DE69800946T2

DE69800946T2 - Beleuchtungseinrichtung, wie ein Kraftfahrzeugscheinwerfer, mit Mitteln zur Einstellung des emittierten Lichtbündels

Info

Publication number: DE69800946T2
Application number: DE69800946T
Authority: DE
Inventors: Claudia Bigliati; Vito Lambertini; Piero Perlo; Piermario Repetto; Sabino Sinesi
Original assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Current assignee: Centro Ricerche Fiat SCpA
Priority date: 1997-02-19
Filing date: 1998-01-23
Publication date: 2002-04-25
Anticipated expiration: 2018-01-24
Also published as: EP0860650A2; EP0860650A3; EP0860650B1; ITTO970138A1; IT1291039B1; ES2157650T3; US6059428A; DE69800946D1

Description

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit einer Beleuchtungseinrichtung, z. B. einem Kraftfahrzeugscheinwerfer oder einer tragbaren Signallampe, einer Verkehrsampel oder einem Projektor für Anzeigen der selben Gattung, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 1 beschrieben ist. Eine Einrichtung dieses Typs ist in der europäischen Patentanmeldung 0 738 904 beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung des o. g. Typs bereitzustellen, die die Eigenschaften des ausgesandten Lichtstrahls wie z. B. die Richtung und/oder die Bündelung und/oder dessen Farbe mit äußerst einfachen und kostengünstigen Mitteln ändern kann.
Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die Erfindung eine Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 bereit.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben, die nur als nicht einschränkendes Beispiel dargestellt sind, wobei:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht einer tragbaren Signallampe ist;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang den Pfeilen II- II von Fig. 1 ist;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang den Pfeilen III- III von Fig. 1 ist;
Fig. 4 ein Grundriß der Lampe aus Fig. 1 ist;
Fig. 5 ein Grundriß einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist, die als Kraftfahrzeugscheinwerfer benutzt werden kann;
Fig. 6 eine Seitenansicht des Scheinwerfers aus Fig. 5 entlang Pfeil VI der Fig. 5 ist;
Fig. 7 eine Seitenansicht des Scheinwerfers aus Fig. 5 entlang Pfeil VII von Fig. 5 ist; und wobei
die Fig. 8 und 9 eine Frontansicht und eine Rückansicht der Einrichtung aus Fig. 5 entlang den Pfeilen VIII und IX aus Fig. 5 sind.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 4 bezeichnet Ziffer 1 ganz allgemein eine tragbare Lampe, die einen zylindrischen Körper 2 enthält, der mit einem Griff 3 und einem inneren Lichtstrahlgenerator 4 zur Erzeugung eines polychromatischen Lichtstrahls ausgestattet ist, der typischerweise aus einer Lichtquelle beliebigen Typs (nicht gezeigt) und einem reflektierenden Körper 5 gebildet ist. An der Vorderseite des reflektierenden Körpers 5 ist eine dünne transparente Platte 6 angeordnet, in der eine Mikrolinsenmatrix integriert ist, bspw. nach der Beschreibung in der italienischen Patentanmeldung Nr. TO95A000312. Vor der ersten Platte 6 ist in einem Abstand dazu eine zweite dünne transparente Platte 7 angeordnet, in der eine zweite Mikrolinsenmatrix integriert ist. Bspw. hat jede Mikrolinse der Matrizen, die in den Platten 6 und 7 integriert sind, eine rechteckige Kontur von der Größenordnung eines Millimeters.
