DE102011002336A1

DE102011002336A1 - Projektionsscheinwerfer für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE102011002336A1
Application number: DE102011002336A
Authority: DE
Inventors: Dr. Kloos Gerhard
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2011-04-29
Filing date: 2011-04-29
Publication date: 2012-10-31
Also published as: US20120275176A1; CN102759057A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Projektionsscheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Reflektor, mit einer dem Reflektor zugeordneten Lichtquelle, mit einer in Hauptabstrahlrichtung vor dem Reflektor angeordneten Linse und mit einer im Bereich des Brennpunktes der Linse angeordneten Blende, die eine quer zur Hauptabstrahlrichtung verlaufende langgestreckte Blendkantenfläche aufweist zur Abbildung einer Hell-Dunkel-Grenze für eine vorgegebene Lichtverteilung, und dass Mittel zur Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze entsprechend einem vorgegebenen Aufweichungsgrad vorgesehen sind, wobei als Mittel zur Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze die Blendkantenfläche eine Aufweichungsreflexionsfläche aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Projektionsscheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Reflektor, mit einer dem Reflektor zugeordneten Lichtquelle, mit einer in Hauptabstrahlrichtung vor dem Reflektor angeordneten Linse und mit einer im Bereich eines Brennpunktes der Linse angeordneten Blende, die eine quer zur Hauptabstrahlrichtung verlaufende langgestreckte Blendkantenfläche aufweist zur Abbildung einer Hell-Dunkel-Grenze für eine vorgegebene Lichtverteilung, und dass Mittel zur Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze HDG entsprechend einem vorgegebenen Aufweichungsgrad vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, das als Mittel zur Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze die Blendkantenfläche eine Aufweichungsreflexionsfläche aufweist.
Aus der DE 103 40 433 B4 ist ein Projektionsscheinwerfer für Fahrzeuge bekannt, der im Wesentlichen einen Reflektor, eine Lichtquelle, eine Linse sowie eine Blende aufweist. Die Blende weist an einer Oberseite eine langgestreckte Blendkantenfläche auf, mittels derer eine Hell-Dunkel-Grenze einer Lichtverteilung abgebildet werden kann. Im Bereich der Blendkantenfläche ist eine Reflexionsfläche angeordnet, so dass zielgerichtet ein Teil des von dem Reflektor reflektierten Lichtes zur Linse weiterreflektiert wird, um den Nutzungsfaktor des Lichtflusses zu erhöhen. Eine Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze in dem Sinne, dass der Beleuchtungsstärkegradient der Lichtverteilung ausgehend von der Hell-Dunkel-Grenze bei Verringerung des vertikalen Winkels begrenzt ist, ist damit nicht verbunden. Eine solche Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze ist stets erforderlich, damit kein zu hoher Kontrast entsteht, der sich ungünstig auf das Empfinden des Fahrzeugführers hinsichtlich der Verkehrsraumausleuchtung auswirkt. Zum Aufweichen der Hell-Dunkel-Grenze bzw. Verringerung des Beleuchtungsstärkegradienten der Hell-Dunkel-Grenze ist es bekannt, eine Oberfläche der Linse durch Sandstrahlen aufzurauen. Nachteilig an diesem bekannten Verfahren ist, dass die Kosten relativ hoch sind und dass eine geringe Reproduzierbarkeit gegeben ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Projektionsscheinwerfer für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass ein vereinfachtes Aufweichen einer Hell-Dunkel-Grenze der Lichtverteilung gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze die Blendkantenfläche eine Aufweichungsreflexionsfläche aufweist.
