EP1215437A2 - Projector having a focussing device and a divergent lens - Google Patents

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EP1215437A2
EP1215437A2 EP01129393A EP01129393A EP1215437A2 EP 1215437 A2 EP1215437 A2 EP 1215437A2 EP 01129393 A EP01129393 A EP 01129393A EP 01129393 A EP01129393 A EP 01129393A EP 1215437 A2 EP1215437 A2 EP 1215437A2
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EP
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headlight
lens
lamp
diverging lens
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21W2131/40—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use
    • F21W2131/406—Lighting for industrial, commercial, recreational or military use for theatres, stages or film studios

Definitions

  • the invention relates to a headlight according to the preamble of claim 1.
  • Such generic headlights known from the prior art deliver good luminous efficacy, but cannot be focused.
  • the mobility of the lamp in the Reflector is often very limited in these headlights, and the one mentioned always serves Movability of the lamp only to find an optimal lamp position in which the most uniform possible light distribution is achieved.
  • the lamp is outside this optimal position, the generic headlights deliver a very uneven Light distribution with several ring-shaped maxima and minima of the light intensity distribution. This is the same effect that occurs regularly with flashlights, provided that these are built with a smooth, deep reflector.
  • Focusable headlights are also known from the prior art, however, these always work with flat reflectors, from which - especially with a small beam angle (Spot position) - a very poor light yield results.
  • the object of the invention is based on the generic headlight to provide a headlamp that delivers high luminous efficacy and at the same time is focusable.
  • this object is achieved by a headlight according to claim 1.
  • the arrangement of the diverging lens is very important in the headlight according to the invention between the reflector and the converging lens. Only this diverging lens enables in interaction with the lamp that is movable within the reflector cavity desired focusability, while the deep reflector guarantees a high light output.
  • the light distribution is not when the headlight according to the invention is focused perfectly even, but according to the state of the art there was a focus on headlights not possible with comparable light output.
  • Headlamp according to claim 5 ensures extremely good beam guidance with regard to a uniform illumination of the area to be illuminated for everyone Angle.
  • the special design of the diverging lens in the preferred embodiment according to Claim 14 ensures that the surface to be illuminated is special at every beam angle is evenly illuminated.
  • the diverging lens with its central part has a different function exercise than with their edge area. So z. B. ensure that at all Positions of the optical system the entire diameter of the front lens (converging lens) is illuminated. This is particularly advantageous when creating soft shadow edges should be, the headlight according to the invention as a kind of focusable soft light should serve.
  • the embodiment of the headlight according to the invention shown in FIG. 1 has a curved reflector 1 and one within the cavity formed by the reflector 1 arranged lamp 2 on.
  • a reflector, where the lamp is inside the by the Reflector formed cavity is also referred to as a "deep reflector".
  • the lamp 2 is a filament lamp in the illustrated embodiment, but can instead of the filament lamp 2, a gas discharge lamp or a lamp from another Type can be used.
  • the lamp 2 is capped on one side in a base and movement device 3.
  • the Reflector wall has an opening 4 for the base and in its rear center Movement device 3 on.
  • the lamp 2 is switched on via the base and movement device 3 connected to an electrical voltage source.
  • the base and movement device also serves 3, the lamp 2 within the cavity formed by the reflector 1 relative to the reflector 1 in the direction of the main optical axis of the headlight according to the invention to move back and forth.
  • a converging lens 5 is arranged in the radiation direction of the reflector-lamp combination 1, 2.
  • a biconcave diverging lens 6 In the direction of radiation between the reflector-lamp combination 1, 2 and the converging lens 5 there is a biconcave diverging lens 6. The one facing the lamp 2 The surface of the diverging lens 6 was subjected to a special surface treatment and consequently has a microlens structure.
  • the converging lens 5 is a Fresnel lens made of plastic.
  • the headlamp according to the invention Collecting lens 5 mounted in a fixed position on the headlight housing 7.
  • the reflector 1 and the diverging lens 6 are mounted in a fixed position on a carriage 8, which as such in Direction of the optical axis of the headlamp can be moved back and forth.
  • the floodlight position of the headlamp results when the carriage 8 in its closest possible position in the Near the converging lens 5.
  • the spot position is obtained from the headlight construction predetermined maximum possible distance of the carriage 8 from the converging lens 5.
  • the embodiment shown in Fig. 2 of the headlamp according to the invention corresponds essentially to the embodiment of FIG. 1. The difference is that that in the embodiment of Fig. 2, the rear center of the reflector 1 'closed and the lamp 2 'is base on two sides.
  • the reflector wall has two guide slots to accommodate and guide the movement of the two-sided lamp base.
  • the lamp 2 ' is within the range defined by the reflector 1'. formed cavity in the direction of the main optical axis of the headlamp relative to Movable reflector 1 '.
  • the reflector 1 is a rotating body, the shape of which is obtained by rotating a curve section P about the main optical axis of the headlight.
  • the main optical axis of the headlight is represented in the coordinate system of FIG. 3 by the x-axis.
  • the curve section P is a curve section of a smooth curve C that can be described by a polynomial function. This curve C is shown in FIG. 4.
  • P is equal to C in the limits [y 1 , y 2 ]. As can be seen in FIG. 4, the extreme point of C is not on the main optical axis of the headlight.
  • an embodiment of the headlamp according to the invention which is designed so that the diverging lens makes a relative movement to the reflector, in coordination with a simultaneous relative movement between light source (lamp) and reflector and one simultaneous third movement of lamp, reflector and diverging lens in relation to the Converging lens.
  • the headlight is the lamp 2 in a base and movement device 3 on one side socketed.
  • the reflector wall has an opening 4 for in its rear center Base and movement device 3.
  • the embodiment shown in FIGS. 5a to 5c of the headlamp according to the invention thus essentially corresponds in this respect the embodiment of Fig. 1, even if the specific versions of the lamp 2 and the base and movement devices 3 themselves, as already shown in the purely schematic Drawings differ, differ in their construction.
  • the mathematical construction of the reflector 2 in the embodiment of FIGS. 5a to 5c Construction of the reflector 2 from the embodiment of FIG. 1, as already mentioned above 3 and 4 has been explained.
  • Headlights are both the converging lens 5 (front lens) and the diverging lens 6 Fresnel lenses formed.
  • the reflector 1 is in the direction of the main optical axis of the Movable headlights.
  • the lamp 2 is in the direction of the main optical axis of the Movable headlights.
  • the diverging lens 6 is in the direction of the optical one The main axis of the headlamp can be moved. When shifting from flood position to spot position of the headlight, the diverging lens 6 moves away from the converging lens 5, the reflector 1 shifts away from the diverging lens 6 and the lamp 2 shifts into the reflector 1.
  • the headlamp is designed so that the aforementioned displacements of the reflector 1, the lamp 2 and the diverging lens 6 by means of a uniform movement mechanism in a predetermined, coordinated manner be carried out that, viewed over a complete shift between the flood position and the spot position of the headlamp, when this complete shift is divided into several shift sections, there is no linear relationship between the respective shift lengths of the reflector 1, the lamp 2 and the diverging lens 6.
  • the last-described embodiment of the headlamp according to the invention is designed such that when the flood position is shifted to the spot position, the distance between the diverging lens 6 and the converging lens 5 grows more rapidly than the distance between the diffuser lens and the converging lens 5 Reflector 1 and the diverging lens 6, while in the partial section of the shift immediately before the spot position, the distance between the diverging lens 6 and the converging lens 5 and the distance between the reflector 1 and the diverging lens 6 increase in approximately the same way.
  • the displacements of the reflector 1, the lamp 2 and the diverging lens 6 in the illustrated can perform predetermined, coordinated manner are known to those skilled in the art State of the art, and the production of such a uniform movement mechanism belongs in the area of his common manual skills. Therefore there is no need a detailed description of the corresponding movement mechanics at this point.

