DE19704426A1

DE19704426A1 - Scheinwerfer für Fahrzeuge nach dem Projektionsprinzip

Info

Publication number: DE19704426A1
Application number: DE19704426A
Authority: DE
Inventors: Peter Kusserow; Heike Eichler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Marelli Automotive Lighting Reutlingen Germany GmbH
Priority date: 1997-02-06
Filing date: 1997-02-06
Publication date: 1998-08-13
Anticipated expiration: 2017-02-07
Also published as: JPH10223002A; FR2759148B1; FR2759148A1; US6050705A; DE19704426B4; JP4418538B2

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Scheinwerfer für Fahrzeuge nach dem Projektionsprinzip nach der Gattung des Anspruchs 1.

Ein solcher Scheinwerfer ist durch die US-PS 4 949 226 bekannt. Dieser Scheinwerfer weist eine Lichtquelle auf, die in einen Reflektor eingesetzt ist, durch den von der Lichtquelle ausgesandtes Licht als ein konvergentes Lichtbündel reflektiert wird. In Lichtaustrittsrichtung nach dem Reflektor ist eine Linse angeordnet, durch die das durch den Reflektor reflektierte Lichtbündel hindurchtritt und die in einem am Reflektor befestigten Tragelement gehalten ist. In Lichtaustrittsrichtung nach der Linse ist ein Element in Form einer ebenen Scheibe angeordnet, die eine teillichtdurchlässige und teilreflektierende Beschichtung aufweist. Durch die Beschichtung kann von der Lichtquelle ausgesandtes Licht teilweise aus dem Scheinwerfer austreten, jedoch wird von außen in den Scheinwerfer einfallendes Licht teilweise reflektiert. Die Scheibe erstreckt sich über den gesamten Strahlengang des aus dem Scheinwerfer austretenden Lichts und durch diese tritt somit auch das durch die Linse hingetretene Lichtbündel hindurch. In ausgeschaltetem Zustand weist der Scheinwerfer ein einheitliches Erscheinungsbild auf, da dessen Lichtaustrittsöffnung durch die mit der Beschichtung versehene Scheibe durchgehend reflektierend erscheint. In eingeschaltetem Zustand erscheint nicht nur die Linse beleuchtet, sondern bedingt durch die teillichtdurchlässige Beschichtung der Scheibe die gesamte Lichtaustrittsöffnung des Scheinwerfers. Zur Beleuchtung der Scheibe in eingeschaltetem Zustand des Scheinwerfers ist eine die Linse umgebende Umlenkscheibe vorgesehen, durch die ein Teil des durch die Linse tretenden Lichts durch Totalreflexion derart umgelenkt wird, daß es durch die Scheibe hindurchtritt. Diese Umlenkscheibe erfordert einen großen Fertigungsaufwand und erhöht somit die Kosten des Scheinwerfers. Dadurch, daß sich die Scheibe über die gesamte Lichtaustrittsöffnung des Scheinwerfers erstreckt muß auch durch die Linse hindurchtretendes Licht durch diese hindurchtreten und wird wegen der nur teillichtdurchlässigen Beschichtung der Scheibe in seiner Intensität geschwächt, wodurch der Wirkungsgrad des Scheinwerfers verschlechtert wird.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Scheinwerfer für Fahrzeuge nach dem Projektionsprinzip mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß dessen Wirkungsgrad verbessert ist, da das durch die Linse hindurchtretende Lichtbündel nicht durch die Scheibe hindurchzutreten braucht. Außerdem kann von der Lichtquelle ausgesandtes Licht direkt durch das Element hindurchtreten, so daß zur Beleuchtung des Elements keine zusätzlichen Bauteile im Scheinwerfer erforderlich sind.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Scheinwerfers angegeben. Durch die Ausbildung gemäß Anspruch 2 ist sichergestellt, daß ein ausreichender Anteil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts zum Element gelangen kann. Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 7 kann durch das Element hindurchtretendes Licht gezielt in bestimmte Richtungen abgelenkt und/oder in bestimmte Richtungen gestreut werden. Durch die Weiterbildung gemäß Anspruch 8 kann ein größerer Anteil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts derart gerichtet werden, daß es durch das Element hindurchtreten kann.