In dem Beispiel, das in den Fig. 1 bis 4 gezeigt ist, sind die in der zweiten Platte 7 integrierten Mikrolinsen gefärbte Mikrofilter mit bspw. drei verschiedenen Farben, um am Ausgang der Einrichtung einen Lichtstrahl zu erzeugen, der wahlweise eine der drei festgelegten Farben haben kann. Genauer ausgedrückt kann die in Platte 7 integrierte Matrix derart ausgeführt sein, dass für jede Mikrolinse von Platte 6 drei Mikrofilter bereitgestellt werden, die gegenseitig entlang der vertikalen Richtung ausgerichtet sind, wie in Fig. 1 abgebildet. Eine kleine Verschiebung von Platte 7 entlang dieser Richtung relativ zu Platte 6 ordnet somit wahlweise den Mikrofilter der ausgewählten Farbe vor jeder Mikrolinse von Platte 6 an. Damit ist es möglich, einen Farbwechsel des von der Einrichtung abgestrahlten Lichtstrahls zu erhalten, ohne irgendeine makroskopische Bewegung zu erfordern und damit ohne eine besonders komplizierte Konstruktion.
Nach der Erfindung ist die o. g. Bewegung der Platte 7 möglich, weil diese Platte über ein Paar biegsame Verbindungen 8 in Form dünner und parallel angeordneter Metallstreifen an dem Gehäuse 2 der Einrichtung befestigt ist, die in Ebenen senkrecht zu der o. g. vertikalen Richtung angeordnet sind und von denen jeder gegenüberliegende Enden hat, die durch Schrauben 9, 10 mit dem Gehäuse 2 bzw. einem Rahmen 7a, der die Platte 7 trägt, verbunden sind. Wegen dieser Anordnung ist die Platte 7 mit Platte 6 durch eine Art Parallelogrammverbindung verbunden, so dass sie sich vertikal (mit Bezug auf Fig. 1) bewegen kann, während sie parallel zu Platte 6 angeordnet bleibt. Diese Bewegung wird durch eine Stellschraube 11 mit gerändeltem Kopf 12 bewirkt, die in eine Halterung 13 geschraubt ist, welche an ihrem anderen Ende mit dem Gehäuse 2 der Einrichtung verschraubt ist. Die Schraube 12 hat eine Spitze 14, die den Rahmen 7a der Platte 7 berührt. Durch Schrauben der Schraube 12 innerhalb der Klammer 13 ist es möglich, die Verschiebung der. Platte 7 zu erhalten, ausgehend von der Ruhestellung gezeigt in Fig. 1, in der die biegsamen Verbindungen 8 nicht deformiert sind, hin zu einer Reihe aufeinanderfolgender niedrigerer Positionen, die aufeinanderfolgenden Deformationen der biegsamen Verbindungen 8 entsprechen. Umgekehrt erhält man durch Rausschrauben der Schraube 12, um eine nach oben gerichtete Bewegung dieser Schraube in Bezug auf Halterung 13 zu erhalten, eine Rückkehr der Platte 7 in Richtung der Ruhestellung aufgrund der in Rückrichtung wirkenden Federbewegung der biegsamen Verbindungen 13.
Wie oben bereits angedeutet, ist es möglich, bspw. drei Positionen von Platte 7 relativ zu Platte 6 vorzusehen, die Mikrofilter verschiedener Farben von Platte 7 aufeinanderfolgend so anordnen, dass sie mit jeder Mikrolinse von Platte 6 zusammenwirken. Daher bewirkt jede der drei Positionen die Abstrahlung eines Lichtstrahls entsprechender Farbe am Ausgang.
Die Fig. 5 bis 9 zeigen eine zweite erfindungsgemäße Ausführungsform der Einrichtung, die als Kraftfahrzeugscheinwerfer benutzt werden kann. In diesem Fall ist auch ein Generator 4 für einen polychromatischen Lichtstrahl vorgesehen, der eine Lichtquelle beliebigen Typs und einen reflektierenden Körper 5 umfasst. Letztgenannter trägt an seiner Öffnung einen Hilfsrahmen 15, auf dem eine erste dünne transparente Platte 6 befestigt ist, in der eine Mikrolinsenmatrix integriert ist. Der Hilfsrahmen 15 ist an seiner Basis durch Schrauben 16 (Fig. 6) mit einem Grundrahmen 17 verbunden. Die zweite Platte 7, auch in diesem Fall, hat eine integrierte Mikrolinsenmatrix, die ein Vielfaches von Matrix 6 ist, so dass für jede Mikrolinse von Platte 6 eine oder mehrere Mikrolinsen auf Platte 7 vorgesehen sind. Die Platte 7 wird durch einen Hilfsrahmen 16 (Fig. 8, 9) getragen, der auf beiden Seiten durch ein Paar biegsame Verbindungen 17 (Fig. 5) in Form flacher dünner Streifen gehalten wird, die in vertikalen Ebenen parallel zur optischen Achse X des Lichtstrahlgenerators 4 angebracht sind. Jede biegsame Verbindung 17 hat zwei gegenüberliegende Enden, die an dem Hilfsrahmen 16 (Fig. 5) bzw. einer entsprechenden Querhalterung 18 (Fig. 8, 9) befestigt sind. Auf