Scheinwerfer für Abblendlicht oder Nebellicht von Kraftfahrzeugen

Abstract

 Der Scheinwerfer für Abblendlicht von Kraftfahrzeugen hat ein aus gepreßtem Glas hergestelltes Objektiv (15), dessen eine Seite asphärische Teilflächen (16; 17, 17') gleicher oder unterschiedlicher Asphären aufweist. Die Teilflächen sind in Richtung der Achse (12) versetzt, wobei die Ver­satzstufe (19) Abrundungen (20, 21) aufweist.
Hierdurch ist unmittelbar durch das Objektiv (15) so­wohl ein Eingriff in die Lichtverteilung als auch eine Korrektur des Lichtbündelfarbsaumes möglich.

Beschreibung

Stand der Technik

[0001] Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Abblend­licht oder Nebellicht von Kraftfahrzeugen nach der Gattung des Anspruchs 1. Bekannt ist bei derartigen Scheinwerfern, daß deren Lichtverteilung im wesent­lichen durch die Form des Reflektors bestimmt wird. Darüber hinaus wurde bereits vorgeschlagen, den stören­den, nichtzulässigen Farbsaum des Lichtbündels durch optische Mittel möglichst zu unterdrücken oder gar aus­zuschalten.

[0002] Hierfür sind zusätzliche Einrichtungen am Scheinwerfer erforderlich, die zwangsläufig einen erhöhten technischen Aufwand verursachen und bei extremen Betriebsbedingungen die Funktionssicherheit des Scheinwerfers u. U. beein­trächtigen.

Vorteile der Erfindung

[0003] Mit dem Scheinwerfer für Abblendlicht oder Nebellicht von Kraftfahrzeugen nach der Erfindung wird das im vor­erwähnten Stand der Technik dargelegte Problem gelöst. Durch die einstückige Anordnung der Mittel am Objektiv sind keine Einrichtungen erforderlich, die einen er­höhten technischen Aufwand verursachen und die Funktion des Scheinwerfers ggf. beeinträchtigen könnten.

[0004] Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Mit dem Scheinwerfer nach Anspruch 2 wird eine erste Ausführungsform geschaffen, und eine zweite und dritte mit den Ansprüchen 6 bzw. 9.

[0005] Wird für den Scheinwerfer für Abblendlicht oder Nebellicht von Kraftfahrzeugen eine sogenannte abbildende Optik ver­wendet, so erfolgt eine scharfe Abbildung der Helldunkel­grenze auf der Fahrbahn, d. h. der Übergang von Hell zu Dunkel ist plötzlich. Eine derartige scharfe Helldunkel­grenze entspricht zwar der ECE-Regelung, jedoch ist eine gewisse Unschärfe der Helldunkelgrenze wünschenswert; für Scheinwerfer, die in den USA zugelassen werden, sogar erforderlich. Mit Anspruch 15 wird dieses Erfordernis mit technisch einfachen Mitteln erreicht.

[0006] Mit Anspruch 16 wird ein Weg gewiesen, um die Oberflachen­streuung in dem vorgegebenen Streubereich zu erhalten. In der Filmprojektionstechnik sind die Mikroelemente als sogenannte Narbung oder Apfelsinenschalenstruktur auf mindestens einer Linsenoberfläche der Beleuchtungsoptik (Kondensor) angeordnet, um hierdurch die Struktur des Leuchtkörpers aufzulösen, der im Bildfenster des Pro­jektors abgebildet wird. Mikroerhebungen auf einer Linse der abbildenden Optik, d. h. auf dem Projektionsobjektiv, wären jedoch in der Filmprojektionstechnik ein unzumutba­rer Mangel. Bei dem nach dem Projektionssystem wirkenden Kraftfahrzeug-Scheinwerfer ist anstatt des Kondensors der Reflektor angeordnet, und es ist im Vergleich zur Film­projektionstechnik wesentlich, daß die Mikroerhebungen innerhalb der Projektionsoptik gezielt eingesetzt werden.

[0007] Mit Anspruch 17 wird die Unschärfe der Helldunkelgrenze mit einfachen Mitteln günstig auf einen sinnvollen Be­reich begrenzt. Mit Anspruch 18 ist ein Weg aufgezeigt, um die die Mikroerhebungen formende Struktur des Preß­werkzeuges technisch einfach festzulegen.

[0008] Mit Anspruch 19 und im einzelnen mit den Ansprüchen 20 bis 23 wird die gewünschte Unschärfe der Helldunkelgrenze auch dann erreicht, wenn nur ein Teilbereich der Linsenober­fläche die Mikroerhebungen aufweist.

