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Laterne zur blendungsfreien Beleuchtung von Straßen Zur blendungsfreien
Beleuchtung von Straßen sind bereits Leuchten bekannt, die ein Projektionssystem
benutzen. Ein solches Projektionssystem besteht im wesentlichen aus einem der Lichtquelle
benachbarten Kondensorsystem, das sich gewöhnlich aus einer an der der Lichtaustrittsöffnung
des Scheinwerfers zugekehrten Seite der Lichtquelle aufgestellten Kondensorlinse
und einem an der entgegengesetzten Seite aufgestellten Rückenspiegel zusammensetzt
und aus einer ,abbildenden Optik (Objektiv), die im einfachsten Falle durch eine
Sammellinse großer Brennweite gebildet wird. Diese im weiteren Verlauf der Beschreibung
als Objektivlinse bezeichnete Sammellinse befindet sich im Abstand ihrer Brennweite
von der Lichtaustritts, öffnung des Kondensors oder einer diese öffnung begrenzenden
Blende entfernt, so daß sie von dieser Öffnung ein Bild im Unendlichen entwirft.
Das zu diesem Bild führende Strahlenbündel weist eine allseitige Randschärfe auf.
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Zwecks besserer Ausnutzung der Lichtquelle und zur Erzeugung eines
Strahlenbündels mit einem Querschnitt geringer Höhe und großer Breite ist vorgeschlagen
worden, die Lichtquelle an der Vorderseite mit einem Halbkranz von Kondensorlinsen
und an der Rückseite mit einex diesen Halbkranz zu einem Vollkranz schließenden
Aneinanderreihung von Rückenspiegeln zu umgeben. Da nur die mittlere Linse des Kondensorlinsen.-halbkranzes
ein in Richtung der optischen Achse des Scheinwerfers verlaufendes Lichtbündel entsendet,
die seitlichen Linsen. dagegen nicht, müssen besondere U mlenkmittel in Form von
Prismen oder Spiegeln Anwendung finden, .die diese unter einem Winkel gegen die
Scheinwerferachse austretenden Lichtbündel der Scheinwerferachse parallel richten.
Durch
diese Umlenkung verbleiben dunkle, unausgeleuchtete Felder zwischen den gerichteten
Lichtbündeln, die das Kondensorsystem verlassen und der Objektivlinse zugeleitet
werden. Da die dunklen Zwischenräume ungefähr die gleiche Breite wie die Kon,densorlichtbündel
selbst haben, kann man für sie eine gemeinsame Blende nehmen, bei der sich Durchtrittsöffnungen
mit undurchsichtigen Zwischenstücken gleicher seitliicherAusd@ehnung abwechseln.
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Diese durch Dunkelfelder unterbrochenen Lichtfelder würden zu einem
Scheinwerferbündel entsprechender Lichtverteilung über den Querschnitt führen, d.
h. das Scheinw.erferhündel würde dunkle Schattenräume aufweisen. Zur Behebung dieses
Mangels ist eine besondere Ausbildung der Objektivlinse vorgeschlagen worden. Danach
besteht die Ob j-ektivlinse nicht mehr aus einer Linse mit einem Mittelpunkt, sondern
aus .einer aus zwei Linsenstücken zusammengefügten Linse, wobei jedem Linsenstück
ein Mittelpunkt zugeordnet ist. Diese Linsenstücke sind seitlich aneinandergefügt
und ihre Mittelpunkte sind um einen Abstand voneinander entfernt, welcher der Breitenausdehnung
eines Hell- oder Dunkelfeldes gleich ist. Man kann sich eine solche Linse so hergestellt
denken, daß man von dem seitlichen Teil zweier Linsen so viel wegschneidet, daß
für die Mittelpunkte der gewünschte Abstand übrigbleibt, wenn man die Linsen mit
ihren Schnittflächen aneinandergekittet hat, oder daß man aus der Mitte einer Linse
ein Stück von solcher Breite herausschneidet, daß nach .der Zusammenfügung dieser
Linsenteile die Mittelpunkte der zu zwei ganzen Linsen ergänzt zu denkenden Teile
den erforderlichen Abstand vaneinander besitzen. Jeder Linsenteil erzeugt nun ein
Strahlenbündel, das gegen dasjenige des anderen Linsenteiles um die Ausdehnung eines
solchen Hell- oder Dunkelfeldes verschoben ist. Auf diese Weise überlagern sich
die hellen und dunklen Felder beider Bündel wechselweise zu einem resultierenden
Scheinwerferbündel, ' welches durchgehend gleiche Lichtstärke über den Querschnitt
aufweisen sollte.
