DE828685C

DE828685C - Scheinwerfer

Info

Publication number: DE828685C
Application number: DEP24609A
Authority: DE
Inventors: Jan Bergmans; Dirk Vermeulen
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1946-08-27
Filing date: 1948-12-14
Publication date: 1952-01-21

Description

Scheinwerfer Bei der Verwendung von Scheinwerfern, z. B. bei Automobilleuchten, ist es häufig erwünscht, eine scharfe Grecize zwischen einem beleuchteten und einem nichtbeleuchteten Gebiet ziehen zu können. Dies ist bei der Verwendung von Automobilscheinwerfern zur Vermeidung der Blendung entgegenkommender Kraftwagen erforderlich.
Es ist bereits bekannt, einen Scheinwerfer aus einer Lichtquelle und einem optischen System zusammenzusetzen, wobei ein Teil dieses Systems wenigstens ein reelles Bild der Lichtquelle in der Brennpunktebene des anderen Systemteils bildet; von diesem anderen Teil wird das vom reellen Bild ausgestrahlte Licht gebündelt, wobei der Rand eines beweglichen Schirms in der Brennpunkteben.e verschoben werden kann.
Bei dieser Vorrichtung wird beim sogenannten Alblenden der Rand des Schirms in das reelle Bild geführt, so daß der Schirm und ein Teil des Bildes im Unendlichen abgebildet werden. Da der Rand eine scharfe Begrenzung des Bildes bewirkt, ist in der Abbildung, d. h. auf der beleuchteten FahrstraLie. die Trennung zwischen Licht und Dunkel sehr scharf.
Bei dieser bekannten Vorrichtung treten jedoch zwei Nachteile auf. Bei der betreffenden Verwendung ist es in den meisten Fällen erforderlich, daß beim Abblenden ein Teil des ursprünglich beleuchteten Gebiets nicht mehr beleuchtet wird. Dies wurde dadurch erreicht, daß mit dem Schirm ein Teil des reellen Bildes der Lichtquelle weggenommen wird, wodurch ein bedeutender Lichtverlust eintritt. Außerdem ist es mit der erwähnten Vorrichtung nicht möglich, beim Abblenden eine zusätzliche Lichtmenge auf das beleuchtete Gebiet, d. h. nahe vor dem Fuhrwerk, zu richten.
Diese Nachteile treten beim.erfindungsgemäß ausgebildeten Scheinwerfer nicht auf.
Bei einem Scheinwerfer der eingangs genannten Art ist gemäß der Erfindung der Schirm mit einer Vorrichtung gekuppelt, die bei der Bewegung des Schirmrandes das Bündel wenigstens teilweise in einer Richtung abbiegt, die vom abgeschnittenen Teil des Bündels abgewendet ist.
Die Erfindung kann in verschiedener Weise durchgeführt werden, was an Handeiniger Ausführungsbeispiele näher erläutert wird.
Die Fig. i und 3 bzw. 2 und 4 sind senkrechte Meridianschnitte durch zwei Scheinwerfer in nicht abgeblendeter bzw. in abgeblendeter Lage. Beim Scheinwerfer nach den Fig. i und 2 wird das Bündel durch eine Verschiebung des ganzen optischen Systems abgebogen; beim Scheinwerfer nach den Fig. 3 und ,4 erfolgt dies durch Vermittlung eines Prismas.
In der rechten Hälfte der Fig. i bis .I sowie in den Fig. 5 bis 8 sind die Formen der von diesen Scheinwerfern erzeugten Bündel dargestellt. Eine solche Bündelform stellt schaubildlich die Beleuchtung einer in einem Abstand vor dem Scheinwerfer zum Bündel senkrecht aufgestellten Ebene dar.
Fig.9 ist ein waagerechter Schnitt durch einen Scheinwerfer abweichender Form.
Der Scheinwerfer nach den Fig. i und 2 besteht aus einer Lichtquelle i, die in einem Reflektor 2 angeordnet ist, der die Gestalt eines Umdrehungsellipsoids aufweist. Dieser Reflektor erzeugt ein Bild der Lichtquelle bei 3 in der Brennpunktebene der Linse 4, die das Lichtbündel 5 erzeugt. Der Reflektor 2 und die Linse 4 bilden gemeinsam das optische System des Scheinwerfers und werden von einem Gehäuse 6 abgestützt.
Fig. i stellt einen Scheinwerfer in der nicht abgeblendeten Lage dar. Das Bündel 5 verläuft nahezu waagerecht; die Beleuchtung entsteht .durch ein stark vergrößertes Bild 7 (s. die Bündelform in der rechten Hälfte der Figur) der Lichtquelle, im vorliegenden Fall des schraubenlinienförmigen Glühfadens einer elektrischen Lampe. Dieses Bild erzeugt mit dem Streulicht einen Fleck B.
