DE2753545A1

DE2753545A1 - Kraftfahrzeugscheinwerfer mit polarisiertem und unpolarisiertem lichtanteil

Info

Publication number: DE2753545A1
Application number: DE19772753545
Authority: DE
Inventors: Ernst Dr Zehender
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1977-12-01
Filing date: 1977-12-01
Publication date: 1979-06-07
Also published as: US4219867A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Kraftfahrzeugscheinwerfer nach der Gattung des Hauptanspruchs. Ein derartiger Scheinwerfer ist aus der OE-PS 330 898, Fig. 4, bekannt. Dieser Scheinwerfer strahlt über seine gesamte Lichtaustrittsfläche nur polarisiertes Licht aus, das für den Fernlicht- und Abblendfall vorgesehen ist. Ein unpolarisierter Lichtanteil ist nicht vorhanden. Bei einem übergang vom heutigen unpolarisierten Beleuchtungssystem zu einem blendfreien polarisierten Beleuchtungssystem sind jedoch verschiedene Übergangsschwierigkeiten zu erwarten. Beispielsweise sind verlustarme Scheinwerfer für polarisiertes Licht allgemein voluminöser und deshalb gegen heutige Scheinwerfer nicht ohne weiteres austauschbar. Auch wird man mindestens in der Übergangszeit beim polarisierten Licht eine Möglichkeit zum Abblenden wie beim heutigen unpolarisierten System vorsehen müssen. In diesem Fall sind polarisierte Scheinwerfer entgegenkommender Fahrzeuge fast nicht mehr zu sehen. Ferner wurde beobachtet, daß mit polarisiertem Licht das Nahfeld bei gleicher Beleuchtungsstärke wie mit unpolarisiertem Licht zu dunkel erscheint, was mit unterschiedlicher Depolarisation des zum Fahrerauge remittierten Lichtes aus dem Nah- und Fernbereich zu erklären ist.

Vorteile der Erfindung

Der erfindungsgemäße Scheinwerfer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs vermeidet diese Schwierigkeiten. Er besitzt gegenüber dem oben erwähnten Polarisationsscheinwerfer auch einen unpolarisierten Lichtanteil, der für die Nahfeldbeleuchtung vorgesehen ist.

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Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Fig. 1 zeigt dieses Ausführungsbeispiel im Schnitt entlang der optischen Achse und senkrecht zur Knicklinie des Interferenzpolarisators. Pig. 2 zeigt dieses Ausführungsbeispiel in der Vorderansicht. Pig. 3 zeigt zwei im Straßenverkehr einander entgegenkommende Kraftfahrzeuge, die mit linear polarisiertem Licht arbeiten, wobei die Polarisationsrichtungen der in den Scheinwerfern und in den Windschutzscheiben enthaltenen Polarisatoren durch Pfeile angedeutet sind.

Beschreibung der Erfindung

In den Figuren 1 und 2 ist bei 10 ein Parabolspiegel angedeutet, in dessen Brennpunkt sich eine Lichtquelle 11 befindet. Das von der Lichtquelle 11 ausgehende, auf den Parabolspiegel 10 auftreffende Lieht wird von dort aus in Richtung der optischen Achse A reflektiert, die in Pig. 1 von oben nach unten und in Fig. 2 senkrecht zur Zeichenebene verläuft. Im Strahlengang des so aus dem Parabolspiegel 10 ausfallenden Lichtes ist ein Interferenzpolarisator 12 angeordnet. Der Interferenzpolarisator 12 ist entlang einer die optische Achse senkrecht schneidenden Knicklinie 20 in zwei Teilpolarisatoren 12a, 12b unterteilt, wobei der auf der linken Seite dieser Knicklinie liegende Teilpolarisator mit 12a, der auf der rechten Seite dieser Knicklinie liegende Teilpolarisator mit 12b bezeichnet ist. Beide Teilpolarisatoren 12a, 12b sind dabei unter 45 Qrad gegen die optische Achse A geneigt. Das in den Interferenzpolarisator 12 einfallende, parallel zur optischen Achse A verlaufende Strahlenbündel wird durch den Interferenzpolarisator 12 in drei jeweils linear polarisierte Teilbündel aufgeteilt, von denen das erste in der ursprünglichen Richtung weiterverläuft und dem vom Interferenzpolarisator 12 durchgelassenen Lichtanteil entspricht. Das zweite, im linken Teilpolarisator 12a gebildete Teilbündel wird von diesem senkrecht zur optischen Achse A nach links reflektiert, während das dritte, i» rechten Teilpolarisator 12b gebildete Teilbündel von dies·» senkrecht sur optischen Achse A nach rechts