Abstract

The searchlight is designed so that between the reflector (1) and the convergent lens (5), a diffusing (negative) lens is arranged. The diffusing lens (6) is movable in the direction of the optical main axis of the search light.

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a headlight according to the preamble of claim 1.

Derartige aus dem Stand der Technik bekannte gattungsgemäße Scheinwerfer liefern zwar eine gute Lichtausbeute, sind aber nicht fokussierbar. Die Bewegbarkeit der Lampe im Reflektor ist bei diesen Scheinwerfern häufig sehr eingeschränkt, und stets dient die genannte Bewegbarkeit der Lampe lediglich zum Auffinden einer optimalen Lampenstellung, bei der eine möglichst gleichmäßige Lichtverteilung erreicht wird. Befindet sich die Lampe außerhalb dieser optimalen Stellung, so liefern die gattungsgemäßen Scheinwerfer eine stark ungleichmäßige Lichtverteilung mit mehreren ringförmigen Maxima und Minima der Lichtintensitätsverteilung. Das ist derselbe Effekt, wie er regelmäßig bei Taschenlampen vorkommt, sofern diese mit einem glatten, tiefen Reflektor gebaut sind.Such generic headlights known from the prior art deliver good luminous efficacy, but cannot be focused. The mobility of the lamp in the Reflector is often very limited in these headlights, and the one mentioned always serves Movability of the lamp only to find an optimal lamp position in which the most uniform possible light distribution is achieved. The lamp is outside this optimal position, the generic headlights deliver a very uneven Light distribution with several ring-shaped maxima and minima of the light intensity distribution. This is the same effect that occurs regularly with flashlights, provided that these are built with a smooth, deep reflector.

Nach dem Stand der Technik versucht man, die beschriebene Ungleichmäßigkeit der Lichtverteilung bei diesen Scheinwerfern durch einen geriffelten, facettierten Reflektor auszugleichen. Durch eine derartige Maßnahme verliert man aber die gerichtete Charakteristik des Reflektors. Zur Korrektur oder Veränderung der Abstrahlcharakteristik der gattungsgemäßen Scheinwerfer werden auch zusätzliche Sammellinsen als Frontlinsen verwendet, was jedoch einen erhöhten Material- und Arbeitsaufwand bedeutet, denn je nach aktueller Lampenstellung muß die entsprechend passende Frontlinse bereitgestellt, ausgewählt und eingesetzt werden.According to the prior art, attempts are made to achieve the described unevenness To compensate for the light distribution in these headlights using a corrugated, faceted reflector. With such a measure one loses the directional characteristic of the Reflector. To correct or change the radiation characteristics of the generic Headlights also use additional converging lenses as front lenses, however an increased material and workload means, depending on the current lamp position the appropriate front lens must be provided, selected and used.

Aus dem Stand der Technik weiter bekannt sind zwar auch fokussierbare Scheinwerfer, jedoch arbeiten diese stets mit flachen Reflektoren, woraus - vor allem bei kleinem Abstrahlwinkel (Spotstellung) - eine sehr schlechte Lichtausbeute resultiert.Focusable headlights are also known from the prior art, however, these always work with flat reflectors, from which - especially with a small beam angle (Spot position) - a very poor light yield results.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von dem gattungsgemäßen Scheinwerfer einen Scheinwerfer bereitzustellen, der eine hohe Lichtausbeute liefert und gleichzeitig fokussierbar ist.The object of the invention is based on the generic headlight to provide a headlamp that delivers high luminous efficacy and at the same time is focusable.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Scheinwerfer nach Anspruch 1.According to the invention, this object is achieved by a headlight according to claim 1.