Nach der Erfindung ist es vorgesehen, das Mittel zur Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze HDG entsprechend einem vorgegebenen Aufweichungsgrad an der Blende, und zwar an einer langgestreckten Blendkantenfläche der Blende angeordnet sind. Diese langgestreckte Blendkantenfläche wird mit einer Aufweichungsreflexionsfläche versehen, so dass der vorgegebene Aufweichungsgrad der Hell-Dunkel-Grenze gegeben ist. Grundgedanke der Erfindung ist es, die Aufweichungsmittel an einem solchen Ort bzw. solchen Bauteil auszubilden, dass für die Entstehung der Hell-Dunkel-Grenze verantwortlich ist. Vorteilhaft braucht lediglich eine relativ kleine Fläche bearbeitet werden, um die gewünschte Aufweichung zu erzielen. Die Güte einer reflektierenden optischen Fläche lässt sich mit messtechnischen Mitteln leichter überprüfen als eine sandgestrahlte Fläche. Die Erfindung ermöglicht eine verbesserte Reproduzierbarkeit. Die Erfindung ermöglicht einen kontrollierten Eingriff in den Projektionsscheinwerfer, der auch nachträglich ausgeführt werden kann. Ferner ermöglicht die Erfindung eine Anhebung des Beleuchtungsstärkemaximums in der Nähe der Hell-Dunkel-Grenze.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Aufweichungsreflexionsfläche an der Blendkantenfläche mit einem Reflexionsgrad im Bereich von 20%–40%, vorzugsweise 30% versehen, so dass der Beleuchtungsstärkeverlauf der Lichtverteilung an der Hell-Dunkel-Grenze einen gewünschten Verlauf aufweist. Durch Veränderung des Reflexionsgrades kann relativ genau und vorhersehbar ein gewünschter Beleuchtungsstärkeverlauf bzw. Gradientenverlauf eingestellt werden.
In Weiterbildung der Erfindung kann insbesondere ein abgeflachter Endauslaufabschnitt eines vertikalen Beleuchtungsstärkeverlaufs bis unmittelbar hin zur Hell-Dunkel-Grenze auf einfacher Weise bereitgestellt werden, so dass der gewünschte Aufweichungsgrad erzielt wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung fällt der Endauslaufabschnitt des Beleuchtungsstärkeverlaufes in Richtung der Hell-Dunkel-Grenze soweit ab, dass in einem Horizontalwinkel von 0° und in einem Vertikalwinkel von 0° der Lichtverteilung ein Beleuchtungsstärkewert von 1 lx nicht überschritten wird. Die Erfindung ermöglicht somit ein weiches Auslaufen des Beleuchtungsstärkeverlaufs in Richtung der Hell-Dunkel-Grenze, wobei weitere lichttechnische Anforderungen erfüllt werden.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Darstellung eines Projektionsscheinwerfers seitlich von oben, wobei zur vereinfachten Darstellung lediglich ein oberer Bereich einer Blende dargestellt ist,
2 eine schematische Abblendlichtverteilung ohne Anwendung von Aufweichungsmittel für die Hell-Dunkel-Grenze,
3 eine schematische Abblendlichtverteilung unter Verwendung erfindungsgemäßer Aufweichungsmittel und
4 ein Diagramm eines vertikalen Beleuchtungsstärkeverlaufs im Bereich der Hell-Dunkel-Grenze.
Ein Projektionsscheinwerfer für Fahrzeuge besteht im Wesentlichen aus einem Reflektor 1, aus einer dem Reflektor 1 zugeordneten nicht dargestellten Lichtquelle, aus einer in Hauptabstrahlrichtung 2 vor dem Reflektor 1 angeordneten Linse 3 sowie eine Blende 4, die im Bereich eines Brennpunktes der Linse 3 zwischen der Lichtquelle und der Linse 3 angeordnet ist. In 1 ist zur vereinfachten Darstellung lediglich ein oberer Bereich der Blende 4 dargestellt, die zur Erzeugung einer Abblendlichtverteilung eine langgestreckte Blendkantenfläche 5 an ihrer Oberseite aufweist. Die Blendkantenfläche 5 weist in üblicherweise einen 15°-Abschnitt 6 auf, mittels derer Schrägflächen 7 von in den 2 und 3 dargestellten Abblendlichtverteilungen AL1, AL2 entsprechend des ECE Standards abgebildet werden.