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reflektiert wird. Das erste Teilbündel umfaßt dabei die ganze, von dem in den Interferenzpolarisator 12 einfallenden Licht beanspruchte Fläche.

Bei dem in der ursprünglichen Richtung v/eiterverlaufenden linear polarisierten Teilbündel verläuft der Vektor der elektrischen Feldstärke parallel zur Zeichenebene und senkrecht zur optischen Achse A. Bei dem nach links und bei dem nach rechts reflektierten, jeweils ebenfalls linear polarisierten Teilbündel verläuft der Vektor der elektrischen Feldstärke jeweils senkrecht zur Zeichenebene.

Zur Umlenkung des zweiten Teilbündels in die ursprüngliche, parallel zur optischen Achse A verlaufende Richtung ist links neben dem linken Teilpolarisator 12a ein Planspiegel I¹Ia vorgesehen, der parallel zu dem linken Teilpolarisator 12a verläuft.

Zur Umlenkung des dritten Teilbündels in die ursprüngliche, parallel zur optischen Achse A verlaufende Richtung ist rechts neben dem rechten Teilpolarisator 12b ein Planspiegel 14b vorgesehen, der parallel zu dem rechten Teilpolarisator 12b verläuft.

Die beiden Planspiegel 14a, 14b sind dabei außerhalb der auf die beiden Teilpolarisatoren 12a, 12b gerichteten Strahlenbündel so angeordnet, daß die Projektionen der beiden Teilpolarisatoren 12a, 12b und die Projektionen der beiden Planspiegel l4a, 14b in der Richtung senkrecht zur optischen Achse A und senkrecht zur Knicklinie 20 bis auf eine geringfügige Abrundung der beiden Planspiegel 14a, 14b, die in Fig. 2 zu erkennen ist, zusammenfallen und daß die Projektion des Interferenzpolarisators 12 und die Projektionen der beiden Planspiegel 14a, 14b in Richtung zur optischen Achse A sich unmittelbar aneinander anschließen.

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Die beiden an den beiden Planspiegeln l4a, l4b reflektierten Teilbündel (zweites und drittes Teilbündel) sind nach dieser Reflexion immer noch linear polarisiert. Der Vektor der elektrischen Feldstärke verläuft dabei nach wie vor senkrecht zur Zeichenebene, während bei dem ersten, nach dem Durchgang durch den Interferenzpolarisator 12 in der ursprünglichen Richtung weiterverlaufenden Teilbündel der Vektor der elektrischen Feldstärke, wie bereits erwähnt, parallel zur Zeichenebene und senkrecht zur optischen Achse A verläuft.

Die drei in dieser Weise unterschiedlich polarisierten Teilbündel müssen nun noch in linear polarisiertes Licht mit einheitlicher Polarisationsrichtung umgewandelt werden. Als für den Straßenverkehr geeignete Polarisationsrichtung kommt dabei, wie aus Fig. 3 ohne weiteres zu entnehmen ist, eine Schrägstellung unter 45 Grad oder unter 135 Grad gegen die Horizontale in Betracht.

Um eine solche Drehung der Polarisationsrichtung der drei unterschiedlich polarisierten Teilbündel zu bewirken, sind im Strahlengang dieser Teilbündel entsprechend orientierte rechteckige λ/2-Folien F₁, F₂ und F, vorgesehen, von denen die Folien Fp und F, mit ihren Vorzugsrichtungen gleich und senkrecht zur Vorzugsrichtung der Folie F₁ orientiert sind.

