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DE19851044A1 - Fahrzeugscheinwerfer mit verbesserter Beleuchtungsdichte aus der Lichtenergie für das Fernlicht - Google Patents

Fahrzeugscheinwerfer mit verbesserter Beleuchtungsdichte aus der Lichtenergie für das Fernlicht

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DE19851044A1
DE19851044A1 DE19851044A DE19851044A DE19851044A1 DE 19851044 A1 DE19851044 A1 DE 19851044A1 DE 19851044 A DE19851044 A DE 19851044A DE 19851044 A DE19851044 A DE 19851044A DE 19851044 A1 DE19851044 A1 DE 19851044A1
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DE
Germany
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high beam
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reflective surface
low beam
reflector
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Toshiaki Ikegami
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Koito Manufacturing Co Ltd
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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fahrzeugscheinwerfer, der einen Reflektor besitzt, in welchem eine reflektierende Oberfläche für Abblendlicht bzw. für Nebellicht und eine reflektierende Oberfläche für Fernlicht vertikal übereinander und eng benachbart zueinander angeordnet sind.
Allgemein sind Scheinwerfer für mehrere Lichtstrahlen für ein Motorfahrzeug gut be­ kannt, die mit getrennten Reflektoren für das Abblend- und das Fernlicht ausgestattet sind. Die Reflektoren für das Abblendlicht und das Fernlicht können dabei entweder vertikal übereinander oder in Querrichtung benachbart nebeneinander angeordnet sein.
Im Stand der Technik kennt man auch Scheinwerfer, bei denen ein Reflektor geformt ist durch Integrieren der Abblendlicht- und der Fernlicht-Reflektoren ineinander. In diesem Fall besitzt der Reflektor eine Struktur, in welcher die reflektierende Oberflä­ che für das Abblendlicht und die reflektierende Oberfläche für das Fernlicht ganz eng beieinander angeordnet sind. Beispiele solcher Scheinwerfer sind offenbart in US-A-5 353 203 und US-A-5 702 174.
Um die Sichtverhältnisse bei Nacht für den Fahrer zu verbessern, ist es erforderlich, nicht nur für das Abblendlicht oder das Nebellicht, sondern auch für das Fernlicht eine hohe Beleuchtungsdichte oder Lichtausbeute aus der Lichtenergie zu erzielen. Insbe­ sondere können Fahrer solcher Fahrzeuge, wie einem Lastkraftwagen, einem Rallye- oder Rennfahrzeug oder ein am Personenkraftwagen z. B. der sogenannten Ober­ klasse lange Fahrstrecken zurücklegen oder auf Landstraßen während der Nacht län­ ger unter Bedingungen fahren, bei denen das Fernlicht für eine lange Zeitdauer ein­ geschaltet bleibt. In einem solchen Fall ist es besonders wichtig, eine ausreichend ho­ he Beleuchtungsdichte oder Lichtausbeute mit der Lichtenergie besonders für das Fernlicht zu haben.
Bei konventionellen Fahrzeugscheinwerfern, deren Reflektor vertikal eng übereinan­ derliegend die reflektierenden Oberflächen für das Fernlicht und das Abblendlicht aufweist, sind die Fokaldistanzen der beiden reflektierenden Oberflächen die gleichen. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß eine solche Ausbildung nicht in der Lage ist, einen ausreichend großen Raumwinkel der reflektierenden Oberfläche für das Fern­ licht zu erzielen, woraus eine ungenügende Beleuchtungsdichte oder Lichtausbeute der Lichtenergie für das Fernlicht resultiert.
Es ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, das vorerwähnte Problem zu lö­ sen, und zwar bei einem Fahrzeugscheinwerfer, dessen reflektierende Oberfläche für das Abblendlicht und reflektierende Oberfläche für das Fernlicht eng benachbart zu­ einander vertikal übereinanderliegen, und bei denen dennoch eine ausreichend hohe Beleuchtungsdichte oder Lichtausbeute der Lichtenergie für das Fernlicht erzielbar ist.
Das vorerwähnte Ziel wird erreicht, indem die reflektierende Oberfläche für das Fern­ licht in einem derartigen Scheinwerfer mit einer Fokaldistanz geformt wird, die kleiner ist als diejenige der reflektierenden Oberfläche für das Abblendlicht oder das Ne­ bellicht.