Ganz wesentlich ist bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer die Anordnung der Zerstreuungslinse zwischen dem Reflektor und der Sammellinse. Erst diese Zerstreuungslinse ermöglicht im Zusammenspiel mit der innerhalb des Reflektorhohlraums bewegbaren Lampe die angestrebte Fokussierbarkeit, während der tiefe Reflektor eine hohe Lichtausbeute garantiert. Zwar ist die Lichtverteilung beim Fokussieren des erfindungsgemäßen Scheinwerfers nicht perfekt gleichmäßig, jedoch war nach dem Stand der Technik eine Fokussierung bei Scheinwerfern mit vergleichbarer Lichtausbeute gar nicht möglich.The arrangement of the diverging lens is very important in the headlight according to the invention between the reflector and the converging lens. Only this diverging lens enables in interaction with the lamp that is movable within the reflector cavity desired focusability, while the deep reflector guarantees a high light output. The light distribution is not when the headlight according to the invention is focused perfectly even, but according to the state of the art there was a focus on headlights not possible with comparable light output.

Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Scheinwerfers sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 19.Advantageous and preferred embodiments of the headlight according to the invention are Subject matter of claims 2 to 19.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen nach den Ansprüchen 2 bis 4 und 17 bis 19 ist aufgrund der angegebenen erweiterten Relativbewegungsmöglichkeiten die Fokussierbarkeit des Scheinwerfers noch weiter verbessert. Diese Ausführungsformen sind insbesondere deshalb sehr vorteilhaft, weil bei ihnen die Veränderung des Abstrahlwinkels durch einfache mechanische Verschiebungen der optischen Bauelemente des Scheinwerfers erfolgt. Ein zeitraubendes Auswechseln der Sammellinse zwecks Veränderung des Abstrahlwinkels entfällt somit gänzlich. Bei den ganz besonders bevorzugten Ausführungsformen nach den Ansprüchen 17, 18 und 19 kommt ferner hinzu, daß aufgrund der koordinierten Nichtlinearität der Verschiebungen des Reflektors, der Lampe und der Zerstreuungslinse für jede Scheinwerferstellung eine sehr gleichmäßige Lichtverteilung bei hoher Lichtausbeute erreicht wird.In the preferred embodiments according to claims 2 to 4 and 17 to 19 focusability due to the specified extended relative movement possibilities of the headlight further improved. These embodiments are particularly so very advantageous because with them the change of the beam angle by simple mechanical Movements of the optical components of the headlamp take place. A time consuming There is therefore no need to replace the converging lens in order to change the beam angle altogether. In the very particularly preferred embodiments according to claims 17, 18 and 19 also adds that due to the coordinated non-linearity of the shifts of the reflector, the lamp and the diverging lens for each headlight position a very uniform light distribution with high luminous efficacy is achieved.

Die Reflektorgestaltung bei der ebenfalls bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheinwerfers nach Anspruch 5 gewährleistet eine außerordentlich gute Strahlführung im Hinblick auf eine gleichmäßige Ausleuchtung der auszuleuchtenden Fläche bei jedem Abstrahlwinkel.The reflector design in the likewise preferred embodiment of the invention Headlamp according to claim 5 ensures extremely good beam guidance with regard to a uniform illumination of the area to be illuminated for everyone Angle.

Die besonderen Gestaltungen der Sammellinse und / oder der Zerstreuungslinse in den bevorzugten Ausführungsformen nach den Ansprüchen 12 und 13 ermöglichen einen erfindungsgemäßen Scheinwerfer mit sehr geringer Masse. Ein solcher leichter erfindungsgemäßer Scheinwerfer eignet sich ganz besonders für den Einsatz auf Videokameras, da hier die Masse für die Handhabung der gesamten Videokameraanordnung eine entscheidende Rolle spielt.The special designs of the converging lens and / or the diverging lens in the preferred embodiments according to claims 12 and 13 enable an inventive Headlights with very low mass. Such a lighter according to the invention Headlights are particularly suitable for use on video cameras, because here the mass plays a crucial role in the handling of the entire video camera arrangement.

Die besondere Gestaltung der Zerstreuungslinse in der bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 14 stellt sicher, daß bei jedem Abstrahlwinkel die auszuleuchtende Fläche besonders gleichmäßig ausgeleuchtet wird. Einem ebensolchen Zweck dient die besondere Gestaltung der Sammellinse bei der ebenfalls bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheinwerfers nach Anspruch 16. The special design of the diverging lens in the preferred embodiment according to Claim 14 ensures that the surface to be illuminated is special at every beam angle is evenly illuminated. The special design of the Collective lens in the likewise preferred embodiment of the headlight according to the invention according to claim 16.

