergieren des Lichts
zu einem vorderen Konvergenzpunkt aufweist, mit einer Projektionslinse
und mit einer Blende, deren oberer Rand im Wesentlichen im Brennpunkt
der Projektionslinse angeordnet ist. Ein zusätzlicher Abblendschirm kann
oberhalb der optischen Achse bewegt werden. Dadurch wird der zentrale
Nahbereich des Scheinwerferlichts entlang einer vergleichsweise
scharfen Grenzlinie ausgeblendet, um die Blendung entgegenkommenden
Verkehrs durch Reflexion auf nasser Fahrbahn zu vermeiden.
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Die
DE 198 34 566 A1 zeigt
ebenfalls einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer Lichtquelle, mit
einem Reflektor, mit einer Projektionslinse und mit einer Blende,
deren oberer Rand im wesentlichen in der Brennebene der Projektionslinse
angeordnet ist. Oberhalb der optischen Achse ist zusätzlich ein
vertikal beweglicher Abblendschirm zur Abdunklung des Nahfeldes
angeordnet. Die Abblendlicht-Blende und die Blende zur Abdunklung
des Nahfeldes befinden sich in der gleichen fokalen Ebene, wodurch
ein scharf abgegrenzter Hell-Dunkel-Übergang
erzeugt wird.
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Eine
Aufgabe der Erfindung ist eine Abschwächung von Licht- und Schatten-Veränderungen in
einem Licht- und Schatten-Grenzabschnitt an dem unteren Rand der
Lichtverteilung.
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Diese
Aufgabe wird mit einem Fahrzeugscheinwerfer gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen
sind in den Unteransprüchen
beschrieben.
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Daher
wird in dem Fahrzeugscheinwerfer gemäß der Erfindung (von dem Reflektor)
emittiertes Licht zur Bildung eines Licht- und Schatten-Grenzabschnitts
am unteren Ende einer Lichtverteilung ausgeblendet, während die
Lichtflussdichte relativ niedrig ist. Daher ist die Variation von
Strahlungslicht bezüglich
der Variation in der Größe und Gestalt
des Abblendschirms klein, so dass eine Feineinstellung des Strahlungslichtes
leicht ist. Folglich wird das Risiko der Minderung der Sicht eines
Fahrers reduziert, wenn die Augen des Fahrers zwischen den Licht-
und Schattenabschnitten bewegt werden.
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Im
folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten
Ausführungsbeispiels
näher beschrieben,
wobei gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Figuren gleiche
oder entsprechende Teile bezeichnen. In der Zeichnung zeigen:
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1 einen
schematischen Vertikalschnitt eines Fahrzeugscheinwerfers, der die
Erfindung verkörpert,
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2 ein
schematisches Diagramm der Lichtwege zur Erläuterung der Arbeitsweise, und
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3 ein
schematisches Diagramm der Lichtverteilung.
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Ein
Fahrzeugscheinwerfer 1 wird für ein Kraftfahrzeug verwendet,
um einen Abblendstrahl auszustrahlen, und umfasst einen Reflektor 2,
einen Lichtquellenkolben 3, der an dem Reflektor 2 gelagert ist,
eine Projektionslinse 4, um das von dem Reflektor 2 des
Lichtquellenkolbens 3 reflektierte Licht nach vom zu projizieren,
eine Blende 5 zur Erzeugung von Abblendlicht sowie einen
Abblendschirm 6. Die Blende 5 zur Erzeugung von
Abblendlicht dient dazu, die obere Kante zu definieren, das heißt, die
Ausblendlinie einer Abblendstrahl-Lichtintensitätsverteilung, die durch das
durch die Projektionslinse 4 projizierte Licht gebildet
wird. Der Abblendschirm 6 ist über der optischen Achse des
Reflektors 2 positioniert und wird dazu verwendet, den
Strahlungsbereich des unteren Randes der Lichtintensitätsverteilung
zu begrenzen.
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Der
Reflektor 2 weist eine im wesentlichen sphäroidische
Reflexionsfläche 2a auf.
Ein Entladungskolben wird als der Lichtquellenkolben 3 angewendet,
und sein Lichtemissionsabschnitt ist im wesentlichen bei dem ersten
Brennpunkt F1 des Reflektors 2 positioniert. Daher konvergiert
das Licht des Lichtquellenkolbens 3 – wie es von der Reflexionsfläche 2a des
Reflektors 2 reflektiert wird – im wesentlichen bei dem zweiten
Brennpunkt F2 des Reflektors 2. Der Lichtquellenkolben 3 ist
nicht auf einen Entladungskolben beschränkt, sondern kann irgendeine Art
von Kolben sein – einschließlich einem
Glühlampenkolben
wie beispielsweise einem Halogenlampenkolben –, solange eine vorbestimmte
Lichtintensität
erhältlich
ist.
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Die
Projektionslinse 4 ist eine Konvexlinse und ist so angeordnet,
dass ihre optische Achse zusammenfällt mit der optischen Achse
x-x des Reflektors 2 oder so, dass ihr Brennpunkt f in
der Nähe
des zweiten Brennpunktes F2 positioniert ist.
