WO2001013037A1 - Kombinierter automobil-hochleistungsscheinwerfer mit variabler lichtverteilung als nebel-, abblend-, fern-, und kurvenlicht - Google Patents

Kombinierter automobil-hochleistungsscheinwerfer mit variabler lichtverteilung als nebel-, abblend-, fern-, und kurvenlicht Download PDF

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WO2001013037A1
WO2001013037A1 PCT/DE2000/002744 DE0002744W WO0113037A1 WO 2001013037 A1 WO2001013037 A1 WO 2001013037A1 DE 0002744 W DE0002744 W DE 0002744W WO 0113037 A1 WO0113037 A1 WO 0113037A1
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reflector
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Definitions

  • the invention relates to a headlamp according to the projection principle for automobiles or other vehicles with optimized efficiency and variable light distribution as a combined system for fog, low beam, high beam and cornering light.
  • This headlight has a reflector (2) with a light source (1) arranged therein. Seen in the light exit direction after the reflector (2), a diaphragm (3) for forming the dipped and fog light-chiaroscuro limit is arranged in the light beam emitted by the lamp (l) and the reflector (2).
  • a projection lens (4) is arranged for optimal, parallel alignment of the light beam.
  • the projection principle with a lens using a diaphragm has the obvious disadvantage of a non-optimal efficiency in terms of the useful light yield as a quotient from the maximum light emission of the lamp to the luminous flux of the headlight on the image surface, i.e. the street.
  • Both halogen and xenon systems have the same disadvantage that about 50% of the lamp's luminous flux is shielded from the aperture and is therefore lost to illuminate the street.
  • Light losses in the optical system due to the large dimensions of the filament or the arc do not are located at the focal point of the reflector and therefore strong scattered rays
  • the current efficiency of the latest headlamp developments is about 35% of the total lamp luminous flux due to the above light losses. This corresponds to approx. 385 Lm with a nominal luminous flux of an Hl halogen lamp of 1100 Lm. Thus 65% of the lamp luminous flux is uselessly lost.
  • Headlamp Headlamp. nominal absolute
  • the invention for which a patent has been applied, is based on the object of further developing the generic vehicle headlight and optimizing it in terms of lighting technology in such a way that the amount of light emitted by the light source is used to the greatest possible extent, if possible up to 100%, to form the illuminating light bundle and thus the efficiency the technically highest possible optimum is improved.
  • the shape and range of the light beam projected by the headlamp should be variable, so that this headlamp can also be used universally as fog, low beam, high beam and cornering light. This means that all the different uses mentioned above and the light beam shapes required for this are realized with a single type of headlight module.
  • the corresponding headlight functions can be automatically microprocessor-controlled to adapt to the respective road, environmental conditions and driving speed, for example when cornering lights or to reduce illuminance and glare in city traffic.
  • the present invention enables the light beam to be variably modulated in length and width dimensions, optimally fully automatically microprocessor-controlled while driving, which opens up completely new possibilities and headlight-related aspects.
  • FIG. 1 A preferred embodiment of the invention is shown in the drawings and is explained in more detail below.
  • the drawings show a generic projection headlight in vertical axial longitudinal section.
  • the headlight consists of the reflector (2), in the focal point Fl or multiple focal points Fl to Fx of which the light source (1) is located.
  • the light source (1) can optionally be a known halogen lamp, xenon lamp or another suitable light source, for example laser or infrared radiator or the like his.
  • the diaphragm In the focal point or in the vicinity of the focal point F2 or the multiple focal point line F2 to Fx of the preferably ellipsoidal or multi-ellipsoidal reflector (2), the diaphragm is located in the lower region, below the central axis, identical to the central light beam “Sl” (3) to form the Canaloscuro boundary in the light beam.
  • the cover (3) consists of an aluminum or sheet metal part with a sharp edge and a special, known shape corresponding to the optical requirements on the top. It is held in the required position with at least three struts and is thereby in the State of the art exactly perpendicular to the central axis (MA) of the projection system.
  • the cover (3) is usually immovably fixed.
  • the cover (3) Only in the latest headlamp systems, in which dipped beam and high beam are combined, can the cover (3) be folded down completely or is designed in the form of a roller, which realizes different shapes of the upper edge by rotation and thus both a dipped and a high beam function in the headlamp Fulfills.
  • this diaphragm (3) in a conventional, conventional design causes the headlight efficiency to deteriorate by 40 to 50%, which is to be improved according to the invention.
  • a possibility is to be created which allows the light beam to be variably modulated in terms of the range as well as the light beam formation in order to obtain the required functions as fog, low beam, high beam and cornering light.
  • the projection lens (4) for optically aligning the initially divergent light beam into light rays that are as parallel as possible, with the diaphragm (3) being shown as a light-dark boundary on the projection surface (street)
  • Individual light beams (Sl to S6) are selected from the overall light bundle as examples and serve to explain the new functional principle.
