[0001] Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer mit veränderlichem Abstrahlwinkel, bei
dem die Veränderung des Abstrahlwinkels anders als durch Abschattung des Strahlenganges
mittels Blende oder Maske hervorgerufen wird, mit einer im Scheinwerferinneren angeordneten
Lichtquelle und einer ersten Linse, welche die Frontlinse des Scheinwerfers ist. Zu
dieser Klasse von Scheinwerfern gehören nicht Profilprojektoren, bei denen eine geringfügige
Veränderung des Abstrahlwinkels als Nebeneffekt bei der Schärfeeinstellung der Abbildung
auftritt.
[0002] Die aus dem Stand der Technik bekannten Scheinwerfer mit veränderlichem Abstrahlwinkel
lassen sich in drei Klassen unterteilen, nämlich Stufenlinsenscheinwerfer, Scheinwerfer
mit sehr tiefem Reflektor und Scheinwerfer mit relativ zur Frontlinse beweglicher
optischer Einheit aus einer zweiten Linse, einer Lichtquelle und einem Reflektor.
[0003] Herkömmliche Stufenlinsenscheinwerfer weisen eine einzige Stufenlinse (Fresnellinse)
auf. Als Lichtquelle werden in diesen Stufenlinsenscheinwerfern Glühlampen, Halogenlampen
oder Entladungslampen eingesetzt. Die Lichtquelle und ein Reflektor sind in festem
Abstand zueinander auf einem Schlitten montiert. Der Schlitten ist relativ zur Fresnellinse
beweglich. Die Fokussierung erfolgt mittels der Bewegung des Schlittens. Bei derartigen
Stufenlinsenscheinwerfern ergibt sich jedoch für Fokussiereinstellungen kleinen Abstrahlwinkels
ein erheblicher effektiver Lichtverlust. Da keine zweite Linse vorhanden ist, die
das Licht zur Fresnellinse hin bündelt, wird bei den genannten Fokussiereinstellungen
ein großer Teil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts einfach von der Gehäuseinnenwand
absorbiert, was zum Lichtverlust und zu nutzloser Gehäuseaufheizung führt.
[0004] Scheinwerfer mit sehr tiefem Reflektor sind im allgemeinen so konstruiert, daß Lampe
und Reflektor relativ zueinander verschoben werden können, wobei die Lampe jedoch
stets innerhalb des Reflektors auf dessen optischer Achse verbleibt. Durch Verändern
der Position der Lampe innerhalb des Reflektors wird der Abstrahlwinkel eines solchen
Scheinwerfers verändert. Der erreichbare Fokussierweg ist hierbei jedoch gering, so
daß der Abstrahlwinkel nur in relativ engen Grenzen variiert werden kann. Derartige
Scheinwerfer liefern zwar eine hohe Lichtausbeute, aber eine in fast allen Lampenpositionen
ungünstige Lichtverteilung. Ursache für diese im allgemeinen schlechte Lichtverteilung
ist, daß die für jeden einzelnen derartigen Scheinwerfer jeweils fest vorgegebene
Reflektorform bezüglich der resultierenden Lichtverteilung nur auf jeweils eine einzige
Lampenposition optimal abgestimmt sein kann. Durch Fokussierbewegungen der Lampe bzw.
des Reflektors ergeben sich ungleichmäßige Lichtverteilungen. Um die Lichtverteilung
zu verbessern wird deshalb bei einem derartigen Scheinwerfer häufig eine austauschbare
Frontlinse verwendet. Diese kann eine Mattierung, eine Wabenstruktur oder andere Gestaltungsbesonderheiten,
die einer zusätzlichen Fokussierung oder Streuung dienen, aufweisen, wobei bisher
in Scheinwerfern mit veränderlichem Abstrahlwinkel allerdings noch niemals asphärische
Frontlinsen benutzt wurden. Es ergibt sich bei diesen Scheinwerfern die Notwendigkeit,
für unterschiedliche Abstrahlwinkel unterschiedlich modifizierte Frontlinsen zu verwenden.
Bei manchen Scheinwerfern mit sehr tiefem Reflektor sind sogar sowohl die Lampe als
auch der Reflektor starr in einem Gehäuse montiert, d.h. die Veränderung des Lichtabstrahlwinkels
erfolgt in diesem Fall ausschließlich durch das Auswechseln verschiedenartig gestalteter
Frontlinsen. Dies bedingt einen relativ hohen Arbeits- und Zeitaufwand zum Wechseln
der Frontlinse, wenn ein derartiger Scheinwerfer in einer Situation angewendet wird,
in welcher der Abstrahlwinkel oft geändert werden muß.
[0005] Gegenüber den eben beschriebenen Scheinwerfern wesentlich verbesserte Scheinwerfer
mit veränderlichem Abstrahlwinkel sind die Scheinwerfer der dritten Gruppe entsprechend
der oben vorgenommenen Klassifizierung. Hierzu gehörende Scheinwerfer sind aus der
US-A-4 823 243 und der gattungsbildenden EP-A-0 846 913 bekannt. Sie weisen eine Lichtquelle,
einen der Lichtquelle zugeordneten Reflektor, eine in Abstrahlrichtung der Lichtquelle-Reflektor-Kombination
im Strahlengang angeordnete erste Sammellinse (Frontlinse) und eine im Strahlengang
zwischen der Lichtquelle und der ersten Sammellinse angeordnete zweite Sammellinse
auf. Der Reflektor, die Lichtquelle und die zweite Sammellinse sind als eine relativ
zur ersten Sammellinse längs der optischen Achse des Scheinwerfers bewegliche optische
Einheit montiert. Innerhalb der optischen Einheit ist gemäß der US-A-4 823 243 der
Abstand zwischen der Lichtquelle und der zweiten Sammellinse veränderbar. Handelsüblich
sind auch ganz ähnliche Scheinwerfer, bei denen allerdings die gegenseitigen Abstände
zwischen dem Reflektor, der Lichtquelle und der zweiten Sammellinse nicht verändert
werden können. Bei den letztgenannten Scheinwerfern kann die optische Einheit nur
als starres Ganzes verschoben werden. Im Gegensatz dazu läßt sich bei dem aus der
EP-A-0 846 913 bekannten Scheinwerfer innerhalb der relativ zur ersten Sammellinse
verschiebbaren optischen Einheit sowohl der Abstand zwischen der Lichtquelle und der
zweiten Sammellinse, als auch der Abstand zwischen der Lichtquelle und dem Reflektor
verändern. Alle in diesem Absatz beschriebenen Scheinwerfer haben jedoch gemeinsam,
daß die Frontlinse eine sphärische Linse ist.
