DE3430179C2

DE3430179C2 -

Info

Publication number: DE3430179C2
Application number: DE3430179A
Authority: DE
Inventors: Patrick Saint Maur Fr Deves
Original assignee: Cibie Projecteurs SA
Current assignee: Cibie Projecteurs SA
Priority date: 1983-08-18
Filing date: 1984-08-16
Publication date: 1987-07-23
Also published as: IT8421920A1; GB2145214A; ES8504371A1; ES534855A0; GB8420942D0; US4562519A; DE3430179A1; JPS6062001A; IT1176403B; FR2550847A1; FR2550847B1; IT8421920A0

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer zum Aussenden eines abgeblendeten Lichtbündels für Kraftfahrzeuge gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Der Scheinwerfer bildet einen Abblendscheinwerfer mit "vereinheitlichtem europäischem Lichtbündel" oder einen Nebenscheinwerfer für Kraftfahrzeuge.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Abmessungen derartiger Scheinwerfer bei gleicher Lichtstromabgabe durch einen Auf bau zu verringern, der folgendes umfaßt:

- einen Reflektor in Form einer Kalotte eines Rotations ellipsoids, dessen Achse für diesen Reflektor die op tische Achse bildet, wobei das Ellipsoid einen ersten Brennpunkt innerhalb des Reflektors und einen zweiten Brenn punkt vor dem Reflektor hat,
- eine Lichtquelle, die in der Nähe des ersten Brenn punktes des Reflektors angeordnet ist,
- eine Sammellinse, die auf der dem Reflektor abgewandten Seite des zweiten Brennpunktes des Reflektors angeord net 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 zweiten Brennpunktes des Reflektors und des Brennpunktes der Sammellinse angeordnet ist und in der Nähe der optischen Achse einen Rand zum Erzeugen eines abgeschnittenen Licht bündels des Typs "Nebellichtbündel" oder "Vereinheit lichtes europäisches Lichtbündel" hat.

Ein solcher Aufbau ist z. B. in der FR-OS 25 376 249 beschrie ben, auf die hiermit verwiesen wird.

Um eine gute lichttechnische Leistung mit solchen Schein werfern zu erzielen, ist eine Linse mit einer großen Öff nung zu verwenden, d. h. mit einem großen Verhältnis ihrer Querabmessungen, bezogen auf die optische Achse, zu ihrer Brennweite, um den gesamten vom Reflektor ausgehenden Licht strom einzufangen.

Diese Öffnung hat beträchtliche chromatische Abweichungen zur Folge. Diese chromatischen Abweichungen rühren von einer unterschiedlichen Ablenkung in der Einfallsebene der ver schiedenen Hauptfarben her, aus denen ein auf die Sammel linse 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 photo graphischen Optik, durch Ersetzen der Sammellinse durch mehrere in der Ausstrahlungsrichtung hintereinandergeschaltete Linsen korrigiert werden, deren jeweilige chromatischen Abweichungen sich gegenseitig aufheben.

Diese Lösung wäre jedoch verwickelt und kostspielig.

Aus der DE-OS 26 36 137 ist ein Scheinwerfer der eingangs genannten Art bekannt, bei dem zur Vermeidung von chroma tischen Abweichungen im Lichtbündel entweder zwei einzel ne Masken zwischen der Lichtquelle und der abbildenden Linse derart angeordnet sind, daß eine Maske vor dem Brenn punkt und die andere Maske hinter dem Brennpunkt des Re flektors liegen, oder bei dem entweder ein der oberen Halbsammellinse benachbartes, die Brennweite verkürzendes Ablenkelement oder ein der unteren Halbsammellinse benach bartes, die Brennweite verlängerndes Ablenkelement vorge sehen ist. Aus der GB-PS 12 89 776 ist ferner bekannt, zur Vermeidung von rotationssymmetrischen "Farbsäumen" die Sam mellinse in einem ringförmigen Abschnitt mit vertikalen Rillen zu versehen. Beiden vorstehend genannten Maßnahmen ist gemeinsam, daß sie zur Vermeidung von chromatischen Ab weichungen entweder flächendeckend die Sammellinse er fassen ober aber rotationssymmetrisch keine Unterscheidung zwischen einerseits oberen bzw. unteren Abschnitten und andererseits seitlichen Abschnitten der Sammellinse vor nehmen.