ihrer anderen Seite sind die beiden Querhalterungen 18 durch zwei Paar biegsamer Verbindungen 20 mit dem Grundrahmen 17 verbunden, von denen jede gegenüberliegende Enden hat, die mit der entsprechenden Querhalterung 18 bzw. dem Grundrahmen 17 verschraubt sind. Daher ist die Platte 7 in der Richtung beweglich, die durch die Pfeile A in Fig. 5 angedeutet wird, in Folge einer Durchbiegung der biegsamen Verbindungen 17, durch die Platte 7 und ihr Rahmen 16 mit den zwei tragenden Querhalterungen 18 verbunden sind. Weiterhin ist die Platte 7 in der Richtung der optischen Achse X beweglich, weil die gesamte Trägerstruktur, die durch die zwei Querhalterungen 18 und den die Platte 7 tragenden Rahmen 16 gebildet wird, in der Richtung X relativ zu dem Grundrahmen 17 beweglich ist in Folge einer Durchbiegung der biegsamen Verbindungen 20. Die zwei oben genannten Bewegungen werden durch einen Elektromotor 21 bzw. einen Elektromotor 22 gesteuert. Der Elektromotor 21 wird durch einen Hilfsträger 23 (Fig. 9) gehalten, der an einer der beiden Querhalterungen 18 befestigt ist, während der Elektromotor durch den Grundrahmen 17 (Fig. 6) getragen wird. Jeder dieser Elektromotoren bewirkt die Drehung einer Schraube (21a bzw. 22a), die in eine Mutter eingeschraubt ist (21b bzw. 22b), die mit Rahmen 16 verbunden ist (Fig. 9) bzw. mit einer Struktur 24 (Fig. 6), die die zwei Querhalterungen 18 quer miteinander verbindet.
Die Elektromotoren 21, 22 können dann angesteuert werden, um eine Verschiebung der Platte 7 relativ zu der Platte 6 entlang der Richtung A aus Fig. 5 zu bewirken, oder eine Abstandsänderung zwischen diesen Platten. Die letztgenannte Änderung kann z. B. bewirkt werden, um eine Änderung in der Strahlbündelung zu erhalten. Die Änderung längs der Richtung A kann dagegen bewirkt werden, um die Mikrolinse der Platte 7, die sich vor jeder Mikrolinse der Platte 6 befindet zu wählen, um spezielle Eigenschaften des Strahls zu erhalten, z. B. um eine horizontale Winkelbewegung der Achse des Lichtstrahls am Ausgang zu erhalten, die ausgenutzt werden kann, während das Kraftfahrzeug eine Kurve fährt.
Natürlich könnte anstelle der Einstellung längs Richtung A durch absolut ähnliche Mittel eine Einstellung längs einer vertikalen Richtung übernommen werden, um bestimmte Änderungen der Strahleigenschaften zu bewirken, bpsw. um die Neigung des Lichtstrahls in Hochrichtung einzustellen.
Natürlich können die Mittel, die die Bewegung der Platte 7 relativ zu der Platte 6 steuern, beliebigen Typs sein, auch verschieden von den oben beschriebenen Beispielen. Bspw.
ist es möglich, ein Nockenstellglied vorzusehen, welches darauf ausgelegt ist, zwischen zwei gegenüberliegenden Oberflächen zu wirken, um eine Abstandsänderung zwischen diesen Oberflächen in Folge seiner Rotation zu bewirken. Es ist auch möglich, eine Sensorvorrichtung zur Erfassung der Position der Platte vorzusehen, die aus einer Fotodiode oder einem magnetischen Sensor bestehen kann. Die Einrichtung kann auch mit einem System zur Arretierung der beweglichen Platte in der ausgewählten Position ausgestattet werden.
Vorzugsweise sind elektronische Steuermittel für die Motormittel vorgesehen, die die Länge und die Art der Bewegung der zweiten Platte steuern nach einer festgelegten Logik als Funktion der Signale, die ausgegeben werden durch die Mittel zur Erfassung der Position der zweiten Platte, von den Arretierungsmitteln und von Mitteln zur Erfassung der Umgebungsbedingungen.
Natürlich können die Konstruktionsdetails und die Ausführungformen bzgl. der Beschreibungen und Illustrationen, die nur als Beispiel dienen, stark variieren, ohne dass der Bereich der vorliegenden Erfindung verlassen wird, wenn das Prinzip der Erfindung beibehalten wird.