[0006] Die im vorangegangenen Absatz genannten Scheinwerfer mit veränderlichem Abstrahlwinkel,
von denen einer schematisch in Fig. 5 dargestellt ist, liefern einen großen Veränderungsbereich
des Abstrahlwinkels (siehe Fig. 6a, 6b) und haben eine hohe Effizienz der erzielten
Beleuchtungsstärke in bezug auf die zum Betrieb des Scheinwerfers benötigte Energie.
Ferner bieten sie eine außerordentlich gleichmäßige Lichtverteilung. Außerdem ist
bei diesen Scheinwerfern ein nach traditionellem Konzept definiertes Streulicht (Lichtintensität
≤ 50% der maximalen Lichtintensität) aufgrund der steilen Flanken der Lichtintensität
am Rande des ausgeleuchteten Bereichs nicht mehr vorhanden. Wie man aus Fig. 6a, 6b
ersehen kann, weist die Beleuchtungsstärkekennlinie eines ausgeleuchteten Feldes zwar
am Rande kleine Intensitätserhöhungen auf, deren Größe von der Stellung der optischen
Einheit abhängt, jedoch ist die Lichtintensität über den gesamten ausgeleuchteten
Bereich im wesentlichen konstant. Die Intensitätserhöhungen am Rand treten in der
Spotstellung nicht auf. Sie erscheinen erst bei der Bewegung des Scheinwerfers aus
der Spotstellung heraus und nehmen dann in ihrer Größe kontinuierlich zu, bis eine
kritische Abstrahlwinkeleinstellung zwischen Spotstellung und Flutstellung erreicht
wird, in der die Größe der Intensitätserhöhungen am Rand maximal ist. Bei weiterer
Bewegung des Scheinwerfers in Richtung auf die Flutstellung zu nimmt die Größe der
Intensitätserhöhungen am Rand wieder kontinuierlich ab.
[0007] Versieht man eine Fläche der zweiten Linse mit einer Narbung derart, daß eine Mikrolinsenstruktur
auf der genarbten Fläche entsteht, so werden die in der Beleuchtungsstärkekennlinie
am Rand auftretenden Intensitätserhöhungen zwar gedämpft, sie verschwinden jedoch
nicht völlig. Außerdem wird hierbei die Verringerung der Intensitätserhöhungen am
Rand durch erhöhte Streueffekte und Lichtverlust erkauft.
[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Scheinwerfer bereitzustellen,
der im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten derartigen Scheinwerfern
eine gleichmäßigere Lichtverteilung, vor allem in den Abstrahlwinkeleinstellungen
außerhalb der Spotstellung, liefert.
[0009] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch einen Scheinwerfer nach Anspruch
1.
[0010] Die Verwendung einer asphärischen Linse als erste Linse, also als Frontlinse des
gattungsgemäßen Scheinwerfers, gewährleistet eine im Vergleich zu den aus dem Stand
der Technik bekannten derartigen Scheinwerfern gleichmäßigere Lichtverteilung außerhalb
der Spotstellung.
[0011] Unter dem Begriff "asphärische Linsen" versteht man Linsen, bei denen mindestens
eine Teiloberfläche nicht sphärisch ausgeführt ist, wobei Planflächen hier stets zu
den sphärischen Flächen gerechnet werden. Beispiele für asphärische Linsen sind Linsen
mit einer ellipsoiden und einer sphärischen Fläche und Linsen mit einer sphärischen
Fläche und einer hyperbolischen Fläche. Auch Fresnellinsen mit asphärisch gestalteten
Teilflächen sind asphärische Linsen im Sinne der obigen Definition.
[0012] Vorteilhafte und bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Scheinwerfers
sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 27.
[0013] Bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheinwerfers nach Anspruch 13 werden
die nach dem Stand der Technik vorhandenen Rand-Intensitätserhöhungen der Lichtverteilung
vollständig geglättet, und es ergibt sich bei hoher Variabilität des Abstrahlwinkels
eine besonders gleichmäßige Ausleuchtung des angestrahlten Bereichs unabhängig von
der gewählten Abstrahlwinkeleinstellung.
[0014] Die Narbung gemäß Anspruch 14 braucht bei dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer nicht
so tief ausgeführt zu werden, wie die aus dem Stand der Technik üblicherweise bekannte
Narbung der zweiten Linse. Auf diese Weise ergibt sich ein geringerer Lichtverlust
und, wichtig vor allem in der Spotstellung, eine höhere Lichtintensität bei gleicher
eingespeister Leistung.
[0015] Bei der besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 16 wird, verglichen mit
einer als sphärische Linse ausgebildeten zweiten Linse, in der Spotstellung die Lichtausbeute
bei gleicher eingespeister Leistung vergrößert.
[0016] Eine besonders gleichmäßige Lichtverteilung erhält man bei den Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Scheinwerfers gemäß den Ansprüchen 7, 10, 21 und 24.
[0017] Bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheinwerfers nach Anspruch 26 ist
gewährleistet, daß der Scheinwerfer auch alle Vorteile des aus der US-A-4 823 243
bekannten Scheinwerfers aufweist.
[0018] Bei der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheinwerfers nach Anspruch 27 in Rückbeziehung
auf Anspruch 26 ist gewährleistet, daß der Scheinwerfer auch alle Vorteile des aus
der EP-A-0 846 913 bekannten Scheinwerfers, insbesondere die sehr große Variabilität
des Abstrahlwinkels und der Lichtintensität, aufweist.