  • the line (6) shown in the drawing is a so-called "swivel axis" of the diaphragm (3) which is exactly in the upper edge of the diaphragm (3) at or near the focal point F2 or the multiple focal line F2 to Fx (5) at an angle to the headlight Center axis (Sl) stands.
  • the diaphragm (3) is movably supported by a suitable suspension (not shown), which enables the diaphragm (3) not a vertical position as usual, but as shown assumes an inclined position towards the reflector (2) (aperture position 3a), as a result of which the exemplary light beams S2, S4 and S5 are reflected back onto the reflector (2) from the optically effective, for example mirrored rear side, that is to say the side facing the light source (1) the aperture (3 / 3a) and thereby increase the light output as useful rays.
  • a suitable suspension not shown
  • the inclination of the diaphragm position (3a) is selected in accordance with the optical parameters and technical dimensions of the headlamp in such a way that the normally blanked out light beams detected by the reflector segments III and IV are projected from the mirrored diaphragm rear side (3a) into the reflector segments I and II be reflected.
  • the required inclined Aperture position (3a) in the swivel axis (6) can be set variably via servomotors or other suitable swivel devices such as, for example, with solenoids or other electronic and electromagnetic / electromechanical systems.
  • the diaphragm (3a) is rotated between two variably adjustable end points about the axis of inclination (NA) with a variable angular deflection of 10 to 20 degrees to distribute the maximum luminance to other reflector segments and thus the To modulate the shape and dimension of the light beam, for example, to better illuminate the edges of the road or to regulate the lighting range.
  • NA axis of inclination
  • these aperture vibrations can run in vertical, horizontal or combined vibration axes.
  • the amplitude and frequency is microprocessor-controlled electronically adjustable according to the technical and optical requirements.
  • the diaphragm (3) has a reflective coating on the side facing the light source (1) or consists entirely of an optically highly reflective material, which causes all the light rays that strike the diaphragm (3a) in the lower, shielded area again are reflected back onto the reflector (2), specifically into the area between the beam points S1 to S6, these beams then also going through the projection lens (4) as useful beams.
  • a microprocessor-controlled inclination modulation and torsional vibration can be used to implement a targeted, variable light distribution in the light beam, which is basically inhomogeneous Distribution converted into a largely homogeneous distribution.
  • the area of the highest luminance is strongly concentrated in the central concentric area with exponentially decreasing lux values at the edges, which results in a strongly inhomogeneous light distribution, which is very disadvantageous, for example, with fog lights, where particularly good illumination of the The edges of the carriageway are necessary, as is the cornering light, where the faint outside areas are not sufficient
  • the curves shine in.
  • the light beam modulation to change the light distribution on the image surface (street) is implemented as follows.
  • the angle of inclination of the reflecting diaphragm (3a) has a direct influence on the range of the headlamp, since the Depending on the size of the angle of inclination, the light distribution can be shifted between points S1 to S6 in the reflector segments I and II. At a large angle, the road ahead is brighter (fog light), at no angle of inclination, the light rays are concentrated near S2, which increases the range of the low beam. (Autobahn low beam)
  • the illumination of the roadside and the realization of the cornering light is achieved by high-frequency torsional vibrations of the reflection diaphragm (3a) around the inclination axis (NA), whereby changes in the oscillation angle have a direct influence on the side illumination. If the reflection diaphragm (3a) vibrates at the same angle, Both left and right sides of the road are illuminated by illuminating the reflector segments I and II.
  • the reflector segment II When the reflection diaphragm (3A) is seen in the direction of the light source (1), only to the left, the reflector segment II is illuminated, creating a left-hand curve When the reflection diaphragm (3a) vibrates in the direction of the light source (1) only to the right, the reflector segment I is illuminated and thus a right-hand curve is illuminated.
  • the optically effective rear panel (3a) described above is set in high-frequency vibrations around the inclination axis (NA), as a result of which the concentrated medium light beams are alternately distributed over the faint edge areas and thereby illuminate them better All areas can be coated evenly with the highest luminance, creating a homogeneous lighting field throughout.
  • the headlamp according to the invention In order to use the headlamp according to the invention as a high-beam headlamp, it is only necessary to fold the cover (3) into the central axis (MA) of the projection system.
  • the angle of inclination is 90 degrees.
  • this invention brings about an improvement in the luminous flux in any light source, which has been demonstrated in experiments and has never been seen before, and thus an increase in the luminous intensity and efficiency, which is noticeable in significantly improved brightness and range of the headlight with the same lamp light output.
  • the luminance is tripled by the multifunctional adjustment of the headlights for all lighting requirements (six instead of two headlights), which ultimately significantly reduces the risk of accidents when driving at night. In this respect, an economic profit is also achieved through reduced follow-up costs.