Aus der DE-OS 31 38 152 ist es schließlich noch bekannt, daß Ablenkelemente mit der Sammellinse einstückig ausge bildet sein können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Scheinwerfern mit abgeblendetem Lichtbündel und einer Sammellinse das Auftreten von chroma tischen Abweichungen, in der Nähe der Hell-Dunkel-Grenze, mit einfacheren Mitteln zu verhindern.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Scheinwerfer durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Er findung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Unter Berücksichtigung dessen, daß bei einem Scheinwerfer für Kraftfahrzeuge die Hell-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 ge neigte 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 vorge sehen, die Regenbogenfarbenspiele mit dem übrigen Licht bündel dadurch zusammenfallen zu lassen, daß in an den oberen bzw. unteren Rand der Sammellinse angrenzenden Zonen Ablenkelemente angeordnet sind, deren einander zu gewandte, voneinander beabstandete Kanten zumindest an nähernd horizontal verlaufen und deren Höhe wenigstens ¹/₁₀ der Höhe der Sammellinse beträgt und die derart aus gebildet sind, daß sie eine seitliche Verteilung und/oder eine Absenkung des durch die obere bzw. untere Zone der Sammelinse hindurchgehenden Lichtes bewirken. Die Ablenk elemente können direkt mit der Sammellinse fest bzw. ein stückig verbunden sein, vorteilhafterweise in Form von auf die Sammellinse aufgebrachten Elementen; sie können eben falls mit einer in der Nähe der Sammellinse angeordneten durchsichtigen Scheibe fest bzw. einstückig verbunden sein.

Versuche mit Beobachtung auf einem entsprechend den in Europa geltenden Vorschriften in 25 m Entfernung vom Scheinwerfer aufgestellten Prüfschirm haben gezeigt, daß auf diese Weise eine zufriedenstellende Korrektor der chromatischen Abweichungen erreicht werden kann. Vorteil hafterweise beträgt die Höhe der Ablenkelemente ¹/₁₀ bis ¹/₄ der Höhe der Sammellinse.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im folgenden im Vergleich mit dem vorausgesetzten Stand der Technik anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den herkömmlichen Aufbau eines Scheinwerfers mit ab geschnittenem 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 Ablenk elementen 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 Re flektor 1 mit einer optischen Achse 2, einen (in der Nähe der Rückwand innerhalb des Reflektors 1 angeordneten) Brennpunkt F 1 und einen (vor dem Reflektor angeordneten) Brennpunkt F 2. In der Nähe des ersten Brennpunktes F 1 ist eine Lichtquelle 3 (Glühfaden) angeordnet. Die von der Lichtquelle 3 aus gehenden Strahlen werden vom Reflektor 1 in Richtung auf den zweiten Brennpunkt F 2 zurückgestrahlt.

Auf der dem Reflektor 1 abgewandten Seite des Brennpunktes F 2 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 F 2 angeordnet ist. So werden die von der Lichtquelle 3 ausgehenden Strahlen vom Reflektor 1 zurückgestrahlt, laufen in der Nähe von F 2 zusammen und werden von der Sammellinse 4 als nutzbares Lichtbündel ausgestrahlt.

Zur Ablenkung dieses Lichtbündels ist in der Nähe des Brennpunktes F 2 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 op tischen 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 6′ erzeugt.

Mit einem derartigen herkömmlichen Aufbau des in Fig. 1 dar gestellten Typs ist es für die Erzielung einer guten licht technischen Leistung von Vorteil, zum Auffangen des gesamten vom elliptischen Reflektor ausgesandten Lichtstroms eine Sammellinse mit einer relativ großen Öffnung (Verhältnis ihres Durchmessers zu ihrer Brennweite) zu verwenden.

Daraus ergeben sich chromatische Abweichungen, die Regen bogenfarbenspiele an der Hell-Dunkel-Grenze 6′ auf dem Prüf schirm E hervorrufen. Mit anderen Worten, die die Hell-Dunkel- Grenze 6′ darstellende Linie wird dadurch in den Regenbogenfarben schillernd, wobei solche chromatischen 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 Ablenkun gen in waagerechter Richtung, wie die üblichen Hell-Dunkel- Grenzen (bei einem Abblendlichtbündel besteht die Hell-Dunkel- Grenze aus einer waagerechten Halbebene und einer leicht an steigenden Halbebene, wie für die Hell-Dunkel-Grenze 6′ dar gestellt; bei einem Nebellichtbündel verläuft die Hell-Dunkel Grenze gerade waagerecht). Folglich fallen die Regenbogen farbenspiele in das nutzbare Lichtbündel, ohne die Hell-Dun kel-Grenze wesentlich zu überschreiten.