[0019] Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Scheinwerfers werden nachfolgend anhand
von Figuren erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1a-1e
- schematisch einen Querschnitt einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers
bei Bewegung einer aus Lichtquelle, Reflektor und zweiter Linse bestehenden optischen
Einheit aus einer dichtmöglichst an einer ersten Linse befindlichen Position in eine
weitmöglichst von der ersten Linse entfernte Position,
- Fig. 2a-2e
- schematisch einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Scheinwerfers bei Bewegung der aus Lichtquelle, Reflektor und zweiter Linse bestehenden
optischen Einheit aus der dichtmöglichst an der ersten Linse befindlichen Position
in die weitmöglichst von der ersten Linse entfernte Position,
- Fig. 3a-3f
- schematisch einen Querschnitt einer dritten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Scheinwerfers bei Bewegung der aus Lichtquelle, Reflektor und zweiter Linse bestehenden
optischen Einheit aus der dichtmöglichst an der ersten Linse befindlichen Position
in die weitmöglichst von der ersten Linse entfernte Position,
- Fig. 4a-4c
- schematisch einen Querschnitt einer vierten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Scheinwerfers bei Bewegung der aus Lichtquelle, Reflektor und zweiter Linse bestehenden
optischen Einheit aus der dichtmöglichst an der ersten Linse befindlichen Position
in die weitmöglichst von der ersten Linse entfernte Position,
- Fig. 5
- schematisch einen Querschnitt eines aus dem Stand der Technik bekannten Scheinwerfers
mit veränderlichem Abstrahlwinkel und sphärischer Frontlinse,
- Fig. 6a
- Lichtverteilungskennlinien des Scheinwerfers von Fig. 5 für verschiedene Abstrahlwinkeleinstellungen,
- Fig. 6b
- schematisch einen von dem Scheinwerfer von Fig. 5 beleuchteten Bereich in kritischer
Abstrahlwinkeleinstellung zwischen Spotstellung und Flutstellung des Scheinwerfers,
- Fig. 7a
- Lichtverteilungskennlinien des erfindungsgemäßen Scheinwerfers aus Fig. 3a bis 3f
für verschiedene Abstrahlwinkeleinstellungen,
- Fig. 7b
- schematisch einen von dem erfindungsgemäßen Scheinwerfer aus Fig. 3a bis 3f beleuchteten
Bereich bei kritischer Abstrahlwinkeleinstellung zwischen Spotstellung und Flutstellung
des Scheinwerfers und
- Fig. 8
- schematisch ein Ausführungsbeipiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers mit eingezeichnetem
Koordinatensystem.
[0020] In Fig. 1a ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers im Querschnitt
dargestellt. Der Scheinwerfer weist ein becherartiges, undurchsichtiges Gehäuse 1
auf, in das an der Lichtaustrittsseite als Frontlinse des Scheinwerfers eine erste
Sammellinse 2 eingesetzt ist. Die in Abstrahlrichtung des Scheinwerfers gewandte Oberfläche
der ersten Sammellinse 2 ist rotationssymmetrisch und hat im Meridionalschnitt die
Form eines Hyperbelabschnitts, wobei der Scheitel der Hyperbel auf der optischen Achse
des Schweinwerfers liegt. Die Hyperbel genügt folgender Gleichung:
mit k= -1,5 und r = 52 mm
(k - Kegelschnittkonstante; r - Scheitelkrümmungsradius) Das zugrundeliegende Koordinatensystem
ist aus Fig. 8 ersichtlich.
[0021] Die ins Scheinwerferinnere gewandte Oberfläche der ersten Sammellinse 2 ist eine
Planfläche. Sie kann jedoch auch konkav gekrümmt ausgeführt werden. Dies gilt prinzipiell
für alle im folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Scheinwerfers.
[0022] Innerhalb des Gehäuses 1 sind auf einem Schlitten 3 eine Lichtquelle 4, die durch
eine Glühfadenlampe mit kleiner Wendel gebildet wird, und ein der Lichtquelle 4 zugeordneter
Reflektor 5 angeordnet. Die Lichtquelle 4 und der Reflektor 5 sind so montiert, daß
der resultierende Lichtstrahlengang in Richtung der ersten Sammellinse 2 gerichtet
ist. Außerdem ist auf dem Schlitten 3 im Strahlengang zwischen der Lichtquelle 4 und
der ersten Sammellinse 2 eine zweite Sammellinse 6 angeordnet. In der dargestellten
Ausführungsform des erfindungsgemäßen Scheinwerfers ist die zweite Sammellinse 6 eine
Meniskuslinse, deren zur ersten Sammellinse 2 hin gewandte Oberfläche genarbt ist.
[0023] Die zweite Sammellinse 6 ist bezüglich ihrer optischen Achse rotationssymmetrisch.
Die von der Lichtquelle 4 abgewandte, genarbte Oberfläche der zweiten Sammellinse
6 hat im Meridionalschnitt die Form eines Hyperbelabschnitts, wobei der Scheitelpunkt
der Hyperbel auf der optischen Achse des Scheinwerfers liegt. Die Hyperbel genügt
folgender Gleichung:
mit k = -1,1 und r = 24 mm.
[0024] Die Lichtquelle 4, der Reflektor 5 und die zweite Sammellinse 6 sind so montiert,
daß sowohl der Abstand zwischen der Lichtquelle 4 und der zweiten Sammellinse 6 als
auch der Abstand zwischen der Lichtquelle 4 und dem Reflektor 5 verändert werden kann.
[0025] Es ist ferner möglich, auch bei der ersten Sammellinse 2 eine Linsenfläche mit einer
Narbung zu versehen, so daß eine Mikrolinsenstruktur entsteht. Durch diese Maßnahme
wird eine besonders gute Gleichmäßigkeit der Lichtverteilung erreicht.
[0026] Fig. 1a zeigt die Lichtquelle 4, den Reflektor 5 und die zweite Sammellinse 6 in
einer Stellung maximalen Abstrahlwinkels des erfindungsgemäßen Scheinwerfers. Der
Abstand zwischen der ersten Sammellinse 2 und der zweiten Sammellinse 6 sowie der
Abstand zwischen der zweiten Sammellinse 6 und der Lichtquelle 4 sind entsprechend
den Scheinwerferdimensionen minimal, und der Abstand zwischen der Lichtquelle 4 und
dem Reflektor 5 ist der entsprechend den Montagegegebenheiten maximale Abstand.
[0027] Um den Abstrahlwinkel zu verkleinern, wird der Schlitten 3 in Richtung von der ersten
Sammellinse 2 weg bewegt. Dabei ist die Mechanik des Schlittens und mit ihm zusammenwirkender
Führungsteile so ausgelegt, daß die zweite Sammellinse 6 zunächst in ihrer ursprünglichen
Position verbleibt und sich nur die Lichtquelle 4 und der Reflektor 5 unter Beibehaltung
ihres ursprünglichen gegenseitigen Abstandes in Richtung von der ersten Sammellinse
2 weg bewegen. Diese Art der Bewegung dauert so lange an, bis der Abstand zwischen
der Lichtquelle 4 und der zweiten Sammellinse 6 einen vorbestimmten Wert erreicht
hat. Fig. 1b zeigt das optische System des erfindungsgemäßen Scheinwerfers in eben
dieser Position.
