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HINTERGRUND ZU DER OFFENBARUNG
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Diese Offenbarung betrifft ein Fahrzeugscheinwerfersystem und insbesondere ein Scheinwerfersystem, das eine kompakte Hochdruckentladungslampe verwendet, die wenigstens zwei unterschiedliche Beleuchtungsfunktionen oder -modi (z. B. „Fernlicht”- und „Abblendlicht”-Modus) aufweist, die in eine einzige Scheinwerferanordnung integriert sind. Ausgewählte Aspekte dieser Offenbarung können ferner in verwandten Scheinwerferanordnungen Anwendung finden.
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Die Lichtsammeleffizienz von ellipsenförmigen Projektormodulen eines Kraftfahrzeugscheinwerfers nach dem Projektionsprinzip nach dem Stand der Technik ist mäßig. Die mit der Lichtsammeleffizienz verbundenen Beschränkungen sind hauptsächlich durch die Lichtabsorption durch die Hell-Dunkel-Abschirmung veranlasst, die in dem Modul eingesetzt ist, um während eines Betriebs in dem „Abblendlicht”-Modus unerwünschte Lichtstrahlen zu blockieren. Die unerwünschten Lichtstrahlen in diesem Modus sind diejenigen, die ansonsten durch den Scheinwerfer in Richtung auf die Augen eines entgegenkommenden Fahrers gerichtet werden würden, der sich dem Fahrzeug von der entgegengesetzten Richtung aus nähert. Die Hell-Dunkel-Abschirmung definiert eine scharfe Hell-Dunkel-Grenze in dem Scheinwerferstrahlbündel. Die Hell-Dunkel-Grenzlinie, die durch die Licht blockierende Hell-Dunkel-Abschirmung erzeugt wird, ist vorzugsweise eine gerade, im Wesentlichen horizontale Linie in den Fahrbahnen des Gegenverkehrs. Ferner ist die Hell-Dunkel-Grenzlinie eine schräg verlaufende gerade Linie in den Fahrbahnen des Fahrers, der den in seinem Fahrzeug installierten Scheinwerfer aufweist. In anderen Worten ist eine Hell-Dunkel-Grenze eines Strahlbündels ein Mittel, um in einem „Abblendlicht”-Modus der Scheinwerfer ein Blenden entgegenkommender Fahrer zu vermeiden und teilweise ein Blenden von Fahrern, die vor oder nahe an dem Fahrzeug fahren, zu vermeiden. Die Hell-Dunkel-Strahlbegrenzung ermöglicht ferner ein Beleuchten des Straßenrandes in der Fahrtrichtung, so dass z. B. Straßenschilder durch den Scheinwerfer in dem „Abblendlicht”-Modus beleuchtet werden.
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Die Lichtsammeleffizienz eines Projektormoduls kann vergrößert werden, indem ein ellipsenförmiges Projektormodul kompakter und mit einer kleineren Öffnungsfläche für die Projektorlinse geschaffen wird. Bedauerlicherweise weist diese vorgeschlagene Lösung auch Nachteile auf. Z. B. bedeutet der kleinere Flächenbereich der Projektorlinse eine höhere Flächenhelligkeit, was eine unangenehme Blendung für entgegenkommende Fahrer verursachen kann. Dementsprechend wird ein Durchmesser der Linse folglich vorzugsweise so begrenzt, dass er nicht kleiner als minimal ungefähr 60 mm ist, da das Blenden bei Linsen mit Durchmessern bis unterhalb von 60 mm unangenehm oder störend sein kann. Folglich könnte eine neue ellipsenförmige Projektormodulkonstruktion, die Lichtverluste eliminiert oder wenigstens reduziert, die auf die Absorption durch die Hell-Dunkel-Abschirmung und andere Verlustmechanismen in den Projektormodulen zurückzuführen sind, eine vorteilhafte Wirkung in der Scheinwerferkonstruktionstechnologie haben.
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KURZBESCHREIBUNG DES OFFENBARUNGSGEGENSTANDS
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Ein Kraftfahrzeugscheinwerfer enthält eine Lichtquelle und eine lichtreflektierende Fläche oder einen „Reflektor”, die bzw. der Licht von der Lichtquelle empfängt und das Licht in Richtung auf eine Linse richtet. Ein gewölbter Spiegel ist zwischen der Lichtquelle und der Linse eingefügt, um einen Teil des ursprünglich in Richtung auf die Linse zusteuernden Lichtes zurück in Richtung auf den Reflektor umzulenken.