Zeichnung

Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Scheinwerfer nach dem Projektionsprinzip in einem horizontalen Längsschnitt gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel, Fig. 2 den Scheinwerfer in einer Vorderansicht gemäß Pfeil II in Fig. 1, Fig. 3 den Scheinwerfer ausschnittsweise in einem horizontalen Längsschnitt gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, Fig. 4 den Scheinwerfer ausschnittsweise in einem horizontalen Längsschnitt gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel, Fig. 5 den Scheinwerfer ausschnittsweise in einem horizontalen Längsschnitt gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel und Fig. 6 den Scheinwerfer ausschnittsweise in einem horizontalen Längsschnitt gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Ein in den Fig. 1 bis 6 dargestellter Scheinwerfer für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, ist nach dem Projektionsprinzip aufgebaut und dient zur Erzeugung des Abblendlichts. Der Scheinwerfer weist einen Reflektor 10 aus Kunststoff oder Metall auf, in den in dessen Scheitelbereich eine Lichtquelle 12 eingesetzt ist. Als Lichtquelle 12 kann eine Glühlampe, eine Gasentladungslampe oder eine andere geeignete Lampe verwendet werden. In Lichtaustrittsrichtung 14 gesehen nach dem Reflektor 10 ist eine Linse 16 aus Glas oder Kunststoff angeordnet, die beispielsweise eine dem Reflektor 10 zugewandte ebene Seite 18 und gegenüberliegend eine konvex gekrümmte Seite 20 aufweisen kann. Die Linse 16 ist in einem Tragelement 22 gehalten, das mit dem in Lichtaustrittsrichtung 14 weisenden Vorderrand 24 des Reflektors 10 verbunden ist. Der Reflektor 10 und die Linse 16 können in einem Gehäuse 15 angeordnet sein, das eine Lichtaustrittsöffnung aufweist, die mit einer lichtdurchlässigen Scheibe 17 aus Glas oder Kunststoff abgedeckt ist. Die Abdeckscheibe 17 kann glatt ausgebildet sein, so daß durch diese Licht unbeeinflußt hindurchtritt oder alternativ zumindest bereichsweise optische Elemente aufweisen, durch die hindurchtretendes Licht abgelenkt, insbesondere gestreut wird.

Durch den Reflektor 10 wird von der Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht als ein konvergentes Lichtbündel reflektiert, das durch die Linse 16 hindurchtritt und dabei abgelenkt wird. Die Linse 16 wirkt dabei als Sammellinse und durch diese wird das hindurchtretende Licht zur optischen Achse 11 des Reflektors 10 hin gebrochen. Der Reflektor 10 kann beispielsweise eine zumindest annähernd ellipsoide Form, eine ellipsoidähnliche Form oder eine numerisch bestimmte, aus der Charakteristik des durch den Reflektor 10 zu reflektierenden Lichtbündels hergeleitete Form aufweisen. Zwischen dem Reflektor 10 und der Linse 16 kann eine lichtundurchlässige Blende 26 vorgesehen sein, die im wesentlichen unterhalb der optischen Achse 11 angeordnet ist und an der nur ein Teil des durch den Reflektor 10 reflektierten Lichtbündels vorbeigelangen kann. Das an der Blende 26 vorbeigelangende Lichtbündel erhält eine durch die Oberkante der Blende 26 bestimmte Helldunkelgrenze, die durch die Linse 16 als die Helldunkelgrenze des aus dem Scheinwerfer austretenden Abblendlichtbündels abgebildet wird. Alternativ kann die Blende 26 auch entfallen, wenn die Form des Reflektors 10 derart bestimmt ist, daß das durch diesen reflektierte Lichtbündel bereits die erforderliche Helldunkelgrenze aufweist.

Der Reflektor 10 weist an seinem Vorderrand 24 einen Querschnitt Q1 auf und die Linse 16 weist einen gegenüber dem Querschnitt Q1 kleineren Querschnitt Q2 auf. Das Tragelement 22 weist einen oder mehrere Stege 28 auf, die sich ausgehend vom Vorderrand 24 des Reflektors 10 in Lichtaustrittsrichtung 14 bis nahe an die Linse 16 erstrecken, wo diese beispielsweise durch einen ringförmigen Abschnitt 30 miteinander verbunden sein können, in dem die Linse 16 mit ihrem Rand gehalten ist. Zwischen den Stegen 28 verbleiben Öffnungen, durch die von der Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht, das nicht durch den Reflektor 10 erfaßt werden kann, hindurchtreten kann. Die Stege 28 können dabei möglichst schmal ausgebildet sein, um große Öffnungen zwischen diesen zu erhalten, so daß ein entsprechend großer Teil des von der Lichtquelle 12 ausgesandten Lichts durch diese hindurchtretenden kann.