Die Blende 4 bzw. die Blendkantenfläche 5 ist üblicherweise aus einem Blechmaterial hergestellt, das keine reflektierenden Eigenschaften aufweist. In 2 ist die Abblendlichtverteilung AL1 des Projektionsscheinwerfers dargestellt, bei dem die Blende 4 keiner gesonderten Bearbeitung und die Linse 3 keiner Sandstrahlbehandlung unterzogen worden ist. Es ist ersichtlich, dass die Isoluxlinien 10 der Abblendlichtverteilung AL1 in unmittelbarer Nähe zu einer Hell-Dunkel-Grenze HDG1 relativ nah zueinander angeordnet sind. Ein Beleuchtungsstärkeverlauf B1 bei einem Horizontalwinkel von –1° der Abblendlichtverteilung AL1, der in 4 dargestellt ist, weist einen betragsmäßig relativ großen Beleuchtungsstärkegradienten auf, der im Bereich eines Horizontalwinkels von –0,5° zu 0 wird. Es ergibt sich somit ein relativ steiler Beleuchtungsstärkeverlauf B1 in Richtung der Hell-Dunkel-Grenze HDG1 der durch die erfindungsgemäße Bearbeitung der Blende 4 in einem Bereich nahe der Hell-Dunkel-Grenze HDG1 abgeflacht werden soll.
Hierzu weist die Erfindung als Mittel zur Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze HDG eine Aufweichungsreflexionsfläche 8 an der Blendkantenfläche 5 auf, die einen Reflexionsgrad in einem Bereich von 20%–40%, vorzugsweise einen Reflexionsgrad von 30% aufweist. Die Aufweichungsreflexionsfläche 8 wird vollflächig als eine spiegelnde Beschichtungsfläche auf die Blendkantenfläche 5 aufgebracht und erstreckt sich über die gesamte Oberseite der Blendkantenfläche 5. Durch den Reflexionsgrad lässt sich ein Aufweichungsgrad einstellen, der dafür sorgt, dass in einer Nähe einer Hell-Dunkel-Grenze HDG2 angeordneten Isoluxlinien 11 einer erfindungsgemäßen Abblendlichtverteilung AL2 gemäß 3 einen größeren Abstand zueinander aufweisen, als entsprechende Isoluxlinien 10 gemäß 2. Bei einem Horizontalwinkel von –1° der Abblendlichtverteilung AL2 ergibt sich ein Beleuchtungsstärkeverlauf B2 in unmittelbarer Nähe zu der Hell-Dunkel-Grenze HDG2, der eine vergleichsweise betragsmäßig geringeren Beleuchtungsstärkegradient in einem Endauslaufabschnitt 9 des Beleuchtungsstärkeverlaufs B2 aufweist. Der Endauslaufabschnitt 9 grenzt unmittelbar an der Hell-Dunkel-Grenze HDG2 und erstreckt sich in einem Bereich zwischen dem horizontalen Winkel –0,5° und 0°. Durch den abgeflachten Verlauf der Beleuchtungsstärkekurve B2 im Bereich des Endauslaufabschnitts 9 wird in gewünschter Weise das Aufweichen der Hell-Dunkel-Grenze HDG2 ermöglicht. Der Endauslaufabschnitt 9 verläuft asymptotisch zu der Horizontalen H, wobei an dem Horizontalwinkel 0° und der Vertikalwinkel 0° der Abblendlichtverteilung AL2 ein Beleuchtungsstärkewert von 1 lx nicht überschritten wird.
Ferner ermöglicht die Erfindung, dass ein Maximalwert B_Max2 im Bereich der Hell-Dunkel-Grenze HDG größer ist als ein Beleuchtungsmaximalwert B_Max1 der Abblendlichtverteilung AL1. Die Erfindung ermöglicht somit im Bereich der Hell-Dunkel-Grenze ein weiches Auslaufen zu der Hell-Dunkel-Grenze HDG2, wobei in einem vertikalen Winkelabstand von mehr als 0,5° zu der Hell-Dunkel-Grenze HDG2 ein erhöhtes Beleuchtungsstärkemaximum B_Max2 erzielbar ist.