Nenn die Lampe für Fahrstraßenbeleuchtung z. B. bei einem Kraftwagen dienen soll, so ist es in dem Fall eines entgegenkommenden Wagens erforderlich, sämtliches Licht bis zu einer bestimmten Grenze, z. B. oberhalb einer bestimmten Höhe, wegzunehmen.
Dies erfolgt im vorliegenden Fall mittels des in der ßrennpunktebene der Linse 4 angeordneten Schirms 9. Wenn der Rand io dieses Schirms hinaufgeschoben wird, so wird sowohl dieser Rand als auch der Rest des Schirms von der Linse .I in Form eines dunklen Flecks abgebildet, der den Lichtfleck 8 bei i i sehr scharf begrenzt (s. rechte Hälfte der Fig. 2).
Wenn die Richtung des Bündels, wie in Fig. i dargestellt ist, waagerecht gehalten wurde, so müßte zur Vermeidung der Blendung anderer Fahrstraßengebraucher die Grenze i i in die Mitte des Bildes 7 gelegt werden, wie in Fig. i mit i i' bezeichnet ist. Dabei geht ein großer Teil des Lichtstroms verloren.
Dieser Lichtverlust wird dadurch vermieden, daß der Schirm 9 mit einer Vorrichtung gekuppelt ist, die bei der Bewegung des Schirmrandes io in der Richtung des Bildes 3 der Lichtquelle ,das Bündel nach unten abbiegt, während der obere Teil des Bündels vom Schirm abgeschnitten wird.
Es ist auf diese Weise möglich, die Grenze i i im Lichtfleck derart zu wählen, daß nur ein Teil des Streulichts weggenommen wird, während das Bündel im übrigen zur Beleuchtung -der Fahrstraße nahe zum Fuhrwerk verwendet wird. Dies ist deutlich aus der rechten Hälfte der Fig. 2 ersichtlich.
Die die erwähnte Kupplung vermittelnde Vorrichtung besteht in diesem Fall aus einer Stütze, nämlich dem Gelenk 12, uni welches sich das Gehäuse 6 drehen kann, sowie aus einer Kupplungsvorrichtung, nämlich der Stange 13, zwischen dem Schirm und dem fest angeordneten Teil 14 der Stütze. In sehr einfacher und wenig kostspieliger Weise ist es dabei möglich, daß, während der Scheinwerfer vornüber gedreht wird und das Bündel 5 herabsinkt, der Schirm 9 im Scheinwerfer entsprechend höher zu liegen kommt und das Bündel 5 an der oberen Seite abschneidet. Die Stange 13 ist durch Gelenke mit dem Schirm 9 und mit dem fest angeordneten Teil 1 4 verbunden. .Auf diese Weise wird ein Verwringen der verschiedenen Einzelteile vermieden.
Die Fig. 3 und ,4 stellen eine andere Ausführungsform dar. Auch in diesem Fall erzeugt ein Reflektor 2 in der Gestalt eines Lmdreliungsellipsoids ein Bild 3 -der Lichtquelle i in der Brennpunktebene der Linse4. Der Rand to des Schirinsq kann wieder in der Brennpunktebene angebracht werden. Der Schirm ist hier mit einem Prisma 15 verbunden, das die von der Lichtquelle i herkommenden Strahlen derart abbiegt, daß das Bild der Lichtquelle i an der Stelle 3' (s. Fig. 4), also höher als ursprünglich. zu liegen kommt. Die Richtung des Bündels 5 wird daher nach unten gebogen.
Die Vorrichtung, die bei Bewegung des Schirmrandes in Richtung des Bildes der Lichtquelle das Bündel ablenkt, besteht in diesem Fall aus dein Prisma 15, das derart ortsveränderlich angeordnet ist, daß es innerhalb oder außerhalb des Lichtwegs des von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichtes gebracht werden kann, und aus der mechanischen Kupplung des Prismas und des Schirms. Die .Anordnung ist derart, clali hei Verschiebung des Schirmrandes in Richtung des reellen Bildes der Lichtquelle das Prisma ein neues reelles Bild entwirft, das gegenüber (lein ursprünglichen Bild verschoben ist. Diese mechanische 1<upplung besteht aus einem drehbar angeordneten Winkelhebel 16, der gelenkartig mit den Stangen 17 und 18 gekuppelt ist, welche den Schirm und das Prisma abstützen. Der Hebel kann mittels eines Kabels i9 bedient werden.