Erfindungsgemäß ist weiterhin wenigstens ein die Linse 16 auf wenigstens einem Teil ihres Umfangs umgebendes Element 40 vorgesehen, das in den Fig. 1 bis 6 in verschiedenen Ausführungsbeispielen dargestellt ist. Allen Ausführungsbeispielen gemeinsam ist, daß das Element 40 einen aus lichtdurchlässigem Material wie beispielsweise Glas oder Kunststoff bestehenden Grundkörper 42 aufweist, auf den eine Beschichtung 44 aufgebracht ist, die teillichtdurchlässig ist und teilreflektierend ist. Die Beschichtung 44 ist vorzugsweise auf der in Lichtaustrittsrichtung 14 weisenden Außenseite des Grundkörpers 42 aufgebracht. Die Beschichtung 44 besteht vorzugsweise aus einem Metall wie beispielsweise Aluminium, Chrom oder Eisen und kann durch Bedampfen, Sputtern, Lackieren oder mittels anderer geeigneter Verfahren auf den Grundkörper 42 aufgebracht werden.

Durch geeignete Wahl des Materials der Beschichtung 44 und durch geeignete Wahl der Dicke der Beschichtung 44 kann erreicht werden, daß die Beschichtung 44 Licht zu einem bestimmten Anteil durchläßt ist und Licht zu einem bestimmten Anteil reflektiert. Je dicker die Beschichtung 44 ausgeführt ist, desto größer ist der Anteil des Lichts, der reflektiert wird und desto geringer ist der Anteil des Lichts, der durchgelassen wird. Durch die Beschichtung 44 kann somit eine gewünschte Beleuchtung des Elements 40 in eingeschaltetem Zustand des Scheinwerfers erzielt werden, ohne daß hierbei eine Blendung auftritt. Das Element 40 weist eine Öffnung 46 auf, die etwa dem Querschnitt Q2 der Linse 16 entspricht, so daß durch die Linse 16 hindurchtretendes Licht nicht durch das Element 40 hindurchtritt. Das Element 40 erstreckt sich somit nur über den Teil des Strahlengangs des aus dem Scheinwerfer austretenden Lichts, der nicht durch die Linse 16 hindurchtritt. Das die vorgeschriebene Beleuchtungsstärkeverteilung für Abblendlicht erzeugende, durch die Linse 16 hindurchtretende Lichtbündel wird somit durch das Element 40 und dessen nur teillichtdurchlässige Beschichtung 44 nicht geschwächt. Das Element 40 kann in nicht dargestellter Weise beispielsweise am Tragelement 24 oder an einem anderen Teil des Scheinwerfers, beispielsweise an dessen Gehäuse 15 gehalten sein. Das Element 40 kann darüberhinaus auch als Tragelement für die Linse 16 verwendet werden, so daß das zusätzliche Tragelement 22 entfallen kann.

In den Fig. 1 und 2 ist das Element 40 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei dem sich das Element 40 in Lichtaustrittsrichtung 14 zumindest annähernd konisch verjüngt. Das Element 40 umgibt die Linse 16 über deren gesamten Umfang und ist somit tubusförmig oder kegelstumpfförmig ausgebildet. Das Element 40 reicht ausgehend von der Linse 16 entgegen Lichtaustrittsrichtung 14 nicht ganz bis zum Vorderrand 24 des Reflektors 10. In seinem dem Reflektor 10 zugewandten Endbereich weist das Element 40 einen größeren Querschnitt Q3 als der Reflektor 10 an seinem Vorderrand 24 auf, so daß der Reflektor 10 durch das Element 40 verdeckt wird. In eingeschaltetem Zustand des Scheinwerfers gelangt durch die Öffnungen des Tragelements 22 von der Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht zum Element 40 und ein Anteil dieses Lichts tritt durch das Element 40 hindurch. Eine Ablenkung des durch das Element 40 tretenden Lichts erfolgt dabei nicht oder zumindest nur gering. Beim Einblick von außen in den Scheinwerfer in dessen eingeschaltetem Zustand erscheint nicht nur dessen Linse 16 beleuchtet sondern auch das diese umgebende Element, so daß insgesamt eine relativ große beleuchtete Fläche vorhanden ist und das durch die Linse 16 tretende Licht subjektiv für den Betrachter weniger blendend erscheint. In ausgeschaltetem Zustand des Scheinwerfers weist dieser beim Einblick von außen durch die Beschichtung 44 des Elements 40 ein einheitliches, reflektierendes und brillantes Erscheinungsbild auf.