Nach dem Durchgang durch die Λ/2-Folien F₁, F₂, F, haben die drei Teilbündel zwar eine einheitliche Polarisationsrichtung. Sie enthalten jedoch noch einen störenden, unpolarisierten Anteil. Um diesen Anteil weitgehend zu beseitigen, ist im Strahlengang dieses einheitlich polarisierten Lichtes noch ein Polarisationsfilter P vorgesehen, das die drei λ/2-Folien F₁, F₂, Fj vollständig überdeckt. Mit G ist eine Glasplatte bezeichnet, die dem Filter P vorgeschaltet ist.

Außer dem durch das Absorptionspolarisationsfilter P aus dem Scheinwerfer ausfallenden linear polarisierten Licht soll der Scheinwerfer auch noch einen unpolarisierten.Lichtanteil aussenden. Zur Erzeugung dieses unpolarisierten Lichtanteils sind die beiden Planspiegel 14a, l4b auch an ihrer Rückseite ver-

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spiegelt und der Parabolspiegel 10 in seiner Größe so ausgelegt, daß die beiden Planspiegel 14a, l4b an ihrer Rückseite von dem von der Lichtquelle 11 ausgehenden, am Parabolspiegel 10 in zwei äußeren Abschnitten A. und A₂ reflektierten Licht getroffen werden. Zur Umlenkung des an der Rückseite der beiden Planspiegel 14a, 14b reflektierten Lichts in die ursprüngliche, parallel zur optischen Achse A verlaufende Richtung sind zwei einseitig verspiegelte Planspiegel 14c, l4d vorgesehen, die parallel zu den beiden beidseitig verspiegelten Planspiegeln 14a, l4b so angeordnet sind, daß ihre Projektionen in Richtung zur optischen Achse A sich an die entsprechenden Projektionen der beiden Planspiegel l4a, 14b unmittelbar anschließen und daß ihre Projektionen in der Richtung senkrecht zur optischen Achse A und senkrecht zur Knicklinie 20 des Interferenzpolarisators 12 nicht über die entsprechenden Projektionen der beiden Planspiegel l4a, 14b hinausragen. Den Planspiegeln l4c und l4d sind Streuscheiben 15c und 15d nachgeschaltet, die das Licht in die für die Nahfeldbeleuchtung erforderliche Richtung bringen.

Das durch das Absorptionspolarisationsfilter P aus dem Scheinwerfer ausfallende linear polarisierte Licht ist für den Fernlicht- und bei Bedarf auch für den Abblendfall vorgesehen und läßt sich durch geeignete, an sich bekannte Mittel in die entsprechenden Richtungen bringen.

Bei dem anhand der Figuren 1 und 2 beschriebenen Scheinwerfer für polarisiertes und unpolarisiertes Licht sind runde konventionelle Scheinwerfer lediglich zu ergänzen durch einen ovalen Flansch 16, der den Interferenzpolarisator 12 und die Spiegel 14 jeweils in Scheiben aus zum Beispiel Plexiglas enthält.

Die Dicke D^ des Flansches 16 beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel ein Viertel des Durchmessers D_ des Parabolspiegels 10, seine große horizontale Achse ist nur um den halben Spiegeldurchmesser (1/2 D₂) vergrößert. Dieser "Zu*atzflan«ch" 16 erleichtert und verbilligt die Umrüstung vom normalen Scheinwerfer zum erfindungsgemäßen Scheinwerfer.