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Die
Projektionslinse 4 ist vor dem Reflektor 2 durch
einen Linsenhalter 7 angeordnet.
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Die
Blende 5 zur Erzeugung von Abblendlicht ist so angeordnet,
dass ihr oberer Rand 5a in der Nachbarschaft des Brennpunktes
der Projektionslinse 4 positioniert ist in der Nähe der optischen
Achse x-x. Ferner ist die Blende zur Erzeugung von Abblendlicht 5 einstückig mit
dem Linsenhalter 7 ausgebildet. Alternativ kann die Blende
zur Erzeugung von Abblendlicht 5 auch monolithisch mit
dem Linsenhalter 7 ausgebildet sein.
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Der
Abblendschirm 6 ist einstückig mit dem Linsenhalter 7 ausgebildet.
in einer Ausführungsform ist
der Abblendschirm 6 monolithisch vorgesehen hinter des
Linsenhalters oberem Endabschnitt des vorderen Endabschnitts, der
die Projektionslinse 4 stützt. Ferner ist der vordere
Endabschnitt 6a des Abblendschirmes 6 über der
optischen Achse x-x des Reflektors 2 positioniert und ist
näher an
der Reflexionsfläche 2a positioniert
als an dem zweiten Brennpunkt F2 des Reflektors 2. Außerdem ist,
falls möglich,
der Endabschnitt in der Nähe
der Reflexionsfläche 2a vorgesehen,
nahe dem offenen Ende des Reflektors 2.
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Wie
in 2 gezeigt, wird das Licht von dem Lichtquellenkolben 3,
dessen Lichtemissionsabschnitt im wesentlichen bei dem ersten Brennpunkt F1
des Reflektors 2 positioniert ist, von der Reflexionsfläche 2a reflektiert
und konvergiert bei dem zweiten Brennpunkt F2 des Reflektors 2,
bevor es von dem zweiten Brennpunkt F2 aus im wesentlichen nach
vorn gestreut wird. Von dem Licht von dem Lichtquellenkolben 3 wird
das direkte Licht, das heißt, das
Licht, das nach vorne gerichtet wird, ohne dass es zu der Reflexionsfläche 2a des
Reflektors 2 gerichtet wird, durch einen Schirm (nicht
gezeigt) abgeschirmt und nicht nach vom emittiert.
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Dann
wird das sich von dem zweiten Brennpunkt F2 ausbreitende Licht durch
die Projektionslinse 4 konvergiert und nach vorne projiziert,
wobei eine Abblendstrahl-Lichtintensitätsverteilung 8 gebildet wird,
wie in 3 gezeigt. In 3 bezeichnet
H-H eine Horizontallinie und V-V eine Vertikallinie. Eine Schnittlinie
der Horizontallinie H-H und der Vertikallinie V-V ist auf der optischen
Achse x-x des Reflektors 2 positioniert. Während dem
Prozess der Lichtemission von dem Lichtquellenkolben 3 und
dem Projizieren des Lichts nach vorn mittels der Projektionslinse 4 werden
die meisten der Lichtstrahlen 91, 91 ... (die von
dem unteren Halbabschnitt der Reflexionsfläche 2a des Reflektors 2 reflektiert
werden) abgeschirmt durch die Blende 5 zur Erzeugung von
Abblendlicht und nicht nach vom emittiert. Da die reflektierten Lichtstrahlen 91, 91 ...
auf diese Weise durch die Blende 5 zur Erzeugung von Abblendlicht
abgeschirmt werden, wird eine Ausblendlinie 8a gebildet, welche
den oberen Rand der Lichtintensitätsverteilung 8 bildet.
Dann verursacht der obere Rand 5a, die in der Nähe des Brennpunktes
f der Projektionslinse 4 positioniert ist, dass die Ausblendlinie 8a schart
erscheint.
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Ferner
wird von dem von dem Lichtquellenkolben 3 emittierten Licht,
obwohl ein Großteil
der Lichtstrahlen 9u, 9u, ... (die von dem oberen
Halbabschnitt der Reflexionsfläche 2a des
Reflektors 2 reflektiert werden) nach vom projiziert wird,
das in der Nähe
des offenen Randes des Reflektors 2 reflektierte Licht
abgeschirmt durch den Abblendschirm 6 (eine doppelt gestrichelte
Kettenlinie zeigt eine behelfsmäßige Lichtspur
an, nachdem das Licht abgeschirmt worden ist). Das in der Nähe des offenen Randes
des Reflektors 2 reflektierte Licht weist einen großen Winkel
auf zu der optischen Achse x-x und ist äquivalent zu Licht, welches
das Unterteil des Fahrzeugs bestrahlt, in dem der Scheinwerfer montiert
ist. Da das Licht auf diese Weise durch den Abblendschirm 6 abgeschirmt
wird, ist es möglich,
so genanntes Blendlicht oder eine Fahrbehinderung zu vermeiden,
die von dem optischen Filmphänomen
herrührt, das
durch nach oben reflektiertes Licht erzeugt wird. Das Licht kann
nach oben reflektiert werden durch ein Bauteil wie beispielsweise
einen Stoßdämpfer in der
Nachbarschaft des Scheinwerfers, welches Licht dann entweder – durch
Staub in der Luft – einer
irregulären
Reflexion unterworfen wird oder von Regentropfen reflektiert wird.
