DE19728956C1

DE19728956C1 - Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE19728956C1
Application number: DE19728956A
Authority: DE
Inventors: Andreas Dipl Phys Widl
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1997-06-30
Filing date: 1997-06-30
Publication date: 1999-01-21
Anticipated expiration: 2017-07-01
Also published as: AU8530698A; DE19728956C2; WO1999001694A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung insbesondere für die Frontbeleuchtung von Fahrzeugen, welche eine elektrische Lampe und eine asphärische Linse aufweist, wobei zumindest ein Teil des von der Lampe erzeugten Lichtes auf die Linse fällt und aus dieser als Lichtkeule zur Beleuchtung des vor dem Fahrzeug liegenden Teils einer Fahrbahn wieder austritt.

Bei herkömmlichen Fahrzeugscheinwerfern wird die für einen möglichst blendfreien Betrieb des Scheinwerfers erforderliche Bündelung der vom Scheinwerfer emittierten Lichtstrahlung (Lichtkeule) dadurch erreicht, daß die als Lichtquelle benutzte Lampe etwa im Brennpunkt eines parabolförmig ausgebildeten Reflektors angeordnet wird. Zur Einstellung der Leuchtweite des Scheinwerfers wird der Reflektor mitsamt der Lampe um eine Schwenkachse in die erforderliche Position geschwenkt und fixiert. Zur Umschaltung zwischen Abblendlicht und Fernlicht werden üblicherweise an unterschiedlichen Stellen im Reflektor positionierte Glühfäden der Lampe aktiviert, so daß entsprechend unterschiedliche Leuchtweiten erzielt werden.

Aus der DE 34 46 983 A1 ist eine Verstelleinrichtung zum Einstellen der Leuchtweite von Kraftfahrzeugscheinwerfern in Abhängigkeit von der Ausrichtung der Fahrzeuglängsachse, d. h. vom Beladungszustand des Fahrzeugs bekannt. Diese Verstelleinrichtung dient der automatischen Anpassung an derartig unterschiedliche Zustände. Hierzu sind an der Vorder- und Hinterachse jeweils Meßwertgeber zum Messen des Abstandes des Wagenkastens von der jeweiligen Achse vorgesehen. Die von diesem Meßwertgebern erfaßten Werte werden über eine elektronische Steuerung an druckmittelbetätigte Stellmotoren weitergegeben, die zum Verschwenken des Reflektors der Fahrzeugscheinwerfer um eine Schwenkachse dienen. Die Stellmotoren werden pneumatisch durch Beaufschlagung mit Unterdruck betätigt.

Ferner ist aus der DE 44 39 556 A1 eine dynamische Leuchtweitenregelung für Fahrzeuge bekannt, die bei optimaler Ausleuchtung der Fahrbahn für den Fahrer die Blendung vorausfahrender und entgegenkommender Fahrzeuge vermeiden soll. Hierbei ermittelt ein Reichweitesensor den Abstand des jeweiligen Fahrzeugs von dem vorausfahrenden oder entgegenkommenden Fahrzeug und führt den Meßwert einer Regeleinrichtung zu, die über eine Stelleinrichtung innerhalb eines vorgegebenen Bereichs eine blendfreie Einstellung der Leuchtweite vornimmt. Im Hinblick auf diese Stelleinrichtung ist lediglich eine mechanische Schwenkeinrichtung zum Verschwenken des Scheinwerfers oder Scheinwerferreflektors geoffenbart.

Eine Vorrichtung zum selbsttätigen Berichtigen der Ausrichtung eines Scheinwerferlichtbündels, das sich aus der Schräglage eines Fahrzeugs, insbesondere eines Motorrads bei Kurvenfahrt, ergibt, ist in der DE 37 43 137 C2 beschrieben. Diese Vorrichtung beinhaltet eine Sensorik zur Erfassung der Fahrzeugschräglage sowie eine plattenförmige Blende, die zwischen der Öffnungsebene des Reflektors und der Öffnungsebene des Scheinwerfergehäuses angeordnet ist und einem Teil des von der Glühlampe ausgehenden Lichtbündels abschneidet. Die plattenförmige Blende ist über einen Motorantrieb in Abhängigkeit von der Fahrzeugschräglage in Querrichtung bezüglich des Scheinwerfergehäuses neigbar, so daß die Ausrichtung des Scheinwerferlichtbündels entsprechend seiner Ausrichtung in der Normallage des Fahrzeugs beeinflußt wird. Durch eine gesonderte Antriebseinrichtung kann die Blende auch in vertikaler Richtung verschoben werden, um die Leuchtweite bei Nichtbewegungen der Fahrzeugkarosserie um die Fahrzeugquerachse konstant zu halten.

Darüber hinaus ist es bei Fahrzeugen bekannt, die Strahlrichtung der Fahrzeugscheinwerfer entsprechend dem Einschlagwinkel der Fahrzeuglenkung um eine vertikale Achse zu verschwenken, so daß die Strahlrichtung annähernd tangential zu der vom Fahrzeug befahrenen Kurve verläuft. Hierzu wird in ähnlicher Weise wie bei der Leuchtweitenregulierung eine mechanische Verschwenkung der Hauptfunktionsteile des jeweiligen Fahrzeugscheinwerfers, d. h. des Reflektors mit der Lampe vorgenommen. Diese Technik hat sich jedoch in der Fahrzeugbeleuchtung nicht durchgesetzt.

