EP0215035B1 - Scheinwerfer für abblendlicht oder nebellicht von kraftfahrzeugen - Google Patents

Scheinwerfer für abblendlicht oder nebellicht von kraftfahrzeugen Download PDF

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EP0215035B1
EP0215035B1 EP86901342A EP86901342A EP0215035B1 EP 0215035 B1 EP0215035 B1 EP 0215035B1 EP 86901342 A EP86901342 A EP 86901342A EP 86901342 A EP86901342 A EP 86901342A EP 0215035 B1 EP0215035 B1 EP 0215035B1
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EP
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light
light beam
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lens
lenses
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Christian Lietar
Jean-François LONGCHAMP
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Robert Bosch GmbH
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Robert Bosch GmbH
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/25—Projection lenses
    • F21S41/255—Lenses with a front view of circular or truncated circular outline
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/28—Cover glass

Definitions

  • the invention relates to a headlight for low beam or fog light of motor vehicles according to the preamble of claim 1.
  • a headlight is known from FR-A1-2 550 847.
  • the lens of which must have a large relative opening so that the light beam on the one hand sufficiently illuminates the road and on the other hand its edges still sufficiently, occurs through dispersion of the light rays, i.e. the color separation of the light beam, in particular by the lens, has a color fringe at the light-dark boundary of the light beam.
  • This due to color location errors, i.e. chromatic aberration, caused color fringe is disturbing; moreover, such a light beam does not comply with the legal requirements.
  • a glass pane of constant thickness is provided on the plane side of the objective or the lens in the region of the upper and lower section in order to avoid this color fringe.
  • This glass pane can be connected to the lens or be placed in front of it. It can be clear, transparent or corrugated and is intended to deflect the rays forming the color fringe from the light-dark boundary into the region below the light-dark boundary by scattering or by deflecting downwards. In any case, this measure results in a similar refraction of the color fringe rays downwards or upwards, since the attached elements have no lens character.
  • the known headlamp is only partially effective in terms of avoiding the formation of color fringes.
  • a headlight for low beam of motor vehicles has a reflector 10, a light source 11 defocused with respect to its focal point and an optical axis 12.
  • the light beam 18 emitted by the reflector 10 produces a light spot with a light-dark boundary (HDG), which has a horizontal branch 19 and a branch 20 that rises by 15 degrees. If the correction element 16 were not present, a color fringe 21, which has a disruptive effect, would be caused on the HDG 19, 20 by color location errors (chromatic aberration). On the other hand, if the correction element 16 is located in the beam path of the light bundle 18, the HDG 19, 20 does not have this disturbing color fringe 21.
  • HDG light-dark boundary
  • the correction element 16 in FIG. 2 consists of an upper cylindrical half lens 22 and a lower cylindrical half lens 23, the vertical section of which corresponds to a converging or diverging lens. Both half lenses 22, 23 refract the light rays downwards, the refraction of the lower half lens 23 and that of the upper half lens 22 being different.
  • the optical axis of both half lenses 22, 23 is identical to the optical axis of the lens 15, which in turn is identical to the optical axis 12 of the headlamp.
  • the surface lines of the surface of the half lens 22 and that of the surface 25 of the lower half lens 23 are arranged parallel and horizontally to one another. Both surfaces 24, 25 meet in a connection point 26 which contains the optical axis 12 and which lies in a plane 27 perpendicular to this axis, the two surfaces 24, 25 tangentially touching the plane 27.
  • the upper half-lens 22 of the correction element 16 directs the beam 30 near the edge, which is most strongly refracted and fanned out, in such a way that its red radiation component 31 also at least on or below the HDG 19, 20 in the bright area of the light beam 18 falls.