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Abstract

Scheinwerfer nach dem Projektionsprinzip mit (einem) Reflektor (2) und (einer) im Brennpunkt des Reflektors angeordneter Lichtquelle (1) mit in der Lichtaustrittsrichtung gesehen nach dem Reflektor angeordneter Blende (3) und von der Lichtquelle aus gesehen, nach der Blende angeordneter Linse (4), wobei die unter der Mittelachse befindliche Blende einer auf der Lichtquelle zugewandten Seite in den Höhen- und Breitendimensionen der Blende eine spiegelnde optisch wirksame Fläche aufweist und gleichzeitig in einem bestimmten, vorzugsweise variablen Winkel (2) um die Schwenkachse (6) mit der Unterkante der Blende in Richtung zur Lichtquelle hin geneigt ist und damit die erfindungsgemässe schräge Blendenposition einnimmt, die so gewählt ist, dass die beispielhaften, nach dem Stand der Technik ausgeblendeten Lichtstrahlen S1/S4 und S5 in die beleuchtungswirksamen Reflektorsegmente I und II reflektiert werden und von dort über den Brennpunkt F2 bzw. die multiplen Brennpunkte Fx der Brennlinie durch die Linse zur Projektionsfläche (Strasse) geführt werden.

Description

Kombinierter Automobil-Hochleistungsscheinwerfer mit variabler Lichtverteilung als Nebel-,Abblend-, Fern-,und Kurvenlicht
Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer nach dem Projektionsprinzip für Automobile oder andere Fahrzeuge mit optimiertem Wirkungsgrad und variabler Lichtverteilung als kombiniertes System für Nebel-,Abblend-,Fern-,und Kurvenlicht.
Die Konstruktion von Scheinwerfern nach dem Pro ektionsprinzip ist seit dem 11.Mai 1965 durch die Offenlegungsschrift des Deutschen Patentamtes Nr. 1 472 500 bekannt.
Dieser Scheinwerfer weist einen Reflektor (2) mit darin angeordneter Lichtquelle (1) auf. In Lichtaustrittsrichtung gesehen nach dem Reflektor (2) ist eine Blende (3) zur Bildung der Abblend-,und Nebellicht-Helldunkel-Grenze im von der Lampe (l)und dem Reflektor (2) abgestrahlten Lichtbündel angeordnet.
In Lichtaustrittsrichtung gesehen nach der Blende (3) ist eine Projektionslinse (4) zur optimalen,möglichst parallel ausgerichteten Formung des Lichtbündels angeordnet.
Das Grundprinzip des Projektionsscheinwerfers, 1965 der Scheinwerferindustrie vorgestellt, aber nicht weiterverfolgt, seit 1982 jedoch aufgegriffen, ist heutzutage Stand der Technik und wird weltweit serienmäßig in Automobilen als Abblendlicht-und Nebelscheinwerfer, neuerdings auch mit kombiniertem Fernlicht und künftig als sogenanntes Kurvenlicht verwandt.
Allerdings hat das Projektionsprinzip mit Linse unter Verwendung einer Blende den offensichtlichen Nachteil eines nicht optimalen Wirkungsgrades im Sinne der Nutz-Lichtausbeute als Quotient von maximaler Lichtemission der Lampe zum Lichtstrom des Scheinwerfers auf der Bildfläche,das heißt der Straße.
Sowohl bei Halogen- als auch bei Xenonsystemen ist gleichermaßen der Nachteil vorhanden,daß etwa 50% des Lampenlichtstroms von der Blende abgeschirmt wird und somit zur Ausleuchtung der Straße verloren geht.Lichtverluste im optischen System durch die zu großen Dimensionen der Glühwendel bzw des Lichtbogens die nicht punktförmig im Brennpunkt des Reflektors sich befinden und deshalb starke Streustrahlen abgeben,die zusammen mit Reflexions-und Brechungsverlusten dem Nutzlichtstrom verloren gehen,kommen dazu.Der derzeitige Wirkungsgrad neuester Scheinwerferentwicklungen liegt als Stand der Technik aufgrund der obigen Lichtverluste bei ca 35% des Gesamtlampenlichtstromes. Dies entspricht ca 385 Lm bei einem Nennlichtstrom einer Hl- Halogenlampe von 1100 Lm Somit gehen 65% des Lampenlichtstromes nutzlos verloren.
Dieses Problem haben selbstverständlich auch die Scheinwerferhersteller erkannt und versucht zu beseitigen.Als Ergebnis dieser Überlegungen hat die Firma Robert Bosch GmbH in der Patentschrift DE 36 20 789 C 2 im Hauptreflektor ein zusätzliches,unterhalb der horizontalen Mittelebene liegendes Hilfs-Reflektorelement vorgeschlagen,das diejenigen Lichtstrahlen,die auf die Blende treffen und nutzlos vernichtet werden, auf den Hauptreflektor zurückreflektieren sollen, damit sie durch die Linse auf die Straße gelangen.