[0028] Bei weiterer Bewegung des Schlittens 3 in Richtung von der ersten Sammellinse 2 weg
verändert sich, wie in Fig. 1c dargestellt, zunächst weder der Abstand zwischen der
Lichtquelle 4 und dem Reflektor 5 noch der erreichte Abstand zwischen der Lichtquelle
4 und der zweiten Sammellinse 6. Je weiter sich die Lichtquelle 4 und der Reflektor
5 und die zweite Sammellinse 6 von der ersten Sammellinse 2 weg bewegen, um so kleiner
wird der Abstrahlwinkel und um so größer wird die Beleuchtungsstärke auf dem ausgeleuchteten
Feld.
[0029] Schließlich erreicht der Reflektor 5 einen entsprechend den Scheinwerferdimensionen
äußersten Abstand zur ersten Sammellinse 2 und hält in seiner Bewegung inne (siehe
Fig. 1d). Dies ist die Stellung, bei welcher der aus der US-A-4 823 243 bekannte Scheinwerfer
seinen minimalen Abstrahlwinkel und seine maximale Beleuchtungsstärke erreicht.
[0030] Auf dem Weg von der in Fig. 1a dargestellten Anfangsposition bis zu der in Fig. 1d
dargestellten Position durchläuft der Scheinwerfer eine kritische Abstrahlwinkeleinstellung,
bei welcher der aus der US-A-4 823 243 bekannte Scheinwerfer in seiner Lichtverteilungskennlinie
heller ausgeleuchtete Ränder zeigt (siehe Fig. 6a, 6b). Der erfindungsgemäße Scheinwerfer
mit der asphärischen Frontlinse 2 dagegen zeigt jedoch in allen Abstrahlwinkeleinstellungen,
insbesondere auch in der nach dem Stand der Technik kritischen Abstrahlwinkeleinstellung,
eine sehr gleichmäßige Lichtverteilungskennlinie. Eine solche wird mit Bezug auf Fig.
7a und 7b anhand eines anderen Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Scheinwerfers
weiter unten genauer erläutert.
[0031] Von der mechanischen Beweglichkeit seiner einzelnen Teile her entspricht der in den
Fig. 1a bis le dargestellte erfindungsgemäße Scheinwerfer dem in der EP-A-0 846 913
dargestellten Scheinwerfer. D. h., es ist möglich, ausgehend von der in Fig. 1d dargestellten
Scheinwerferposition, die Lichtquelle und die zweite Sammellinse 6 unter Beibehaltung
ihres erreichten gegenseitigen Abstandes bei stillstehendem Reflektor 5 noch weiter
von der ersten Sammellinse 2 weg und somit dichter an den Reflektor 5 heranzuführen
(siehe Fig. 1e).
[0032] In den Fig. 2a bis 2e ist ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Scheinwerfers dargestellt. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist die in Abstrahlrichtung
des Scheinwerfers gerichtete Oberfläche der ersten Sammellinse 2 bezüglich ihrer optischen
Achse rotationssymmetrisch, und die ins Scheinwerferinnere gerichtete Oberfläche der
ersten Sammellinse 2 ist ein Planfläche. Der Unterschied zu dem in den Fig. 1a bis
1e dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers hinsichtlich
der ersten Sammellinse 2 besteht darin, daß die in die Abstrahlrichtung des Scheinwerfers
gewandte Oberfläche der ersten Sammellinse 2 die Form eines Ellipsenabschnitts hat,
wobei die kleine Achse der Ellipse auf der optischen Achse des Scheinwerfers liegt.
Die Ellipse genügt folgender Gleichung:
mit k = -0,6 und r = 52 mm.
[0033] Auch bei dem in den Figuren 2a bis 2e dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Scheinwerfers ist die zweite Sammellinse 6 eine Meniskuslinse. Die von der Lichtquelle
4 abgewandte Oberfläche der zweiten Sammellinse 6 ist bezüglich ihrer optischen Achse
rotationssymmetrisch und hat im Meridionalschnitt die Form eines Ellipsenabschnitts,
wobei die kleine Achse der Ellipse auf der optischen Achse des Scheinwerfers liegt.
Die Ellipse genügt folgender Gleichung:
mit k = -0,6 und r = 24 mm.
[0034] Hinsichtlich der mechanischen Beweglichkeit der einzelnen Teile entspricht das in
den Fig. 2a bis 2e dargestellte Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers
im wesentlichen dem in den Fig. 1a bis 1e gezeigten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Scheinwerfers. Der einzige Unterschied besteht darin, daß, wenn der Reflektor 5 seinen
entsprechend den Scheinwerferdimensionen äußersten Abstand zur ersten Sammellinse
2 erreicht hat, bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 2a bis 2e auch die zweite
Sammellinse 6 nicht weiter von der ersten Sammellinse 2 wegbewegt werden kann. In
diesem Falle wird nur die Lichtquelle 4 unter Beibehaltung des gegenseitigen maximalen
Abstandes zwischen zweiter Sammellinse 6 und Reflektor 5 weiter an den Reflektor 5
herangeführt, sobald der Reflektor 5 und die zweite Sammellinse 6 ihre in dieser Ausführungsform
größtmögliche Entfernung von der ersten Sammellinse 2 erreicht haben (siehe Fig. 2e).
Die Vorteile einer solchen mechanischen Ausführung sind in der EP-A-0 846 913 ausführlich
beschrieben. Gleiches gilt für die zu dem oben beschriebenen Bewegungsablauf entgegengesetzte
Bewegung der Lichtquelle 4, des Reflektors 5 und der zweiten Sammellinse 6 in Richtung
auf die erste Sammellinse 2. Es erfolgt praktisch nur eine einfache Umkehrung des
Bewegungsablaufs. Bezüglich einer genauen Beschreibung sei auf die EP-A-0 846 913
verwiesen.
[0035] Neben mechanischen Schlittensystemen, die die oben beschriebenen Bewegungsabläufe
ermöglichen, gibt es in anderen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Scheinwerfers
Schlittensysteme, die leicht modifizierte Bewegungen hervorrufen. So bleibt z.B. bei
einer Ausführungsform die zweite Sammellinse 6 im hinteren Abschnitt der Fortbewegung
des Schlittens 3 von der ersten Sammellinse 2 nicht schlagartig stehen, sondern es
wird bei konstanter Relativgeschwindigkeit zwischen der Lichtquelle 4 und der ersten
Sammellinse 2 die Relativgeschwindigkeit zwischen der zweiten Sammellinse 6 und der
ersten Sammellinse 2 kontinuierlich verlangsamt, bis die zweite Sammellinse 6 dann
schließlich stehenbleibt, während sich der Reflektor 5 und die Lichtquelle 4 unter
Beibehaltung ihres gegenseitigen Abstandes noch von der ersten Sammellinse 2 fort
bewegen (Fig. 3a bis 3e). Schließlich erreicht der Reflektor 5 die in Fig. 3e gezeigte
äußerste Position, und nur noch die Lichtquelle 4 bewegt sich von der ersten Sammellinse
2 weg, bis auch die Lichtquelle 4 schließlich ihre äußerste Position erreicht hat
(Fig. 3f). Die Umkehrung dieses Bewegungsablaufes erfolgt entsprechend.