  • the beam 28 remote from the axis is likewise refracted by the objective 15 and fanned out into its red and blue beam components 31, 32.
  • the half-lens 23 of the correction element 16 directs the beam 28 down at least so far that its blue radiation component 32 also falls under the HDG 19, 20 in the bright area of the light beam 18.
  • the correction element 16 therefore steers all of the color fringe 21 (FIG. 1) and the color locus rays subject to errors in the bright area of the light beam 18, where they mix.
  • the rising branch 20 of the HDG closes with the horizontal branch - i.e. with the horizontal 34 - an angle of 15 degrees.
  • the surface lines of the surface of that lens half, which form the rising branch 20 are preferably inclined by half the pitch angle (15 degrees) to the horizontal 34.
  • the correction element 36 of the second exemplary embodiment in FIG. 3 breaks down the light bundle emerging from the objective 15, which symbolize the boundary rays 37, 38, into many differently directed partial light bundles 39; these overlap one another and combine on the measuring screen 17 to form a non-colored light beam.
  • the correction element 16 'in FIG. 4 has an essentially flat side 40 facing the objective 15 and a side with a plurality of cylindrical lenses 41 which touch one another and whose surface lines of the surfaces are arranged parallel and horizontally to one another.
  • these partial lenses 41 need only partially cover the usable area of the correction element 16 '.
  • the objective and the correction element can be produced in one piece, in particular the side of the objective with the correction element being produced by pressing.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Abblendlicht oder Nebellicht von Kraftfahrzeugen nach der Gattung des Patentanspruchs 1. Ein derartiger Scheinwerfer ist durch die FR-A1-2 550 847 bekannt. Bei Scheinwerfern dieser Art, deren Objektiv eine große relative Öffnung aufweisen muß, damit das Lichtbündel die Fahrbahn einerseits ausreichend weit und andererseits deren Ränder noch genügend ausleuchtet, tritt durch Dispersion der Lichtstrahlen, d.h. die Farbzerlegung des Lichtbündels, durch insbesondere das Objektiv, an der Helldunkelgrenze des Lichtbündels ein Farbsaum auf. Dieser durch Farbortsfehler, d.h. chromatische Aberration, hervorgerufene Farbsaum wirkt störend; darüber hinaus entspricht ein derartiges Lichtbündel nicht den Gesetzesvorschriften.
  • Bei dem bekannten Scheinwerfer ist zur Vermeidung dieses Farbsaums auf der Planseite des Objektivs bzw. der Linse im Bereich des oberen und unteren Abschnitts eine Glasscheibe konstanter Dicke vorgesehen. Diese Glasscheibe kann mit der Linse verbunden sein oder dieser vorangestellt sein. Sie kann klar, durchsichtig oder geriffelt sein und soll durch Streuung oder durch Ablenkung nach unten die den Farbsaum bildenden Strahlen von der Helldunkelgrenze hinweg in den Bereich unterhalb der Helldunkelgrenze ablenken. Durch diese Maßnahme erfolgt in jedem Falle eine gleichartige Brechung der farbsaumbildenden Strahlen nach unten oder oben, da die aufgesetzten Elemente keinen Linsencharakter haben. Somit ist der bekannte Scheinwerfer im Sinne der Vermeidung von Farbsaumbildung nur unvollständig wirksam.
  • Mit dem Scheinwerfer für Abblendlicht oder Nebellicht von Kraftfahrzeugen nach der Erfindung wird das im vorerwähnten Stand der Technik dargelegte Problem mit technisch einfachen Mitteln gelöst.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1 eine schematische, perspektivische Darstellung eines Scheinwerfers für Abblendlicht von Kraftfahrzeugen;
    • Fig. 2 das Prinzip der ersten Ausführung in unmaßl stäblicher Darstellung;
    • Fig. 3 das Prinzip der zweiten Ausführung, ebenfalls in unmaßstäblicher Darstellung; und
    • Fig. 4 ein Korrektionselement in raumbildlicher Darstellung gemäß zweiter Ausführung.
  • Ein Scheinwerfer für Abblendlicht von Kraftfahrzeugen hat einen Reflektor 10, eine bezüglich dessen Brennpunkt defokussierte Lichtquelle 11 und eine optische Achse 12.
  • Die von der Lichtquelle 11 erzeugten Strahlen bilden durch Reflexion am Reflektor 10 ein Lichtbündel 18 in dessen Strahlengang sind angeordnet: eine Blende 13 mit einer geknickten Kante 14, davor ein nichtfarbkorrigiertes (mit chromatischer Aberration behaftetes) Objektiv 1 und davor ein nur durch eine Scheibe dargestelltes Korrektionselement 16.