Schon die Zeichnung in der Patentschrift zeigt,daß dieses Reflektorelement nicht in der Lage ist eine nennenswerte Verbesserung des Lichtstromes und damit eine Steigerung des Wirkungsgrades zu erzielen. ediglich diejenigen wenigen Lichtstrahlen,die das Zusatz-Reflektorelement zufällig durch den Brennpunkt des Hauptreflektors schickt, önnen eine marginale Verbesserung bewirken.Ein Effekt,der kaum nachweisbar ist. Demgegenüber haben Photometrische Messungen eines nach der vorliegenden Patentanmeldung gebauten,noch nicht einmal optimierten Prototyps die folgenden phänomenalen Lichtstrom- Verbesserungen gezeigt.
Lichtstrom-Vergleich Hl-Halogen-Standard-Scheinwerfer mit verbessertem System gemäß vorliegender Patentanmeldung: (Die Meßwerte sind dokumentiert und reproduzierbar)
Isolinie Standard- Super- Verbess. Verbesserung
Scheinw. Scheinw. nominal absolut
(Lux) ( Lumen) ( Lumen) ( Prozent ) ( Prozent )
30,0 25,23 66,91 265,2 165,2
20,0 48,54 115,24 237,4 137,4
15,0 68,09 158,26 232,4 132,4
10,0 102,76 241,99 235,5 135,5
5,0 174,73 348,64 199,5 99,5
2,0 285,72 415,85 145,5 45,5
1,0 339,25 440,40 129,8 29,8
Total 385,71 480,72 124,6 24,6
Messung erfolgte im Lichtkanal einer deutschen Universität Daß der Gesamtlichtstrom bei identischem Reflektor und identischer Hl-Halogenlampe mit Hilfe der Erfindung von 385,71 Lm auf 480,72 Lm verbessert wurde,bedeutet,daß der Wirkungsgrad des Systems von nominal 35,06 % auf 43,70 % gesteigert wurde. Wenn der Ausgangswirkungsgrad von ca.35% als Stand der Technik mit 100% angesetzt wird, erhöht sich somit der verbesserte Wirkungsgrad von 43,7 % um den absoluten Prozentsatz 24,6% auf nominal 124,6 %
Der wesentliche Unterschied zur Patentschrift DE 36 20 789 C2 und die Ursache der eklatanten Wirkungsgradverbesserung ist die Verwendung eines geheimen physikalischen Prinzips, das im Gegensatz zum Stand der Technik hier gezielt eingesetzt wird. Eine Erläuterung dieses physikalischen Wirkprinzips ist hier nicht erforderlich,da lediglich die technische Anwendung und praktische Nutzung in einem Produkt mit einem bestimmten Aufbau patentiert werden soll.
Der hier zum Patent angemeldeten Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,den gattungsgemäßen Fahrzeugscheinwerfer so weiterzubilden und lichttechnisch zu optimieren,daß die von der Lichtquelle ausgesandte Lichtmenge zu einem möglichst großen Teil, möglichst bis zu 100% zur Bildung des Beleuchtungslichtbündels genutzt wird und damit der Wirkungsgrad auf das technisch höchstmögliche Optimum verbessert wird.
Als weitere Aufgabe soll die Formung und Reichweite des vom Scheinwerfer projizierten Lichtbündels variabel gestaltbar sein,damit dieser Scheinwerfer gleichzeitig universell einsetzbar ist als Nebel-,Abblend-, Fern-,und Kurvenlicht. Das heißt, alle oben genannten,unterschiedlichen Verwendungsmöglichkeiten und die dafür erforderliche Lichtbündelformen werden mit einem einzigen Typ von Scheinwerfermodul realisiert.
Bislang ist Stand der Technik,daß für jede der besonderen Anforderungen in Bezug auf Ausformung, Reichweite und Blendwerte separate Scheinwerferkonstruktionen verwandt werden. In den neuesten Entwicklungen gibt es lediglich eine Kombination von Fernlicht mit Abblendlicht in einem gemeinsamen Scheinwerfermodul als ersten Schritt in die gleiche Richtung.