Bei der ebenfalls besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 15 kann die dort als asphärische Linse gestaltete Zerstreuungslinse mit ihrem zentralen Teil eine andere Funktion ausüben als mit ihrem Randbereich. So kann z. B. sichergestellt werden, daß bei allen Stellungen des optischen Systems der gesamte Durchmesser der Frontlinse (Sammellinse) ausgeleuchtet wird. Dies ist besonders vorteilhaft dann, wenn weiche Schattenkanten erzeugt werden sollen, der erfindungsgemäße Scheinwerfer also als eine Art fokussierbares Softlight dienen soll.In the also particularly preferred embodiment according to claim 15, there can As an aspherical lens, the diverging lens with its central part has a different function exercise than with their edge area. So z. B. ensure that at all Positions of the optical system the entire diameter of the front lens (converging lens) is illuminated. This is particularly advantageous when creating soft shadow edges should be, the headlight according to the invention as a kind of focusable soft light should serve.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Scheinwerfers werden nachfolgend anhand von Figuren erläutert. Es zeigt:

Fig. 1
schematisch den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Scheinwerfers mit einseitig gesockelter Lampe,
Fig. 2
schematisch den prinzipiellen Aufbau eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Scheinwerfers mit zweiseitig gesockelter Lampe,
Fig. 3
schematisch die Konstruktion des Reflektors beim Ausführungsbeispiel von Fig. 1,
Fig. 4
ein mathematisches Konstruktionsdetail in Ergänzung zu Fig. 3 und
Fig. 5a bis 5c
schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers bei Verschiebung von der Flutstellung (Fig. 5a) zur Spotstellung (Fig. 5c).
Exemplary embodiments of the headlamp according to the invention are explained below with reference to figures. It shows:
Fig. 1
schematically the basic structure of an embodiment of the headlamp according to the invention with a lamp on one side,
Fig. 2
schematically the basic structure of an embodiment of the headlamp according to the invention with a double-ended lamp,
Fig. 3
schematically the construction of the reflector in the embodiment of FIG. 1,
Fig. 4
a mathematical construction detail in addition to Fig. 3 and
5a to 5c
schematically another embodiment of the headlamp according to the invention when shifting from the flood position (Fig. 5a) to the spot position (Fig. 5c).

Das in Fig. 1 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers weist einen gekrümmten Reflektor 1 und eine innerhalb des durch den Reflektor 1 gebildeten Hohlraums angeordnete Lampe 2 auf. Einen Reflektor, bei dem die Lampe innerhalb des durch den Reflektor gebildeten Hohlraums angeordnet ist, bezeichnet man auch als "tiefen Reflektor". Die Lampe 2 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine Glühfadenlampe, jedoch kann anstelle der Glühfadenlampe 2 auch eine Gasentladungslampe oder eine Lampe eines anderen Typs verwendet werden.The embodiment of the headlight according to the invention shown in FIG. 1 has a curved reflector 1 and one within the cavity formed by the reflector 1 arranged lamp 2 on. A reflector, where the lamp is inside the by the Reflector formed cavity is also referred to as a "deep reflector". The lamp 2 is a filament lamp in the illustrated embodiment, but can instead of the filament lamp 2, a gas discharge lamp or a lamp from another Type can be used.

Die Lampe 2 ist in einer Sockel- und Bewegungseinrichtung 3 einseitig gesockelt. Die Reflektorwandung weist in ihrem rückwärtigen Zentrum eine Öffnung 4 für die Sockel- und Bewegungseinrichtung 3 auf. Über die Sockel- und Bewegungseinrichtung 3 wird die Lampe 2 an eine elektrische Spannungsquelle angeschlossen. Ferner dient die Sockel- und Bewegungseinrichtung 3 dazu, die Lampe 2 innerhalb des durch den Reflektor 1 gebildeten Hohlraums relativ zum Reflektor 1 in Richtung der optischen Hauptachse des erfindungsgemäßen Scheinwerfers hin und her zu bewegen.The lamp 2 is capped on one side in a base and movement device 3. The Reflector wall has an opening 4 for the base and in its rear center Movement device 3 on. The lamp 2 is switched on via the base and movement device 3 connected to an electrical voltage source. The base and movement device also serves 3, the lamp 2 within the cavity formed by the reflector 1 relative to the reflector 1 in the direction of the main optical axis of the headlight according to the invention to move back and forth.

In Abstrahlrichtung der Reflektor-Lampe-Kombinationl, 2 ist eine Sammellinse 5 angeordnet. In Abstrahlrichtung zwischen der Reflektor-Lampe-Kombination 1, 2 und der Sammellinse 5 befindet sich eine bikonkave Zerstreuungslinse 6. Die der Lampe 2 zugewandte Oberfläche der Zerstreuungslinse 6 wurde einer speziellen Oberflächenbehandlung unterzogen und weist infolgedessen eine Mikrolinsenstruktur auf.A converging lens 5 is arranged in the radiation direction of the reflector-lamp combination 1, 2. In the direction of radiation between the reflector-lamp combination 1, 2 and the converging lens 5 there is a biconcave diverging lens 6. The one facing the lamp 2 The surface of the diverging lens 6 was subjected to a special surface treatment and consequently has a microlens structure.

Die Sammellinse 5 ist eine Fresnellinse aus Kunststoff.The converging lens 5 is a Fresnel lens made of plastic.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers ist die Sammellinse 5 in fester Position an das Scheinwerfergehäuse 7 montiert. Der Reflektor 1 und die Zerstreuungslinse 6 sind in fester Position auf einem Schlitten 8 montiert, der als solcher in Richtung der optischen Achse des Scheinwerfers hin und her bewegbar ist. Auf diese Weise sind im dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers der Reflektor 1 und die Zerstreuungslinse 6 unter Beibehaltung ihres gegenseitigen Abstandes einerseits und die Sammellinse 5 andererseits relativ zueinander in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers bewegbar. Die Flutstellung des Scheinwerfers ergibt sich, wenn der Schlitten 8 in seiner durch die Scheinwerferkonstruktion vorgegebenen dichtestmöglichen Stellung in der Nähe der Sammellinse 5 steht. Die Spotstellung erhält man bei der durch die Scheinwerferkonstruktion vorgegebenen weitestmöglichen Entfernung des Schlittens 8 von der Sammellinse 5.In the illustrated embodiment of the headlamp according to the invention Collecting lens 5 mounted in a fixed position on the headlight housing 7. The reflector 1 and the diverging lens 6 are mounted in a fixed position on a carriage 8, which as such in Direction of the optical axis of the headlamp can be moved back and forth. In this way are the reflector in the illustrated embodiment of the headlight according to the invention 1 and the diverging lens 6 while maintaining their mutual distance on the one hand and the converging lens 5 on the other hand relative to each other in the direction of the main optical axis of the Movable headlights. The floodlight position of the headlamp results when the carriage 8 in its closest possible position in the Near the converging lens 5. The spot position is obtained from the headlight construction predetermined maximum possible distance of the carriage 8 from the converging lens 5.