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Eine Abschirmung ist zwischen einer ersten und einer zweiten Stellung bewegbar, wobei die Abschirmung in der ersten oder blockierenden Stellung einen Teil des Lichtes von der Lichtquelle blockiert, damit dieser nicht durch die Abschirmung hindurchtritt, und wobei die Abschirmung den gewölbten Spiegel trägt.
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In einer zweiten Stellung der Abschirmung empfängt eine Öffnung in dem Reflektor den gewölbten Spiegel.
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Die Abschirmung enthält vorzugsweise ein zusätzliches gewölbtes Spiegelsegment, das in der zweiten Position der Abschirmung der gewölbten Oberfläche des Reflektors entspricht.
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In einer bevorzugten Einrichtung ist der Reflektor eine abgeschnittene im Wesentlichen ellipsenförmige Fläche, und die Lichtquelle ist in einem ersten Brennpunkt des Reflektors angeordnet. Die Abschirmung ist vorzugsweise zwischen dem ersten Brennpunkt und einem zweiten Brennpunkt des im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors angeordnet.
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Hilfsspiegelsegmente erstrecken sich von dem abgeschnittenen im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektor aus und richten Licht von der Lichtquelle in Richtung auf den ersten Brennpunkt oder in Richtung auf den zweiten Brennpunkt des Reflektors.
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In einer Einrichtung ist die Lichtquelle eine Bogenentladungslampe und ist gezielt zu dem ersten Brennpunkt eines im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors um ein vorbestimmtes Maß versetzt.
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Eine zentrale optische Achse der Bogenentladungslichtquelle ist vorzugsweise parallel und vertikal versetzt unterhalb einer horizontalen longitudinalen optischen Achse des im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors positioniert, und es kann auch ein Einstellelement vorgesehen sein, um den Versatz der Bodenentladungslichtquelle zu dem ersten Brennpunkt wahlweise zu verändern.
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Der gekrümmte Spiegel ist in einer Einrichtung gezielt derart unperfekt, dass umgelenkte Lichtstrahlen die Lichtquelle nicht überhitzen.
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Ein primärer Vorteil ist die verbesserte Lichtsammeleffizienz eines Kraftfahrzeugscheinwerfers nach dem Projektionsprinzip und eine deutliche Steigerung der Strahlintensität in dem „Abblendlicht”-Betriebsmodus.
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Durch ein Lampenbefestigungsverfahren kann auch eine verbesserte Positioniergenauigkeit in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer erreicht werden.
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Aufgrund der gesteigerten Lichtsammeleffizienz können die gesamte Lichtausbeute, Straßenbeleuchtungsstärken und der Projektionsstrahlwinkel des Projektor-Kraftfahrzeugscheinwerfers unter Verwendung der Lehren der vorliegenden Offenbarung vergrößert werden.
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Ein weiterer Vorteil sind die verbesserten Sichtverhältnisse auf der Straße oder die Fähigkeit, eine Lichtquelle mit einem geringeren Leistungsverbrauch einzusetzen, was wiederum zu einer besseren Kraftstoffwirtschaftlichkeit eines Fahrzeugs führen kann.
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Ein noch weiterer Vorteil betrifft die Verbesserung der Lichtsammeleffizienz durch die Verwendung von Hilfsspiegeln und Spiegelsegmenten anstatt der Veränderung der gesamten Abmessungen des Projektormoduls.
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Noch weitere Nutzen und Vorteile des vorliegenden Offenbarungsgegenstands werden beim Lesen und Verstehen der folgenden detaillierten Beschreibung offenkundig.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 zeigt eine schematisierte Längsschnittdarstellung einer Anordnung eines Kraftfahrzeugscheinwerfersystems nach dem Projektionsprinzip nach dem Stand der Technik.
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2 zeigt den beleuchteten Bereich vor einem Fahrzeug in einem „Abblendlicht”-Modus bei dem Scheinwerfersystem nach 1.
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3 zeigt den „Abblendlicht”-Modus in dem Projektor-Scheinwerfer nach dem Stand der Technik gemäß 1 mit Lichtstrahlverläufen.
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4 zeigt eine Ansicht, die der 3 ähnlich ist und ein elliptisches Modul mit einem modifizierten „Abblendlicht”-Modus mit erhöhter Lichtsammeleffizienz eines Scheinwerfers nach dem Projektionsprinzip mit einem gewölbten Spiegelsegment, das auf einer Rückseite einer Abschirmung montiert ist, die sich in einer ersten blockierenden Stellung befindet, veranschaulicht.
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5 zeigt eine der 4 ähnliche Ansicht mit einem zusätzlichen Spiegelsegment, das auf der Vorderseite der Abschirmung vorgesehen ist.
