DE3932273A1

DE3932273A1 - Fahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE3932273A1
Application number: DE3932273A
Authority: DE
Inventors: Naohi Nino
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1988-09-27
Filing date: 1989-09-27
Publication date: 1990-04-05
Anticipated expiration: 2009-09-28
Also published as: JP2517368B2; FR2637046B1; GB8921498D0; JPH0290401A; DE3932273C2; GB8921785D0; GB2223566A; FR2637046A1; GB2223566B; US4953063A

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer, der insbesondere einen konkaven Lichtreflektor, eine Licht quelle, die vor dem Lichtreflektor angeordnet ist, und ein Deckglas umfaßt, das die Vorderseite des Lichtreflektors überdeckt.

Es sind bereits verschiedene Arten von Fahrzeugscheinwer fern vorgeschlagen und auf dem Gebiet der Kraftfahrzeuge in der Praxis eingesetzt worden. Einige dieser Scheinwerfer umfassen einen Lichtreflektor mit einer lichtreflektieren den Fläche in Form eines Rotationsparaboloiden, eine Lichtquelle, die am Brennpunkt oder in der Nähe des Brenn punktes der lichtreflektierenden Fläche angeordnet ist, und eine Stufenlinse, die die Vorderseite des Reflektors überdeckt.

Aus Gründen der Verbesserung des äußeren Aussehens und der Verringerung des Luftwiderstandes werden gegenwärtig Kraft fahrzeuge so ausgebildet, daß sie abgeschrägte Vorder seiten haben, was dazu zwingt, die Größe der Scheinwerfer, insbesondere deren Höhe, herabzusetzen. Es ist daher vorge kommen, daß die Lichtstrahlen, die von den Scheinwerfern ausgehen, keine effektive Ausleuchtungskraft mehr haben. Aus Gründen der Verringerung des Luftwiderstandes weisen weiter hin einige Fahrzeuge Stufendeckgläser oder Linsen auf, die nach hinten schräg verlaufen, so daß sie mit der Außen fläche des abgeschrägten Vorderteils fluchten. In diesem Fall tritt jedoch unvermeidlich eine Abnahme der Lichtdurch lässigkeit durch das Deckglas, ein Verlust an Lichtstrahlen durch die ansteigenden Teile der Deckglasstufen und eine nutzlose Projektion der Lichtstrahlen auf beiden Seiten des Deckglases nach unten auf. In diesem Fall wird eine schlechte Beleuchtung noch deutlicher.

Durch die Erfindung soll daher ein Fahrzeugscheinwerfer ge schaffen werden, der die oben erwähnten Mängel nicht auf weist und insbesondere diese Mängel beseitigen kann, ohne ein Stufendeckglas zu verwenden.

Der erfindungsgemäße Fahrzeugscheinwerfer umfaßt dazu einen zusammengesetzten Lichtreflektor mit oberen, unteren, linken und rechten konkaven lichtreflektierenden Flächenteilen, die radial um einen gegebenen Teil des Reflektors angeord net sind, wobei die oberen und unteren Teile einen ge meinsamen Brennpunkt haben und so angeordnet sind, daß dann, wenn Lichtstrahlen von der Stelle des gemeinsamen Brennpunktes ausgesandt werden, die oberen und unteren Teile die Lichtstrahlen nach vorne so reflektieren, daß sie eine horizontale Brennlinie vor dem gemeinsamen Brennpunkt bilden, der linke und der rechte Teil so geformt sind, daß sie, geschnitten in einer horizontalen Ebene, eine ellipti sche Linie entlang der Schneidkante zeigen und, geschnitten in einer vertikalen Ebene, eine parabolische Linie entlang der Schneidkante zeigen, und die oberen, unteren, linken und rechten Teile so angeordnet sind, daß ihre Brennpunkte an im wesentlichen der gleichen Stelle liegen, eine Licht quelle, die am gemeinsamen Brennpunkt angeordnet ist, und eine Sammellinse, die vor der hori zontalen Brennlinie derart angeordnet ist, daß der Brenn punkt der Sammellinse sich in der Nähe der horizontalen Brennlinie befindet.

Im folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung be sonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 bis 3 Scheinwerfermodelle zur Ermittlung des Grundgedankens der Erfindung,
wobei Fig. 1 eine Vorderansicht eines Scheinwer fers ohne Lichtquelle und Deckglas zeigt,
Fig. 2 eine Schnittansicht des Scheinwer fers zeigt, und
Fig. 3 eine Schnittansicht eines weiteren Scheinwerfers zeigt,

Fig. 4 bis 8 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfin dungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers,
wobei Fig. 4 eine schematische perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Scheinwerfers zeigt,
Fig. 5 die Vorderansicht eines Lichtre flektors für das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers zeigt,
Fig. 6 eine Horizontalschnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen Scheinwerfers zeigt,
Fig. 7 eine Vertikalschnittansicht des ersten Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen Scheinwerfers zeigt, und
Fig. 8 das projizierte Lichtstrahlmuster zeigt, das vom ersten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers gelie fert wird,

Fig. 9 bis 11 die Ergebnisse einer Computersimulations analyse,
wobei Fig. 9, 10 und 11 eine perspektivische Ansicht, eine Vorderansicht und Draufsicht auf eine Einheit zeigen, die aus einer lichtreflektierenden Fläche und einem Leuchtfaden besteht, wobei diese Einheit einer Computersimulationsanalyse unterworfen wurde, und

Fig. 12A und 12B die Ergebnisse der Computersimulations analyse und zwar in Fig. 12A in Form eines projizierten Bil des des Leuchtfadens auf ein vorderes Deckglas und
Fig. 12B in Form eines projizierten Bil des des Leuchtfadens auf einen entfernten Schirm,

Fig. 13A und 13B in Fig. 12A und Fig. 12B ähnlichen Ansich ten die Ergebnisse einer Computersimu lationsanalyse des in den Fig. 1 und 2 dargestellten Grundgedankens,