Zeichnung

[0009] Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der Figurenbeschreibung näher erläutert. Es zeigen jeweils in unmaßstäblicher und schematisch vereinfachter Darstellung: Figur 1 eine perspektivische Darstellung eines Scheinwerfers für Abblendlicht von Kraftfahrzeugen in erster Ausbildungs­form des Objektivs; Figur 2 einen abschnittsweisen Axialschnitt im Bereich zweier Teilfläche der einen Seite des Objektivs; Figur 3 die Frontansicht des Ob­jektivs in zweiter Ausführungsform; Figur 4 den Axial­schnitt durch das Objektiv in dritter Ausführungs­form in einer ersten Abwandlung; und Figur 5 die Ansicht des Objektivs in Richtung der reflektierten Lichtstrah­len in ebenfalls dritter Ausführungsform, jedoch in einer zweiten Abwandlung.

[0010] Figur 6 ein stark vergrößerter Abschnitt eines Axial­schnittes durch ein Objektiv; Figur 7 abschnittsweise den stark vergrößerten Axialschnitt durch ein Objektiv mit benachbartem Preßwerkzeug in einer ersten Ausbildung; Figur 8 wie Figur 7, jedoch in einer zweiten Ausbildung; und die Figuren 9a bis 9d die verkleinerte Frontansicht des Objektivs mit vier unterschiedlichen Ausbildungsfor­men von Teilbereichen mit glatter Oberfläche.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

[0011] Ein Scheinwerfer für Abblendlicht von Kraftfahrzeugen hat einen Reflektor 10, eine Lichtquelle 11 und eine Achse 12. Die von der Lichtquelle 11 erzeugten (nicht dargestellten) Strahlen bilden durch Reflexion am Re­flektor 10 ein Lichtbündel; in dessen Strahlengang sind angeordnet: Die optisch wirksame Kante 14 einer Blende 13 und davor ein aus gepreßtem Gals hergestelltes Ob­jektiv 15; dieses bildet die Kante 14 der Blende 13 als Helldunkelgrenze des Abblendlichtbündels auf der Fahr­bahn ab.

[0012] Die dem Reflektor 10 abgewandte Seite des Objektivs hat eine mittlere, asphärische Teilfläche 16 und eine obere und untere ebenfalls asphärische Teilfläche 17, 17'; hier­bei ist die Asphäre der Teilfläche 16 unterschiedlich zu der beider Teilflächen 17, 17'. Die benachbarten Teilflächen 16/17 und 16/17' berühren sich in einer Linie 18, die in einer Ebene liegt. Die Linie der Be­rührung benachbarter Teilflächen kann in einer gewölbten oder ringförmigen Ebene liegen. Die Teilflächen 16, 17, 17' sind optische Mittel zur Beeinflussung der Licht­verteilung und zur Korrektur des Farbsaumes vom Licht­bündel. Dies wird durch Änderung der Asphäre erreicht.

[0013] Wie aus Figur 2 ersichtlich, sind die Teilflächen 16, 17 (und ebenso 17') mit gleicher oder unterschiedlicher Asphäre des Objektivs 15 in Richtung der Achse 12 des Scheinwerfers zueinander versetzt, und die durch den Versatz entstehende Stufe 19 ist abgerundet, d. h. die Stufe 19 bildet mit der Teilfläche 17 eine Rundkante 20 und mit der Teilfläche 16 eine Hohlkehle 21.

[0014] Beim Objektiv 25 der zweiten Ausführungsform in Figur 3 ist die eine Seite 26 nichtrotationssymmetrisch ausge­bildet, wobei Axialschnitte dieser Seite 26 in mindestens einem Parameter der zugehörigen Linsenformel sich konti­nuierlich ändern. Ist die Linsenformel beispielsweise

so ist der veränderbare Parameter "c" und/oder "q".

[0015] Die Form der Asphäre der nichtrotationssymmetrischen Seite 26 des Objektivs 25 verändert sich derart, daß bei 90 Winkelgraden ein Maximum der Abweichung bezüglich Null Winkelgrad erreicht ist. Alternativ ist es möglich, daß die Form der Asphäre der nichtrotationssymmetrischen Seite des Objektivs sich derart ändert, daß bei allen Winkelgraden, die mit einer ganzzahligen, geraden Zahl 180 ergeben, ein Maximum der Abweichung von Null Grad liegt.