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6 zeigt eine Ansicht der Abschirmung in einer zweiten Stellung (einem „Abblendlicht”-Betriebsmodus), worin das zusätzliche Spiegelsegment auf der Vorderseite der Abschirmung der gewölbten Fläche des im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors entspricht.
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7 zeigt eine Ansicht der Abschirmung in einer ersten Stellung oder einem „Abblendlicht”-Modus und mit aufgenommenen Hilfsspiegelsegmenten, die sich von dem im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektor aus erstrecken.
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8 zeigt eine der 7 ähnliche Ansicht mit einer modifizierten Kontur der Hilfsspiegelsegmente, die sich von dem im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektor aus erstrecken, für die zweite Stellung der Abschirmung oder einen „Fernlicht”-Modus.
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9 zeigt eine Ansicht der Lichtbogenausrichtung einer Hochdruckentladungslampe in Verbindung mit der Scheinwerferoptik nach dem Stand der Technik.
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10 zeigt eine Ansicht zur Ausrichtung des Lichtbogens einer Hochdruckentladungslampe in der Scheinwerferoptik gemäß einem alternativen Stand der Technik
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11 zeigt die bevorzugte modifizierte Ausrichtung des Lichtbogens einer Hochdruckentladungslampe in Bezug auf die Scheinwerferoptik für eine verstärkte Lichtsammeleffizienz des Scheinwerfers.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Indem zunächst auf 1–3 Bezug genommen wird, enthält ein derzeitiger Kraftfahrzeugscheinwerfer 100 nach dem Projektionsprinzip eine Lichtquelle, wie beispielsweise eine Bogenentladungslichtquelle 102, die in einem ersten Brennpunkt 104 einer im Wesentlichen ellipsenförmigen Lichtreflexionsfläche oder eines Reflektors 110 angeordnet ist. Wie in der Längsschnittansicht veranschaulicht, weist der Reflektor eine im Wesentlichen ellipsenförmige Oberfläche um eine optische Längsachse 112 herum, die den ersten Brennpunkt 104 und einen zweiten Brennpunkt 114 enthält. Der im Wesentlichen ellipsenförmige Reflektor kann abgeschnitten sein oder kann eine vollständigere Oberfläche aufweisen, wobei jedoch wenigstens ein Abschnitt des Reflektors den im Wesentlichen ellipsenförmigen Oberflächenabschnitt enthält. Der im Wesentlichen ellipsenförmige Reflektor 110 empfängt Licht von der Lichtquelle 102 und richtet das Licht in Richtung auf eine Linse 120, die einen Teil des Projektormoduls oder der Scheinwerferanordnung (3) bildet.
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Da die Lichtquelle 102 an dem ersten Brennpunkt 104 des im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors angeordnet ist, wird insbesondere Licht in Richtung auf das Bild der Lichtquelle gerichtet, das an dem zweiten Brennpunkt 114 erzeugt wird, wobei das Licht durch den zweiten Brennpunkt hindurchtritt und durch die Scheinwerferanordnung hindurch in Richtung auf die Linse 120 fortschreitet. Die Linse überträgt und orientiert die Lichtstrahlen in eine gewünschte Richtung von der Vorderseite des Fahrzeugs aus und beleuchtet die Straße vor dem Fahrzeug, d. h. in einer Vorwärtsrichtung. In einem „Abblendlicht”-Betriebsmodus wird ein Teil des von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichtes blockiert, der ansonsten in Richtung auf die Linse oder, genauer gesagt, in Richtung auf den zweiten Brennpunkt (3) gerichtet würde. Das Licht wird durch eine Abschirmung 122 blockiert, die sich vorzugsweise zwischen dem ersten und dem zweiten Brennpunkt des im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors befindet. Wie vielleicht am besten in 2 ersichtlich, wird das Licht, das übertragen wird, um einen Bereich auf der Straßenoberfläche 124 vor dem Fahrzeug zu beleuchten, durch die Abschirmung 122 im Allgemeinen nicht blockiert. Stattdessen erzeugt die Abschirmung eine im Wesentlichen horizontale Hell-Dunkel-Grenzlinie 126 in den Fahrbahnen des Gegenverkehrs, und die Hell-Dunkel-Grenzlinie verläuft unter einem Winkel nach oben, wie dies durch das Bezugszeichen 128 dargestellt ist, auf der Fahrerseite des Fahrzeugs, um auch Schilder am Straßenrand oder dergleichen entlang des Randes der Straße zu beleuchten. Die klar definierten Hell-Dunkel-Grenzlinien 126, 128 definieren ferner eine Dunkelzone 130, die oberhalb der Hell-Dunkel-Linien ausgebildet ist, so dass kein blendendes Licht auf den Gegenverkehr gerichtet wird.