Es wird demzufolge erfindungsgemäß ein Fahrzeugscheinwerfer vorgeschlagen, bei dem ein Reflektor vertikal übereinander und in enger Nachbarschaft eine reflektieren­ de Oberfläche für das Abblendlicht und eine reflektierende Oberfläche für das Fern­ licht aufweist, wobei die Fokaldistanz der reflektierenden Oberfläche für das Fernlicht kleiner ist als die Fokaldistanz der reflektierenden Oberfläche für das Abblendlicht. Insbesondere beträgt die Fokaldistanz der reflektierenden Oberfläche für das Fern­ licht weniger als 0,9 der Fokaldistanz der reflektierenden Oberfläche für das Abblend­ licht oder das Nebellicht.
In der erfindungsgemäßen Struktur kann entweder die reflektierende Oberfläche für das Abblendlicht oder die reflektierende Oberfläche für das Fernlicht oben angeordnet sein.
Jede der reflektierenden Oberflächen kann als ein Rotationsparaboloid geformt sein, welches keine Funktion zum Steuern der Verteilung der Lichtintensität hat. Genauso kann jede reflektierende Oberfläche als eine abgestufte reflektierende Oberfläche oder eine frei geformte reflektierende Oberfläche ausgebildet sein, wodurch die Mög­ lichkeit geschaffen wird, die Verteilung der Lichtintensität besser zu steuern. Im erst­ genannten Fall ist die Fokaldistanz des Rotationsparaboloids, welches die reflektie­ rende Oberfläche bildet, als die Fokaldistanz verwendet. In den letztgenannten Fäl­ len wird die Fokaldistanz des Rotationsparaboloids, welches die Referenz beim Konstituieren der reflektierenden Oberfläche formt, als die Fokaldistanz verwendet.
Die der reflektierenden Oberfläche für das Abblendlicht zugeordnete, die Lichtquelle bildende Lampe kann gleichzeitig eingeschaltet werden mit der Lampe, die die Licht­ quelle für die reflektierende Oberfläche für das Fernlicht bildet. Natürlich können die beiden Lampen auch voneinander unabhängig eingeschaltet werden.
Die Fokaldistanz der reflektierenden Oberfläche für das Fernlicht kann eingestellt werden auf einen beliebigen Wert, solange dieser Wert kleiner ist als die Fokaldistanz der reflektierenden Oberfläche für das Abblendlicht. Beispielsweise kann die Fokaldi­ stanz für die reflektierende Oberfläche des Fernlichts eingestellt werden auf das 0,9- Fache oder weniger der Fokaldistanz der reflektierenden Oberfläche für das Abblend­ licht.
Der Scheinwerfer kann ausgebildet sein als ein als Einheit beweglicher Typ, in dem der Reflektor an der Linse festgelegt wird, oder als ein Typ mit beweglichem Reflektor, in welchem der Reflektor aufgenommen wird in einem Raum, der durch die Linse und den Scheinwerferkörper definiert ist, wobei der Reflektor in seiner Position innerhalb dieses Raumes einstellbar ist.
Wie vorstehend beschrieben wurde, ist der Fahrzeugscheinwerfer gemäß der vorlie­ genden Erfindung mit einem Reflektor ausgestattet, der reflektierende Oberflächen für das Fernlicht und das Abblendlicht besitzt, die vertikal übereinander, jedoch eng be­ nachbart zueinander angeordnet sind. Die Fokaldistanz der reflektierenden Oberflä­ che für das Fernlicht ist kleiner gewählt als diejenige der reflektierenden Oberfläche für das Abblendlicht, um auf diese Weise den Raumwinkel der reflektierenden Ober­ fläche des Fernlichtes zu vergrößern.
Mit der erfindungsgemäßen Struktur wird ein Scheinwerfer für ein motorisiertes Fahr­ zeug geschaffen, bei dem sich eine ausreichend hohe Beleuchtungsdichte der Licht­ ausbeute der Lichtenergie des Fernlichtes erzielen läßt. Daraus resultiert, daß die Sichtverhältnisse für den Fahrer bei Nachtfahrt verbessert sind.
In der vorerwähnten Struktur können die hinteren Endbereiche der beiden reflektie­ renden Oberflächen vertikal aufeinander ausgerichtet sein. Wenn jedoch der hintere Endbereich der reflektierenden Oberfläche für das Fernlicht hinter dem hinteren End­ bereich der reflektierenden Oberfläche für das Abblendlicht angeordnet wird, läßt sich der Raumwinkel der reflektierenden Oberfläche für das Fernlicht weiter vergrößern. Weiterhin kann in einem solchen Fall die Weite der Öffnung an den vorderen Enden der beiden reflektierenden Oberflächen im wesentlichen gleich ausgebildet sein, wo­ durch sich das Erscheinungsbild der Scheinwerferanordnung verbessern läßt.
