DE3430179A1 - Scheinwerfer mit elliptischem reflektor und abgeschnittenem lichtbuendel fuer kraftfahrzeuge - Google Patents
Scheinwerfer mit elliptischem reflektor und abgeschnittenem lichtbuendel fuer kraftfahrzeugeInfo
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Description
DIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971)
EUROPEANPATENTATTORNEYS 3 .
16. AugUSt 1984 SCHWEIGERSTRASSE
telefon: (089) 66 ίο $1
TELEGRAMM: PROTECTPATENT TELEX: J 24 070
Scheinwerfer mit elliptischem Reflektor und abgeschnittenem Lichtbündel für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer zum Aussenden eines abgeschnittenen Lichtbündels, der einen Abblendlichtscheinwerfer
mit "Vereinheitlichtem europäischem Lichtbündel" oder einen Nebelscheinwerfer für Kraftfahrzeuge
bildet.
Es wurde vorgeschlagen, die Abmessungen derartiger Scheinwerfer bei gleicher Lichtstromabgabe durch einen Aufbau
zu verringern, der folgendes umfaßt:
- einen Reflektor in Form einer Kalotte eines Rotationsellipsoids,,
dessen Achse für diesen Reflektor die optische Achse bildet, wobei das Ellipsoid einen ersten Brennpunkt
nahe dem Reflektor und einen zweiten Brennpunkt in größerem Abstand vom Reflektor hat,
- eine Lichtquelle, die in der Nähe des ersten Brennpunktes
des Reflektors angeordnet ist,
- eine Sammellinse, die auf der dem Reflektor abgewandten Seite des zweiten Brennpunktes des Reflektors angeordnet
ist und eine mit der optischen Achse des Reflektors zusammenfallende
optische Achse und einen in der Nähe des zweiten Brennpunktes dieses Reflektors angeordneten Brennpunkt
hat,
- einen Abblendschirm, der in der Nähe des Brennpunktes der
Sammellinse angeordnet ist und in der Nähe der optischen Achse einen Rand zum Erzeugen eines abgeschnittenen Lichtbündels
des Typs "Nebellichtbündel" oder "Vereinheitlichtes europäisches Lichtbündel" hat.
Ein solcher Aufbau ist z.B. in der FR-PS 82 20200 beschrieben,
auf die hiermit verwiesen wird.
Um eine gute lichttechnische Leistung mit solchen Scheinwerfern zu erzielen, ist eine Linse mit einer großen Öffnung
zu verwenden, d.h. mit einem großen Verhältnis ihrer Querabmessungen,bezogen auf die optische Achse, zu ihrer
Brennweite, um den gesamten vom Reflektor ausgehenden Lichtstrom einzufangen.
Diese Öffnung hat beträchtliche chromatische Abweichungen zur Folge. Diese chromatischen Abweichungen rühren von einer
unterschiedlichen Ablenkung in der Einfallsebene der verschiedenen
Hauptfarben her, aus denen ein auf die Sammellinse auffallender Strahl zusammengesetzt ist, und sind umso
größer, je mehr die Lichtstrahlen abgelenkt, d.h. durch die Zonen der Sammellinse abgelenkt werden, die näher an ihrem
Umfang gelegen sind.
Diese chromatischen Abweichungen könnten, wie in der photographischen
Optik, durch Ersetzen der Sammellinse durch eine Gruppe nebeneinander angeordneter Linsen korrigiert werden,
deren jeweilige chromatischen Abweichungen sich gegenseitig aufheben.
Diese Lösung wäre jedoch verwickelt und kostspielig.
Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine einfache, speziell auf die Besonderheiten bei Scheinwerfern mit abgeschnittenem
- ^- 3430173 58 501
• ο-
Lichtbündel für Kraftfahrzeuge abgestimmt Lösung vorzuschlagen.
Unter Berücksichtigung dessen, daß bei einem Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge die Kell-Dunkel-Grenze waagerecht oder gegen
die Waagerechte leicht geneigt ist, stören diese Abweichungen nicht, wenn sie von den Seitenbereichen der Sammellinse verursacht
werden, d.h. von den Zonen der Sammellinse, die keine gegen die Waagerechte zu stark geneigte Ablenkung verursachen;
dagegen rufen der obere und der untere Abschnitt der Sammellinse Regenbogenfarbenspiele hervor, die sich
durch eine nicht annehmbare Ungenauigkeit und eine nicht annehmbare Färbung an der Schnittlinie des Lichtbündels bemerkbar
machen.