[0036] Die erste Sammellinse 2 des in den Fig. 3a bis 3f dargestellten Ausführungsbeispiels
des erfindungsgemäßen Scheinwerfers entspricht der ersten Sammellinse 2 aus dem in
den Fig. 2a bis 2e gezeigten Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied, daß die Ellipsenkonstanten
k und r in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3a bis 3f folgende Werte haben:
k = -0,5
r = 52 mm
[0037] Die zweite Sammellinse 6 ist in dem Ausführungsbeispiel von Fig. 3a bis 3f als Meniskuslinse
ausgebildet, deren von der Lichtquelle 4 abgewandte Oberfläche im Meridionalschnitt
die Form eines Hyperbelabschnitts hat, wobei der Scheitelpunkt der Hyperbel auf der
optischen Achse des Schweinwerfers liegt. Die Hyperbel genügt folgender Gleichung:
mit k = -1,3 und r = 24 mm.
[0038] In Fig. 7a sind Beleuchtungsstärkekennlinien für das in den Fig. 3a bis 3f dargestellte
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers gezeigt. Im Vergleich mit
den in Fig. 6a dargestellten Beleuchtungsstärkekennlinien nach dem Stand der Technik
wird die verbesserte Gleichmäßigkeit der Ausleuchtung mittels des erfindungsgemäßen
Scheinwerfers deutlich. Die nach dem Stand der Technik außerhalb der Spotstellung
auftretenden Intensitätserhöhungen am Rand sind auch in der bisher kritischen Abstrahlwinkeleinstellung
zwischen Spotstellung und Flutstellung verschwunden. Einen direkten Vergleich für
die kritische Abstrahlwinkeleinstellung liefern die Fig. 6b und 7b.
[0039] Neben den in den Fig. 1a bis 3f dargestellten Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen
Scheinwerfers gibt es vielfältige weitere Variationsmöglichkeiten für Ausführungsformen
des erfindungsgemäßen Scheinwerfers. Eine erste Sammellinse 2 mit im Meridionalschnitt
hyperbolischer von der Lichtquelle 4 abgewandter Oberfläche kann z. B. auch mit einer
zweiten Sammellinse 6 kombiniert werden, deren von der Lichtquelle 4 abgewandte Oberfläche
im Meridionalschnitt die Form eines Ellipsenabschnitts hat. Ein solches Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Scheinwerfers ist in den Fig. 4a bis 4c dargestellt. Die in
Abstrahlrichtung des Scheinwerfers gewandte Oberfläche der ersten Sammellinse 2 ist
bei diesem Ausführungsbeispiel rotationssymmetrisch und hat im Meridionalschnitt die
Form eines Hyperbelabschnitts, wobei der Scheitel der Hyperbel auf der optischen Achse
des Scheinwerfers liegt. Die Hyperbel genügt folgender Gleichung:
mit k = -2 und r = 52 mm
[0040] Die ins Scheinwerferinnere gewandte Oberfläche der ersten Sammellinse 2 ist eine
Planfläche.
[0041] Die zweite Sammellinse 6 ist bezüglich ihrer optischen Achse rotationssymmetrisch.
Die von der Lichtquelle 4 abgewandte, genarbte Oberfläche der zweiten Sammellinse
6 hat im Meridionalschnitt die Form eines Ellipsenabschnitts, wobei der Scheitelpunkt
der Ellipse auf der optischen Achse des Scheinwerfers liegt. Die Ellipse genügt folgender
Gleichung:
mit k = -0,4 und r = 24 mm
[0042] Der Bewegungsmechanismus bei dem in den Fig. 4a bis 4c dargestellten vierten Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemä-ßen Scheinwerfers funktioniert folgendermaßen: Fig. 4a zeigt die
Lichtquelle 4, den Reflektor 5 und die zweite Sammellinse 6 in einer Stellung maximalen
Abstrahlwinkels des Scheinwerfers. Um den Abstrahlwinkel zu verkleinern, wird der
Schlitten 3 in Richtung von der ersten Sammellinse 2 weg bewegt. Dabei ist in diesem
Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Scheinwerfers die Mechanik des Schlittens
und mit ihm zusammenwirkender Führungsteile so ausgelegt, daß sich die Abstände der
zweiten Sammellinse 6, der Lichtquelle 4 und des Reflektors 5 untereinander zunächst
nicht verändern. Sobald der Schlitten 3 jedoch einen bestimmten Abstand von der ersten
Sammellinse 2 erreicht hat, hält die zweite Sammellinse 6 in ihrer Bewegung inne,
während sich die Lichtquelle 4 und der Reflektor 5 unter Beibehaltung ihres gegenseitigen
Abstandes gemeinsam noch weiter von der ersten Sammellinse 2 und jetzt auch von der
zweiten Sammellinse 6 weg bewegen, bis sie ihren konstruktiv bedingten größtmöglichen
Abstand von der ersten Sammellinse 2 erreichen (siehe Fig. 4c).
[0043] Bei der Bewegung des Schlittens 3 aus der Spotstellung (Fig. 4c) in die Flutstellung
(Fig. 4a) läuft der soeben beschriebene Bewegungsvorgang in genau umgekehrter Reihenfolge
ab. Zunächst bewegen sich die Lichtquelle 4 und der Reflektor 5 unter Beibehaltung
ihres gegenseitigen Abstandes auf die beiden Sammellinsen 6 und 2 zu. Sobald ein bestimmter
Abstand zwischen Lichtquelle 4/Reflektor 5 einerseits und der zweiten Sammellinse
6 andererseits erreicht ist, nimmt die zweite Sammellinse 6 an der Bewegung teil,
und die Lichtquelle 4, der Reflektor 5 und die zweite Sammellinse 6 bewegen sich nun
unter Beibehaltung ihrer gegenseitigen Abstände auf die erste Sammellinse 2 zu.
[0044] Mechanisch kann man eine wie oben unter Bezugnahme auf die Fig. 4a bis 4c beschriebene
Bewegung der auf dem Schlitten 3 montierten optischen Elemente z. B. erreichen, indem
man die zweite Sammellinse 6 innerhalb des Schlittens 3 auf einer beweglichen Führungsschiene
7 montiert, die auf der von der ersten Sammellinse 2 abgewandten Seite über den Grundkörper
des Schlittens 3 hinausragt und bezüglich der Einheit Lichtquelle 4/Reflektor 5 mit
einer Feder und mit einem geeigneten Anschlag versehen ist.