Abgesehen von stilistischen Problemen beim Fahrzeug-Design besteht der Nachteil wesentlich höherer Entwicklungs- und Fertigungskosten,wenn für jedes Fahrzeug drei oder vier verschiedene Scheinwerfermodule entwickelt und gebaut werden müssen für die Verwendung als Nebel-,Abblend-, Fern-,oder Kurvenlicht.Bei der vorliegenden Erfindung ist lediglich die Entwicklung eines einzigen Scheinwerfers erforderlich für alle vier Einsatzzwecke,wodurch die Autoindustrie ganz erhebliche Kosten bei der Entwicklung und Fertigung spart. Als weiterer,ganz erheblicher Vorteil der Erfindung zählt, daß erfindungsgemäß sämtliche Scheinwerfer,nämlich Fern,- Abblend-,und Nebelscheinwerfer gleichzeitig gemeinsame Funktionen übernehmen können, sodass z.B. alle sechs Scheinwerfer gemeinsam Abblendlicht ausstrahlen können und bei Bedarf alle sechs gemeinsam Fernlicht oder Nebellicht abgeben.Das gleiche beim Kurvenlicht.Somit ist die Fahrbahnbeleuchtung um den dreifachen Wert gesteigert gegenüber der bisherigen Methode,bei der nur jeweils zwei Scheinwerfer eingesetzt werden.Selbstverständlich können die entsprechenden Scheinwerferfunktionen microprozessorgesteuert automatisch sich der jeweiligen Fahrbahn,Umweltbedingung und Fahrgeschwindigkeit anpassen, zum Beispiel beim Kurvenlicht oder zur Verminderung der Beleuchtungsstärke und Blendung im Stadtverkehr.
Weiterhin ermöglicht die vorliegende Erfindung im Gegensatz zum Stand der Technik das Lichtbündel variabel in den Längen-und Breitendimensionen zu modulieren, im Optimalfall während der Fahrt vollautomatisch microprozessorgesteuert, wodurch völlig neue Möglichkeiten und scheinwerfertechnische Aspekte eröffnet werden.
Diese Aufgaben werden durch die hier vorliegende Patentanmeldung entsprechend den Patentansprüchen optimal gelöst.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachfolgend näher erläutert.Die Zeichnungen zeigen einen gattungsgemäßen Projektionsscheinwerfer im vertikalen axialen Längsschnitt.
Der Scheinwerfer besteht aus dem Reflektor (2) in dessen Brennpunkt Fl oder multiplen Brennpunkten Fl bis Fx sich die Lichtquelle (1) befindet.Die Lichtquelle (1) kann wahlweise eine bekannte Halogenlampe,Xenonlampe oder eine andere geeignete Lichtquelle zum Beispiel Laser oder Infrarotstrahler o.a.sein.
Im Brennpunkt oder in der Nähe des Brennpunktes F2 oder der multiplen Brennpunktlinie F2 bis Fx des bevorzugt ellipsoi- den oder multi-ellipsoiden Reflektors (2) befindet sich im unteren Bereich,unterhalb der Mittelachse, identisch mit dem Mittel-Lichtstrahl "Sl" die Blende (3) zur Formung der Helldunkel-Grenze im Lichtbündel. Gemäß dem Stand der Technik besteht die Blende (3) aus einem Aluminium-oder Blechteil mit einer scharfen Kante und spezieller,den optischen Erfordernissen enstsprechender,bekannter Formgebung an der Oberseite.Sie wird mit mindestens drei Streben in der geforderten Position gehalten und steht dabei im Stand der Technik exakt senkrecht zu der Mittelachse (MA) des Projektionssystems. Die Blende (3) ist im Regelfall unbeweglich fixiert. Lediglich in den neuesten Scheinwerfersystemen,bei denen Abblendlicht und Fernlicht kombiniert sind ist die Blende (3) komplett umklappbar oder wird in Form einer Walze ausgebildet, die durch Drehung verschiedene Formgebungen der Oberkante realisiert und damit sowohl eine Abblend-, als auch eine Fernlichtfuktion im Scheinwerfer erfüllt.
Nach dem heutigen Stand der Technik bewirkt diese Blende (3) in üblicher,konventioneller Bauart eine Verschlechterung des Scheinwerfer-Wirkungsgrades um 40 bis 50% was erfindungsgemäß verbessert werden soll.Gleichzeitig soll eine Möglichkeit geschaffen werden, die gestattet, das Lichtbündel variabel zu modulieren sowohl in Bezug auf die Reichweite als auch die Lichtbündel-Formung um damit die geforderten Funktionen als Nebel-,Abblend-, Fern-,und Kurvenlicht zu erhalten.
Von der Lichtquelle aus gesehen hinter der Blende (3) befindet sich die Projektionslinse (4) zur optischen Ausrichtung des zunächst divergenten Lichtbündels in möglichst parallele Lichtstrahlen mit Abbildung der Blende (3) als Helldunkelgrenze auf der Projektionsflache (Straße).Die in der Zeichnung dargestellten einzelnen Lichtstrahlen (Sl bis S6) sind beispielhaft aus dem Gesamtlichtbündel herausgegriffen und dienen zur Erläuterung des neuartigen Funktionsprinzips.