Fig. 14 bis 24 ein zweites Ausführungsbeispiel des er findungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers,
wobei Fig. 14 eine schematische perspekti vische Ansicht des zweiten Ausführungs beispiels des erfindungsgemäßen Scheinwer fers zeigt,
Fig. 15 eine Vertikalschnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen Scheinwerfers zeigt,
Fig. 16 eine Horizontalschnittansicht des zweiten Ausführungsbeispiels des erfin dungsgemäßen Scheinwerfers zeigt,
Fig. 17 ein projiziertes Lichtstrahlmuster zeigt, das von dem zweiten Ausführungs beispiel des erfindungsgemäßen Scheinwer fers geliefert wird,
Fig. 18 und 19 eine erste Abwandlungsform des zweiten Ausführungsbeispiels zeigen, wobei Fig. 18 eine Vertikalschnittansicht der ersten Abwandlungsform ist und Fig. 19 ein projiziertes Lichtstrahlmuster zeigt, das von der ersten Abwandlungsform geliefert wird,
Fig. 20 und 21 eine zweite Abwandlungsform des zweiten Ausführungsbeispiels zeigen, wobei Fig. 20 eine schematische perspekti vische Ansicht der zweiten Abwandlungsform ist und Fig. 21 ein projiziertes Licht strahlmuster zeigt, das von der zweiten Abwandlungsform geliefert wird,
Fig. 22 bis 24 eine dritte Abwandlungsform des zweiten Ausführungsbeispiels zeigen, wobei Fig. 22 eine schematische perspek tivische Ansicht der dritten Abwandlungs form ist,
Fig. 23 ein projiziertes Lichtstrahlmuster zeigt, das von der dritten Abwandlungsform geliefert wird, und Fig. 24 A und 24B ein projiziertes Bild eines Glühfadens zeigen, das eine Folge einer Computer simulationsanalyse ist, und

Fig. 25 eine schematische perspektivische Ansicht einer Fahrzeugscheinwerfereinheit, bei der die erfindungsgemäße Ausbildung in die Praxis umgesetzt ist.

Um das Grundaufbauprinzip des erfindungsgemäßen Scheinwer fers zu finden, wurden mehrere Scheinwerfer entwickelt, die in den Fig. 1 bis 3 dargestellt sind.

Fig. 1 zeigt einen seitlich langgestreckten rechteckigen Reflektor a, der eine konkave lichtreflektierende Fläche aufweist, die aus vier dreieckigen Teilen, nämlich einem oberen Teil b, einem unteren Teil c, einem linken Teil d und einem rechten Teil e, gesehen von der Vorderseite des Reflektors a aus, besteht. Der obere und der untere Teil b und c sind so geformt, daß an ihrem vorderen Teil eine ge meinsame horizontale Brennlinie verläuft. Durch eine Sammel linse f, die sich vor dem Reflektor a befindet, gehen die vom oberen und unteren Teil b und c reflektierten Licht strahlen, so daß ein etwas aufgeweitetes projiziertes Licht strahlmuster erzeugt wird. Die von den Teilen b und c re flektierten Lichtstrahlen bilden somit einen Lichtdiffusions bereich der Lichtstrahlen, die von der Linse f projiziert werden. Die Lichtstrahlen, die vom linken und rechten Teil d und e reflektiert werden, bilden beide eine heiße Zone der Lichtstrahlen, die von der Linse f projiziert werden, und eine weit verstreute Zone der Lichtstrahlen, die nicht durch die Linse f gehen.

Der linke und der rechte Teil d und e bilden parabolische licht reflektierende Flächen.

Wenn jedoch in der in Fig. 2 dargestellten Weise die opti schen Achsen xd-xd und xe-xe des linken und rechten Teils d und e mit den Lichtprojektionsachsen X-X des Reflektors a zusammenfallen, dann führen die mittleren Teile der reflek tierten Lichtstrahlen le-ld von den linken und rechten lichtreflektierenden Teilen d und e in die Linse f, so daß sie durch diese stark gestreut werden. Das führt zu einem Verlust an Lichtstrahlen, die zum Bilden der heißen Zone benutzt werden sollten.

Um diesen Mangel zu beseitigen, wurde an die folgende Maß nahme gedacht. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, besteht diese Maßnahme darin, daß die optischen Achsen xd-xd und xe-xe des linken und rechten Teiles d und e seitlich schräg bezüglich der Lichtprojektionsachse X-X des Reflektors a verlaufen. Dadurch wird verhindert, daß die mittleren Teile der Lichtstrahlen vom linken und rechten reflektierenden Teil d und e durch die Linse f hindurchgehen. Diesmal wird jedoch unvermeidlich ein schlechter beleuchteter Bereich zwischen einem beleuchteten Bereich durch die reflektierten Lichtstrahlen vom linken Teil d und einem anderen beleuchte ten Bereich durch die vom rechten Teil e reflektierten Lichtstrahlen gebildet. Der Grund dafür besteht darin, daß die reflektierten Lichtstrahlen von jedem Teil parallel zur optischen Achse xd-xd oder xe-xe verlaufen. Die reflektier ten Lichtstrahlen vom linken und rechten Teil d und e tragen insbesondere nicht zur Bildung der heißen Zone bei. In diesem Fall wird daher die heiße Zone nur durch die reflektierten Lichtstrahlen von den oberen und unteren lichtreflektierenden Teilen b und c geliefert.