Sofern im vorerwähnten Fall die reflektierende Oberfläche für das Fernlicht unten an­ geordnet ist, d. h. unterhalb der reflektierenden Oberfläche für das Abblendlicht, wird der hintere Endbereich der unteren reflektierenden Oberfläche hinter den hinteren Endbereich der oberen reflektierenden Oberfläche zurückgesetzt. Die Stelle, an der die jeweilige Lampe in ihre Montieröffnung in der jeweiligen reflektierenden Oberfläche eingesetzt wird, kann dann von der oberen Seite der Lampeneinrichtung gut eingese­ hen werden, was den Austausch der Lampen vereinfacht.
Zusätzlich zu der vorerwähnten Differenz bei den Fokaldistanzen der beiden reflektie­ renden Oberflächen kann im Übergangsbereich zwischen diesen beiden ein abgestuf­ ter Bereich geformt werden. Wenn das Ausmaß der Versetzung des hinteren Endbe­ reiches der reflektierenden Oberfläche für das Fernlicht gegenüber dem hinteren Endbereich der reflektierenden Oberfläche für das Abblendlicht so eingestellt ist, daß der abgestufte Bereich, der im Übergang geformt ist, nach unten über die ganze Er­ streckung der Reflektoren gerichtet ist, dann wird von der Lampe der reflektierenden Oberfläche für das Abblendlicht ausgehendes Licht an dem abgestuften Bereich dar­ an gehindert, nach oben reflektiert zu werden. Dies verhindert, das Entstehen einer Blendung oder einer Glasflächenspiegelung. Weiterhin kann der abgestufte Bereich so angeordnet werden, daß er nicht sichtbar ist, sofern die Scheinwerfereinrichtung aus einer oberen diagonalen Richtung von vorn betrachtet wird. Damit wird das Ge­ samterscheinungsbild der Scheinwerfereinrichtung verbessert.
Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes werden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Fahrzeugscheinwerfers entsprechend ei­ ner Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
Fig. 2 eine Querschnittsansicht in der Ebene II-II in Fig. 1,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht in der Ebene III-III in Fig. 1, und
Fig. 4 eine Perspektivansicht (betrachtet von der unteren Seite) einer integra­ len Reflektoreinheit der vorerwähnten Ausführungsform, wobei diese Einheit als ein Teil ausgebildet ist.
Ein Scheinwerfer 10 (Lampeneinrichtung) für ein Motorfahrzeug ist in der gezeigten Ausführungsform ein Scheinwerfer des Vier-Lichtkegeltyps und besitzt eine integrierte Reflektoreinheit 16 mit zwei Reflektoreinheiten 16A, 16B, die in oberen und unteren Stufen angeordnet sind. Die Reflektoreinheit 16 ist in einem Raum montiert, der durch eine Linse 12 und einen Scheinwerferkörper 14 definiert wird. Die auf die vorerwähnte Weise ausgebildete Reflektoreinheit ist derart montiert, daß ihre Position sowohl verti­ kal und in Querrichtung einstellbar ist.
Die Linse 12 ist eine klare Linse, so daß die jeweiligen Reflektoreinheiten 16A, 16B verwendet werden zum Steuern der Verteilung der Lichtintensität. Die obere Reflek­ toreinheit 16A konstituiert eine Reflektoreinheit für das Abblendlicht oder Nebellicht, während die untere Reflektoreinheit 16B eine Reflektoreinheit für das Fernlicht konsti­ tuiert. Das Muster der Verteilung der Lichtintensität wird geformt durch Beleuchten nur der oberen Reflektoreinheit 16A, während das Muster der Intensitätsverteilung des Fernlichtes z. B. geformt wird durch gleichzeitiges Beleuchten beider Reflektoreinhei­ ten 16A, 16B.
In der oberen Reflektoreinheit 16A ist in eine Montieröffnung eine die Lichtquelle bil­ dende Lampe 20A eingesetzt. Die Montieröffnung ist geformt in einem hinteren Be­ reich eines oberen Reflektors 18A, der eine sich transvers erstreckende optische Achse Axa besitzt. In der unteren Reflektoreinheit 16B ist in eine Montieröffnung im hinteren Bereich eines unteren Reflektors 18 eine die Lichtquelle bildende Lampe 20B eingesetzt. Der untere Reflektor 18B besitzt eine sich transvers erstreckende optische Achse Axb. Jede der eine Lichtquelle bildenden Lampen 20A, 20B ist zweckmäßiger­ weise eine Halogenlampe, beispielsweise erhältlich unter den Typen-Nummern 9006 und 9005.