  • Auf einem zur Achse 12 rechtwinkligen Meßschirm 17 ergibt das vom Reflektor 10 ausgesandte Lichtbündel 18 einen Lichfleck mit einer Helldunkelgrenze (HDG), die einen waagerechten Ast 19 und einen hierzu um 15 Grad ansteigenden Ast 20 aufweist. Bei Nichtvorhandensein des Korrektionselementes 16 entstünde an der HDG 19, 20 ein durch Farbortsfehler (chromatische Aberration) verursachter Farbsaum 21, der störend wirkt. Befindet sich hingegen das Korrektionselement 16 im Strahlengang des Lichtbündels 18, so weist die HDG 19, 20 diesen störenden Farbsaum 21 nicht auf.
  • Das Korrektionselement 16 in Figur 2 besteht aus einer oberen zylindrischen Halblinse 22 und aus einer unteren zylindrischen Halblinse 23, deren Vertikalschnitt einer konvergierenden bzw. divergierenden Linsen entspricht. Beide Halblinsen 22, 23 brechen die Lichtstrahlen nach unten, wobei die Brechung der unteren Halblinse 23 und die der oberen Halblinse 22 unterschiedlich sind. Die optische Achse beider Halblinsen 22, 23 ist identisch mit der optischen Achse des Objektivs 15, die ihrerseits identisch ist mit der optischen Achse 12 des Scheinwerfers. Die Mantellinien der Oberfläche Halblinse 22 und die der Oberfläche 25 der unteren Halblinse 23 sind zueinander parallel und horizontal angeordnet. Beide Oberfläche 24, 25 stoßen sich in einer Verbindungungsstelle 26, welche die optische Achse 12 enthält und welche in einer zu dieser Achse rechtwinkligen Ebene 27 liegt, wobei die beiden Oberfläche 24, 25 die Ebene 27 tangential berühren.
  • Anhand dreier Strahlen 28, 29 und 30 des Lichtbündels 18 wird die Wirkung des Korrektionselementes 16 beschrieben:
    • Achsnahe Strahlen (nicht gezeichnet) werden durch das nichtfarbkorrigierte Objektiv 15 und das Korrektionselement 16 fast nicht beeinflußt und bilden ohne Farbsaum die HDG 19,20 des Lichtbündels 18. Der achsferne Strahl 29 wird beim Durchgang das Objektiv 1 gebrochen und aufgefächert (dispergiert) zwischen seinem roten Strahlenanteil 31 und seinem blauen Strahlenanteil 32. Ohne das Korrektionselement 16 würde der Strahl 29 - mindestens sein roter Strahlenanteil 31 - oberhalb der HDG 19, 20 im sogenannten Dunkelbereich auf den Meßschirm 17 auftreffen; durch die obere Halblinse 22 des Korrektionselementes 16 wird jedoch der Strahl 29 mindestens auf oder unterhalb die HDG 19, 20 und somit in den Hellbereich des Lichtbündels 18 gelenkt.
  • Den randnahen Strahl 30, der durch das Objektiv 15 am stärksten gebrochen und aufgefächert wird, lenkt die obere Halblinse 22 des Korrektionselementes 16 derart nach unten, daß deren roter Strahlenanteil 31 auch mindestens auf oder unterhalb die HDG 19, 20 in den Hellbereich des Lichtbündels 18 fällt.
  • Der achsferne Strahl 28 wird vom Objektiv 1 5 ebenfalls gebrochen und in seinen roten und blauen Strahlenanteil 31, 32 aufgefächert. Die Halblinse 23 des Korrektionselementes 16 lenkt den Strahl 28 mindestens so weit nach unten, daß auch dessen blauer Strahlenanteil 32 unter die HDG 19, 20 in den Hellbereich des Lichtbündels 18 fällt.
  • Das Korrektionselement 16 lenkt mithin alle einen Farbsaum 21 (Figur 1) bildenden und dem Farbortsfehler unterliegenden Strahlen in den Hellbereich des Lichtbündels 18, wo sie sich vermischen.
  • Beim asymmetrischen Abblendlicht schließt der ansteigende Ast 20 der HDG mit dem horizontalen Ast - d.h. mit der Horizontalen 34 - einen Winkel von 15 Grad ein. Hierbei sind vorzugsweise die Mantellinien der Oberfläche derjenigen Linsenhälfte, die den ansteigenden Ast 20 bilden, um die Hälfte des Steigungswinkels (15 Grad) zur Horizontalen 34 geneigt.
  • Das Korrektionselement 36 des zweiten Ausführungsbeispieles in Figur 3 zerlegt das aus dem Objektiv 15 austretende Lichtbündel, das die Grenzstrahlen 37, 38 symbolisieren, in viele verschiedengerichtete Teillichtbündel 39; diese überlagern sich gegenseitig und vereinigen sich auf dem Meßschirm 17 zu einem nichtfarbigen Lichtbündel.
  • Das Korrektionselement 16' in Figur 4 hat eine im wesentlichen ebene, dem Objektiv 15 zugewandte ebene Seite 40 und eine Seite mit mehreren Zylinderlinsen 41, die sich gegenseitig berühren und deren Mantellinien der Oberflächen zueinander parallel und horizontal angeordnet sind.
  • Des weiteren brauchen diese Teillinsen 41 nur teilweise die Nutzfläche des Korrektionselementes 16' zu bedecken.
  • Außerdem kann in nichtdargestellter Weise das Objektiv und das Korrektionselement aus einem Stück hergestellt sein, wobei insbesondere die Seite des Objektivs mit dem Korrektionselement durch Pressen hergestellt ist.