Das in Fig. 2 dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers entspricht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1. Der Unterschied besteht darin, daß bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 2 das rückwärtige Zentrum des Reflektors 1' geschlossen und die Lampe 2' zweiseitig gesockelt ist. Die Reflektorwandung weist zwei Führungsschlitze zur Aufnahme und Bewegungsführung der zweiseitigen Lampensockelung auf. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Lampe 2' innerhalb des durch den Reflektor 1' gebildeten Hohlraums in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers relativ zum Reflektor 1' bewegbar.The embodiment shown in Fig. 2 of the headlamp according to the invention corresponds essentially to the embodiment of FIG. 1. The difference is that that in the embodiment of Fig. 2, the rear center of the reflector 1 'closed and the lamp 2 'is base on two sides. The reflector wall has two guide slots to accommodate and guide the movement of the two-sided lamp base. In this exemplary embodiment too, the lamp 2 'is within the range defined by the reflector 1'. formed cavity in the direction of the main optical axis of the headlamp relative to Movable reflector 1 '.

In Fig. 3 ist schematisch die Konstruktion des Reflektors 1 aus dem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers von Fig. 1 gezeigt. Der Reflektor 1 ist ein Rotationskörper, dessen Form durch Rotation eines Kurvenabschnittes P um die optische Hauptachse des Scheinwerfers zustandekommt Die optische Hauptachse des Scheinwerfers wird im Koordinatensystem von Fig.3 durch die x-Achse repräsentiert. Der Kurvenabschnitt P ist ein Kurvenabschnitt einer durch eine Polynomialfunktion beschreibbaren glatten Kurve C. Diese Kurve C ist in Fig. 4 dargestellt. Für C gilt:

Figure 00050001
P ist gleich C in den Grenzen [y1, y2]. Wie in Fig. 4 zu sehen, liegt der Extremalpunkt von C nicht auf der optischen Hauptachse des Scheinwerfers.3 schematically shows the construction of the reflector 1 from the exemplary embodiment of the headlight according to the invention from FIG. 1. The reflector 1 is a rotating body, the shape of which is obtained by rotating a curve section P about the main optical axis of the headlight. The main optical axis of the headlight is represented in the coordinate system of FIG. 3 by the x-axis. The curve section P is a curve section of a smooth curve C that can be described by a polynomial function. This curve C is shown in FIG. 4. The following applies to C:
Figure 00050001
P is equal to C in the limits [y 1 , y 2 ]. As can be seen in FIG. 4, the extreme point of C is not on the main optical axis of the headlight.

Hinsichtlich der mechanischen Bewegbarkeit der optischen Komponenten des erfindungsgemäßen Scheinwerfers gegeneinander gibt es eine Vielzahl weiterer Ausführungsbeispiele. So gibt es z.B. ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers, das so gestaltet ist, daß die Zerstreuungslinse eine Relativbewegung zum Reflektor vollführt, in Koordination mit einer gleichzeitigen Relativbewegung zwischen Lichtquelle (Lampe) und Reflektor sowie einer gleichzeitigen dritten Bewegung von Lampe, Reflektor und Zerstreuungslinse in Relation zur Sammellinse.With regard to the mechanical mobility of the optical components of the invention Headlights against each other there are a variety of other embodiments. So is there e.g. an embodiment of the headlamp according to the invention, which is designed so that the diverging lens makes a relative movement to the reflector, in coordination with a simultaneous relative movement between light source (lamp) and reflector and one simultaneous third movement of lamp, reflector and diverging lens in relation to the Converging lens.

Auch bei dem in den Fig. 5a bis 5c dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers ist die Lampe 2 in einer Sockel- und Bewegungseinrichtung 3 einseitig gesockelt. Die Reflektorwandung weist in ihrem rückwärtigen Zentrum eine Öffnung 4 für die Sockel- und Bewegungseinrichtung 3 auf. Das in den Fig. 5a bis 5c dargestellte Ausführungsbeispiei des erfindungsgemäßen Scheinwerfers entspricht somit in dieser Hinsicht im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1, auch wenn die konkreten Ausführungen der Lampe 2 und der Sockel- und Bewegungseinrichtungen 3 sich, wie bereits aus den rein schematischen Zeichnungen ersichtlich, in ihrem konstruktiven Aufbau unterscheiden. Allerdings entspricht die mathematische Konstruktion des Reflektors 2 im Ausführungsbeispiel von Fig. 5a bis 5c der Konstruktion des Reflektors 2 aus dem Ausführungsbeispiel von Fig. 1, wie sie oben bereits mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 erläutert wurde.Also in the embodiment of the invention shown in FIGS. 5a to 5c The headlight is the lamp 2 in a base and movement device 3 on one side socketed. The reflector wall has an opening 4 for in its rear center Base and movement device 3. The embodiment shown in FIGS. 5a to 5c of the headlamp according to the invention thus essentially corresponds in this respect the embodiment of Fig. 1, even if the specific versions of the lamp 2 and the base and movement devices 3 themselves, as already shown in the purely schematic Drawings differ, differ in their construction. However corresponds the mathematical construction of the reflector 2 in the embodiment of FIGS. 5a to 5c Construction of the reflector 2 from the embodiment of FIG. 1, as already mentioned above 3 and 4 has been explained.