Um diesem Nachteil abzuhelfen, ist erfindungsgemäß vorgesehen,
diese Regenbogenfarbenspiele mit dem übrigen Lichtbündel dadurch zusammenfallen zu lassen, daß in der Nähe der
Sammellinse, in ihrem oberen und unterem Abschnitt, Örtlich begrenzte Ablenkelemente angeordnet sind, die eine seitliche
Verteilung und/oder eine Absenkung des durch die Sammellinse hindurchgehenden Lichtes hervorrufen; die Ablenkelemente können
direkt mit der Santnellinse fest bzw. einstückig verbunden sein, vorteilhafterweise
in Form von auf die Sammellinse aufgebrachten Elementen; sie können ebenfalls mit einer neben der
Sammellinse angeordneten durchsichtigen Scheibe fest bzw. einstückig verbunden sein; sie können auch in Austrittsrichtung
des Lichtes vor der Sammellinse angeordnet sein, um eine die Wirkung der Aberrationen mildernde Streuung der
Lichtstrahlen zu erzeugen.
Versuche mit Beobachtung auf einem entsprechend der in Europa geltenden Vorschriften in 25 m Entfernung vom Scheinwerfer
aufgestellten Prüfschirm haben gezeigt, daß auf diese
Weise eine zufriedenstellende Korrektur der chromatischen
Abweichungen erreicht werden kann, wenn der mit Ablenkelementen versehene obere bzw. untere Abschnitt der Sammellinse
auf ein an den oberen bzw. unteren Linsenrand angrenzendes Band begrenzt ist, wobei jedes dieser Bänder eine Höhe
zwischen 1/10 und 1/4 der Linsenhöhe hat.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden im
Vergleich mit dem vorausgesetzten Stand der Technik anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 den herkömmlichen Aufbau eines Scheinwerfers mit abgeschnittenem
Lichtbündel, der einen elliptischen Reflektor, einen Abblendschirm und eine Sammellinse
aufweist;
Fig. 2a und 2b eine Seitenansicht bzw. die Rückansicht der Sammellinse desselben Scheinwerfers, die mit Ablenkelementen
gemäß der Erfindung versehen ist, um die Wirkung der chromatischen Abweichungen im Bereich
der Hell-Dunkel-Grenze zu verringern.
Der herkömmliche Aufbau gemäß Fig. 1 für die Erzeugung eines
abgeschnittenen Lichtbündels umfaßt einen elliptischen Reflektor 1 mit einer optischen Achse 2, einen (in der Nähe
der Rückwand des Reflektors 1 angeordneten) Brennpunkt Fl
und einen (in größerem Abstand angeordneten) Brennpunkt F2. In der Nähe des ersten Brennpunktes Fl ist eine Lichtquelle
3 (Glühfaden) angeordnet. Die von der Lichtquelle 3 .ausgehenden Strahlen werden vom Reflektor 1 in Richtung auf den
zweiten Brennpunkt F2 zurückgestrahlt.
Auf der dem Reflektor 1 abgewandten Seite des Brennpunktes
F2 ist eine Sammellinse 4 angeordnet, wobei die Achse dieser Sammellinse 4 mit der optischen Achse 2 des Reflektors 1
zusammenfällt und ihr Brennpunkt in der Nähe von F2 angeordnet ist. So werden die von der Lichtquelle 3
ausgehenden Strahlen vom Reflektor 1 zurückgestrahlt, laufen
/5
• Γ '
in der Nähe von F2 zusammen und werden von der Sammellinse 4 als nutzbares Lichtbündel aufgefangen.