Die in der Zeichnung dargestellte Linie (6) ist eine sogenannte "Schwenkachse" der Blende (3) die genau im oberen Rand der Blende (3) im oder nahe dem Brennpunkt F2 oder der multiplen Brennpunktlinie F2 bis Fx (5) winklig zur Scheinwerfer-Mittelachse (Sl) steht. (In der Zeichnung perspektivisch schräg dargestellt) Um diese Schwenkachse (6) ist die Blende (3) durch eine geeignete Aufhängung (nicht gezeichnet) beweglich gelagert,die ermöglicht,daß die Blende (3) eine nicht wie üblich vertikale Position, sondern wie dargestellt, zum Reflektor (2) geneigte Stellung einnimmt.(Blendenposition 3a) wodurch die beispielhaften Lichtstrahlen S2,S4 und S5 auf den Reflektor (2) zurückreflektiert werden von der optisch wirksamen, zum Beispiel verspiegelten Rückseite das heißt, der Lichtquelle (1) zugewandten Seite der Blende (3/3a) und dadurch die Lichtausbeute als Nutzstrahlen erhöhen.
Die Schrägstellung der Blendenposition (3a) wird gemäß den optischen Parametern und technischen Dimensionen des Scheinwerfers gewählt und zwar so,daß die normalerweise ausgeblendeten,von den Reflektorsegmenten III und IV erfaßten Lichtstrahlen von der verspiegelten Blendenrückseite (3a) in die Reflektorsegmente I und II projiziert bzw reflektiert werden. In einer optimalen Version kann die erforderliche geneigte Blendenposition (3a) in der Schwenkachse ( 6) variabel über Stellmotoren oder andere geeignete Schwenkvorrichtungen wie zum Beispiel mit Magnetspulen oder anderen elektronischen und elektromagnetischen/elektromechanisehen Systemen eingestellt werden.
Für Nebel-und Kurvenlicht wird in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel die Blende (3a) zwischen zwei variabel einstellbaren Endpunkten um die Neigungsachse (NA) in Drehschwingungen versetzt mit einer variablen Winkelauslenkungvon 10 bis 20 Grad um damit die maximale Leuchtdichte auf andere Reflektorsegmente zu verteilen und damit die Formgebung und Dimension des Lichtbündels zu modulieren zum Beispiel um die Straßenränder besser auszuleuchten oder die Leuchtweite zu regulieren.Diese Blendenschwingungen können erfindungsgemäß in vertikalen oder horizontalen oder kombinierten Schwingungsachsen verlaufen. Die Amplitude und Frequenz ist microprozessorgesteuert elektronisch regelbar entsprechend den technischen und optischen Anforderungen. Bei einer Ausgestaltung des Scheinwerfers mit dieser Option ist jedoch erforderlich,daß ein schmales Stück der optisch wirksamen Oberkante der Blende (3/3a) separat und starr montiert ausgeführt wird und nur der untere Teil in der Achsenposition variabel veränderbar ist in Dreh- und Neigungswinkel.
Die Blende (3) hat erfindungsgemäß eine spiegelnde Beschichtung auf der zur Lichtquelle ( 1 ) zugewandten Seite oder besteht ganz aus einem optisch hochreflektierenden Material,das bewirkt,daß sämtliche Lichtstrahlen,die im unteren, abgeschirmten Bereich auf die Blende (3a) auftreffen,wieder zurückreflektiert werden auf den Refelektor ( 2 ) und zwar in den Bereich zwischen den Strahlpunkten Sl bis S6,wobei diese Strahlen dann auch als Nutzstrahlen durch die Projektionslinse (4) gehen.
In der erfindungsgemäßen Konstruktion des Scheinwerfers mit einer reflektierenden Oberfläche und optisch wirksamer Formgebung auf der der Lampe (1) zugewandten Seite der Blende (3) läßt sich im optimalen Fall mit microprozessorgesteuerter Neigungsmodulation und Drehschwingung eine gezielte variable Lichtverteilung im Lichtbündel realisieren,die die grundsätzlich inhomogene Verteilung in eine weitgehend homogene Verteilung umwandelt.
In den üblichen Scheinwerfern ist der Bereich der höchsten Leuchtdichte stark auf den den mittleren konzentrischen Bereich konzentriert mit an den Rändern exponentiell abfallenden Lux-Werten,wodurch eine stark inhomogene Lichtverteilung entsteht,was sehr nachteilig ist zum Beispiel bei Nebelscheinwerfern,wo besonders eine gute Ausleuchtung der Fahrbahnränder erforderlich ist.Ebenso beim Kurvenlicht, wo die lichtschwachen Außenbereiche nicht ausreichend in die Kurven hineinleuchten.Die Lichtbündelmodulation zur Veränderung der Lichtverteilung auf der Bildfläche (Straße) wird wie folgt realisiert.