Die Reflektoren 18A, 18B sind geformt als ein integraler Reflektor 18 geformt, und zwar durch Anwendung eines Spritzformprozesses. Die reflektierende Oberfläche 18Aa des oberen Reflektors 18A (d. h., der reflektierenden Oberfläche für das Ab­ blendlicht) und die reflektierende Oberfläche 18Ba des unteren Reflektors 18B (d. h., die reflektierende Oberfläche für das Fernlicht) sind eng beieinander angeordnet und liegen vertikal übereinander. Jede der reflektierenden Oberflächen 18Aa, 18Ba ist geformt aus einer Vielzahl von Reflexionsoberflächen-Elementen 18As, 18Bs, deren jede geformt ist in Bezug auf eine Referenzoberfläche mit der Form eines Rotations­ paraboloids um die optischen Achsen Axa, Axb. Von der die Lichtquelle bildenden Lampe 20 ausgehende Lichtstrahlen können einer diffusen Reflexion oder einer De­ flektions-Reflexion nach vorne an den reflektierenden Oberflächen 18Aa und 18Ba unterworfen werden. (Streureflexion oder Ablenkreflexion).
Die Fokaldistanz fa der reflektierenden-Oberfläche 18Aa für das Abblendlicht, d. h., die Fokaldistanz des Rotationsparaboloids, das die Referenzoberfläche darstellt, ist nicht die gleiche wie die Fokaldistanz fb der reflektierenden Oberfläche 18Ba des Fern­ lichts, d. h., die Fokaldistanz des Rotationsparaboloids, das eine Referenzoberfläche definiert, ist so eingestellt, daß das Verhältnis fa < fb verwirklicht wird. Die Fokaldi­ stanzen fa, fb können beispielsweise 30 mm und 25 mm betragen.
Der hintere Endbereich 18Ba1 der reflektierenden Oberfläche 18Ba für das Fernlicht ist hinter dem hinteren Endbereich 18Aa1 der reflektierenden Oberfläche 18Aa für das Abblendlicht angeordnet. Das Ausmaß der Versetzung des hinteren Endberei­ ches 18Ba1 gegenüber den hinteren Endbereich 18Aa1 ist eingestellt auf einen Wert, derart, daß nur im Übergang B zwischen den beiden reflektierenden Oberflächen 18Aa und 18Ba ein nach unten abgestufter Bereich 18b geformt ist.
In der schematischen Ansicht der integralen Reflektoreinheit 16 in Fig. 4, die als ein einziges Glied geformt ist, ist eine Blickrichtung von der unteren Seite her gewählt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 4 ist der abgestufte Bereich 18b mit einer Kreiszweieck­ form ausgebildet, wobei die Weite an jedem Ende im Übergangsbereich bzw. Grenz­ bereich B auf Null abnimmt. Eine derartige Anordnung läßt sich verwirklichen durch Einstellen des Ausmaßes der Versetzung nach hinten, z. B. durch Wählen des Aus­ maßes der Versetzung nach hinten mit etwa 20 mm.
Der obere Reflektor 18A ist mit einem Abschattungselement 24 ausgestattet, das von der die Lichtquelle bildenden Lampe 20 nach vorne aus der Lampeneinrichtung ab­ gestrahlte Lichtanteile abschneidet. Vor der integralen Reflektoreinheit 16 und entlang deren Umfang ist eine Verlängerung 26 vorgesehen.
Wie vorstehend im Detail erläutert, ist der Scheinwerfer dieser Ausführungsform mit dem integralen Reflektor 18 ausgestattet, der aus der reflektierenden Oberfläche 18Aa für das Abblendlicht oder Nebellicht und der reflektierenden Oberfläche 18Ba für das Fernlicht zusammengesetzt ist, wobei diese beiden reflektierenden Oberflächen vertikal und eng benachbart übereinanderliegen. Die Fokaldistanz fb der reflektieren­ den Oberfläche Ba für das Fernlicht ist kleiner gewählt als die Fokaldistanz fa der re­ flektierenden Oberfläche 18Aa für das Abblendlicht, um den Raumwinkel der reflektie­ renden Oberfläche 18Ba für das Fernlicht zu vergrößern.
Bei dem Fahrzeugscheinwerfer dieser Ausführungsform, der ausgestattet ist mit ei­ nem Reflektor, der zusammengesetzt ist aus reflektierenden Oberflächen für das Ab­ blendlicht und das Fernlicht, wobei diese Oberflächen eng beieinander und vertikal übereinander angeordnet sind, ist es möglich, für die Lichtenergie des Fernlichtes ei­ nes ausreichend hohe Beleuchtungsdichte bzw. Lichtausbeute zu erzielen, was zu besseren Sichtverhältnissen für den Fahrer bei Nachtfahrten führt.