Um diesen Mangel zu beseitigen, kann an die folgende Maß nahme gedacht werden. Wie es in Fig. 3 dargestellt ist, wird eine Stufenlinse g als vorderes Deckglas verwandt. Die Stufenlinse g hat an einer Stelle direkt vor der Linse f einen ebenen Teil h und an ihrer linken Hälfte, gesehen von der Vorderseite der Linse g, eine erste Gruppe von Stufen i, durch die die reflektierten Lichtstrahlen vom linken Teil d zur Lichtprojektionsachse X-X gebrochen werden, und an der rechten Hälfe eine zweite Gruppe von Stufen i, durch die die reflektierten Lichtstrahlen vom rechten Teil e zur Lichtprojektionsachse X-X gebrochen werden. Durch diese Maßnahme können somit die reflektierten Lichtstrahlen vom linken und rechten Teil d und e zur Bildung der heißen Zone beitragen. Diese Maßnahme hängt jedoch stark von dem vorderen Deckglas g ab, so daß sie die oben erwähnten Nachteile be kannter Scheinwerfer hat.

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung die ser Tatsachen entwickelt.

In den Fig. 4 bis 8 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers dargestellt.

Der Einfachheit halber werden die einzelnen Bauteile des Scheinwerfers der Reihe nach beschrieben.

Zunächst wird anhand der Fig. 4 bis 7 der Reflektor be schrieben.

Das in der Zeichnung dargestellte erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers 1 weist einen seitlich langgestreckten rechteckigen konkaven Reflektor 2 auf.

Der Reflektor 2 hat eine konkave lichtreflektierende Fläche, die aus vier dreieckigen Teilen, nämlich einem oberen Teil 3, einem unteren Teil 4, einem linken Teil 5 und einem rechten Teil 6, gesehen von der Vorderseite des Reflektors 2, besteht. Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, sind die je weiligen seitlichen Enden des oberen und unteren Teils 3 und 4 mit einem gegebenen Zwischenraum dazwischen voneinander getrennt. Jeder Zwischenraum nimmt allmählich mit steigendem Abstand von der Tiefe des konkaven Reflektors 2 zu. Diese oberen und unteren Teile 3 und 4 sind so geformt, daß an ihrem vorderen Teil eine gemeinsame horizontale Brennlinie verläuft. Als derartige Teile können verschiedene Arten be kannter reflektierender Flächen verwandt werden. Beispiels weise kann eine sogenannte paraboloide und ellipsoide licht reflektierende Kombinationsfläche verwandt werden.

Es ist bekannt, daß eine derartige lichtreflektierende Kombinationsfläche die folgenden Eigenschaften hat.

Geschnitten in einer horizontalen Ebene zeigt sie eine parabolische Linie längs der Schneidkante, während sie, geschnitten in einer vertikalen Ebene, eine elliptische Linie längs der Schneidkante zeigt. Die parabolische und die elliptische Linie sind weiterhin so angeordnet, daß sie eine gemeinsame Achse haben, und der Brennpunkt der para bolischen Linie und der erste Brennpunkt der elliptischen Linie befinden sich an derselben Stelle.

Zusätzlich zu einer derartigen paraboloiden und ellipsoi den lichtreflektierenden Kombinationsfläche kann die fol gende reflektierende Fläche gleichfalls verwandt werden.

Geschnitten in einer horizontalen Ebene zeigt sie eine elliptische Linie entlang der Schneidkante und, geschnitten in einer vertikalen Ebene, zeigt sie eine weitere ellipti sche Linie entlang der Schneidkante, wobei diese beiden elliptischen Linien eine gemeinsame Achse und einen gemein samen ersten Brennpunkt haben. Daneben befindet sich der zweite Brennpunkt der elliptischen Linie, die von der verti kalen Ebene geliefert wird, in einem größeren Abstand vom Reflektor 2 als der zweite Brennpunkt der elliptischen Linie, die die horizontale Ebene liefert.

Wenn daher eine Lichtquelle am Brennpunkt F ₀ des oberen und unteren Teils 3 und 4 angeordnet ist, dann werden die Licht strahlen von der Lichtquelle durch die Teile 3 und 4 nach vorne reflektiert und zu einer horizontalen Brennlinie F ₂ konvergiert.

Der linke und der rechte lichtreflektierende Teil 5 und 6 sind jeweils wie ein Sektor geformt, der nach vorne und seitlich nach außen verläuft. Geschnitten in einer horizon talen Ebene zeigen der linke und der rechte Teil 5 und 6 eine elliptische Linie längs der Schneidkante und, geschnit ten in einer vertikalen Ebene zeigen diese Teile 5 und 6 eine parabolische Linie entlang der Schneidkante. Der erste Brennpunkt der elliptischen Linie und der Brennpunkt der parabolischen Linie befinden sich an der gleichen Stelle, und die elliptische Linie und die parabolische Linie haben eine gemeinsame Achse. Die zweiten Brennpunkte F ₅ und F ₆ der elliptischen Linie sind vom Reflektor 2 entfernt ange ordnet.

Der linke und der rechte Teil 5 und 6 haben Brennpunkte am Brennpunkt F ₀ des oberen und unteren Teils 3 und 4. Die Achsen des oberen und unteren Teils 3 und 4 verlaufen nach vorne und bilden eine Lichtprojektionsachse X-X. Die opti sche Achse xl-xl des linken Teils 5 verläuft schräg nach rechts bezüglich der Achse X-X, während die optische Achse xr-xr des rechten Teils 6 schräg nach links bezüglich der Achse X-X verläuft, wie es in der Zeichnung dargestellt ist.

Im folgenden wird die Sammellinse anhand von Fig. 4, 6 und 7 beschrieben.

Eine Sammellinse 7 ist vor dem oberen und unteren Teil 3 und 4 des oben genannten Reflektors 2 angeordnet. Die Linse 7 hat ihren Brennpunkt F _c in der Nähe der horizontalen Brenn linie F ₂ des oberen und unteren Teils 3 und 4.

Die Lichtstrahlen, die vom oberen und unteren Teil 3 und 4 reflektiert und an der horizontalen Brennlinie F ₂ gesammelt werden, gehen daher durch die Sammellinse 7, um ein umge kehrtes Bild der Brennlinie von der Linse nach vorne zu projizieren. Da die Brennlinie eine beträchtliche Abmessung in seitlicher Richtung hat, hat das projizierte Lichtstrahl muster eine seitlich langgestreckte Form.