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Claims

22.9.1977 Pb/Do Robert Bosch GmbH, Stuttgart Ansprüche

1. Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer mindesten» annähernd im Brennpunkt eines Parabolspiegels (10) angeordneten Lichtquelle (11), mit einem im Strahlengang des vom Parabolspiegel (10) reflektierten Lichts angeordneten flächenhaften Interferenzpolarisator (12), der entlang einer die optische Achse senkrecht schneidenden Knicklinie (20) in zwei ebene, jeweils unter 15 Grad gegen die optische Achse (A) geneigte Teilpolarisatoren (12a, 12b) unterteilt ist, und mit zwei zu je einem der beiden Teilpolarisatoren (12a, 12b) parallel verlaufenden Planspiegeln (14a, l4b)_tdie zur Umlenkung des von den Teilpolarisatoren (12a, 12b) reflektierten Lichts in die ursprüngliche, parallel zur optischen Achse (A) verlaufende Richtung dienen und seitlich neben dem jeweils zugeordneten Teilpolarisator (12a, 12b) und außerhalb des auf diesen auftreffenden Strahlenbündels derart angeordnet sind, daß die Projektionen der beiden Teilpolarisatoren (12a, 12b) und der beiden Planspiegel (14a 14b) in der Richtung senkrecht zur optischen Achse (A) und senkrecht zur Knicklinie (20) des Interferenzpolarisators (12) mindestens annähernd zusammenfallen und daß die Projektionen des Interferenzpolarisators (12) und der beiden Planspiegel (l4a, l4b) in Richtung zur optischen Achse (A) sich unmittelbar aneinander anschließen, ohne sich

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gegenseitig wesentlich zu überlappen oder einen Spalt dazwischen freizulassen, wobei ferner dem Interferenzpolarisator (12) und den beiden Planspiegeln (l4a, l4b) in Richtung der optischen Achse (A) Mittel (F^₅ F„, F,) nachgeschaltet sind, die die Qualität der Polarisation in einer für den Straßenverkehr geeigneten Weise ändern, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines unpolarisierten Lichtanteils für die Nahfeldbeleuchtung die beiden Planspiegel (I¹Ia, I¹Ib) auch an ihrer Rückseite verspiegelt sind und der Parabolspiegel (10) in seiner Größe so ausgelegt ist, daß die beiden Planspiegel (l4a, I¹Ib) an ihrer Rückseite von dem am Parabolspiegel (10) in zwei äußeren Abschnitten (A₁, A_?) reflektierten Licht getroffen werden, wobei zur Umlenkung des an der Rückseite der beiden Planspiegel (l4a, I¹Ib) reflektierten Lichts in die ursprüngliche, parallel zur optischen Achse (A) verlaufende Richtung

zwei einseitig verspiegelte Planspiegel (14c, I¹Id) vorgesehen sind, die parallel zu den beiden beidseitig verspiegelten Planspiegeln (14a, 14b) so angeordnet sind, daß ihre Projektionen in Richtung zur optischen Achse (A) sich an die entsprechenden Projektionen der beiden beidseitig verspiegelten Planspiegel (I¹Ia, l4b) unmittelbar anschließen, ohne sich mit diesen wesentlich zu überlappen oder einen Spalt dazwischen freizulassen, und daß ihre Projektionen in der Richtung senkrecht zur optischen Achse (A) und senkrecht zur Knicklinie (20) des Interferenzpolarisators (12) nicht über die entsprechenden Projektionen der beiden beidseitig verspiegelten Planspiegel (14a, 14b) hinausragen.

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2. Kraftfahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Drehung der Polarisationsebene des aus dem Scheinwerfer ausfallenden linear polarisierten Lichts bis zu einem Winkel von 45 Grad oder 135 Grad gegen die Horizontale dem Interferenzpolarisator (12) und den beiden beidseitig verspiegelten Planspiegeln (l4a, 14b) in Richtung der optischen Achse (A) entsprechend orientierte Λ/2-Folien (F., F₂, F,) nachgeschaltet sind.

3. Kraftfahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß den λ/2-Folien (P₁* F-, F..) in Richtung der optischen Achse (A) ein alle drei Folien (F₁, Fp, F,) überdeckendes Polarisationsfilter (P) nachgeschaltet ist.

4. Kraftfahrzeugscheinwerfer nach mindestens einem der Ansprüche

1 bis 3j dadurch gekennzeichnet, daß im Strahlengang des unpolarisierten, in Richtung der optischen Achse (A) ausgestrahlten Lichts Streuscheiben (15c, 15d) angeordnet sind, die das Licht in gewünschter Weise zur Nahfeldbeleuchtung ausrichten.

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