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In 1 ist die Abschirmung 122 in einer ersten oder blockierenden Stellung veranschaulicht, in der die Lichtstrahlen, die in Richtung auf die Abschirmung ausgegeben werden, als blockiert veranschaulicht sind („Abblendlicht”-Modus). In einer alternativen Einrichtung (einem „Fernlicht”-Modus) kann die Abschirmung 122, wie durch das Bezugszeichen 140 veranschaulicht, in eine zweite oder nicht blockierende Stellung übergehen, die den vorher geblockten Lichtstrahlen ermöglicht, hindurchzutreten und somit Licht zu dem ansonsten dunklen Bereich 130 beizutragen, der durch die Hell-Dunkel-Grenzlinien gebildet ist, wie er eine Folge der Abschirmung in der blockierenden Stellung war. D. h., die Hell-Dunkel-Grenzlinien 126, 128 würden in dem „Fernlicht”-Modus entfernt sein, und ein Teil des ausgesandten und ansonsten durch die Rückseite der Abschirmung 122 absorbierten Vorwärtslichts würde von dem Fahrzeug nach vorne projiziert werden. Somit stellen diejenigen Lichtstrahlen, die in 3 durch das Bezugszeichen 142 dargestellt sind, einen Lichtverlust durch Absorption durch die Hell-Dunkel-Abschirmung in der Anordnung nach dem Stand der Technik dar.
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4 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines modifizierten elliptischen Moduls einer Scheinwerferanordnung 200 nach dem Projektionsprinzip. Der Konsistenz und Kürze wegen werden gleiche Komponenten mit den gleichen Bezugszeichen in der 200-Reihe in Bezug genommen. Somit ist eine Lichtquelle, wie beispielsweise eine Bogenentladungslichtquelle 202 in ähnlicher Weise an einem ersten Brennpunkt 204 eines im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors 210 angeordnet. Es wird ferner von einem Fachmann auf dem Gebiet erkannt werden, dass statt einer Bogenentladungslichtquelle andere Lichtquellen, wie beispielsweise eine Glühlampen-Lichtquelle oder eine Halogenanordnung, bei der Scheinwerferanordnung gegebenenfalls verwendet werden können. Nichtsdestoweniger ist es vorzuziehen, dass die Lichtquelle sich im Wesentlichen in dem ersten Brennpunkt 204 des im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors befindet, so dass Licht, das von der Lichtquelle nach außen in Richtung auf den Reflektor gerichtet wird, durch die im Wesentlichen ellipsenförmige Reflektoroberfläche in Richtung auf den zweiten Brennpunkt 214 gerichtet wird. In dem zweiten Brennpunkt des im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors wird ein Bild der in dem ersten Brennpunkt angeordneten Lichtquelle erzeugt, und die Lichtstrahlen setzen sich in Richtung auf die Linse 220 fort. Die Linse 220 beugt oder richtet die Lichtstrahlen in ein gewünschtes Muster, um die Straße vor dem Fahrzeug zu beleuchten. Wenn sich die Abschirmung 222 in der ersten blockierenden Stellung, wie sie in 4 veranschaulicht ist, befindet, weist der von der Linse nach vorne projizierte Lichtstrahl weiterhin einen relativ scharfen Hell-Dunkel-Grenzbereich, wobei jedoch die gesamte Lichtleistung des Scheinwerfers aufgrund der Aufnahme eines gewölbten Spiegels 250 vergrößert ist. Die erhöhte Helligkeit des Scheinwerfers in dem „Abblendlicht”-Modus zeigt sich durch die erhöhte Anzahl von Lichtstrahlen 244 aufgrund der Hinzunahme des gewölbten Spiegels 250, der an der Rückseite der Abschirmung montiert ist. Insbesondere wird die Helligkeit in der durch den unteren horizontalen Abschnitt der Linse 220 verlaufenden Region 244 vergrößert. Die Abschirmung 222 blockiert weiterhin und bildet die horizontalen und winkeligen Hell-Dunkel-Grenzlinien, um den dunklen Bereich oder die dunkle Region vor dem Fahrzeug auszubilden. Jedoch ist die Oberflächengeometrie des gewölbten Spiegels 250, der vorzugsweise an der