[0045] Generell gilt für den erfindungsgemäßen Scheinwerfer, daß die zweite Sammellinse
6 auch nicht unbedingt als Meniskuslinse oder als asphärische Linse ausgebildet sein
muß.
[0046] Bei anderen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Scheinwerfers ist die nach
innen gerichtete Oberfläche der ersten Sammellinse 2 asphärisch. Ferner muß das Schlittensystem
nicht unbedingt wie in der US-A-4 823 243 oder in der EP-A-0 846 913 beschrieben ausgebildet
sein. Es gibt daher auch Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Scheinwerfers,
bei denen der Abstand zwischen Reflektor 5, Lichtquelle 4 und zweiter Sammellinse
6 nicht verändert werden kann. Bei diesen Ausführungsbeispielen ist es nur möglich,
die drei eben genannten Elemente mit Hilfe des Schlittens 3 als starre optische Einheit
gemeinsam relativ zur ersten Sammellinse 2 zu bewegen. Die möglichen Gestaltungsvarianten
der ersten Linse 2 als asphärische Linse werden von dieser mechanischen Konstruktion
ebensowenig beeinträchtigt wie die Gestaltungsvarianten der zweiten Linse 6.
[0047] Außerdem ist es nicht unbedingt notwendig, daß als asphärische Frontlinse 2 eine
rotationssymmetrische Linse zum Einsatz gelangt. Es sind auch Ausführungsbeispiele
mit nichtrotationssymmetrischen asphärischen Linsen möglich. Falls jedoch, wie oben
beschrieben, asphärische Linsen mit hyperbolischen oder ellipsoiden Oberflächen verwendet
werden, so müssen diese nicht unbedingt so angeordnet werden, daß die Hyperbelscheitel
bzw. kleinen Ellipsenhalbachsen auf der optischen Achse des Schweinwerfers liegen.
Es sind auch Ausführungsbeispiele denkbar, bei denen die entsprechenden Linsen zur
optischen Achse des Schweinwerfers versetzt angeordnet sind. Dies gilt sowohl für
die erste Sammellinse 2, als auch für die zweite Sammellinse 6.
[0048] In den Fig. 1a bis 3f ist der Reflektor 5 stets als ein relativ flacher Reflektor
und die Lichtquelle 4 als eine aufrecht stehende Glühfadenlampe dargestellt. Es ist
jedoch auch möglich, einen tiefen Reflektor und/oder eine liegend angebrachte Lampe
zu verwenden.
[0049] Anstelle der im obigen Ausführungsbeispiel genannten Glühfadenlampe kann die Lichtquelle
4 z.B. auch durch eine Halogenlampe oder durch eine Entladungslampe ohne Wendel mit
Lichtfleck zwischen zwei Elektroden gebildet werden.
[0050] Obwohl oben die Verwendung einer asphärischen Frontlinse in Verbindung mit einem
sehr speziellen Schweinwerfer mit veränderlichem Abstrahlwinkel beschrieben wurde,
bei dem die asphärische Frontlinse vor allem in den Scheinwerferstellungen zwischen
Spotstellung und Flutstellung eine noch gleichmäßigere Lichtverteilung im Vergleich
zu den aus dem Stand der Technik bekannten derartigen Scheinwerfern bewirkt, lassen
sich asphärische Frontlinsen auch in allen möglichen anderen Scheinwerfern mit veränderlichem
Abstrahlwinkel verwenden, um die Lichtverteilung des Scheinwerfers zu beeinflussen.
Dies gilt insbesondere für Scheinwerfer mit auswechselbarer Frontlinse. Die asphärische
Frontlinse kann hierbei rotationssymmetrisch oder nicht rotationssymmetrisch sowie
auf der optischen Achse des Scheinwerfers zentriert oder zur optischen Achse des Schweinwerfers
versetzt angeordnet sein.
[0051] Außer den oben angegebenen Werten können die Kegelschnittkonstanten r und k noch
vielfältige weitere Werte annehmen. Der für praktische Anwendungen tatsächlich bedeutsame
Wertebereich des r erstreckt sich von 15 mm bis 150 mm. Ist k kleiner als 0, jedoch
größer als -1, so liefert die oben angegebene Gleichung eine ellipsoide Fläche. Bei
k = -1 ergibt sich eine paraboloide Fläche und bei k < -1 eine hyperboloide Fläche.
k kann beliebig kleine Werte annehmen, und r ist auch nicht auf den obengenannten
Wertebereich beschränkt.
[0052] Abschließend sei noch ausdrücklich darauf verwiesen, daß sich die Erfindung nicht
auf Scheinwerfer einer bestimmten Leistungsklasse beschränkt. Beispielsweise kann
man erfindungsgemäße Scheinwerfer sowohl als Miniaturscheinwerfer mit einer Leistung
von einigen 10 W als auch als Hochleistungsscheinwerfer mit einer Leistung von einigen
10 kW ausführen.
1. Scheinwerfer mit veränderlichem Abstrahlwinkel, bei dem die Veränderung des Abstrahlwinkels
anders als durch Abschattung des Strahlenganges mittels Blende oder Maske hervorgerufen
wird, mit einer im Scheinwerferinneren angeordneten Lichtquelle (4) und einer ersten
Linse (2), welche die Frontlinse des Scheinwerfers und zumindest auf einer Fläche
genarbt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linse (2) eine asphärische Linse ist.
2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linse (2) bezüglich ihrer optischen Achse rotationssymmetrisch ausgebildet
ist.
3. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die ins Scheinwerferinnere gerichtete Oberfläche der ersten Linse (2) asphärisch
ist.
4. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abstrahlrichtung des Scheinwerfers gewandte Oberfläche der ersten Linse (2)
im Meridionalschnitt die Form eines von einem Kreisabschnitt verschiedenen Kegelschnitt-Abschnitts
hat.
5. Scheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abstrahlrichtung des Scheinwerfers gewandte Oberfläche der ersten Linse (2)
im Meridionalschnitt die Form eines Hyperbelabschnitts hat.
6. Scheinwerfer nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelpunkt der Hyperbel auf der optischen Achse des Scheinwerfers liegt.
7. Scheinwerfer nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hyperbel folgender Gleichung genügt:
wobei k ein Wert aus dem Bereich von -3,0 bis -1,1 und r ein Wert aus dem Bereich
von 40 mm bis 100 mm ist.
8. Scheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in Abstrahlrichtung des Scheinwerfers gewandte Oberfläche der ersten Linse (2)
im Meridionalschnitt die Form eines Ellipsenabschnitts hat.
9. Scheinwerfer nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Achse der Ellipse auf der optischen Achse des Scheinwerfers liegt.
10. Scheinwerfer nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ellipse folgender Gleichung genügt:
wobei k ein Wert aus dem Bereich von -0,9 bis -0,5 und r ein Wert aus dem Bereich
von 40 mm bis 100 mm ist.
11. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ins Scheinwerferinnere gewandte Oberfläche der ersten Linse (2) sphärisch ist.
12. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ins Scheinwerferinnere gewandte Oberfläche der ersten Linse (2) plan oder in
Richtung von der Lichtquelle (4) weg gewölbt ist.
13. Scheinwerfer nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
- einen der Lichtquelle (4) zugeordneten Reflektor (5)
und
- eine im Strahlengang zwischen der Lichtquelle (4) und der ersten Linse (2) angeordnete
zweite Linse (6), wobei der Reflektor (5), die Lichtquelle (4) und die zweite Linse
(6) als eine relativ zur ersten Linse (2) längs der optischen Achse des Scheinwerfers
bewegliche optische Einheit montiert sind.
14. Scheinwerfer nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linse (6) zumindest auf einer Fläche genarbt ist.
15. Scheinwerfer nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linse (6) bezüglich ihrer optischen Achse rotationssymmetrisch ausgebildet
ist.
16. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linse (6) eine asphärische Linse ist.
17. Scheinwerfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die der Lichtquelle (4) zugewandte Oberfläche der zweiten Linse (6) asphärisch ist.
18. Scheinwerfer nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Lichtquelle (4) abgewandte Oberfläche der zweiten Linse (6) im Meridionalschnitt
die Form eines von einem Kreisabschnitt verschiedenen Kegelschnitt-Abschnitts hat.
19. Scheinwerfer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Lichtquelle (4) abgewandte Oberfläche der zweiten Linse (6) im Meridionalschnitt
die Form eines Hyperbelabschnitts hat.
20. Scheinwerfer nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelpunkt der Hyperbel auf der optischen Achse des Scheinwerfers liegt.
21. Scheinwerfer nach Anspruch 20,
dadurch gekennzeichnet, daß die Hyperbel folgender Gleichung genügt:
wobei k ein Wert aus dem Bereich von -3,0 bis -1,1 und r ein Wert aus dem Bereich
von 20 mm bis 70 mm ist.
22. Scheinwerfer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die von der Lichtquelle (4) abgewandte Oberfläche der zweiten Linse (6) im Meridionalschnitt
die Form eines Ellipsenabschnitts hat.
23. Scheinwerfer nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die kleine Achse der Ellipse auf der optischen Achse des Scheinwerfers liegt.
24. Scheinwerfer nach Anspruch 23,
dadurch gekennzeichnet, daß die Ellipse folgender Gleichung genügt:
wobei k ein Wert aus dem Bereich von -0,9 bis -0,5 und r ein Wert aus dem Bereich
von 20 mm bis 70 mm ist.
25. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 13 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linse (6) eine Meniskuslinse ist.
26. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 13 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Lichtquelle (4) und der zweiten Linse (6) innerhalb der
optischen Einheit veränderbar ist.
27. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 13 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Lichtquelle (4) und dem Reflektor (5) innerhalb der optischen
Einheit veränderbar ist.
1. Spotlight with a variable emission angle, in which the variation in the emission angle
is caused otherwise than by shading the beam path by means of a diaphragm or mask,
having a light source (4) arranged in the spotlight interior, and a first lens (2)
which is the front lens of the spotlight and is embossed at least on one face, characterized in that the first lens (2) is an aspheric lens.
2. Spotlight according to claim 1, characterized in that the first lens (2) is designed in a rotationally symmetrical fashion with reference
to its optical axis.
3. Spotlight according to one of the preceding claims, characterized in that the surface of the first lens (2) which is directed into the spotlight interior is
aspheric.
4. Spotlight according to one of the preceding claims, characterized in that in meridian section the surface of the first lens (2) facing in the direction of
emission of the spotlight has the shape of a conic section segment other than a circular
segment.
5. Spotlight according to claim 4, characterized in that in meridian section the surface of the first lens (2) facing in the direction of
emission of the spotlight has the shape of a hyperbolic segment.
6. Spotlight according to claim 5, characterized in that the apex of hyperbola lies on the optical axis of the spotlight.
7. Spotlight according to claim 6,
characterized in that the hyperbola satisfies the following equation:
k being a value from the range of -3.0 to -1.1, and r being a value from the range
of 40 mm to 100 mm.
8. Spotlight according to claim 4, characterized in that in meridian section the surface of the first lens (2) facing in the direction of
emission of the spotlight has the shape of an elliptical segment.
9. Spotlight according to claim 8, characterized in that the minor axis of the ellipse lies on the optical axis of the spotlight.
10. Spotlight according to claim 9,
characterized in that the ellipse satisfies the following equation:
k being a value from the range of -0.9 to -0.5, r being a value from the range of
40 mm to 100 mm.
11. Spotlight according to claim 1, characterized in that the surface of the first lens (2) facing into the spotlight interior is spherical.
12. Spotlight according to claim 1, characterized in that the surface of the first lens (2) facing into the spotlight interior is plane, or
convex in the direction away from the light source (4).
13. Spotlight according to one of the preceding claims,
characterized by
- a reflector (5) assigned to the light source (4),
and
- a second lens (6) arranged in the beam path between the light source (4) and the
first lens (2), the reflector (5), the light source (4) and the second lens (6) being
mounted as an optical unit which can move relative to the first lens (2) along the
optical axis of the spotlight.
14. Spotlight according to claim 13, characterized in that the second lens (6) is embossed at least on one face.
15. Spotlight according to claim 13 or 14, characterized in that the second lens (6) is designed in a rotationally symmetrical fashion with reference
to its optical axis.
16. Spotlight according to one of claims 13 to 15, characterized in that the second lens (6) is an aspheric lens.
17. Spotlight according to claim 16, characterized in that the surface of the second lens (6) facing the light source (4) is aspheric.
18. Spotlight according to claim 16 or 17, characterized in that in meridian section the surface of the second lens (6) averted from the light source
(4) has the shape of a conic section segment other than a circular segment.