Bei den beiden :\usfülirtmgsl)eisl)ieleu wurde als Beispiel des Teils des optischen Systems, der ein Bild der Lichtquelle erzeugt, jeweils ein Reflektor 3 in Form eines Umdrehungsellipsoids gewählt. Es ist einleuchtend, daß sich jede Optik, die ein reelles Bild der Lichtquelle erzeugen kann, z. B. auch eine Linse, verwenden läßt. Für den anderen Teil des optischen Systems ist in den beiden Fällen eine linse 4 gewählt worden. In diesem Fall könnte auch ein Reflektor, z. Il. in Form eines Paraboloids, gewählt werden.
Die Teile des optischen Systems können derart gestaltet sein, daß das Bild der Lichtquelle so scharf ist, wie es mit praktischen Mitteln nur möglich ist; sie können jedoch auch derart ausgebildet sein, daß sie eine gewisse Streuung des Lichtes hervorrufen, z. B. infolge einer geringen Mattierung oder Rasterung ihrer Flächen. Es ist jedoch insbesondere bei der Ausbildung des das Bündel erzeugenden Teils des Systems, also hier der Linse .4, erwünscht, diese Streuung zu beschränken, da sie auch eine weniger scharfe Abbildung des Randes io des Schirms 9 hervorrufen könnte. Dieser Systemteil darf allerdings bei der Abbildung des reellen Bildes der Lichtquelle und des Schirmrandes örtliche Formveränderungen hervorrufen, nicht aber den scharfen Übergang vom beleuchteten auf das nicht beleuchtete Gebiet stören.
Der Schirm 9 kann völlig undurchsichtig sein; es ist jedoch auch möglich, den Schirm in einer Farbe durchscheinend oder durchsichtig auszubilden, die manchmal bevorzugt wird, wie z. B. Gelb, oder den Schirm aus einem polarisierenden Material herzustellen.
In den beiden Ausführungsbeispielen ist der Rand io des Schirms 9 geradlinig gewählt, während das Bündel in einer einzigen Richtung abgelenkt wird. Es ist naturgemäß auch möglich, den Rand anders auszubilden. So ist es z. 13. hei Scheinwerfern, die an Fahrzeugen verwendet werdet, zur Vermeidung der Blendung bereits hinreichend, das Licht aus einem der oberen Winkel des Bündels, und zwar bei Rechtsverkehr aus dem linken oberen Winkel und bei Linksverkehr aus dem rechten oberen Winkel, wegzunehmen.
Fig. 5 zeigt die Bündelform eines Scheinwerfers, bei der einer der oberen Winkel aus dem Bündel weggenommen ist, ohne daß 'Maßnahmen getroffen sind, durch die das Licht des ursprünglichen Bündels abgelenkt wird. Es ist deutlich, daß auch in diesem Fall noch ein wesentlicher Lichtverlust auftritt.
Bei der Anwendung der Erfindung kann man das Licht des Bündels als Ganzes in der Richtung ablenken, die vom abgeschnittenen Teil abgewendet ist, so daß eine Bündelform der in Fig.6 dargestellten Gestalt entsteht. In diesem Fall wird also der Vordergrund rechts vor dem Fahrzeug stark beleuchtet.
Gemäß einer günstigen Ausführungsform jedoch wird ineinein Fall wie dein vorliegenden, in dem der Schirm einen Rand in Forin eines Winkels hat, das Bündel in zwei Komponenten geteilt, von denen wenigstens eine abgelenkt wird. Bei dem in Fig: 7 dargestellten Ausführungsbeispiel wird jede Komponente gesondert abgelenkt, so daß zwei Bilder 7' und 7" erzeugt werden, die in zueinander senkrechten Richtungen gegenüber dem ursprünglichen Bild verschoben sind. In diesem Fall wird der ganze Vordergrund des Fahrzeugs wie auch der rechte Wegrand gut beleuchtet.
Bei der Verwendung von Scheinwerfern an Fahrzeugen ist es auch erwünscht, den Teil des Lichtstroms im Bündel, der in Richtung eines entgegenkommenden Fahrzeugs ausgestrahlt wird, wegzunehmen. Es ist jedoch außerdem erwünscht, das Licht nach den beiden Kanalseiten links und rechts vor dem Fahrzeug abzulenken. Dies ist dadurch möglich, daß das Licht des Bündels wieder geteilt wird, so daß ein in Fig. 8 dargestelltes Bild erzeugt wird. Dabei werden wieder zwei Bilder 7' und 7" der Lichtquelle erzeugt, während auch das Streulicht in zwei Teile 8' und 8" geteilt wird.
Es ist in diesem Fall besonders vorteilhaft, wenn der Schirm einen Rand hat, der zwei parallele Teile aufweist, und die Vorrichtung, mit welcher der Schirm gekuppelt ist, zwei neue reelle Bilder seitlich dieser Ränder erzeugt und das Bündel somit in zwei Teile teilt, die in einander entgegengesetzten Richtungen senkrecht zu den parallelen Rändern des Schirms abgelenkt sind.