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Durch Unvollkommenheiten in der Ausführung des Kondensorsystems, der
Blende und/oder der geteilten Objektivlinse lassen sich schmale, dunkle Streifen
im Scheinwerferbündel nicht ganz vermeiden, und die Behebung dieser bei Automobilscheinwerfern
den Fahrzeugführer sehr störenden Erscheinung würde, wenn man sie durch !noch größere
Präzision in der Herstellung und noch bessere Angleichung der einzelnen Bauteile
des Systems aneinander erzielen wollte, viel zu hohe Kosten verursachen. Die Erfindung
hat eine einfache Möglichkeit erkannt, diese Mängel zum Verschwinden zu bringen,
ohne daß die Kostenfrage eine wesentliche Rolle spielt.
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Die Erfindung schlägt vor, die abbildende Optik einer solchen Leuchte
der bekannten vorbeschriebenen Artausdrücklich :as,tigmatisch auszubilden, d. h.
sie mit einer Zylinderfläche .oder mit einer Anzahl von zylindrischen Mulden zu
versehen, so daß nur die waagerechten Linien scharf, die senkrechten Linien dagegen
verwaschen abgebildet werden. Die an sich bekannte astig matische Ausbildung kann
an der abbildenden Linse selbst angebracht sein; die Zylinderfläche oder die zylindrischen
Mulden können sich aber auch auf einer in der Nähe der abbildenden Linse angeordneten
Glasscheibe befinden. Der Krümmungsradius für die zu- den Zylinderflächen gehörigen
Zylinder wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung so gewählt, daß die größte,
in der Horizontalebene erzeugte Lichtablenkung 3° nicht übersteigt. Eine besonders
gleichmäßige Beleuchtung wird dabei erzielt, wenn die Breite einer einzelnen Mulde
kleiner ist als die Breite des die mit Mulden versehene Fläche durchsetzenden Gesamtlichtbündels.
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Die in nicht großer Entfernung vom Fußpunkt der Leuchte auf die Straße
aufsetzende untere Abschlußkante des Scheinwerferbündels kann, insbesondere wenn
die Leuchte als Automobilleuchte benutzt wird, dem Fahrer das Gefühl einer quer
über die Straße laufenden Helldunkelgrenze hervorrufen. Um diese Erscheinung zum
Verschwinden zu bringen, wird nach einem Merkmal der Erfindung die obere Blendenkante
gezackt ausgeführt, d. h. sie wird als bekannte Zackenblende ausgebildet. Diese
obere Blendenk.ante wird infolge der durch :die Objektivlinse in kurzer Entfernung
vor der Leuchte bewirkten Umkehrung des Strahlenganges zur unteren Begrenzung des
Strahlenbündels. Die Zackenblende verwandelt nun die ehedem horizontale obere Blendenkante
in eine Aufeinanderfolge von Linien schrägen, fast senkrechten Verlaufes, die voraussetzungsgemäß
durch das erfindungsgemäß ausgebildete Objektiv am Abbildungsort der waagerechten
Linien nur ganz verwaschen wiedergegeben werden. Auf diese Weise erreicht man den
allmählichen Übergang von Helligkeit zu Dunkelheit an der unteren Abschlußkante
des Scheinwerferbündels.