[0016] Das Objektiv 35 in Figur 4 der dritten Ausbildungsform und in einer ersten Abwandlung hat eine konvexe Seite 37 und eine den Reflektor 10 (Figur 1) zugewandte Plan­seite 36; diese weist als optische Mittel Streuprofile auf, die wechselweise angeordnete Konkavlinsen 38 und Konvexlinsen 39 sind und bezüglich der Achse 12 konzen­ trisch und rotationsförmig angeordnet sind. Anstatt der wechselweise angeordneten Konkavlinsen und Konvexlinsen können entweder Konkavlinsen oder Konvexlinsen angeordnet sein. In einer weiteren Alternative kann das Objektiv anstatt der Planseite eine wenig gekrümmte Seite mit den Streuprofilen aufweisen, zweckmäßigerweise wird diese Seite konkav ausgebildet sein.

[0017] Das Objektiv 45 der dritten Ausbildungsform und in der zweiten Abwandlung gemäß Figur 5 hat an der einen Seite 46 lineare und senkrechte Streuprofile 47, die vorzugs­weise Zylinderlinsen sind.

[0018] Die vierte Ausführungsform in Figur 6 zeigt das aus ge­preßtem Glas oder Kunststoff gefertigte Objektiv 55 mit der asphärischen Teilfläche 56; diese wird gebildet von einstückigen Mitteln 58, sogenannten Mikroelementen, ins­besondere Mikroerhebungen, bekannt unter der Bezeichnung "Narbung" oder "Apfelsinenschalen-Struktur". Hierdurch wird in gewünschter Weise eine Unschärfe (Aufweichung) der Helldunkelgrenze des Lichtbündels auf der Fahrbahn erreicht. Der Winkel 60, 60', den die Tangente 59, 59' eines Punktes 57, 57' der Mirkoerhebung 58 mit der Tan­gente 61, 61' des zugehörigen Punktes 57, 57" der idealen Linie 54 des Objektivs 55 einschließt, soll einen bestimm­ten Bereich (z. B. ± 5 Grad) nicht überschreiten.

[0019] Figur 7 zeigt abschnittsweise ein Preßwerkzeug 62 mit seiner Formausnehmung 63; diese ist als glatte Struktur gebildet entweder durch spanlose Bearbeitung wie Eindrücken, Einschlagen, oder durch spanabhebene Formung wie Erodieren, Schleifen, Sandstrahlen, Kugelstrahlen. Die Gesamtheit der Ausnehmungen 63 formen die Mikroerhebungen 58 der asphä­rischen Seite 56 des Objektivs 55.

[0020] Im Gegensatz hierzu weist die Ausnehmung 63' des Preß­werkzeugs 62' in Figur 8 eine rauhe, völlig unregelmäßige Struktur auf, die derart beschaffen ist, daß das Glas oder der Kunststoff nur teilweise die Vertiefungen der Ausnehmung 63' aushüllt und hierdurch die Mikroerhebungen 58 gebil­det werden.

[0021] Die Figuren 9a bis 9d zeigen asphärische Seite 56 des Objektivs 55 mit der horizontalen Mittelebene 64 und der vertikalen Mittelebene 65 des Objektivs 55. Die asphäri­sche Seite hat jeweils einen Teilbereich 66 bis 69 mit glatter, das hindurchtretende Licht nicht streuender Ober­fläche. Hierbei ist der Teilbereich 66 ein horizontaler Mittelstreifen mit zwei horizontalen Begrenzungen 70 oder ein horizontaler Mittelstreifen 67 mit zwei gewölbten Begrenzungen 71, wobei diese in der horizontalen Mittel­ebene 64 den kleinsten gegenseitigen Abstand aufweisen, oder eine Kreisfläche 68, die bezüglich der Achse 12 des Objektivs 55 konzentrisch angeordnet ist, oder eine be­züglich der Achse 12 mittige Rechteckfläche 69 mit hori­zontalen Schmalseiten. Die horizontale Mittelebene 64 und die vertikale Mittelebene 65 schneiden sich in der Achse 12.

Ansprüche

1. Scheinwerfer für Abblendlicht oder Nebellicht von Kraftfahrzeugen mit einem Reflektor (10) der durch Re­flexion der Strahlen einer Lichtquelle (11) ein Licht­bündel erzeugt, in dessen Strahlengang die optisch wirk­same Kante (14) einer Blende (13) angeordnet ist, und mit einem Objektiv (15), das die Kante (14) als Hell­dunkelgrenze des Lichtbündels auf der Fahrbahn abbildet, und mit Mitteln zur Beeinflussung der Lichtverteilung und/oder zur Korrektur des Farbsaumes des Lichtbündels, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel einstückig an dem Objektiv (15, 25, 35, 45, 58) angeordnet sind.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel mindestens an der einen Seite des Objek­tivs (15) als asphärische Teilflächen (16; 17, 17') mit gleichen oder unterschiedlichen Asphären (Konfiguration, Form, Wölbung) angeordnet sind.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß benachbarte Teilflächen (16/17, 16/17') sich in einer Linie berühren, die in einer geraden oder gewölbten oder ringförmigen Ebene liegt.