In Fig. 3 ist der Scheinwerfer ausschnittsweise mit dem Element 140 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei umgibt das Element 140 die Linse 16 wiederum über deren gesamten Umfang und verjüngt sich in Lichtaustrittsrichtung 14. Entgegen Lichtaustrittsrichtung 14 reicht das Element 140 nicht ganz bis zum Vorderrand 24 des Reflektors 10 und weist an seinem dortigen Endbereich einen Querschnitt Q3 auf, der größer ist als der Querschnitt Q1 des Reflektors 10, so daß der Reflektor 10 durch das Element 140 verdeckt wird. Das Element 140 ist konvex gekrümmt ausgebildet und weist auf seiner in Lichtaustrittsrichtung 14 weisenden Außenfläche die teillichtdurchlässige und teilreflektierende Beschichtung 44 auf. Die Wirkung des Elements 140 ist gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

In Fig. 4 ist der Scheinwerfer ausschnittsweise mit dem Element 240 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei umgibt das Element 240 die Linse 16 wiederum über deren gesamten Umfang und verjüngt sich in Lichtaustrittsrichtung 14. Entgegen Lichtaustrittsrichtung 14 reicht das Element 240 nicht ganz bis zum Vorderrand 24 des Reflektors 10 und weist an seinem dortigen Endbereich einen Querschnitt Q3 auf, der größer ist als der Querschnitt Q1 des Reflektors 10, so daß der Reflektor 10 durch das Element 240 verdeckt wird. Das Element 240 ist konkav gekrümmt ausgebildet und weist auf seiner in Lichtaustrittsrichtung 14 weisenden Außenfläche die teillichtdurchlässige und teilreflektierende Beschichtung 44 auf. Die Wirkung des Elements 240 ist gleich wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

In Fig. 5 ist der Scheinwerfer ausschnittsweise mit dem Element 340 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei ist das Element 340 im wesentlichen wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet, wobei das Element 340 an seinem Grundkörper 342 jedoch zumindest bereichsweise optische Elemente 348 aufweist. Die optischen Elemente 348 sind vorzugsweise an der entgegen Lichtaustrittsrichtung 14 weisenden Innenfläche des Elements 340 angeordnet, also der Fläche des Elements 340, auf der nicht die Beschichtung 344 aufgebracht ist. Die optischen Elemente 348 können als Prismen oder Linsen, beispielsweise Zylinderlinsen, ausgebildet sein, so daß durch diese hindurchtretendes Licht entweder in bestimmte Richtungen abgelenkt wird oder in bestimmte Richtungen gestreut wird. Durch die optischen Elemente 348 kann erreicht werden, daß durch das Element 340 hindurchgetretenes Licht eine bestimmte Beleuchtungsstärkeverteilung aufweist. Vorzugsweise wird durch das durch das Element 340 hindurchgetretene Licht eine zusätzliche Beleuchtungsstärkeverteilung zu der durch das durch die Linse 16 hindurchgetretene Lichtbündel erzeugten Beleuchtungsstärkeverteilung erzeugt, wobei diese jedoch nicht gestört wird und die zusätzliche Beleuchtungsstärkeverteilung geringere Beleuchtungsstärkewerte aufweist als diese. Durch das durch das Element 340 tretende zusätzliche Lichtbündel kann alternativ entweder im wesentlichen derselbe Bereich beleuchtet werden wie durch das durch die Linse 16 tretende Lichtbündel oder es können andere Bereiche beleuchtet werden, die auch oberhalb der Helldunkelgrenze des durch die Linse 16 tretenden Lichtbündels angeordnet sein können. Die Wirkung des Elements 340 ist ansonsten wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Optische Elemente 348 können selbstverständlich auch bei den Ausführungen des Elements gemäß dem zweiten und dritten Ausführungsbeispiel sowie beim nachfolgend beschriebenen fünften Ausführungsbeispiel vorgesehen werden.