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Die Erfindung wird an Hand der ein Ausführungsbeispiel darstellenden
Abb. I und z erklärt.
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Die Abb. i zeigt schematisch das von der Erfindung benutzte und verbesserte
Projektionssystem. Das von der Lichtquelle i ausgehende
Licht wird
durch drei Kondensorlinsen 2 erfaßt und durch Prismen 3 der langbrennweitigen Linse
q. zugeleitet. Zur scharfen Begrenzung ist unmittelbar vor dem Kondensorsystem eine
Blende 5 mit drei _rechtcckigen Öffnungen angeordnet. Damit das auf die Straße geworfene
Bild des Kondensors einen ununterbrochenen horizontalen Lichtstreifen ergibt, besteht
die langbrennweitige Linse 4. aus zwei Teilen, deren Mittelpunkte um die Breite
einer Öffnung der Blende 5 in horizontaler Richtung auseinandergerückt sind. Dieser
Aufbau, soweit er soeben beschrieben wurde, stellt das durch die Erfindung zu verbessernde
System dar.
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inwieweit die durch das System mit dem bisher beschriebenen Aufbau
ermöglichte Wirkung noch Mängel zeigt, lehrt die Abb. 2. Diese Abbildung gibt das
durch das unverbesserte System erzielte Bild wieder. Die infolge der geteilten Scheinwerferlinse
entstandenen sechs nebeneinanderliegenden hellen Felder, deren jedes das Abbild
einer Blendenöffnung ist, sind noch durch schmale, dunkle Streifen getrennt. Wie
man aus der Abb. e weiter erkennt, ist die obere Blendenkante als gezackt ausgebildet
vorausgesetzt (Zacken 7).
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Die dunklen Streifen sowie die untere Blendenkante verschwinden, sobald
das Objektiv nach der Erfindung astigmatisch ausgebildet ist. Die hier in Abb. i
als reines Beispiel für eine der vielen möglichen astigmatischenAusbildung@en dargestellten
Zylinderflächen 6 bewirken, daß das Scheinwerferbündel eine durchgehend gleiche
Helligkeit über dem Querschnitt und eine größere beiderseitige Ausdehnung aufweist
und daß die scharfe untere Trennungskante zugunsten eines allmählichen Abfalles
der Helligkeit verschiindet. Lediglich die .obere Trennungskänte bleibt unangetastet,
da die zylindrische Ausbildung des Objektivs nach der Erfindung nur Divergenzen
in der Horizontalen bewirkt; für die waagerechte Begrenzung des Strahlenbündels
wirkt sie dagegen ebenso wie eine rein sphärische Ausbildung des Objektivs. Diese
waagerechten Begrenzungen werden, falls man sie nicht mittels e iner Zackenblende
durch eine Reihe schräger Linienersetzt, nach wie vor im Unendlichen abgebildet,
sie bleiben also nach wie vor randscharf..
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Die astigmatische Ausbildung des Objektivs macht die Zweiteilung der
Objektivlinse überflüssig. Die dunklen Schattenräume zwischen den einzelnen Lichtfeldern,
die aus den Kondensorlinsen ,austreten, können allein durch die erfindungsgemäße
astigmatische Ausbildung zum Verschwinden gebracht werden.
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Der Gegenstand der Erfindung ist auch bei Leuchten, welche anderen
Zwecken dienen,anwendbar, insbesondere bei Scheinwerfern zur blendungsfreien Beleuchtung
von Flugplätzen.
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In Fällen, in denen, sei es mit Rücksicht auf die örtlichen Verhältnisse,
sei es, um die Schräglage des Wagens ,auszugleichen, die scharfe Grenze des Lichtbündels
nicht waagerecht, sondern in anderer Richtung, z. B. nach einer Seite ansteigend,
verlaufen soll, müssen selbstverständlich die Mulden bzw. die Achse der Zylinderlinse
senkrecht zu dieser Grenze verlaufen.