Abschirmung 222 gesichert ist, profiliert, um Lichtstrahlen, die ansonsten durch die Rückseite der Abschirmung absorbiert würden, d. h. den Teil 242, zu empfangen und um dieses ansonsten absorbierte Licht in Richtung auf den ersten Brennpunkt des im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors 210 zurück zu reflektieren. Auf diese Weise verläuft ein größerer Anteil des gesamten ausgegebenen Lichtes aus der Lichtquelle, die sich in der Nähe des gleichen ersten Brennpunktes befindet, schließlich durch den zweiten Brennpunkt 214 und erreicht den unteren Teil der Linse 220. Wie vorstehend erwähnt, ist diese erhöhte Helligkeit des Kraftfahrzeugscheinwerfers anhand der vergrößerten Anzahl von Lichtstrahlen 244 in 4 dargestellt und für einen Gewinn an oder zusätzliche Lichtintensität kennzeichnend. Zusammenfassend muss der gewölbte Spiegel 250 geeignet gestaltet sein, um das ansonsten verschwendete Licht in Richtung auf den ersten Brennpunkt, d. h. durch die Lichtquelle hindurch zurück und zu dem im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektor hin, zu richten, wo es anschließend zu dem zweiten Brennpunkt hin gerichtet wird. Der Rand des gewölbten Spiegels 250 fällt mit der scharfen Hell-Dunkel-Grenzlinie, die mit der Hell-Dunkel-Abschirmung verbunden ist, zusammen, so dass die den oberen horizontalen Teil der Linse 220 passierende Lichtintensität eine im Wesentlichen geringere und deutlich vernachlässigbare Intensität als der untere horizontale Teil aufweist und dennoch in dem „Abblendlicht”-Betriebsmodus für einen dunklen Bereich sorgt.
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Die Ausführungsform gemäß den 5 und 6 ist mit der in 4 im Wesentlichen identisch, so dass gleiche Bezugszeichen gleiche Komponenten bezeichnen. Der primäre Unterschied betrifft die Aufnahme eines zusätzlichen gewölbten Spiegelsegmentes 260. Das zusätzliche gewölbte Spiegelsegment 260 weist eine im Wesentlichen ellipsenförmige Kontur ähnlich der Gestalt des im Wesentlichen ellipsenförmigen Hauptspiegels 210 auf, wie dies vielleicht am besten in 6 zu ersehen ist, so dass dann, wenn die Abschirmung und der begleitende gewölbte Spiegel 250 gemeinsam entlang der Richtung des Bezugszeichens 240 verdreht werden, das zusätzliche gewölbte Spiegelsegment eine Verlängerung bildet und in die im Wesentlichen ellipsenförmige konforme Gestaltung der Reflektoroberfläche 210 übergeht. D. h., in dem Reflektor 210 ist eine Öffnung 262 geschaffen, wobei die Öffnung dimensioniert ist, um den gewölbten Spiegel 250 durch sie hindurch aufzunehmen, und durch die Abschirmung 222 im Wesentlichen abgedeckt wird. Somit vervollständigt das zusätzliche gekrümmte Spiegelsegment 260 in der zweiten oder nicht blockierenden Stellung der Abschirmung, wie sie in 6 veranschaulicht ist, die Kontur des im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors 210 oder fällt mit dieser Kontur zusammen, so dass Licht von der Lichtquelle 202, die sich an dem ersten Brennpunkt 204 befindet, durch dieses zusätzliche gewölbte Spiegelsegment 260 auch in Richtung auf den zweiten Brennpunkt des im Wesentlichen ellipsenförmigen Hauptspiegels 214 gerichtet wird. Somit dreht sich die Abschirmung 222 in eine Richtung zu dem ersten Brennpunkt hin (nach hinten) anstatt zu der Linse hin (nach vorne) wie in der Anordnung nach dem Stand der Technik (1). Die Öffnung 262 wird durch die Abschirmung 222 in der zweiten, nicht blockierenden Stellung im Wesentlichen abgedeckt. Somit wird erkannt, dass das zusätzliche gewölbte Spiegelsegment 260 die Lichtsammeleffizienz des modifizierten Kraftfahrzeugscheinwerfers in dem „Abblendlicht”-Modus nach 6 erhöht, während der gewölbte Spiegel 250 die Lichtsammlung von diesem in dem „Abblendlicht”-Modus nach 5 vergrößert.