Da der vordere Endabschnitts 6a des Abblendschirmes 6 nahe
der Reflexionsfläche 2a positioniert
ist, ist in solch einem Zustand, in dem die Lichtflussintensität relativ
niedrig ist, die Variation der Lichtstrahlung bezüglich der
Variation in der Größe und Gestalt
des Abblendschirmes 6 klein. Daher ist eine Feineinstellung
des Strahlungslichtes einfach. Gleichzeitig variiert die untere
Licht-und-Schattengrenzlinie 8b, angedeutet durch eine
gesprenkelte Gürtellinie
und definiert durch den vorderen Endabschnitt 6a aus der
Lichtintensitätsverteilung 8,
relativ mild, was zu einer Verminderung des Risikos der Minderung
der Sicht eines Fahrers führt,
wenn die Augen des Fahrers zwischen den Licht- und Schattenabschnitten
bewegt werden.
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Obwohl
die Reflexionsfläche
des Reflektors im wesentlichen sphäroidisch festgelegt worden
ist, ist gemäß dieser
Ausführungsform
der Erfindung, die für
die Erfindung benötigte
Reflexionsfläche
nicht auf eine sphäroidische
Form beschränkt.
Statt dessen kann die Reflexionsfläche irgendeine Gestalt aufweisen,
vorausgesetzt, dass sie imstande ist, Licht von einer Lichtquelle
zu einem vorderen Konvergenzpunkt zu konvergieren.
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Die
Gestalt und Struktur jedes Bestandteiles gemäß der obigen Ausführungsform
der Erfindung sind nur beispielhaft gezeigt worden, und es versteht sich,
dass der technische Bereich der Erfindung in keiner Weise beschränkt ist.
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Wie
aus der obigen Beschreibung hervorgeht, umfasst der Fahrzeugscheinwerfer
gemäß der Erfindung
die Lichtquelle, den Reflektor mit der Reflexionsfläche zum
Reflektieren des Lichtes von der Lichtquelle und Konvergieren des
Lichtes zu einem vorderen Konvergenzpunkt, die Projektionslinse,
die vor der Lichtquelle angeordnet ist und verwendet wird zum Projizieren
des von dem Reflektor reflektierten Lichtes der Lichtquelle vor
das Fahrzeug sowie die Blende zur Erzeugung von Abblendlicht, deren
oberer Rand im wesentlichen in der Fokalposition der Projektionslinse
angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Abblendschirm,
dessenins Innere des Reflektors weisender vorderer Endabschnitt
näher bei
der Reflexionsfläche
als bei dem Konvergenzpunkt des Reflektors positioniert ist, oberhalb
der optischen Achse des Reflektors angeordnet ist und im wesentlichen
nach hinten ragt.
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Da
in dem Fahrzeugscheinwerfer gemäß einem
Aspekt der Erfindung reflektiertes Licht zur Bildung eines Licht-und-Schatten-Grenzabschnitts
an diesem Ende der Lichtverteilung ausgeblendet wird, während die
Lichtflussintensität
relativ niedrig ist, ist daher die Variation des Strahlungslichtes
bezüglich der
Variation in der Größe und Gestalt
des Abblendschirmes klein, so dass eine Feineinstellung des Strahlungslichtes
leicht vorzunehmen ist, was zu einer Verminderung der Gefahr führt, die
Sicht eines Fahrers zu verringern, wenn die Augen des Fahrers zwischen
den Licht- und Schattenabschnitten bewegt werden.
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Da
der vordere Endabschnitt des Abblendschirmes in der Nähe der Reflexionsfläche des
Reflektors positioniert ist, kann nutzloses Licht ausgeblendet werden,
während
der Reflexionslichtfluss extrem grob ist, wodurch es möglich ist,
eine feine Einstellung der Lichtverteilung vorzunehmen und gleichzeitig
die Licht-und-Schattenveränderung
auf dieser Seite der Lichtverteilung niedrig zu machen.
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Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung kann, da die Projektionslinse durch
den Linsenhalter gehalten wird, der mit dem vorderen Endabschnitt
des Reflektors gekoppelt ist, ein Versuch zum Senken der Kosten
erzielt werden, indem der Linsenhalter einstückig mit dem Schirm ausgebildet wird.
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Es
ist zu bedenken, dass zahlreiche Modifikationen an der Scheinwerferkonfiguration
der Erfindung vorgenommen werden können, ohne von dem Geist und
dem Rahmen der Erfindung abzuweichen, die durch die Ansprüche definiert
werden.