Zum einen durch die Veränderung des Neigungswinkel der Ref- flexionsblende (3a).damit kann zwischen Nebellicht und Autobahn-Abblendlicht gewählt werden im Sinne einer Reichweiten- Regulierung.Die Neigung des Reflexionsblende (3a) hat direkten Einfluss auf die Reichweite des Scheinwerfers,da die Lichtverteilung damit je nach Größe des Neigungswinkels zwischen den Punkten Sl bis S6 in den Reflektorsegmenten I und II verschoben werden kann.Bei einem großen Winkel resultiert eine hellere Vorfeldausleuchtung der Straße (Nebellicht),bei keinem Nei- gungs winkel werden die Lichtstrahlen nahe S2 konzentriert, wodurch eine höhere Reichweite des Abblendlicht erzielt wird. (Autobahn-Abblendlicht )
Das Verschieben der Achsenposition der Reflexions-Blende (3a) in Richtung der Lichtquelle (1) in der Mittelachse (MA) ermöglicht ergänzend die Homogenität der Lichtverteilung zu optimieren.
Die Ausleuchtung der Straßenränder und Realisierung des Kurvenlichts wird erreicht durch hochfrequente Drehschwingungen der Reflexions-Blende (3a) um die Neigungsachse (NA) wobei Änderungen des Schwingwinkels direkten Einfluss auf die Sei- tenausleuchtung haben.Bei gleichwinkligen Schwingungen der Reflexions-Blende (3a) nach rechts und links werden beide Fahrbahnränder ausgeleuchtet, indem das Reflektorsegment I und II angestrahlt werden.Bei Schwingung der Reflexions- Blende (3A) in Richtung der Lichtquelle (1) gesehen,nur nach links, wird das Reflektor-Segment II angestrahlt,wodurch eine Linkskurve ausgeleuchtet wird.Bei Schwingungen der Reflexions- Blende (3a) in Richtung der Lichtquelle (1) gesehen nur nach rechts,wird das Reflektor-Segment I angestrahlt und damit eine Rechtskurve ausgeleuchtet.
Um die Fahrbahnränder und die Kurven besser auszuleuchten, wird die oben beschriebene optisch wirksame Blendenrückseite (3a) um die Neigungsachse (NA) in hochfrequente Schwingungen versetzt wodurch die konzentrierten Mittellichtstrahlen abwechselnd auch auf die lichtschwachen Randbereiche verteilt werden und diese dadurch besser ausleuchten.Bei entsprechender Schwingfrequenz können damit alle Bereiche gleichmäßig mit der höchsten Leuchtdichte bestrichen werden und wobei ein durchgehend homogenes Beleuchtungsfeld entsteht.
Um den erfindungsgemäßen Scheinwerfer als Fernlichtscheinwerfer zu nutzen muß lediglich die Blende (3) in die Mittelachse (MA) des Projektionssystem geklappt werden.Der Neigungswinkel beträgt dabei 90 Grad. Bei optimaler Ausgestaltung bewirkt diese Erfindung eine in Versuchen nachgewiesene,bislang noch nicht dagewesene Verbesserung des Lichtstromes bei jeder beliebigen Lichtquelle und somit Steigerung der Lichtstärke und Wirkungsgrades,was sich bei gleicher Lampenlichtleistung in deutlich verbesserter Helligkeit und Reichweite des Scheinwerfers bemerkbar macht. Hinzu kommt die Verdreifachung der Leuchtdichte durch die multifunktionale Anpassung der Scheinwerfer für alle Beleuchtungserfordernisse (sechs statt zwei Scheinwerfer) wodurch letzlich die Unfallgefahr bei Nachtfahrten erheblich verringert wird. Insoweit wird auch ein volkswirtschaftlicher Gewinn durch reduzierte Unfall-Folgekosten erzielt.
Anlagen: Patentansprüche Seiten 9,10,11 2 Blatt Zeichnungen

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1.) Scheinwerfer nach dem Projektionsprinzip mit Reflektor ( 2 ) und im Brennpunkt Fl angeordneter Lichtquelle ( 1 ) mit in der Lichtaustrittsrichtung gesehen nach dem Reflektor (2) angeordneter Blende (3) und von der Lichtquelle (1) aus gesehen,nach der Blende (3) angeordneter Linse (4), dadurch gekennzeichnet,daß die unter der Mittelachse (MA) befindliche Blende (3) eine auf der der Lichtquelle ( 1 ) zugewandten Seite in den Höhen- und Breitendimensionen derrvBlende (3 ) eine spiegelnde optisch wirksame Fläche ausweist und gleichzeitig in einem bestimmten,vorzugsweise variablem Winkel um die Schwenkachse ( 6 ) mit der Unterkante der Blende ( 3 ) in Richtung zur Lichtquelle ( 1 ) hin geneigt ist und damit die erfindungsgemäße schräge Blendenposition (3a) einnimmt, die so gewählt ist,daß die beispielhaften, nach dem Stand der Technik ausgeblendeten Lichtstrahlen S1/S4 und S5 in die beleuchtungswirksamen Reflektorsegmente I und II reflektiert werden und von dort über den Brennpunkt F2 bzw die multiplen Brennpunkte Fx der Brennlinie (5) durch die Linse (4) zur Projektionsfläche (Straße) geführt werden.
2. ) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lichtquelle (1) zugewandte Seite der Blende(3) einen hochhitzebeständigen,planparallelen Spiegel aufweist.
3. ) Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,daß Blende (3/3a) insgesamt aus einem planparallelen, hoch- hitzebeständigen Spiegel besteht,dessen optisch wirksame Seite der Lichtquelle (1) zugewandt ist.
4.) Vorrichtung nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die der Lichtquelle ( 1 ) zugewandte Seite der Blende (3/3a) aus Aluminium, Stahl,Kunststoff,Keramik oder einem anderen geeigneten Material besteht oder wahlweise insgesamt daraus besteht,mit einer hochspiegelnden optisch wirksamen Oberfläche,die ggfs aufgedampft oder in anderer Weise aufgebracht ist,wie zum Beispiel eloxiert, aufgewalzt, aufgespritzt, aufgeklebt usw, soweit das Material nicht selbst eine spiegelnde Oberfläche aufweist, wie z.B. poliertes Aluminium,verchromter Stahl oder ähnliches. Fortsetzung Patentansprüche
5.) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 4,dadurch gekennzeichnet, daß die der Lichtquelle (1) zugewandte Seite der Blende (3/3a) ganz oder teilweise eine optisch wirksame Form aufweist wie zum Beispiel eine ellipsoide oder paraboloide Konkav-/Konvexform,multifokale ellip- soide/paraboloide Konkav-/Konvexform oder ellipsoide mit paraboloiden sowie planparallelen Formen in geeigneter physikalischer Ausgestaltung kombiniert.
6. ) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 5,dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Blende (3a) um die Schwenkachse ( 6 ) variabel einstellbar ist durch einen geeigneten manuellen Betätigungsmechanismus,bevorzugt als Fernbedienung vom Fahrersitz aus.
7. ) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 5,dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der Blende (3a) um die Schwenkachse ( 6 ) mittels elektomotorischem oder elektomagne- tischem Stellmechanismus betätigt wird.
8. ) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 5,dadurch gekennzeichnet,daß die Neigung der Blende (3a) um die Schwenkachse ( 6 ) vollautomatisch microprozessorgesteuert elek- tromechanisch/elektromagnetisch einstellbar ist. . ) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 5, dadurch gekennzeichnet,daß die Blende (3/3a) oder Teile davon in der Mittelachse (MA) in Richtung Lichtquelle (1) mechanisch, elektromotorisch/elektromechanisch/elektromagnetisch verschiebbar ist und die Verschiebung von einem Microprozessor geregelt wird.
10) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 9,dadurch gekennzeichnet, daß Drehschwingungen der Blende (3a) um die Neigungsachse (NA) durch elektromotorische/elektromagnetische oder andere geeignete Antriebselemente realisiert wird.
11) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 5 und 9,dadurch gekennzeichnet, daß die Drehschwingungen der Blende (3a) um die Neigungsachse (NA) vollautomatisch von einem Microprozessor geregelt werden bezüglich Schwingfrequenz sowie Winkelauslenkung und Richtung der Abstrahlungsachse der Reflexions-Lichtstrahlen. Fortsetzung Patentansprüche
12) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 11 dadurch gekennzeichnet,daß das erfindungsgemäße optisch wirksame Reflexionsteil (3a) von der Blende (3 ) getrennt ausgeführt wird,mit der reflektierenden Fläche zur Lichtquelle (1) gewandt und sich im Brennpunkt F2 ( 5 ) bzw den multiplen Brennpunkten F2x oder in deren Nähe montiert ist.
13) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 11, dadurch gekennzeichnet,daß das optisch wirksame Reflexionsteil (3a) walzenförmig und drehbar gelagert sowie mit geeigneter Oberflächengestaltung ausgeführt ist und dabei die erfindungsgemäße,der Lichtquelle zugewandte,geeignet gestaltete Oberfläche mit optisch wirksamer Reflexions- fläche plan,konkav,konvex oder kombiniert aufweist. Dieses walzenförmige Reflexionsteil (3a) (nicht gezeichnet) ist im oder nahe dem Brennpunkt F2 ( 5 ) oder den multiplen Brennpunkten F2x montiert.
14) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 10,dadurch gekennzeichnet,daß neben den bekannten Halogen-und Xenonlichtquellen auch andere Lichtquellen wie zum Beispiel Laser, Infrarotlichtquellen oder ähnliches eingesetzt wird.
15) Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 mit 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beschriebenen erfindungsgemäßen technischen Prinzipien der optischen Doppelreflexion auch bei bekannten Reflexions-und Freiflächenscheinwerfern für Nebel-und Abblendlicht eingesetzt werden.
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