Damit dieses Lichtbündel ein abgeschnittenes Lichtbündel ist, ist in der Nahe des Brennpunktes F2 eine Abblendvorrichtung,
insbesondere ein Abblendschirm 5 angeordnet. Der Abblendschirm 5 weist einen oberen Rand 6 auf, der die Hell-Dunkel-Grenze
des Lichtbündels bestimmt. Bei dem Beispiel gemäß Fig. 1 ist der Abblendschirm 5 als ebener, zur optischen
Achse 2 rechtwinkeliger Schirm dargestellt, und der Begrenzungsrand ist gebildet von zwei aus der optischen
Achse 2 heraustretenden Halbebenen. Auf einem entsprechend den geltenden Vorschriften in 25 m Entfernung aufgestellten
Prüfschirm E wird eine dem Rand 6 entsprechende Hell-Dunkel-Grenze 61
erzeugt.
Mit einem derartigen herkömmlichen Aufbau des in Fig. 1 dargestellten
Typs ist es für die Erzielung einer guten lichttechnischen Leistung von Vorteil, zum Auffangen des gesamten
vom elliptischen Reflektor ausgesandten Lichtstroms eine Sammellinse mit einer relativ großen Öffung (Verhältnis
ihres Durchmessers zu ihrer Brennweite) zu verwenden.
Daraus ergeben sich chromatische Abweichungen, die Regenbogenfarbenspiele
an der Hell-Dunkel-Grenze 6' auf dem Prüfschirm E hervorrufen. Mit anderen Worten, die die Hell-Dunkel-Grenze
61 darstellende Linie wird dadurch irisiert, wobei solche
chromatische Abweichungen umso stärker sind, je stärker die Lichtstrahlen abgelenkt werden, folglich näher am Umfang der
Sammellinse sind. Es findet eine Zerlegung des Lichtes statt, wobei das blaue Licht beim Durchtreten durch die Sammellinse
stärker abgelenkt wird als das rote Licht.
Derartige chromatische Abweichungen sind, wenn sie in der linken bzw. rechten Zone der Sammellinse 4 auftreten, für
das Aussehen der Hell-Dunkel-Grenze nicht sehr störend, denn
die verschiedenen Ablenkungen der einzelnen Lichtstrahlen, die in diesen Bereichen auftreten, sind vor allem Ablenkungen
in waagerechter Richtung, wie die üblichen Hell-Dunkel-Grenzen
(bei einem Abblendlichtbündel besteht die Hell-Dunkel-Grenze
aus einer waagerechten Halbebene und einer leicht ansteigenden Halbebene, wie für die Hell-Dunkel-Grenze 61 dargestellt;
bei einem Nebellichtbündel verläuft die Hell-Dunkel-Grenze gerade waagerecht). Folglich fallen die Regenbogenfarbenspiele
in das nutzbare Lichtbündel, ohne die Hell-Dunkel-Grenze wesentlich zu überschreiten. .
Bei der oberen und der unteren Zone der Sammellinse 4 dagegen erzeugen die chromatischen Abweichungen verschiedene Ablenkungen
in vertikaler Richtung und daher Regenbogenfarbenspiele,
die die Hell-Dunkel-Grenze 61 übergreifen und dabei
deutlich sichtbar und zweifellos störend für die Scharfzeichnung der Hell-Dunkel-Grenze 6' sind.
In Fig. 2 sind im oberen und unteren Abschnitt der Sammellinse 4 die Zonen 7 und 8 dargestellt, bei denen die chromatischen
Abweichungen ein starkes Irisieren der Hell-Dunkel-Grenze 61 hervorrufen.
Um eine solche Wirkung zu mildern, sind in den Zonen 7 und 8 örtlich begrenzte Ablenkelemente 9 und 10 angeordnet, die
das Licht absenken und/oder seitlich verteilen.
Durch Absenken des Lichtes verlagern sich die Regenbogenfarbenspiele
unter die Hell-Dunkel-Grenzen.
Werden erhabene Profile verwendet, die seitlich verteilen oder streuen, ergibt sich eine starke Minderung der Auswirkung
der chromatischen Abweichungen an der Hell-Dunkel-Grenze .