Im folgenden wird die elektrische Glühlampe anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben.

Eine elektrische Glühlampe 8 ist durch den Reflektor 2 ge halten. Die elektrische Glühlampe 8 weist in ihrem Glaskolben 9 einen Glühfaden 10 auf, der senkrecht zur Lichtprojektions achse X-X verläuft und durch den Brennpunkt F ₀ der oberen und unteren lichtreflektierenden Fläche 3 und 4 des Reflek tors 2 geht.

Ein das Licht blockierender Film 11 ist am vorderen Teil des Glaskolbens 9 angeordnet. Durch die Anordnung dieses Filmes 11 werden die vom Glühfaden 10 erzeugten Lichtstrahlen daran gehindert, direkt die Linse 2 zu erreichen. Das heißt, daß nur die vom Reflektor 2 reflektierten Lichtstrahlen nach vorne wandern können, um das projizierte Lichtstrahlmuster zu erzeugen.

Im folgenden wird anhand der Fig. 4, 6 und 7 das vordere Deckglas beschrieben:

Das vordere Deckglas 12 ist so angeordnet, daß es die Vorderseite des Reflektors 2 mit der dazwischen angeordneten Sammellinse 7 überdeckt. Das vordere Deckglas 12 ist ein abgeflachtes lichtdurchlässiges Bauelement.

Im folgenden wird anhand von Fig. 8 das projizierte Licht strahlmuster beschrieben.

Wenn ein Fahrzeugscheinwerfer 1 mit dem oben beschriebenen Aufbau angeschaltet wird, ergibt sich ein projiziertes Lichtstrahlmuster 13, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Es versteht sich, daß das in Fig. 8 dargestellte Muster ein Bild ist, das auf einen Schirm geworfen ist, der sich vor dem Scheinwerfer 1 befindet. Die Linie V-V ist diejenige Linie, die einer vertikalen Linie entspricht, die vertikal durch die Mitte des Fahrzeuges geht, an dem der Scheinwerfer 1 angebracht ist, während die Linie H-H diejenige Linie ist, die einer horizontalen Linie entspricht, die horizontal durch die Mitte des Fahrzeuges geht.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Zone 14 eine beleuchtete Zone ist, die von den reflektierten Lichtstrahlen vom oberen und unteren Teil 3 und 4 des Reflektors 2 gebildet wird. Wie es in Fig. 8 dargestellt ist, hat diese Zone ein seitlich langgestrecktes Muster mit dem Schnittpunkt der Linie V-V und der Linie H-H in der Mitte.

Die Zone 15 ist eine beleuchtete Zone, die von den reflek tierten Lichtstrahlen vom linken Teil 5 des Reflektors 2 geliefert wird. Wie es in Fig. 8 dargestellt ist, hat diese Zone ein relativ schmales und seitlich langgestrecktes Muster, wobei sie sich auf der rechten Seite des Mittel punktes befindet. Die Zone 16 ist eine beleuchtete Zone, die von den reflektierten Lichtstrahlen vom rechten Teil 6 des Reflektors 2 gebildet wird. Die Zone 16 hat ein relativ schmales, seitlich langgestrecktes Muster und befindet sich auf der linken Seite der Mitte. Die beleuchteten Zonen 15 und 16 sind an ihren inneren Teilen stark überlappt. Die überlappten Teile der Zonen 15 und 16 bilden eine sogenannte heiße Zone des projizierten Lichtstrahlmusters 13, die, ver glichen mit ihrer Umgebung, stark beleuchtet ist.

Aus dem Obigen ist ersichtlich, daß das erste Ausführungs beispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers 1 ein projiziertes Lichtstrahlmuster mit einer seitlich langge streckten heißen Zone in der Mitte des Musters liefern kann. Dieses Muster ist ein außerordentlich erwünschtes projizier tes Lichtstrahlmuster. Es sei darauf hingewiesen, daß das Muster ohne Zuhilfenahme des vorderen Deckglases 12 gebildet ist. Es sei weiterhin darauf hingewiesen, daß in der in Fig. 6 dargestellten Weise die reflektierten Lichtstrahlen vom linken und rechten Teil 5 und 6 des Reflektors 2 daran gehindert werden, in die Sammellinse 7 einzutreten. Uner wünschte Lichtverluste werden daher so gering wie möglich gehalten.

Im folgenden wird anhand der Fig. 9 bis 12 eine Computer simulationsanalyse beschrieben.

Um die oben erwähnten Vorteile des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung zu verdeutlichen, wurde eine Computersimu lationsanalyse am ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt, die im folgenden beschrieben wird.

Die linke und die rechte lichtreflektierende Fläche und die Lichtquelle, das heißt, ein Glühfaden, wurden bezüglich der x-, y- und z-Koordinaten angeordnet, die in einem Computer programmiert sind. Die lichtreflektierenden Flächen 5 und 6 haben jeweils eine derartige Form, daß sie, geschnitten in einer vertikalen Ebene eine parabolische Linie längs der Schnittkante zeigen und, geschnitten in einer horizontalen Ebene, eine elliptische Linie längs der Schnittkante zeigen.

Da die reflektierenden Flächen 5 und 6 symmetrisch angeord net sind, ist die folgende Beschreibung nur auf die rechte reflektierende Fläche 6 gerichtet.

Die parabolische Linie der Fläche 6, die sich bei einem Schnitt in einer vertikalen Ebene ergibt, hat eine Brennweite von 20 mm, während die elliptische Linie der Fläche 6, die sich durch einen Schnitt in einer horizontalen Ebene ergibt, eine erste Brennweite von 20 mm und eine zweite Brennweite von 408,3 mm hat.

Der wirksame Flächenbereich der lichtreflektierenden Fläche 6 ist die Sektorzone, die vertikale von -15° bis +15° der y-Achse bezüglich der x-Achse verläuft. Weiterhin verläuft der wirksame Flächenbereich von 60° bis 150° der x-Achse, ge sehen in der x-y-Ebene. Die x-Achse liegt unter 11,9° schräg bezüglich der Lichtprojektionsachse X-X.