Bei der oberen und der unteren Zone der Sammellinse 4 dagegen erzeugen die chromatischen Abweichungen verschiedene Ablen kungen in vertikaler Richtung und daher Regenbogenfarben spiele, die die Hell-Dunkel-Grenze 6′ übergreifen und dabei deutlich sichtbar und zweifellos störend für die Scharf zeichnung der Hell-Dunkel-Grenze 6′ sind.

In Fig. 2b sind im oberen und unteren Abschnitt der Sammel linse 4 die Zonen 7 und 8 dargestellt, bei denen die chroma tischen Abweichungen ein starkes Schillern der Hell-Dunkel- Grenze 6′ 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 Regenbogenfar benspiele unter die Hell-Dunkel-Grenzen.

Werden erhabene Profile verwendet, die seitlich verteilen oder streuen, ergibt sich eine starke Minderung der Auswir kung der chromatischen Abweichungen an der Hell-Dunkel- Grenze.

Die beschriebenen Ablenkelemente 9 und 10 können entsprech end Fig. 2a und 2b mit der Sammellinse 4 oder mit einer neben der Sammelinse 4 angeordneten durchsichtigen Scheibe fest verbunden sein. Generell können derartige Ablenkele mente in jedem beliebigen Bereich des Strahlenwegs in Aus trittsrichtung des Lichtes nach dem Abblendschirm 5 angeord net sein. Treten die chromatischen Abweichungen nur im Be reich der Sammellinse 4 auf, so mindert eine Lichtstrahlen streuung 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 be stimmen.

Claims

1. Scheinwerfer zum Aussenden eines abgeblendeten Licht bündels für Kraftfahrzeuge mit

- einem elliptischen Reflektor (1), der eine optische Achse (2), einen innerhalb des Reflektors (1) angeordneten ersten Brenn punkt (F 1) und einen vor dem Reflektor (1) angeordneten zweiten Brenn punkt (F 2) aufweist,
- einer Lichtquelle (3) in der Nähe des ersten Brennpunktes (F 1) des Reflektors (1),
- einer Sammellinse (4) auf der dem Reflektor (1) abgewandten Seite des zweiten Brennpunktes (F 2) des Reflektors (1), deren optische Achse mit der des Reflektors (1) zusammen fällt und deren Brennpunkt in der Nähe des zweiten Brenn pnktes (F 2) des Reflektors (1) liegt,
- einem Abblendschirm (5), der in der Nähe des Brennpunktes der Sammellinse (4) angeordnet ist und einen in der Nähe der optischen Achse (2) angeordneten oberen Rand (6) aufweist, der die Hell-Dunkel-Grenze des abgeblendeten Lichtbündels bestimmt, und
- nahe der Sammellinse (4) vertikal in Höhe von deren oberen und unteren Abschnitten (7 bis 8) angeordneten Ablenkele menten (9, 10), welche chromatische Abweichungen in der Nähe der Hell-Dunkel-Grenze (6′) des Lichtbündels verhin dern,

dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (9, 10)

- in an den oberen bzw. unteren Rand der Sammellinse (4) angrenzenden Zonen (7, 8) angeordnet sind,
- -- deren einander zugewandte, voneinander beabstandete Kanten (11, 12) zumindest annähernd horizontal ver laufen und
- -- deren Höhe (h ₁, h ₂) wenigstens ¹/″10 der Höhe (h) der Sammellinse (4) beträgt,
- und derartig ausgebildet sind, daß sie eine einheitliche Verteilung und/oder eine Absenkung des durch die obere bzw. untere Zone (7, 8 ) der Sammellinse (4) hindurch gehenden Lichtes bewirken.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe (h ₁, h ₂) der Ablenk elemente (9, 10) bis zu ¹/₄ der Höhe (h) der Sammellinse (4) beträgt.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (9, 10) direkt mit der Sammellinse (4) fest bzw. einstückig ver bunden sind.

4. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (9, 10) mit einer in der Nähe der Sammellinse (4) angeordneten durch sichtigen Scheibe fest bzw. einstückig verbunden sind.