Die beschriebenen Ablenkelemente 9 und 1O können entsprechend
Fig. 2a und 2b mit der Sammellinse 4 oder mit einer neben der Sammellinse 4 angeordneten durchsichtigen Scheibe
fest verbunden sein. Generell können derartige Ablenkelemente in jedem beliebigen Bereich des Strahlenweges in Austrittsrichtung
des Lichtes nach dem Abblendschirm 5 angeordnet sein. Treten die chromatischenAbweichungen nur im Bereich
der Sammellinse 4 auf, so mindert eine Lichtstrahlenstreuung oder -Verteilung in Austrittsrichtung des Lichtes
vor der Sammellinse 4 immer die Auswirkung der chromatischen Abweichungen auf die Hell-Dunkel-Grenze.
In jedem einzelnen Fall ist der Fachmann ohne weiteres in der Lage, die Art der zu verwendenden Ablenkelemente zu bestimmen.
Im allgemeinen ist es von Vorteil, wenn die Ablenkelemente 9 und 10 gemäß Fig. 2b in an den oberen und unteren
Rand der Sammellinse 4 angrenzenden Bändern angeordnet sind.
Vorteilhafterweise betragen die Höhen h, und h~ dieser
Bänder zwischen 1/10 und 1/4 der Höhe h der Sammellinse 4.
- Leerseite -
Claims (4)
- PATENTANWALTS- - ·- ■ - dr.-ing. franz wuesthoffWUESTHOFF - v. PECHMANN - BEHRENS - GOETZ DR'PHIL·F REDA ^ESTHOFFDIPL.-ING. GERHARD PULS (1952-I971)EUROPEAN PATENT ATTORNEYS dipl.-chem. dr. e. Freiherr von pech»λ / Λ Λ Λ rj Λ DR.-ING. DIETER BEHRENSO *+ O U I / \3 DIPL.-ING.; DIPL.-VIRTSCH.-ING. RUPERTD-8000 MÜNCHEN 9016. August 1984 schweigerstrasse2telefon: (089) 6610 ji telegramm: protectpatent Telex: 524070Patentansprüche :/Ij. Scheinwerfer zum Aussenden eines abgeschnittenen Lichtbündels für Kraftfahrzeuge mit- einem elliptischen Reflektor (1), der eine optische Achse (2) aufweist, einen relativ nahe am Reflektor (1) angeordneten ersten Brennpunkt (Fi) und einen vom Reflektor (1) relativ fernen zweiten Brennpunkt (F2),- einer Lichtquelle (3), die in der Nähe des ersten Brennpunktes (Fl) des Reflektors (1) angeordnet ist,- einer Sammellinse (4), die auf der dem Reflektor (1) abgewandten Seite des zweiten Brennpunktes (F2) des Reflektors(1) angeordnet ist und eine mit der optischen Achse (2) des Reflektors (1) zusammenfallende optische Achse und einen in der Nähe des zweiten Brennpunktes (F2) des Reflektors (1) angeordneten Brennpunkt hat,und- einem Abblendschirm (5), der in der Nähe des Brennpunktes der Sammellinse (4) angeordnet ist und einen in der Nähe der optischen Achse (2) angeordneten Rand (6)zum Erzeugen eines abgeschnittenen Lichtbündels hat,dadurch gekennzeichnet , daß in der Nähe der Sammellinse (4), in ihrem oberen Abschnitt (7) und ihrem unteren Abschnitt (8), örtlich begrenzte Ablenkelemente (9, 10) vorgesehen sind, die e'ine seitliche Verteilung und/oder eine Absenkung des durch die Abschnitte (7, 8) der Sammellinse (4) hindurchtretenden Lichtes hervorrufen, um die Auswirkungen der chromatischen Abweichungen in der Nähe der Hell-Dunkel-Grenze (61) zu verringern.
- 2. Scheinwerfer nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Ablenkelemente (9,10) direkt mit der Sammellinse (4) fest bzw. einstückig verbunden sind.
- 3. Scheinwerfer nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die Ablenkelemente (9,10) mit einer neben der Sammellinse (4) angeordneten durchsichtigen Scheibe fest bzw. einstückig verbunden sind.
- 4. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß der obere Abschnitt (7) und der untere Abschnitt (8), die mit Ablenkelementen (9,10) versehen sind, auf an den oberen bzw. unteren Rand der Sammellinse (4) angrenzende Bänder beschränkt sind.
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