Bei dieser Ausführungsform ist der hintere Endbereich 18Ba1 der reflektierenden Oberfläche 18Ba für das Fernlicht hinter dem hinteren Endbereich 18Aa1 der reflek­ tierenden Oberfläche 18Aa für das Abblendlicht angeordnet. Diese Maßnahme erhöht den Raumwinkel der reflektierenden Oberfläche 18Ba für das Fernlicht noch mehr. Zu­ sätzlich kann die Weite der Öffnungen an den Vordernden der beiden reflektierenden Oberflächen 18Aa, 18Ba dieselbe sein, wodurch das Erscheinungsbild der Lam­ peneinrichtung verbessert ist.
Da bei dieser Ausführungsform die reflektierende Oberfläche 18Ba für das Fernlicht unten angeordnet ist, ist ihr hinterer Endbereich 18Ba1 hinter dem hinteren Endbe­ reich 18Aa1 der reflektierenden Oberfläche 18Aa für das Abblendlicht angeordnet. Daraus resultiert, daß die Stellen, an denen die Lampen in die jeweiligen Reflek­ toreinheiten 16A, 16B eingesetzt sind, bequem von der oberen Seite der Lampenein­ richtung einsehbar sind, was den Tausch der Lampen erleichtert.
Bei dieser Ausführungsform ist das Ausmaß der Versetzung des hinteren Endberei­ ches 18Ba1 der reflektierenden Oberfläche 18Ba für das Fernlicht gegenüber dem hinteren Endbereich 18Aa1 der reflektierenden Oberfläche 18Aa für das Abblendlicht nach rückwärts so eingestellt, daß ein an einem Übergang oder Grenzbereich B ge­ formter, abgestufter Bereich 18b über die gesamte Weite des Reflektors nach unten weist. Dieser Bereich hält Lichtstrahlen, die von der die Lichtquelle bildenden Lampe 20A für das Abblendlicht stammen, davon ab, an dem abgestuften Bereich nach oben reflektiert zu werden. Dadurch wird das Entstehen einer Blendung verhindert. Der ab­ gestufte Bereich ist so angeordnet, daß er aus einer Blickrichtung von diagonal oben vorne nicht sichtbar ist, so daß das Gesamterscheinungsbild des Scheinwerfers ver­ bessert wird.

Claims (5)

1. Fahrzeugscheinwerfer (10), gekennzeichnet durch:
einen Reflektor (18), der eine reflektierende Oberfläche (18Aa) für Abblendlicht bzw. Nebellicht und eine reflektierende Oberfläche (18Ba) für Fernlicht umfaßt, wobei die reflektierende Oberfläche für das Fernlicht in vertikaler Richtung eng benachbart zur reflektierenden Oberfläche für das Abblendlicht angeordnet ist, wobei eine Fokaldi­ stanz (fb) der reflektierenden Oberfläche (18Ba) für das Fernlicht kleiner ist als eine Fokaldistanz (fa) der reflektierenden Oberfläche (18Aa) für das Abblendlicht, und wo­ bei eine die Lichtquelle für das Abblendlicht bildenden Lampe (20A) benachbart zur reflektierenden Oberfläche (18Aa) für das Fernlicht und eine die Lichtquelle für das Fernlicht bildende Lampe (20B) benachbart zur reflektierenden Oberfläche (18Ba) für das Fernlicht montiert sind.
2. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fo­ kaldistanz (fb) der reflektierenden Oberfläche für das Fernlicht kleiner als 0,9 × die Fo­ kaldistanz (fa) der reflektierenden Oberfläche für das Abblendlicht ist.
3. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein hinte­ rer Endbereich (18Ba1) der reflektierenden Oberfläche (18Ba) für das Fernlicht hinter einem hinteren Endbereich (18Aa1) der reflektierenden Oberfläche (18Aa) für das Abblendlicht angeordnet ist.
4. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die reflek­ tierende Oberfläche (18Ba) für das Fernlicht unterhalb der reflektierenden Oberfläche (18Aa) für das Abblendlicht angeordnet ist.
5. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Grenz- oder Übergangsbereich (B) zwischen der reflektierenden Oberfläche (18Ba) für das Fernlicht und der reflektierenden Oberfläche (18Aa) für das Abblendlicht ein abgestufter Bereich (18b) geformt ist, der nach unten gerichtet ist und sich entlang im wesentlichen der gesamten Länge des Grenz- oder Übergangsbereiches (B) er­ streckt.
DE19851044A 1997-11-11 1998-11-05 Fahrzeugscheinwerfer mit verbesserter Beleuchtungsdichte für das Fernlicht Revoked DE19851044B4 (de)

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