Der dieses Bündel erzeugende Scheinwerfer kann in der in Fig.9 dargestellten Weise gebaut sein. Diese Figur ist ein waagerechter Meridianschnitt durch den Scheinwerfer, der ähnlich wie der in den Fig. 3 und 4 dargestellte Scheinwerfer gebaut ist, mit dem -tJnterschied jedoch, daß der Schirm 9 zwei wirksame Ränder iö und iö' hat und daß zwei Prismen 15' und 1.5" vorhanden sind. Es werden somit zwei Bilder 3' und 3" der Lichtquelle erzeugt, die je unmittelbar neben einem Rand iö bzw. iö' des Schirms 9 liegen. Von der Linse 4 werden daher der dunkle Schirm und unmittelbar neben ihm die beiden hellen Bilder der Lichtquelle im Unendlichen abgebildet, was eine Lichtverteilung gemäß Fig. 8 ergibt.
Falls ein Prisma zur Ablenkung des Bündels verwendet wird, ist es erwünscht, dieses Prisma an einer Stelle anzuordnen, an der sämtliche von der Lichtquelle herkommenden Strahlen stark zusammengedrängt sind, somit nähe zur Abb. 3 der Lichtquelle. Das Prisma kann dann klein und die das Prisma vorstellende Vorrichtung leicht sein. Andererseits ist es naturgemäß erforderlich, daß das Prisma wenigstens so weit vom Bild 3 entfernt ist, daß die Lichtstrahlen hinreichend abgelenkt werden.
Das Bündel läßt sich naturgemäß auch in anderer Weise ablenken, z. B. durch Änderung der Lage der Lichtquelle oder der Lage des Teils des optischen Systems, der die Abbildung der Lichtquelle erzeugt, im vorliegenden Fall des Reflektors z. Es ist auch denkbar, die Linse 4 zu verstellen.
Schließlich kann die erwünschte Ablenkung noch dadurch erfolgen, daß beim Abblenden ein Element weggenommen oder verstellt wird, das in der nicht abgeblendeten Lage das Bündel in entgegengesetzter Richtung ablenkt. Es kann z. B. mittels eines Prismas das Bündel in der nicht abgeblendeten Lage aufwärts abgelenkt und beim Abblenden das Prisma weggenommen werden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Scheinwerfer, der aus einer Lichtquelle und einem optischen System besteht, ,wobei von einem Teil dieses Systems wenigstens ein reelles Bild der Lichtquelle in der Brennpunktebene des anderen Systemteils erzeugt wird, dieser andere Teil das vom reellen Bild ausgestrahlte Licht bündelt und der Rand eines beweglichen Schirms in der Brennpunktebene so verschoben werden kann, daß er einen Teil des Lichtes des Bündels abschneidet oder wenigstens die Intensität des Lichtes ändert, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm mit einer Vorrichtung gekuppelt ist, die bei der Bewegung des Schirmrandes das Bündel wenigstens teilweise in einer Richtung ablenkt, die von dem abgeschnittenen Teil abgewendet ist.
2. Scheinwerfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer drehbaren Abstützung (12) des Scheinwerfers und aus einer Kupplungsvorrichtung (13) zwischen dem Schirm (9) und einem fest anzuordnenden Teil (14) der Abstützung besteht.
3. Scheinwerfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einem Prisma (15), das so ortsveränderlich angeordnet ist, daß es innerhalb oder außerhalb des Licht-Nvegs des von der Lichtquellc ausgestrahlten Lichtes gebracht werden kann, und aus einer Kupplungsvorriclitung,(i6) des Schirms (17) und des Prismas besteht, und zwar in der Weise, daß bei Verschiebung des Schirmrandes in Richtung des reellen Bildes der Lichtquelle (3) das Prisma ein neues reelles l)ild (;') eiit«-irft, das gegenüber dem urslirüu@rliclieii 1;i1.d verschoben ist. d.
Scheinwerfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm einen geradlinigen Rand hat und das Bündel in einer einzigen Richtung abgelenkt wird.
5. Scheinwerfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Scliii-m einen Rand in Form eines Winkels hat und das Bündel in zwei Komponenten geteilt wird, von denen wenigsten: eine abgelenkt wird.
6. Scheinwerfer nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm einen Rand hat, der zwei parallele Teile auf-,veist, und die mit dem Schirm gekuppelte Vorrichtung, beispielsweise ein Doppelprisma (15', 15"), zwei neue reelle Bilder (3' und 3") seitlich dieser Ränder erzeugt und das Bündel somit in zwei Teile teilt, die in einander entgegengesetzten Richtungen senkrecht zu den parallelen Scliirinrändern abgelenkt werden.