19. Spotlight according to claim 18, characterized in that in meridian section the surface of the second lens (6) averted from the light source
(4) has the shape of a hyperbolic segment.
20. Spotlight according to claim 19, characterized in that the apex of the hyperbola lies on the optical axis of the spotlight.
21. Spotlight according to claim 20,
characterized in that the hyperbola satisfies the following equation:
k being a value from the range of -3.0 to -1.1, and r being a value from the range
of 20 mm to 70 mm.
22. Spotlight according to claim 18, characterized in that in meridian section the surface of the second lens (6) averted from the light source
(4) has the shape of an elliptical segment.
23. Spotlight according to claim 22, characterized in that the minor axis of the ellipse lies on the optical axis of the spotlight.
24. Spotlight according to claim 23,
characterized in that the ellipse satisfies the following equation:
k being a value from the range of -0.9 to -0.5, and r being a value in the range of
20 mm to 70 mm.
25. Spotlight according to one of claims 13 to 24, characterized in that the second lens (6) is a meniscus lens.
26. Spotlight according to one of claims 13 to 25, characterized in that the distance between the light source (4) and the second lens (6) inside the optical
unit can be varied.
27. Spotlight according to one of claims 13 to 26, characterized in that the distance between the light source (4) and the reflector (5) inside the optical
unit can be varied.
1. Projecteur à angle de rayonnement variable, dans lequel la variation de l'angle de
rayonnement est réalisée autrement que par occultation du faisceau lumineux au moyen
d'un diaphragme ou d'un masque, possédant une source lumineuse (4) disposée à l'intérieur
du projecteur et une première lentille (2) qui est la lentille frontale du projecteur
et est striée au moins sur une surface, caractérisé en ce que la première lentille (2) est une lentille asphérique.
2. Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première lentille (2) est à symétrie de révolution par rapport à son axe optique.
3. Projecteur selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de la première lentille (2) qui est dirigée vers l'intérieur du projecteur
est asphérique.
4. Projecteur selon une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de la première lentille (2) qui regarde dans la direction du rayonnement
du projecteur a la forme d'un segment de section conique différente d'un segment de
cercle en coupe méridienne.
5. Projecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface de la première lentille (2) qui regarde dans la direction du rayonnement
du projecteur a la forme d'un segment d'hyperbole en coupe méridienne.
6. Projecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que le sommet de l'hyperbole se trouve sur l'axe optique du projecteur.
7. Projecteur selon la revendication 6,
caractérisé en ce que l'hyperbole vérifie l'équation suivante :
où
k est une valeur prise dans l'intervalle allant de -3,0 à -1,1, et
r une valeur prise dans l'intervalle allant de 40 mm à 100 mm.
8. Projecteur selon la revendication 4, caractérisé en ce que la surface de la première lentille (2) qui regarde dans la direction du rayonnement
du projecteur a la forme d'un segment d'ellipse en coupe méridienne.
9. Projecteur selon la revendication 8, caractérisé en ce que le petit axe de l'ellipse est situé sur l'axe optique du projecteur.
10. Projecteur selon la revendication 9,
caractérisé en ce que l'ellipse vérifie l'équation suivante :
où k est une valeur prise dans l'intervalle allant de -0,9 à -0,5, et
r une valeur prise dans l'intervalle allant de 40 mm à 100 mm.
11. Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de la première lentille (2) qui regarde vers l'intérieur du projecteur
est sphérique.
12. Projecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de la première lentille (2) qui regarde vers l'intérieur du projecteur
est plane ou bombée dans la direction qui s'éloigne de la source lumineuse (4).
13. Projecteur selon une des revendications précédentes,
caractérisé par
- un réflecteur (5) associé à la source lumineuse (4); et
- une deuxième lentille (6) disposée sur la trajectoire du faisceau entre la source
lumineuse (4) et la première lentille (2), le réflecteur (5), la source lumineuse
(4) et la deuxième lentille (6) étant montés sous la forme d'une unité optique pouvant
se déplacer par rapport à la première lentille (2) le long de l'axe optique du projecteur.
14. Projecteur selon la revendication 13, caractérisé en ce que la deuxième lentille (6) est striée au moins sur une face.
15. Projecteur selon la revendication 13 ou 14, caractérisé en ce que la deuxième lentille (6) est à symétrie de révolution par rapport à son axe optique.
16. Projecteur selon une des revendications 13 à 15, caractérisé en ce que la deuxième lentille (6) est une lentille asphérique.
17. Projecteur selon la revendication 16, caractérisé en ce que la surface de la deuxième lentille (6) qui est dirigée vers la source lumineuse (4)
est asphérique.
18. Projecteur selon la revendication 16 ou 17, caractérisé en ce que la surface de la deuxième lentille (6) qui est dirigée à l'opposé de la source lumineuse
(4) a en coupe méridienne la forme d'un segment d'une section conique différente d'un
segment de cercle.
19. Projecteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que la surface de la deuxième lentille (6) qui est dirigée à l'opposé de la source lumineuse
(4) a la forme d'un segment d'hyperbole en section méridienne.
20. Projecteur selon la revendication 19, caractérisé en ce que le sommet de l'hyperbole se trouve sur l'axe optique du projecteur.
21. Projecteur selon la revendication 20,
caractérisé en ce que l'hyperbole vérifie l'équation suivante :
où
k est une valeur prise dans l'intervalle allant de -3,0 à -1,1, et r une valeur prise
dans l'intervalle allant de 20 mm à 70 mm.
22. Projecteur selon la revendication 18, caractérisé en ce que la surface de la deuxième lentille (6) qui est dirigée à l'opposé de la source lumineuse
(4) a la forme d'un segment d'ellipse en coupe méridienne.
23. Projecteur selon la revendication 22, caractérisé en ce que le petit axe de l'ellipse se trouve sur l'axe optique du projecteur.
24. Projecteur selon la revendication 23,
caractérisé en ce que l'ellipse vérifie l'équation suivante :
où
k est une valeur prise dans l'intervalle allant de -0,9 à -0,5, et
r une valeur prise dans l'intervalle allant de 20 mm à 70 mm.
25. Projecteur selon une des revendications 13 à 24, caractérisé en ce que la deuxième lentille (6) est une lentille ménisque.
26. Projecteur selon une des revendications 13 à 25, caractérisé en ce que la distance entre la source lumineuse (4) et la deuxième lentille (6) peut être modifiée
à l'intérieur de l'unité optique.
27. Projecteur selon une des revendications 13 à 26, caractérisé en ce que la distance entre la source lumineuse (4) et le réflecteur (5) peut être modifiée
à l'intérieur de l'unité optique.