In Fig. 6 ist der Scheinwerfer ausschnittsweise gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel dargestellt. Dabei kann das Element 440 gemäß einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein. Beim fünften Ausführungsbeispiel ist wenigstens ein Zusatzreflektor 460 vorgesehen, der zwischen dem Element 440 und dem Reflektor 10 angeordnet ist und sich zumindest über einen Teil des Umfangs des Reflektors 10 erstreckt. Der Zusatzreflektor 460 kann entgegen Lichtaustrittsrichtung 14 bis nahe an den Vorderrand 24 des Reflektors 10 heranreichen oder mit Abstand zu diesem angeordnet sein. In Lichtaustrittsrichtung 14 kann der Zusatzreflektor 460 bis nahe an das Element 440 heranreichen oder mit Abstand zu diesem angeordnet sein. Der Zusatzreflektor 460 ist derart angeordnet und in seiner Form ausgebildet, daß von der Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht durch diesen so reflektiert wird, daß es durch das Element 440 hindurchtritt. Es kann dabei vorgesehen sein, daß von der Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht nur nach Reflexion am Zusatzreflektor 460 durch das Element 440 hindurchtreten kann oder alternativ kann vorgesehen sein, daß sowohl von der Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht direkt durch das Element 440 hindurchtreten kann als auch von der Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht nach der Reflexion am Zusatzreflektor 460 durch das Element 440 hindurchtreten kann. Der Zusatzreflektor 460 kann derart angeordnet und in seiner Form ausgebildet sein, daß durch diesen von der Lichtquelle 12 ausgesandtes Licht als ein horizontal gestreutes Zusatzlichtbündel reflektiert wird, das durch das Element 440 hindurchtritt. Das Element 440 kann gemäß einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele ausgebildet sein und dessen Wirkung ist wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschrieben.

Claims

1. Scheinwerfer für Fahrzeuge nach dem Projektionsprinzip mit einer Lichtquelle (12) und mit einem Reflektor (10), durch den von der Lichtquelle (12) ausgesandtes Licht als ein konvergentes Lichtbündel reflektiert wird, mit einer Linse (16), durch die das vom Reflektor (10) reflektierte Lichtbündel hindurchtritt, und mit einem zumindest einen Teil des Strahlengangs des aus dem Scheinwerfer austretenden Lichts überdeckenden Element (40; 140; 240; 340; 440), das eine teillichtdurchlässige und teilreflektierende Beschichtung (44) aufweist, durch die von der Lichtquelle (12) ausgesandtes Licht zumindest teilweise hindurchtreten kann und durch die von außen in den Scheinwerfer einfallendes Licht zumindest teilweise reflektiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (40; 140; 240; 340; 440) die Linse (16) auf wenigstens einem Teil ihres Umfangs umgibt und eine Aussparung (46) aufweist, durch die durch die Linse (16) getretenes Licht unbeeinflußt hindurchtreten kann und daß im wesentlichen nur von der Lichtquelle (12) ausgesandtes, nicht durch den Reflektor (10) erfaßbares Licht durch das Element (40; 140; 240; 340; 440) hindurchtritt.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (16) an einem Tragelement (22) gehalten ist, an dem von der Lichtquelle (12) ausgesandtes Licht vorbei zum Element (40; 140; 240; 340; 440) gelangen kann.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Element (40; 140; 240; 340; 440) in Lichtaustrittsrichtung (14) des Scheinwerfers verjüngt.

4. Scheinwerfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (40; 340; 440) zumindest annähernd kegelstumpfförmig ausgebildet ist.

5. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (140; 240) zumindest bereichsweise gekrümmt ausgebildet ist.

6. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (40; 140; 240; 340; 440) an seinem entgegen Lichtaustrittsrichtung (14) weisenden Endbereich einen größeren Querschnitt (Q3) aufweist als der Reflektor (10).

7. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (340) zumindest bereichsweise optische Elemente (348) aufweist, durch die hindurchtretendes Licht abgelenkt und/oder gestreut wird.

8. Scheinwerfer nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Reflektor (10) und der Linse (16) wenigstens ein Zusatzreflektor (460) vorgesehen ist, durch den von der Lichtquelle (12) ausgesandtes Licht derart reflektiert wird, daß es durch das Element (40; 140; 240; 340; 440) hindurchtritt.