Claims

1. Beleuchtungseinrichtung, insbesondere Kraftfahrzeugscheinwerfer, die folgende Mittel enthält:

- einen Lichtstrahlgenerator (4) zur Erzeugung eines polychromatischen Lichtstrahls mit einer optischen Achse (X);

- eine erste dünne transparente Platte (6), die in einer festen Position vor dem Lichtstrahlgenerator (4) angeordnet ist, in der eine Vielzahl von Mikrolinsen in einer Matrixanordnung integriert sind;

- eine zweite dünne transparente Platte (7), die in einem Abstand vor der ersten Platte (6) angeordnet ist, in der eine Vielzahl von Mikrolinsen integriert sind, die auch in einer Matrix angeordnet sind, so dass es für jede Mikrolinse der ersten Plätte eine oder mehrere Mikrolinsen der zweiten Platte (7) gibt, die eine Untergruppe der Matrix der zweiten Platte (7) bilden, wobei die zweite Platte relativ zur ersten Platte (6) beweglich ist, mindestens längs einer Richtung quer (A) zu der optischen Achse (X) des Strahlgenerators (4), und mindestens in einer Länge, die ausreicht, um wahlweise die Mikrolinsen einer Mikrolinsenuntergruppe der zweiten Platte (7) in eine Position zum Zusammenwirken mit der entsprechenden Mikrolinse der ersten Platte (6) zu bringen, dadurch gekennzeichnet, dass:

- die zweite Platte (7) mit mindestens einem Paar biegsamer Verbindungen (8; 17) in Form flacher paralleler Streifen auf einem Träger (2; 18) befestigt ist, die senkrecht zu der Richtung (A) der Bewegung der zweiten Platte (7) angeordnet sind und wobei jeder zwei gegenüberliegende Enden hat, von denen eines an dem Träger (18) befestigt ist und das andere Ende die zweite Platte (7) trägt;

- dass der Träger (18) mit seinem anderen Ende an einem Grundrahmen (17) befestigt ist durch mindestens ein weiteres Paar biegsamer Verbindungen (20), die durch zwei flache parallele Streifen gebildet sind und orthogonal zur optischen Achse (X) sind, um entlang einer Richtung parallel zu der optischen Achse (X) beweglich zu sein;

- dass die Einrichtung darüberhinaus Mittel zur Steuerung der Bewegung der zweiten Platte (7),

Sensormittel zur Erfassung der Position der zweiten Platte (7), und

Mittel zur Arretierung der zweiten Platte (7) in einer gewählten Position enthält.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel durch eine Fotodiode gebildet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch, 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensormittel magnetischen Typs sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Steuerung der Bewegung eine Stellschraube (12) enthalten, die so angebracht ist, dass sie die zweite Platte (7) in eine Richtung drücken kann und damit eine Durchbiegung der biegsamen Verbindungen (8) bewirkt, wobei die Bewegung der zweiten Platte (7) in Gegenrichtung durch die Federbewegung der biegsamen Verbindungen (8) bewirkt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Steuerung der Bewegung Motormittel (21; 22) und ein. System aus Gewindebolzen und Muttern enthalten, das durch die Motormittel gesteuert wird.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Steuerung ein drehbares Nockenelement enthalten, das so angeordnet ist, dass es die Bewegung der zweiten Platte (7) in eine Richtung bewirken kann.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass elektronische Steuerungsmittel für die Motormittel vorgesehen sind, die die Länge und die Art der Bewegung der zweiten Platte nach einer vorbestimmten Logik steuern als Funktion der Signale, die von den Mitteln zur Erfassung der Position der zweiten Platte ausgegeben werden, von den Mitteln zur Arretierung und von den Mitteln zur Erfassung der Umweltbedingungen.