Der Glühfaden wurde in Form eines rechteckigen Pols berechnet, der eine Länge von 5 mm und eine Seitenlänge von jeweils 1,5 mm hat. Der Glühfaden befindet sich an seiner Mitte an einem Punkt 20 mm auf der x-Achse und verläuft parallel zur y-Achse.

Die Ergebnisse der Computersimulationsanalyse unter den oben erwähnten Bedingungen sind in den Fig. 12A und 12B dar gestellt.

Fig. 12A zeigt Bilder 10′ des Glühfadens 10, reflektiert im vorderen Deckglas 12. Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, befinden sich diese Bilder auf der rechten Seite eines Kreises mit einem Durchmesser von 40 mm (was dem Durch messer der Sammellinse 7 entspricht), wobei der Kreis sei nen Mittelpunkt auf der Lichtprojektionsachse X-X hat. Ein in einem Abstand von 10 m vom Scheinwerfer angeordneter Schirm zeigt projizierte Lichtstrahlmuster 10′′, die in Fig. 12B dargestellt ist. Wenn die Simulationsanalyse für den Fall ausgeführt wurde, in dem die lichtreflektierende Fläche 6 ein Rotationsparaboloid ist,wurden Ergebnisse er halten, wie sie in den Fig. 13A und 13B dargestellt sind.

Wie es in Fig. 13 dargestellt ist, befinden sich die Bilder 10′ des Glühfadens 10 reflektiert im vorderen Abdeckglas 12 nahe der Mitte, so daß ihr größter Teil innerhalb des Kreises angeordnet ist (siehe Fig. 13A). Das bedeutet, daß in der in Fig. 13B dargestellten Weise die schraffierten Teile der Muster 10′′ auf dem Schirm nutzlose Teile sind, die in die Sammellinse 7 gehen.

In den Fig. 14 bis 24 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfers 17 dargestellt. Aus der folgenden Beschreibung wird sich ergeben, daß der Scheinwerfer dieses Ausführungsbeispiels ein Scheinwerfer mit Projektor ist.

Im folgenden wird anhand der Fig. 14 bis 16 der Aufbau des zweiten Ausführungsbeispiels beschrieben.

Das zweite Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers 17 hat im wesentlichen die gleichen Bauteile wie das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers 1, allerdings mit der Ausnahme einer Blend- oder Schattenplatte.

Die Schattenplatte 18 weist eine Oberkante 19 auf. Die Schattenplatte 18 ist in der Nähe der horizontalen Brenn linie F ₂ der oberen und unteren lichtreflektierenden Flächen 3 und 4 so angeordnet, daß sie die unteren Teile der reflek tierten Lichtstrahlen vom Reflektor 2 blockiert. Die Sammel linse 7 ist so angeordnet, daß sich ihr Brennpunkt F _c am mittleren Teil der Oberkante 19 der Schattenplatte 18 befin det.

Im folgenden wird das projizierte Lichtstrahlmuster anhand von Fig. 17 beschrieben.

Wenn der Scheinwerfer 17 angeschaltet wird, ergibt sich ein projiziertes Lichtstrahlmuster 20, das in Fig. 17 dargestellt ist. Im Muster 20 ist die Zone 21 eine beleuchtete Zone, die von den reflektierten Lichtstrahlen vom oberen und unteren Teil 3 und 4 des Reflektors 2 stammt. Es sei darauf hinge wiesen, daß die Oberkante 21 a des Musters 20 ein umgekehrtes Bild der Oberkante 19 der Schattenplatte 18 ist, was gewöhn lich als abgeschnittenes Muster bezeichnet wird.

Die Zone 22 ist eine beleuchtete Zone, die von den reflek tierten Lichtstrahlen vom linken Teil 5 des Reflektors 2 ge bildet wird, während die Zone 23 eine beleuchtete Zone ist, die von den reflektierten Lichtstrahlen vom rechten Teil 6 des Reflektors 2 gebildet wird. Diese Zonen 22 und 23 über lappen sich stark, so daß sie eine heiße Zone bilden.

Um den Scheinwerfer 17 als sogenannten Abblendlichtprojektor zu verwenden, wird es notwendig zu verhindern, daß die heiße Zone über die horizontale Linie H-H hinausgeht. Um das zu erreichen, können folgende Maßnahmen getroffen werden:

a) Anordnung des Glühfadens 10 über dem Brennpunkt des linken und rechten Teils 5 und 6 des Reflektors 2.
b) Schrägstellung der optischen Achsen des linken und rechten Teils 5 und 6 schräg nach unten.
c) Anordnen der Schattenplatte 18 etwas tiefer und Schräg stellen des gesamten Scheinwerfers nach unten.

Im folgenden werden Abwandlungsformen des zweiten Ausfüh rungsbeispiels beschrieben.

Zunächst wird anhand der Fig. 18 und 19 eine erste Abwand lungsform beschrieben.

Bei dieser Abwandlungsform befindet sich die horizontale Brennlinie F ₃ des oberen Teils 3 des Reflektors 2 direkt vor der Oberkante 19 der Schattenplatte 18 und liegt die horizon tale Brennlinie F ₄ des unteren Teils 4 direkt hinter der Oberkante 19 der Schattenplatte 18.

Aus Fig. 18 ergibt sich, daß mit dieser Ausbildung das Ausmaß an reflektierten Lichtstrahlen, die durch die Schattenplatte 18 blockiert werden, verringert ist. Die Lichtverluste sind somit so klein wie möglich gehalten, und es ergeben sich nur kleine unerwünschte chromatische Aberrationen.

Fig. 19 zeigt ein projiziertes Lichtstrahlmuster, das von dieser ersten Abwandlungsform geliefert wird. Die Zone 24 ist die Zone, die von den Lichtstrahlen von der oberen Fläche 3 geliefert wird, während die Zone 25 diejenige Zone ist, die von den Lichtstrahlen von der unteren Fläche 4 geliefert wird.