Bei dem in den Fig. 5a bis 5c dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers sind sowohl die Sammellinse 5 (Frontlinse) als auch die Zerstreuungslinse 6 als Fresnellinsen ausgebildet. Der Reflektor 1 ist in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers verschiebbar. Auch die Lampe 2 ist in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers verschiebbar. Desgleichen ist die Zerstreuungslinse 6 in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers verschiebbar. Bei Verschiebung von Flutstellung nach Spotstellung des Scheinwerfers verschiebt sich die Zerstreuungslinse 6 von der Sammellinse 5 weg, der Reflektor 1 verschiebt sich von der Zerstreuungslinse 6 weg, und die Lampe 2 verschiebt sich in den Reflektor 1 hinein. Bei Verschiebung von der Spotstellung in die Flutstellung des Scheinwerfers läuft dieser Bewegungsablauf genau in umgekehrter Reihenfolge ab. Drei Stellungen dieses Verschiebungsablaufes sind in den Figuren 5a bis 5c dargestellt, wobei die Fig. 5a die Flutstellung, die Fig. 5c die Spotstellung und die Fig. 5b eine zwischen Flut- und Spotstellung liegende Stellung des Scheinwerfers darstellt.In the embodiment of the invention shown in FIGS. 5a to 5c Headlights are both the converging lens 5 (front lens) and the diverging lens 6 Fresnel lenses formed. The reflector 1 is in the direction of the main optical axis of the Movable headlights. The lamp 2 is in the direction of the main optical axis of the Movable headlights. Likewise, the diverging lens 6 is in the direction of the optical one The main axis of the headlamp can be moved. When shifting from flood position to spot position of the headlight, the diverging lens 6 moves away from the converging lens 5, the reflector 1 shifts away from the diverging lens 6 and the lamp 2 shifts into the reflector 1. When moving from the spot position to the flood position of the This sequence of movements takes place in the headlamp in exactly the reverse order. Three Positions of this displacement sequence are shown in Figures 5a to 5c, the Fig. 5a, the flood position, Fig. 5c, the spot position and Fig. 5b between flood and Spot position represents the position of the headlamp.

Die Besonderheit bei dem in den Figuren 5a bis 5c dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers besteht darin, daß der Scheinwerfer so ausgelegt ist, daß die genannten Verschiebungen des Reflektors 1, der Lampe 2 und der Zerstreuungslinse 6 mittels eines einheitlichen Bewegungsmechanismus in vorbestimmter, koordinierter Weise derart ausgeführt werden, daß, betrachtet über eine vollständige Verschiebung zwischen Flutstellung und Spotstellung des Scheinwerfers, bei Unterteilung dieser vollständigen Verschiebung in mehrere Verschiebungsabschnitte, kein linearer Zusammenhang zwischen den jeweiligen Verschiebungslängen des Reflektors 1, der Lampe 2 und der Zerstreuungslinse 6 existiert. Verdeutlicht wird dies anhand der nachstehenden Tabelle, in der jeweils zusammengehörige Abstände der Lampe 2 zum Reflektor 1 (Abstand A1), der Zerstreuungslinse 6 zum Reflektor 1 (Abstand A2) und der Frontlinse 5 zur Zerstreuungslinse 6 (Abstand A3) zusammengefaßt sind. Hinsichtlich der Bestimmung der Abstände A1, A2 und A3 wird auf die Fig. 5b verwiesen. A1
Abstand zwischen
Lampe und Reflektor in mm A2
Abstand zwischen Zerstreuungslinse und Reflektor in mm A3
Abstand zwischen Frontlinse und Zerstreuungslinse in mm 19,5 45 24 19 47 26 18 48 35 17 50 40 16 53 46 15 57 50 14 60 56 13 62 59 12 63 61 11 64 62 10 65 63 9 66 64 8 67 65 7 68 66 6,25 69 67 Wie man aus der vorstehenden Tabelle ersieht, ist das zuletzt beschriebene Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers so ausgelegt, daß bei Verschiebung von Flutstellung nach Spotstellung etwa auf dem mittleren Teilabschnitt der Verschiebung der Abstand zwischen der Zerstreuungslinse 6 und der Sammellinse 5 stärker wächst als der Abstand zwischen dem Reflektor 1 und der Zerstreuungslinse 6, während im Teilabschnitt der Verschiebung unmittelbar vor der Spotstellung der Abstand zwischen der Zerstreuungslinse 6 und der Sammellinse 5 und der Abstand zwischen dem Reflektor 1 und der Zerstreuungslinse 6 in ungefähr gleicher Weise anwachsen. Ähnlich verhält es sich mit demAbstand zwischen dem Reflektor 1 und der Zerstreuungslinse 6 und der Verschiebung der Lampe 2 in den Reflektor 1 (Abstand A1) hinein. Bei Verschiebung von Flutstellung nach Spotstellung wächst ungefähr auf dem mittleren Teilabschnitt der Verschiebung der Abstand zwischen dem Reflektor 1 und der Zerstreuungslinse 6 (Abstand A2) stärker als die Verschiebung der Lampe 2 in den Reflektor 1 (Abstand A1) hinein.The special feature of the embodiment of the headlamp according to the invention shown in Figures 5a to 5c is that the headlamp is designed so that the aforementioned displacements of the reflector 1, the lamp 2 and the diverging lens 6 by means of a uniform movement mechanism in a predetermined, coordinated manner be carried out that, viewed over a complete shift between the flood position and the spot position of the headlamp, when this complete shift is divided into several shift sections, there is no linear relationship between the respective shift lengths of the reflector 1, the lamp 2 and the diverging lens 6. This is illustrated by the table below, in which the corresponding distances of the lamp 2 to the reflector 1 (distance A1), the diverging lens 6 to the reflector 1 (distance A2) and the front lens 5 to the diverging lens 6 (distance A3) are summarized. With regard to the determination of the distances A1, A2 and A3, reference is made to FIG. 5b. A1
distance between
Lamp and reflector in mm A2
Distance between diverging lens and reflector in mm A3
Distance between front lens and diverging lens in mm 19.5 45 24 19 47 26 18 48 35 17 50 40 16 53 46 15 57 50 14 60 56 13 62 59 12 63 61 11 64 62 10 65 63 9 66 64 8th 67 65 7 68 66 6.25 69 67 As can be seen from the above table, the last-described embodiment of the headlamp according to the invention is designed such that when the flood position is shifted to the spot position, the distance between the diverging lens 6 and the converging lens 5 grows more rapidly than the distance between the diffuser lens and the converging lens 5 Reflector 1 and the diverging lens 6, while in the partial section of the shift immediately before the spot position, the distance between the diverging lens 6 and the converging lens 5 and the distance between the reflector 1 and the diverging lens 6 increase in approximately the same way. The situation is similar with the distance between the reflector 1 and the diverging lens 6 and the displacement of the lamp 2 into the reflector 1 (distance A1). When shifting from the flood position to the spot position, the distance between the reflector 1 and the diverging lens 6 (distance A2) grows more roughly on the middle subsection of the shift than the displacement of the lamp 2 into the reflector 1 (distance A1).