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Die Ausführungsform gemäß den 7 und 8 enthält viele der gleichen Merkmale, wie sie in den 4-6 veranschaulicht sind, gemeinsam mit der Hinzunahme von Hilfsspiegelsegmenten 270, 272. In dem „Abblendlicht”-Modus nach 7 ist das erste Hilfsspiegelsegment 270 gebogen oder geformt, um von der Lichtquelle an dem ersten Brennpunkt ausgestrahltes Licht zurück in Richtung auf die Lichtquelle selbst (zu dem ersten Brennpunkt 204 hin) zu richten, anstatt dem Licht zu gestatten, in Richtung auf die Linse fortzuschreiten und somit Verluste des optischen Systems darzustellen, von der geringen unerwünschten Hintergrundbeleuchtung, die durch diese Lichtstrahlen in dem im Wesentlichen dunklen Bereich 130 des Hell-Dunkel-„Abblendlichts” erzeugt wird, ganz zu schweigen. Ähnlich reflektiert das Hilfsspiegelsegment 272 einen Teil des Lichts, das durch den zweiten Brennpunkt hindurchtritt, in Richtung auf den zweiten Brennpunkt 214 zurück, anstatt dass dieses abseits von dem optischen System des Scheinwerfers freigegeben und schließlich durch die Umgebung absorbiert wird. Somit lenken die Hilfsspiegelsegmente 270 und 272 in dem „Abblendlicht”-Modus nach 7 einen Teil der Lichtstrahlen ab und gewinnen diesen Teil der Lichtstrahlen wieder, der ansonsten von dem „Abblendlicht”-Bündel des ellipsenförmigen Projektormoduls verloren ginge, und sie leisten somit einen zusätzlichen Beitrag zu der Gesamteffizienz des modifizierten Kraftfahrzeugscheinwerfers.
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Die Abschirmung und der gewölbte Spiegel, die vorzugsweise als relativ zueinander fixiert veranschaulicht sind, werden verdreht, um die Öffnung 262 in dem „Fernlicht”-Modus nach 8 abzudecken. Ebenso nimmt das erste Hilfsspiegelsegment 270 eine geänderte Kontur in diesem „Fernlicht”-Modus ein, bei der das erste Hilfsspiegelsegment 270 eine passende Formgebung übernimmt, die derjenigen des zweiten Hilfssegmentes 272 ähnlicher ist, so dass die Ausgangsöffnung des im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors 210 im Vergleich zu dem in 7 dargestellten „Abblendlicht”-Modus vergrößert ist. Diese Anordnung des ersten und zweiten Hilfssegmentes fängt Licht von dem zweiten Brennpunkt 214 ein und reflektiert dieses Licht zurück in Richtung auf den zweiten Brennpunkt, wo es schließlich zurück in Richtung auf die Lichtquelle gerichtet wird. Alternativ und vorzugsweise können beiden Hilfsspiegelsegmente 270 und 272 eine derartige Geometrie aufweisen, dass sie eine vergrößerte Ausgangsoffnung des im Wesentlichen ellipsenförmigen Hauptspiegels ermöglichen und das Licht zurück zu dem ersten Brennpunkt, d. h. in Richtung auf die Lichtquelle, anstatt zu dem zweiten Brennpunkt in dem „Fernlicht”-Modus nach 8 reflektieren. Als ein Endresultat dieser Hilfsspiegelsegmente, wenn die Abschirmung 222 in ihre zweite konforme Stellung überführt ist, wie in 8 veranschaulicht, wird ein deutlich größerer Anteil des Lichtes, das aus der Lichtquelle ausgegeben wird, aufgefangen und optisch zu der Linse 220 übertragen, um bei der Vorwärtsbeleuchtung des Fahrzeugs in dem „Fernlicht”-Modus verwendet zu werden.
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In einer vergrößerten schematisierten Darstellung nach 9 sind Elektroden 280, 282 der Bogenentladungslichtquelle 202 schematisiert relativ zu dem im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektor 210 veranschaulicht. Die zwischen den Elektroden verlaufende Lichtbogenentladung 284 ist in einer wirksamen Position mit Bogenverankerungspunkten 286, 288 des Lichtbogens, die sich in oberen Ecken der jeweiligen Elektroden befinden, und dem Lichtbogen 284 veranschaulicht, der sich im Falle des standardgemäßen horizontalen Betriebs der Entladungslampe im Inneren des Kraftfahrzeugscheinwerfers in einer gebogenen Formgestaltung von den Verankerungspunkten an jedem Ende aus erstreckt. Die Anordnung nach dem Stand der Technik zeigt, dass die Verankerungspunkte des Lichtbogens mit den Elektroden mit den Mittelpunkten der vorderen Oberflächen der Elektroden nicht in einer Linie ausgerichtet sind und somit die Mittellinie CLA des Lichtbogens nicht mit einer optischen Achse OA der Scheinwerferoptik zusammenfällt. Als ein Ergebnis hiervon liegt eine optische Fehlausrichtung zwischen dem Lichtbogen und dem optischen System des Scheinwerfers vor, die zwangsläufig zu optischen Verlusten führt.