Claims (7)

1. Scheinwerfer für Abblendlicht oder Nebellicht von Kraftfahrzeugen mit einem Reflektor (10), der durch Reflexion der Strahlen einer Lichtquelle (11) ein Lichtbündel erzeugt, und mit einer Blende (13), deren im wesentlichen horizontal angeordnete Kante (14) im Strahlengang des Lichtbündels angeordnet ist und mit einem Objektiv (15), das die Kante (14) als eine Hell-Dunkel-Grenze (19, 20) des Lichtbündels auf der Fahrbahn abbildet und mit einem im Bereich des Objektivs (15) angeordneten Korrektionselement (16), das Lichtbündelstrahlen (28 bis 30), die einen an der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Farbsaum (21) bilden und einem Farbortsfehler unterliegen, in den Hellbereich des Lichtbündels lenkt, dadurch gekennzeichnet, daß das Korrektionselement (16) eine obere als Zylinderlinsenhälfte ausgebildete Linse (22) und eine untere als Zylinderlinsenhälfte ausgebildete Linse (23) sind und daß beide Linsen die Lichtstrahlen (29, 30, 28) nach unten brechen, wobei die Brechkraft der oberen Linse (22) positiver als die Brechkraft der unteren Linse (23) ist, wodurch die den Farbsaum bildenden Strahlen in den Hellbereich gelenkt werden.
2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dessen Objektiv eine optische Achse (12) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die optische Achse des Objektivs (15) und die optische Achse beider Linsen des Korrektionselements mit der optischen Achse (12) des Scheinwerfers identisch sind.
3. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinien (24, 25) der oberen und unteren Linse (22, 23) zueinander parallel sind und wenigstens zum Teil horizontal liegen und daß die Oberflächen (24, 25) beider Linsen sich in einer Verbindungsstelle (26) stoßen, welche die optische Achse (12) enthält und in einer zu dieser rechtwinkligen Ebene (27) liegt, wobei die Oberflächen (24, 25) die Ebene (27) tangential berühren.
4. Scheinwerfer nach Anspruch 3, dessen Hell-Dunkel-Grenze einen horizontalen Ast (19) aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantellinien des Oberflächenteils der oberen Linse, die den ansteigenden Ast (20) bilden, um die Hälfte des Steigungswinkels (33) (15 Grad) zur Horizontalen (34) geneigt sind.
5. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Linsen aus einer Vielzahl von einander angrenzenden Teillinsen (41) bestehen, durch die das aus dem Objektiv (15) austretende Lichtbündel (37, 38) in Teillichtbündel (39) zerlegt wird, die sich zu einem nichtfarbigen Lichtbündel vereinigen.
6. Scheinwerfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teillinsen (41) nicht auf der gesamten Nutzfläche des Korrektionselements (16', 36) vorgesehen sind.
7. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (15) und das Korrektionselement aus einem einzigen Stück bestehen und daß insbesondere die Seite des Objektivs, welches das Korrektionselement aufweist, durch Pressen hergestellt ist.
EP86901342A 1985-02-28 1986-02-18 Scheinwerfer für abblendlicht oder nebellicht von kraftfahrzeugen Expired EP0215035B1 (de)

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