Im folgenden wird anhand der Fig. 20 und 21 eine zweite Abwandlungsform beschrieben.

Bei dieser zweiten Abwandlungsform ist die Schattenplatte 18 nach Maßgabe der Krümmung des Abbildungsbereiches der Sammel linse 7 gekrümmt. Die Brennlinie der oberen lichtreflektie renden Fläche 3 befindet sich direkt vor der Oberkante 19 der Schattenplatte 18, und die Brennlinie ist entsprechend der Krümmung der Schattenplatte 18 gekrümmt, während sich die horizontale Brennlinie der unteren lichtreflektierenden Fläche 4 direkt hinter der Oberkante 19 der Schattenplatte 18 be findet.

Fig. 21 zeigt ein projiziertes Lichtstrahlmuster, das von der zweiten Abwandlungsform geliefert wird. Die kompakte Zone 27 ist diejenige Zone, die von den Lichtstrahlen von der oberen reflektierten Fläche 3 geliefert wird, während die verteilte Zone 28 diejenige Zone ist, die die untere lichtreflektie rende Fläche 4 liefert.

Im folgenden wird anhand der Fig. 22, 23 und 24A und 24B eine dritte Abwandlungsform beschrieben.

Bei dieser Abwandlungsform bestehen die rechte und die linke lichtreflektierende Fläche 5 und 6 jeweils aus einem oberen Teil 5 u oder 6 u und einem unteren Teil 5 d oder 6 d. Der Brenn punkt F _u der oberen Teile 5 u und 6 u befindet sich direkt hinter dem Glühfaden 10, und der Brennpunkt F _d der unteren Teile 5 d und 6 d befindet sich direkt vor dem Glühfaden 10.

Fig. 23 zeigt ein projiziertes Lichtstrahlmuster 29, das von der dritten Abwandlungsform geliefert wird. Die Zone 30 ist eine Zone, die von den reflektierten Lichtstrahlen von der linken und der rechten lichtreflektierenden Fläche 5 und 6 geliefert wird. Bei dieser Abwandlungsform befindet sich die stark beleuchtete Zone 30 a der Zone 30 nahe an der Linie H-H.

Um diesen vorteilhaften Effekt deutlich zu machen, wurde eine Computersimulationsanalyse der dritten Abwandlungsform durchgeführt.

Die Ergebnisse dieser Analyse sind in den Fig. 24A und 24B dargestellt.

Die Bedingungen für die Simulation waren folgende:
Die Brennweite der parabolischen Linie, die vom oberen Teil 5 u geliefert wird, und die Brennweite des ersten Brennpunk tes der elliptischen Linie, die vom Teil 5 u geliefert wird, betrugen beide 18 mm, die Brennweite des zweiten Brenn punktes der elliptischen Linie betrug 408,3 mm und der Winkel, unter dem die x-Achse schräg nach rechts um den ersten Brennpunkt relativ zur Lichtprojektionsachse x-x ver läuft, betrug ,8′. Die Brennweite der parabolischen Linie, die vom unteren Teil 5 d geliefert wird, und die Brennweite des ersten Brennpunktes der elliptischen Linie, die vom unteren Teil 5 d geliefert wird, betrugen beide 22 mm. Die Brennweite des zweiten Brennpunktes der elliptischen Linie lag bei 408,3 mm. Der Winkel, unter dem die x-Achse schräg nach rechts um den ersten Brennpunkt relativ zur Lichtpro jektionsachse X-X verlief betrug 11,9′. Der Glühfaden 10 hat die Form eines rechteckigen Pols mit einer Länge von 5 mm und einer Seitenlänge von jeweils 1,5 mm. Der Glühfaden war bezüglich der x-, y- und z-Koordinaten beispielsweise bei 20 mm, 0 mm und 0,5 mm angeordnet.

Die Ergebnisse der Computersimulationsanalyse sind in den Fig. 24A und 24B dargestellt.

Fig. 24A zeigt Bilder 10′′ des Glühfadens 10, die auf einem Schirm durch die reflektierten Lichtstrahlen vom oberen Teil 5 u der linken lichtreflektierenden Fläche 5 geliefert werden. Der Schirm war in einem Abstand von 10 m vom Scheinwerfer angeordnet. Fig. 24B zeigt die Bilder 10′′ des Glühfadens 10, die auf dem Schirm durch die reflektierten Lichtstrahlen vom unteren Teil 5 d der linken lichtreflek tierenden Fläche 5 erzeugt werden.

Aus diesen Figuren ist ersichtlich, daß sich die stark be leuchteten Zonen 31 und 32 nahe an der Linie H-H befinden.

Um die Ergebnisse der Simulationsanalyse in der Praxis auf einen Scheinwerfer zu übertragen, wird der gesamte Reflektor 2 schräg nach unten um 0,5 bis 0,6° bezüglich der horizonta len Linie H-H geneigt.

Im folgenden wird anhand der Fig. 25 eine Kraftfahrzeugschein werfereinheit beschrieben.

Fig. 25 zeigt eine Kraftfahrzeugscheinwerfereinheit 33 mit Abblendlicht- und Fernlichtprojektoren, bei der die erfin dungsgemäße Ausbildung praktisch umgesetzt ist. Wie es in Fig. 25 dargestellt ist, ist das erste Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers 1 als Fernlichtscheinwerfer vorgesehen, während das zweite Ausführungsbeispiel des er findungsgemäßen Scheinwerfers 17 als Abblendlichtscheinwerfer benutzt ist. Ein Gehäuse 35 nimmt die Scheinwerfer 1 und 27 auf, und ein vorderes transparentes Abdeckglas 34 dient als Abdeckung für das Gehäuse 35.