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Optische Ausrichtungsboxen 296, 298 der Elektroden sind veranschaulicht, wie sie auf die Mittelpunkte 290, 292 der Elektrodenoberflächen in der Anordnung nach dem Stand der Technik gemäß 9 zentriert sind und werden in der alternativen Ausführungsform nach dem Stand der Technik gemäß 10 zu den Bogenverankerungspunkten 286, 288 hin verschoben. Selbst wenn der Lichtbogen 284 weiterhin gebogen und von der optischen Achse OA der Scheinwerferoptik weg verschoben ist, erfolgt somit eine bessere Ausrichtung. Optische Verluste treten jedoch aufgrund der optischen Fehlausrichtung zwischen der Bogenmittellinie CLA und der optischen Achse OA der Scheinwerferoptik weiterhin auf.
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Dieser Verlust durch Fehlausrichtung wird ferner durch seitliches Versetzen der Lampenfassung 300 bewirkt, wie in 11 veranschaulicht. Dieses seitliche Versetzen der Lampenfassung 300 in Bezug auf die optische Achse OA der Scheinwerferoptik positioniert die Mittellinie CLA des Lichtbogens in die optische Achse OA der Scheinwerferoptik hinein und beseitigt die Verluste aufgrund der Bogenfehlausrichtung der Ausführungsform gemäß 9 und 10. Der seitliche Versatz des Lampenfassungsabschnitts des Scheinwerfers kann ein fester Wert sein (der auf nominalen Werten für den Elektrodendurchmesser und den Grad der Bogenbiegung basiert) oder kann beispielsweise mittels einer Ausrichtungsschraube oder eines sonstigen Einstellmechanismus einstellbar sein.
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Eine noch weitere Verbesserung der Bogenausrichtung für den Scheinwerfer kann durch Anwendung eines genaueren Lampenbefestigungsverfahrens sichergestellt werden. Z. B. bietet eine genaue und mechanisch robustere „Drehen-und-Sichern”-Art einer mechanischen oder kombiniert mechanischen und elektrischen Befestigungsoption, die in die Sockelkonstruktion 300 eingebaut ist, eine bessere Fixierung und Ausrichtung der Lampe und ihrer Bogenentladung selbst im Falle der üblichen mit hoher Intensität vibrierenden Kraftfahrzeugumgebung. Dies positioniert die Komponenten des Scheinwerfers genauer, um die Lichtsammlung zu optimieren.
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Das gewölbte Spiegelsegment 250 auf der Rückseite der Hell-Dunkel-Abschirmung 222, d. h. die Oberfläche, die zu dem Motor hin gewandt ist, verbessert die Lichtsammeleffizienz des Projektor-Scheinwerfers 200. Wenn eine punktartige Lichtquelle 202 an dem ersten Brennpunkt 204 des im Wesentlichen ellipsenförmigen Hauptspiegels 210 platziert ist, wirft die Spiegeloberflächengeometrie ansonsten absorbierte Lichtstrahlen in Richtung auf die Lichtquelle selbst zurück. Nach dem Passieren der Lichtquelle 202 werden diese zurückreflektierten Strahlen anschließend mit dem Bündel von Strahlen kombiniert, die ursprünglich in Richtungen ausgegeben wurden, die die Straßenoberfläche an den gewünschten Stellen erreichen.
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Es ist ferner vorgesehen, dass die Spiegeloberfläche 250 gezielt unperfekt beschaffen sein könnte, so dass die abgelenkten Lichtstrahlen die Lichtquelle 202 nicht überhitzen, sondern dicht neben der Lichtquelle vorbeilaufen und dennoch zu dem aus dem Scheinwerfer ausgegebenen Licht beitragen, wie vorstehend beschrieben.
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Die gekrümmte Oberfläche der zusätzlichen Spiegelsegmente 250 und 260 an der Abschirmung 222 kann eine eher komplexe oder ausgeklügelte Form aufweisen. Jedoch ermöglichen computergestützte Maschinen die Herstellung derart komplexer Spiegeloberflächen. Die Hell-Dunkel-Abschirmung 222 in einem sogenannten Bi-Xenon-Projektorscheinwerfersystem ist nicht in ihrer Stellung fixiert. D. h., in der aufrechten Stellung oder dem „Abblendlicht”-Modus gemäß den 4, 5 und 7 erzielt die Abschirmung 222 die gewünschte Hell-Dunkel-Grenze des Strahls. Jedoch wird die Abschirmung 222, wie in den 6 und 8 veranschaulicht, in eine horizontale Stellung verdreht oder gekippt und aus dem Strahl heraus bewegt, um den „Fernlicht”-Modus ohne die Hell-Dunkel-Grenze zu schaffen.