4. Scheinwerfer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­zeichnet, daß die Teilflächen (16; 17, 17') mit gleichen oder unterschiedlichen Asphären in Richtung der Achse (12) des Scheinwerfers versetzt sind.

5. Scheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die durch den Versatz zweier Teilflächen (16/17, 16/­17') entstehende Stufe mit der anliegenden Teilfläche Abrundungen bildet, die entweder eine Rundkante (20) oder eine Hohlkehle (21) ist.

6. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seite (26) des Objektivs (25) nichtrota­tionssymmetrisch ausgebildet ist und daß Axialschnitte (27) der Seite (26) sich kontinuierlich ändern durch mindestens einen Parameter der zugehörigen Linsenformel.

7. Scheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Asphäre der nichtrotationssymmetrischen Seite (26) des Objektivs (27) sich derart ändert, daß bei 90 Winkelgraden ein Maximum der Abweichung bezüglich Null Winkelgrad erreicht ist.

8. Scheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Asphäre der nichtrotationssymmetrischen Seite des Objektivs sich derart ändert, daß bei allen Winkelgraden, die mit einer ganzzahligen, geraden Zahl 180 ergeben, ein Maximum der Abweichung von Null Winkel­grad erreicht ist.

9. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Seite (36, 46) des Objektivs (35, 45) min­destens teilweise Streuprofile aufweist.

10. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­net, daß die optischen Mittel entweder rotationsförmige oder lineare Streuprofile sind.

11. Scheinwerfer nach Anspruch 10, dessen eine Seite des Objektivs weniger gekrümmt ist als die andere Seite oder plan ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Streu­profile (38, 39; 47) an der Planseite (36) oder an der weniger gekrümmten Seite angeordnet sind.

12. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da­durch gekennzeichnet, daß die Streuprofile Konkavlinsen (38) oder Konvexlinsen (39) sind.

13. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 9 bis 11, da­durch gekennzeichnet, daß die Streuprofile wechselweise angeordnete Konkavlinsen (38) und Konvexlinsen (39) sind.

14. Scheinwerfer nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Objektiv (15, 25, 35, 45) mit den einstückigen optischen Mitteln aus gepreßtem Glas besteht.

15. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einstückigen Mittel (58) an dem Objektiv (55, 55') eine Oberflächenstreuung in einem vorgegebenen Streube­reich erzeugen.

16. Scheinwerfer nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich­net, daß die Mittel bezüglich der idealen Oberfläche (54) des Objektivs (55, 55') Mikroelemente, insbesondere Mikro­erhebungen (58), sind.

17. Scheinwerfer nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (60, 60'), den die Tangente (59, 59') eines Punktes (57, 57') der Mikroerhebung (58) mit der Tangente (61, 61') des zugehörigen Punktes (57, 57") der idealen Linie (54) des Objektivs (55) einschließt, einen be­stimmten Bereich, insbesondere annähernd fünf Winkel­grade, nicht überschreitet.

18. Scheinwerfer nach Anspruch 16 oder 17, dessen Objek­tiv (55, 55') aus gepreßtem Material besteht und mindes­tens eine Seite (56) eine asphärische Konfiguration auf­weist, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikroerhebungen (58) an der asphärischen Seite (56) angeordnet sind.

19. Scheinwerfer nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die asphärische Seite (56) des Objektivs (55) nur teil­weise Mikroerhebungen (58) aufweist.

20. Scheinwerfer nach Anspruch 19, dessen Objektiv (55) kreisflächenförmig ist, dadurch gekennzeichnet, daß die die Mikroerhebungen (58) aufweisende asphärische Seite (56) einen Teilbereich (66 bis 69) mit glatter Oberfläche aufweist.

21. Scheinwerfer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­net, daß der Teilbereich (66, 67) ein horizontaler Mittel­streifen ist mit entweder zwei horizontalen Begrenzungen (70) oder zwei gewölbten Begrenzungen (71), wobei diese in der vertikalen Mittelebene (64) den kleinsten gegen­seitigen Abstand aufweisen.

22. Scheinwerfer nach Anspruch 20, dadurch gekennzeich­net, daß der Teilbereich (68, 69) bezüglich der Achse (12) des Objektivs (55) eine mittig oder außermittig liegende Kreisfläche (68), Rechteckfläche (69) oder anders ge­formte Fläche ist.

Zeichnung