Fahrzeugscheinwerfer mit einem kombinierten Lichtreflektor der eine konkave lichtreflektierende Fläche aufweist, die aus einem oberen, einem unteren, einem linken und einem rechten dreieckigen Teil besteht, die radial um einen gegebenen Teil des Reflektors herum angeordnet sind. Der obere und der untere Teil haben im wesent lichen denselben Brennpunkt und sind so angeordnet, daß dann, wenn Lichtstrahlen von der Stelle des gemeinsamen Brenn punktes ausgesandt werden, der obere und der untere Teil die Lichtstrahlen nach vorne zur Bildung einer hori zontalen Brennlinie vor dem gemeinsamen Brennpunkt reflek tieren. Der linke und der rechte Teil sind jeweils so geformt und angeordnet, daß sie, geschnitten in einer horizontalen Ebene, eine elliptische Linie längs der Schneidkante zeigen, und, geschnitten in einer vertikalen Ebene, eine parabolische Linie längs der Schneidkante zeigen. Der obere, der untere, der linke und der rechte Teil sind so angeordnet, daß ihre Brennpunkte im wesentlichen an der gleichen Stelle liegen. Eine Lichtquelle ist am gemeinsamen Brennpunkt angeordnet, und eine Sammellinse befindet sich vor der horizontalen Brennlinie und ist so angeordnet, daß der Brennpunkt der Sammellinse in der Nähe der horizontalen Brennlinie liegt. Gegebenenfalls kann eine Schattenplatte vorgesehen sein, wobei in diesem Fall die Schattenplatte in der Nähe der horizontalen Brenn linie angeordnet ist.

Claims

1. Fahrzeugscheinwerfer, gekennzeichnet durch
einen kombinierten Lichtreflektor (2) mit einer konka ven lichtreflektierenden Fläche, die aus einem oberen, einem unteren, einem linken und einem rechten dreiecki gen Teil (3-5) besteht, die radial um einen gegebenen Teil des Reflektors (2) herum angeordnet sind, wobei der obere und der untere Teil (3, 4) im wesentlichen einen gemeinsamen Brennpunkt haben und so angeordnet sind, daß dann, wenn von der Stelle des gemeinsamen Brennpunktes Lichtstrahlen ausgesandt werden, der obere und der untere Teil (3, 4) die Lichtstrahlen nach vorne reflektieren, so daß eine horizontale Brennlinie vor dem gemeinsamen Fokus gebildet wird, der linke und der rechte Teil (5, 6) jeweils so geformt und angeordnet sind, daß sie, geschnitten in einer horizontalen Ebene, eine ellipti sche Linie längs der Schneidkante zeigen, und, geschnit ten in einer vertikalen Ebene, eine parabolische Linie längs der Schneidkante zeigen, und wobei der obere, der untere, der linke und der rechte Teil (3-5) so angeordnet sind, daß ihre Brennpunkte im wesentlichen an der glei chen Stelle liegen,
eine Lichtquelle (8), die an dem gemeinsamen Brennpunkt angeordnet ist, und
eine Sammellinse (7), die vor der horizontalen Brenn linie so angeordnet ist, daß der Brennpunkt der Sammel linse (7) in der Nähe der horizontalen Brennlinie liegt,
wobei die Lichtstrahlen, die von der Lichtquelle (8) er zeugt und durch den linken und den rechten Teil (5, 6) reflektiert werden, an der Sammellinse (7) vorbeigehen, so daß eine heiße Zone in einem projizierten Lichtstrahl muster erzeugt wird, und die Lichtstrahlen, die von der Lichtquelle (8) erzeugt und durch den oberen und den unteren Teil (3, 4) reflektiert werden, durch die Sammel linse (7) hindurchgehen, so daß sie zur Bildung von be leuchteten Zonen im projizierten Lichtstrahlmuster bei tragen, die neben der heißen Zone angeordnet sind.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und der untere Teil (3, 4) jeweils so ge formt sind, daß sie eine kombinierte paraboloide und ellipsoide lichtreflektierende Fläche haben.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und der untere Teil (3, 4) eine derartige Form jeweils haben, daß, geschnitten in einer horizonta len Ebene, sie eine elliptische Linie längs der Schneid kante zeigen, und, geschnitten in einer vertikalen Ebene, sie eine weitere elliptische Linie längs der Schneidkan te zeigen.

4. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Achsen des oberen und des unteren Teils (3, 4) nach vorne verlaufen und eine Lichtprojek tionsachse bilden, und daß die optische Achse des linken Teils (5) in eine seitliche Richtung bezüglich der Lichtprojektionsachse geneigt ist, und die optische Ach se des rechten Teils (6) in die andere seitliche Rich tung bezüglich der Lichtprojektionsachse geneigt ist.

5. Scheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (8) ein Glühfaden in einer elektri schen Glühlampe ist.

6. Scheinwerfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühfaden senkrecht zur Lichtprojektionsachse verläuft und durch den gemeinsamen Brennpunkt des oberen und unteren Teils (3, 4) des Lichtreflektors (2) geht.

7. Scheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Glühlampe einen Glaskolben (9) auf weist, dessen Spitze mit einem das Licht blockierenden Film (11) beschichtet ist, so daß die Lichtstrahlen, die vom Glühfaden (10) erzeugt werden, daran gehindert wer den, direkt die Sammellinse (7) zu erreichen.

8. Scheinwerfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein lichtdurchlässiges Abdeckelement (12), das so ange ordnet ist, daß es die Vorderseite des Reflektors (2) mit der dazwischen angeordneten Sammellinse (7) über deckt.

9. Scheinwerfer nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Schattenplatte (18) mit einer Oberkante (19), wobei die Schattenplatte (18) in der Nähe der horizontalen Brennlinie des oberen und unteren Teils (3, 4) angeordnet ist, und der Brennpunkt der Sammellinse (7) am mittleren Teil der Oberkante (19) der Schattenplatte (18) liegt.

10. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und untere Teil (3, 4) jeweils so geformt sind, daß sie eine kombinierte paraboloide und ellip soide lichtreflektierende Fläche haben.

11. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der obere und der untere Teil (3, 4) eine derartige Form haben, daß sie, geschnitten in einer horizontalen Ebene, eine elliptische Linie längs der Schnittkante und, geschnitten in einer vertikalen Ebene, eine weitere elliptische Linie längs der Schnittkante zeigen.

12. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Achsen des oberen und unteren Teils (3, 4) nach vorne verlaufen und eine Lichtprojektions achse bilden, die optische Achse des linken Teils (5) in eine seitliche Richtung schräg bezüglich der Licht projektionsachse verläuft, und die optische Achse des rechten Teils (6) in der anderen seitlichen Richtung schräg bezüglich der Lichtprojektionsachse verläuft.

13. Scheinwerfer nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (8) ein Glühfaden (10) in einer elektrischen Glühlampe ist.

14. Scheinwerfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühfaden (10) senkrecht zur Lichtprojektions achse und durch den gemeinsamen Brennpunkt des oberen und unteren Teils (3, 4) des Lichtreflektors (2) ver läuft.

15. Scheinwerfer nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrische Glühlampe (8) einen Glaskolben (9) aufweist, dessen Spitze mit einem das Licht blockieren den Film (11) beschichtet ist, so daß die vom Glühfaden (10) erzeugten Lichtstrahlen daran gehindert werden, direkt die Sammellinse (7) zu erreichen.

16. Scheinwerfer nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch ein lichtdurchlässiges Abdeckelement (12), das so ange ordnet ist, daß es die Vorderseite des Reflektors (2) mit der dazwischen angeordneten Sammellinse (7) überdeckt.

17. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Brennlinie des oberen Teils (3) des Reflektors (2) direkt vor der Oberkante (19) der Schatten platte (18) angeordnet ist, und daß die horizontale Brenn linie des unteren Teils (4) des Reflektors (2) direkt direkt hinter der Oberkante (19) der Schattenplatte (18) angeordnet ist.

18. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schattenplatte (18) nach Maßgabe der Krümmung des Abbildungsbereiches der Sammellinse (7) gekrümmt ist, die Brennlinie des oberen Teils (3) des Reflektors (2) direkt vor der Oberkante (19) der Schattenplatte (18) angeordnet und nach Maßgabe der Krümmung der Schatten platte (18) gekrümmt ist und die horizontale Brennlinie des unteren Teils (4) des Reflektors (2) direkt hinter der Oberkante (19) der Schattenplatte (18) verläuft.

19. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der linke und der rechte Teil (5, 6) des Reflektors (2) jeweils aus oberen Teilen (5 u, 6 u) und unteren Teilen (5 d, 6 d) bestehen, und der Brennpunkt der oberen Teile (5 u, 6 u) direkt hinter der Lichtquelle (8) ange ordnet ist, während der Brennpunkt der unteren Teile (5 d, 6 d) direkt vor der Lichtquelle (8) liegt.

20. Fahrzeugscheinwerfereinheit, gekennzeichnet durch einen Fernlichtscheinwerfer mit einem kombinierten Lichtreflektor, der eine konkave, lichtreflektierende Fläche aufweist, die aus einem oberen, einem unteren, einem linken und einem rechten dreieckigen Teil besteht, die radial um einen gegebenen Teil des Reflektors herum angeordnet sind, wobei der obere und der untere Teil einen gemeinsamen Brennpunkt haben und so angeordnet sind, daß dann, wenn Lichtstrahlen von der Stelle des gemeinsamen Brennpunktes ausgesandt werden, der obere und der untere Teil die Lichtstrahlen nach vorne zur Bildung einer horizontalen Brennlinie vor dem gemeinsa men Brennpunkt reflektieren, der linke und der rechte Teil jeweils so geformt und angeordnet sind, daß sie, geschnitten in einer horizontalen Ebene, eine elliptische Linie längs der Schneidkante zeigen, und, geschnitten in einer vertikalen Ebene, eine parabolische Linie längs der Schneidkante zeigen, und der obere, der untere, der linke und der rechte Teil so angeordnet sind, daß sich ihre Brennpunkte im wesentlichen an der gleichen Stelle befinden, mit einer Lichtquelle, die am gemeinsamen Brennpunkt angeordnet ist, und mit einer Sammellinse, die vor der horizontalen Brennlinie und so angeordnet ist, daß der Brennpunkt der Sammellinse in der Nähe der horizontalen Brennlinie liegt, und einen Abblendschein werfer mit einem kombinierten Lichtreflektor, der eine konkave lichtreflektierende Fläche aufweist, die aus einem oberen einem unteren, einem linken und einem rechten dreieckigen Teil besteht, die radial um einen gegebenen Teil des Reflektors angeordnet sind, wobei der obere und der untere Teil einen gemeinsamen Brenn punkt haben und so angeordnet sind, daß dann, wenn Lichtstrahlen von der Stelle des gemeinsamen Brenn punktes ausgesandt werden, der obere und der untere Teil die Lichtstrahlen nach vorn zur Bildung einer horizontalen Brennlinie vor dem gemeinsamen Brennpunkt reflektieren, der linke und der rechte Teil jeweils so geformt und angeordnet sind, daß sie, geschnitten längs der Schneidkante zeigen, und, geschnitten in einer vertikalen Ebene, eine parabolische Linie längs der Schneidkante zeigen, und der obere, der untere, der linke und der rechte Teil so angeordnet sind, daß ihre Brennpunkte im wesentlichen an derselben Stelle liegen, mit einer Lichtquelle, die am gemeinsamen Brennpunkt angeordnet ist, einer Schattenplatte mit einer Ober kante, wobei die Schattenplatte in der Nähe der horizon talen Brennlinie angeordnet ist, und mit einer Sammellinse die vor der horizontalen Brenn linie so angeordnet ist, daß der Brennpunkt der Sammel linse am mittleren Teil der Oberkante der Schatten platte liegt.