Nach einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform der Erfindung kann die Blendkantenfläche 5 auch nur teilweise mit der Aufweichungsreflexionsfläche 8 versehen sein. Alternativ ist es auch möglich, auf der Blendkantenfläche 5 Aufweichungsreflexionsflächenabschnitte aufzubringen, die einen unterschiedlichen Reflexionsgrad aufweisen.
Bezugszeichenliste

1: Reflektor
2: Hauptabstrahlrichtung
3: Linse
4: Blende
5: Blendkantenfläche
6: 15°-Abschnitt
7: Schrägflächen
8: Aufweichungsreflexionsfläche
9: Endauslaufabschnitt
10: Isoluxlinien
11: Isoluxlinien
AL1, AL2: Abblendlichtverteilungen
B1, B2: Beleuchtungsstärkeverlauf
HDG1, HDG2: Hell-Dunkel-Grenze
B_Max1, B_Max2: Maximalwert

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10340433 B4 [0002]

Claims

Projektionsscheinwerfer für Fahrzeuge mit einem Reflektor, mit einer dem Reflektor zugeordneten Lichtquelle, mit einer in Hauptabstrahlrichtung vor dem Reflektor angeordneten Linse und mit einer im Bereich des Brennpunktes der Linse angeordneten Blende, die eine quer zur Hauptabstrahlrichtung verlaufende langgestreckte Blendkantenfläche aufweist zur Abbildung einer Hell-Dunkel-Grenze für eine vorgegebene Lichtverteilung, und dass Mittel zur Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze entsprechend einem vorgegebenen Aufweichungsgrad vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass als Mittel zur Aufweichung der Hell-Dunkel-Grenze (HDG2) die Blendkantenfläche (5) eine Aufweichungsreflexionsfläche (8) aufweist.
Projektionsscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweichungsreflexionsfläche (8) einen Reflexionsgrad in einem Bereich zwischen 20% und 40% aufweist.
Projektionsscheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweichungsreflexionsfläche (8) einen Reflexionsgrad von 30% aufweist.
Projektionsscheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweichungsreflexionsfläche (8) durch eine spiegelnde Beschichtungsfläche gebildet ist.
Projektionsscheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aufweichungsreflexionsfläche (8) über die gesamte Oberseite der Blendkantenfläche (5) erstreckt.
Projektionsscheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufweichungsreflexionsfläche (8) derart ausgebildet ist, das eine Lichtverteilung (AL2) im Bereich der Hell-Dunkel-Grenze (HDG2) einen vertikalen Beleuchtungsstärkeverlauf (B2) aufweist, bei dem ein abgeflachter Endauslaufabschnitt (9) unmittelbar zu der Hell-Dunkel-Grenze (HDG2) angrenzt.
Projektionsscheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Endauslaufabschnitt (9) des vertikalen Beleuchtungsstärkeverlaufs (B2) asymptotisch gegen 0 läuft.
Projektionsscheinwerfer nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Endauslaufabschnitt (9) des vertikalen Beleuchtungsstärkeverlaufs (B2) derart verläuft, dass er in einem Horizontalwinkel von 0° und in einem Vertikalwinkel von 0° der Lichtverteilung einen Beleuchtungsstärkewert von 1 lx nicht überschreitet.
Projektionsscheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blendkantenfläche (5) derart konturiert ist, das eine Abblendlichtverteilung (AL2) mit einer 15° Schrägfläche (7) abbildbar ist.
Projektionsscheinwerfer nach Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass die Blende (4) aus einem Blechmaterial hergestellt ist und dass die Aufweichungsreflexionsfläche (8) durch Beschichten auf die Blendkantenfläche (5) aufbringbar ist.