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Die Aufnahme des gewölbten Spiegelsegmentes 250 an der Abschirmung erfordert es auch, dass die Abschirmung in die entgegengesetzte Richtung in Bezug auf Einrichtungen nach dem Stand der Technik gedreht werden kann. D. h., in der Vergangenheit wurde die Abschirmung nach vorne (1), d. h. in Richtung auf die Linse 220, gekippt, während in dem neuen ellipsenförmigen Bi-Xenon-Projektormodul die Hell-Dunkel-Abschirmung 222 nach hinten, d. h. von der Linse weg, gekippt wird. Dies erfordert ein Loch oder eine Öffnung 262 in der Unterseite des im Wesentlichen ellipsenförmigen Hauptspiegelteils. Die Öffnung 262 ist dimensioniert, um den gewölbten Spiegel 250 an der Rückseite der Abschirmung aufzunehmen, der die Öffnung in einem „Abblendlicht”-Modus abdeckt. In dem „Fernlicht”-Modus wird der gewölbte Spiegel durch die Verdrehung der Abschirmung von dem Modul vollständig entfernt. Ein vollkommener Verschluss der Abschirmung 222 an der Öffnung 260 wird erzielt, wenn das Spiegelsegment 260 dann die Öffnung abdeckt. Das zusätzliche Spiegelsegment 260 an dem im Wesentlichen ellipsenförmigen Hauptspiegelteil in der heruntergeklappten Stellung ist an die Krümmung des im Wesentlichen ellipsenförmigen Reflektors angepasst, um die Sammeleffizienz in dem „Fernlicht”-Modus zu maximieren.
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Um die Lichtsammeleffizienz der neuen ellipsenförmigen Projektormodulgeometrie vollkommen zu maximieren, werden die Hilfsspiegelsegmente 270, 272 gemäß den 7 und 8 an den Randabschnitt des im Wesentlichen ellipsenförmigen Hauptspiegels platziert. Die Gestalt dieser Hilfsspiegelsegmente 270, 272 ist eher begrenzt, weil keine Blockade oder Rückreflexion von unerwünschten Lichtstrahlen zulässig ist, wenn zwischen dem „Abblendlicht”- und dem „Fernlicht”-Modus umgeschaltet wird. In einem ellipsenförmigen Projektormodul mit festem „Abblendlicht”-Modus kann jedoch die Gestalt dieser Hilfsspiegel und des Randes des Hauptspiegels sowie das Spiegelsegment, das an der Vorderseite der Hell-Dunkel-Abschirmung platziert wird, harmonisiert werden.
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Die Lichtsammeleffizienz wird ferner verbessert, wenn ein seitlicher Versatz in den Lampenfassungsabschnitt des Scheinwerfers aufgenommen wird. Dies ist am besten in den 10 und 11 veranschaulicht, wo eine gezielte Fehlausrichtung oder ein seitlicher Versatz des Lampenfassungsabschnitts 300 des Scheinwerfers in Bezug auf die optische Achse OA der Scheinwerferoptik vorgesehen sein kann oder mittels einer Ausrichtungsschraube oder eines sonstigen Einstellmechanismus eingestellt werden kann.
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Im Ergebnis kann die Lichtsammeleffizienz des Kraftfahrzeugscheinwerfers und können somit die gesamte Lichtausgabe, die Straßenbeleuchtungsstärken oder der projizierte Strahlwinkel eines Projektor-Scheinwerfers vergrößert werden. Dies führt entweder zu einer verbesserten Sichtbarkeit der Straße, oder es ermöglicht die Anwendung von Lichtquellen mit geringerem Leistungsverbrauch. Dabei bedeutet ein geringerer Leistungsverbrauch eine bessere Kraftstoffwirtschaftlichkeit für das Fahrzeug.
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Diese Offenbarung ist unter Bezugnahme auf die bevorzugten Ausführungsformen beschrieben. Offensichtlich werden anderen beim Lesen und Verstehen der vorstehenden detaillierten Beschreibung Modifikationen und Veränderungen einfallen. Es ist beabsichtigt, dass die Offenbarung derart auszulegen ist, dass sie all derartige Modifikationen und Veränderungen enthält.