Mögliche mechanische Ausführungsformen des einheitlichen Bewegungsmechanismus', der die Verschiebungen des Reflektors 1, der Lampe 2 und der Zerstreuungslinse 6 in der dargestellten vorbestimmten, koordinierten Weise ausführen kann, sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik geläufig, und die Herstellung eines solchen einheitlichen Bewegungsmechanismus' gehört in den Bereich seiner gängigen handwerklichen Fähigkeiten. Daher erübrigt sich eine detaillierte Darstellung der entsprechenden Bewegungsmechanik an dieser Stelle.Possible mechanical embodiments of the unitary movement mechanism, the the displacements of the reflector 1, the lamp 2 and the diverging lens 6 in the illustrated can perform predetermined, coordinated manner are known to those skilled in the art State of the art, and the production of such a uniform movement mechanism belongs in the area of his common manual skills. Therefore there is no need a detailed description of the corresponding movement mechanics at this point.

Claims (19)

Scheinwerfer mit einem gekrümmten Reflektor (1, 1') und einer innerhalb des durch den Reflektor (1, 1') gebildeten Hohlraums angeordneten Lampe (2, 2'), wobei die Lampe (2, 2') und der Reflektor (1, 1') in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers relativ zueinander bewegbar sind, und einer in Abstrahlrichtung vor dem Reflektor (1, 1') angeordneten Sammellinse (5), dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen dem Reflektor (1, 1') und der Sammellinse (5) eine Zerstreuungslinse (6) angeordnet ist.Headlights with a curved reflector (1, 1 ') and a lamp (2, 2 ') arranged inside the cavity formed by the reflector (1, 1'), the lamp (2, 2 ') and the reflector (1, 1') relative to one another in the direction of the main optical axis of the headlight are movable, and a converging lens (5) arranged upstream of the reflector (1, 1 '), characterized in that
a diverging lens (6) is arranged between the reflector (1, 1 ') and the converging lens (5). Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (1, 1') mit der Lampe (2, 2') in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers bewegbar ist.Headlight according to claim 1, characterized in that the reflector (1, 1 ') with the lamp (2, 2') is movable in the direction of the main optical axis of the headlight. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstreuungslinse (6) in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers bewegbar ist.Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the diverging lens (6) can be moved in the direction of the main optical axis of the headlight. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (1, 1') und die Zerstreuungslinse (6) miteinander in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers bewegbar sind.Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the reflector (1, 1 ') and the diverging lens (6) can be moved together in the direction of the main optical axis of the headlight. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (1, 1') ein Rotationskörper ist, dessen Form, höchstens mit Ausnahme eines rückwärtigen zentralen Teilstücks, durch Rotation eines Kurvenabschnittes (P) um die optische Hauptachse des Scheinwerfers zustande kommt, wobei der Kurvenabschnitt P ein Kurvenabschnitt einer durch eine Polynomialfunktion beschreibbaren glatten Kurve (C) ist und, sofern die Kurve (C) nur einen einzigen Extremalpunkt hat, dieser Extremalpunkt außerhalb der optischen Hauptachse des Scheinwerfers liegt. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the reflector (1, 1 ') is a rotating body, the shape of which, at most with the exception of a rear central section, is obtained by rotating a curve section (P) about the main optical axis of the headlight, wherein the curve section P is a curve section of a smooth curve (C) which can be described by a polynomial function and, if the curve (C) has only a single extreme point, this extreme point lies outside the main optical axis of the headlight. Scheinwerfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die glatte Kurve (C) folgendem funktionalen Zusammenhang genügt:
Figure 00090001
Headlight according to claim 5, characterized in that the smooth curve (C) satisfies the following functional relationship:
Figure 00090001
 Scheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß a den Wert 0,046 hat.Headlamp according to claim 6, characterized in that a has the value 0.046. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflektorwandung in ihrem rückwärtigen Zentrum eine Öffnung (4) aufweist.Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the reflector wall has an opening (4) in its rear center. Scheinwerfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lampe durch die Öffnung (4) hindurch bewegbar ist.Headlight according to claim 8, characterized in that the lamp can be moved through the opening (4). Scheinwerfer nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine durch die Öffnung (4) hindurchreichende Sockel- und Bewegungseinrichtung (3) für die Lampe (2).Headlight according to claim 8 or 9, characterized by a base and movement device (3) for the lamp (2) which extends through the opening (4). Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das rückwärtige Zentrum des Reflektors (1') geschlossen ist, die Lampe (2') zweiseitig gesockelt ist und die Reflektorwandung zwei Führungsschlitze zur Aufnahme und Bewegungsführung der zweiseitigen Lampensockelung aufweist. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the rear center of the reflector (1 ') is closed, the lamp (2 ') has a base on both sides and the reflector wall has two guide slots for receiving and guiding the movement of the two-sided lamp base. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (5) und / oder die Zerstreuungslinse (6) eine Fresnellinse ist.Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the converging lens (5) and / or the diverging lens (6) is a Fresnel lens. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sammellinse (5) und / oder die Zerstreuungslinse (6) eine Kunststofflinse ist.Headlamp according to one of the preceding claims, characterized in that the converging lens (5) and / or the diverging lens (6) is a plastic lens. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der im Strahlengang befindlichen Oberflächen der Zerstreuungslinse (6) mit einer Mikrolinsenstruktur versehen ist. Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the surfaces of the diverging lens (6) located in the beam path is provided with a microlens structure. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerstreuungslinse (6) eine asphärische Linse ist.Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that the diverging lens (6) is an aspherical lens. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Teil der Oberfläche der Sammellinse (5) mit einer Mikrolinsenstruktur versehen ist.Headlight according to one of the preceding claims, characterized in that at least part of the surface of the converging lens (5) is provided with a microlens structure. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (1) in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers verschiebbar ist, die Lampe (2) in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers verschiebbar ist, die Zerstreuungslinse (6) in Richtung der optischen Hauptachse des Scheinwerfers verschiebbar ist und sich bei Verschiebung von Flutstellung nach Spotstellung des Scheinwerfers die Zerstreuungslinse (6) von der Sammellinse (5) weg verschiebt, der Reflektor (1) von der Zerstreuungslinse (6) weg verschiebt und die Lampe (2) in den Reflektor (1) hinein verschiebt, wobei der Scheinwerfer so ausgelegt ist, daß die genannten Verschiebungen des Reflektors (1), der Lampe (2) und der Zerstreuungslinse (6) mittels eines einheitlichen Bewegungsmechanismus' in vorbestimmter, koordinierter Weise derart ausgeführt werden, daß, betrachtet über eine vollständige Verschiebung zwischen Flutstellung und Spotstellung des Scheinwerfers, bei Unterteilung dieser vollständigen Verschiebung in mehrere Verschiebungsabschnitte, kein linearer Zusammenhang zwischen den jeweiligen Verschiebungslängen des Reflektors (1), der Lampe (2) und der Zerstreuungslinse (6) existiert.Headlight according to claim 1, characterized in that the reflector (1) can be displaced in the direction of the main optical axis of the headlight, the lamp (2) can be displaced in the direction of the main optical axis of the headlight, the diverging lens (6) is displaceable in the direction of the main optical axis of the headlight and when the flood position is shifted to the spotlight's spot position, the diverging lens (6) moves away from the converging lens (5), the reflector (1) moves away from the diverging lens (6) and the lamp (2) moves into the reflector (1) . the headlamp being designed so that said displacements of the reflector (1), the lamp (2) and the diverging lens (6) are carried out by means of a uniform movement mechanism in a predetermined, coordinated manner such that, viewed over a complete displacement between Flood position and spot position of the headlamp, when this complete displacement is divided into several displacement sections, there is no linear relationship between the respective displacement lengths of the reflector (1), the lamp (2) and the diverging lens (6). Scheinwerfer nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheinwerfer so ausgelegt ist, daß bei Verschiebung von Flutstellung nach Spotstellung zumindest auf einem Teilabschnitt der Verschiebung der Abstand zwischen der Zerstreuungslinse (6) und der Sammellinse (5) stärker wächst als der Abstand zwischen dem Reflektor (1) und der Zerstreuungslinse (6).Headlamp according to claim 17, characterized in that the headlamp is designed such that when the flood position is shifted to the spot position, the distance between the diverging lens (6) and the converging lens (5) grows more than the distance between the reflector, at least over a portion of the shift (1) and the diverging lens (6). Scheinwerfer nach Anspruch 17 oder nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheinwerfer so ausgelegt ist, daß bei Verschiebung von Flutstellung nach Spotstellung zumindest auf einem Teilabschnitt der Verschiebung der Abstand zwischen dem Reflektor (1) und der Zerstreuungslinse (6) stärker wächst als die Verschiebung der Lampe (2) in den Reflektor (1) hinein.Headlamp according to claim 17 or according to claim 18, characterized in that the headlamp is designed such that, when the flood position is shifted to the spot position, the distance between the reflector (1) and the diverging lens (6) increases more than that at least over a portion of the shift Displacement of the lamp (2) into the reflector (1).
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