In der DE 195 20 926 A1 wird eine optische Linse beschrieben, die aus einem Elastomerteil gebildet und im Winkelbereich eines Elektromagneten angeordnet ist. Im Randbereich ihres Linsenumfanges ist sie magnetisch wirksam ausgebildet, so daß die optischen Eigenschaften der Linse durch Verformung der optischen Fläche mittels Magnetfeldänderungen veränderbar sind. Die Linse kann als Vollkörper aus einem lichtdurchlässigen Weichkunststoff oder auch als flüssigkeitsgefüllter Hohlkörper ausgebildet sein.

Auch aus der DE 36 44 225 C2 ist eine optische Linse bekannt, die aus einem elastomeren Körper gebildet ist, dessen optisch wirksame Fläche von einem Fassungsglied bestimmt wird. Die Krümmung dieser optisch wirksamen Fläche kann mittels des Fassungsgliedes durch Ausübung von positivem oder negativem Druck gesteuert verändert werden. Der elastomere Körper besitzt einen Gradienten im Schermodul längs seiner optischen Achse, um bei Veränderung der Brennweite durch Verformung der Linse eine sphärische oder eine gewünschte asphärische Oberfläche beizubehalten.

Schließlich sind Fahrzeugscheinwerfer bekannt, bei denen zur besseren Bündelung der vom Scheinwerfer abgegebenen Lichtstrahlung asphärische Linsen eingesetzt werden. Ein solcher Scheinwerfer ist beispielsweise aus der DE 36 02 262 C2 bekannt. Ein Prinzipbild für einen entsprechenden Scheinwerfer ist in Fig. 1 dargestellt. Eine vor einem parabolförmig ausgebildeten Reflektor 3 angeordnete elektrische Lampe 1 erzeugt eine Lichtstrahlung, die von dem Reflektor 3 in Richtung auf eine asphärische Linse 2 reflektiert wird. Die asphärische Linse 2 kann je nach Formgebung des Reflektors 3 und Stellung der Lampe 1 mit ihrem konvexen Teil oder mit ihrem üblicherweise im wesentlichen eben ausgebildeten Teil der Oberfläche dem Reflektor zugewandt sein. Zur Erzielung eines möglichst blendfreien Scheinwerferbetriebs ist in den Strahlengang zwischen Reflektor 3 und asphärischer Linse 2 eine z. B. rahmenförmig ausgebildete Blende 4 eingeschaltet, die durch die Linse 2 auf die Straße vor dem Fahrzeug abgebildet wird, so daß sich dort ein entsprechendes Hell/Dunkel- Feld zeigt. Durch Veränderung der Höhenposition der Blende 4 ist es grundsätzlich möglich, die Leuchtweite eines solchen Scheinwerfers zu verändern.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß mit möglichst geringem Aufwand eine Verbesserung des ausgeleuchteten Sichtfeldes für den Fahrer eines Fahrzeugs quer zur Fahrzeuglängsachse erzielt wird.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen 2 bis 22 hervor.

Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, die von einer Beleuchtungseinrichtung emittierte Lichtkeule in ihrer Form und/oder in ihrer Strahlrichtung quer zur Fahrzeuglängsachse (in einer horizontalen Ebene gesehen) zu verändern, ohne dabei die Hauptfunktionsteile der Beleuchtungseinrichtung zu verschwenken. Vielmehr wird eine entsprechende Beeinflussung der Lichtstrahlung selbst vorgenommen. Dies erfolgt durch die Verwendung von Linsen, die zumindest in Teilbereichen ihrer optisch wirksamen Oberfläche durch eine Aktorik formveränderbar sind, so daß sich ihre optischen Ablenkeigenschaften im Sinne der gewünschten Beeinflussung der Lichtstrahlen verändern. Für derartige Linsen kommen sogenannte flexible Linsen in Frage, die seit vielen Jahren grundsätzlich bekannt sind.

So wird etwa in der GB 12 09 234 eine Brille beschrieben, deren "Gläser" jeweils in Form einer flexiblen Linse ausgebildet sind. Die Brennweite dieser flexiblen Linse ist durch eine Einstellvorrichtung veränderbar. Die Linse selbst ist als flexibler Hohlkörper ausgebildet, der mit einer Flüssigkeitsfüllung versehen ist. Die Hülle des Hohlkörpers und die Flüssigkeitsfüllung sind aus einem Material mit sehr guter Lichtdurchlässigkeit. Der Hohlraum der Linse ist durch eine flexible Schlauchleitung mit einem kleinen Kolben-/Zylinder-System im Bügel der Brille untergebracht. Die Schlauchleitung und der Zylinderraum des Kolben-/Zylinder-Systems sind ebenfalls flüssigkeitsgefüllt. Durch Veränderung der Stellung des Kolbens mit Hilfe eines Schiebereglers kann wahlweise Flüssigkeit in den Linsenhohlraum hineingefördert oder abgezogen werden, so daß sich die Krümmung der Linse entweder stärker oder schwächer einstellt.

Die Endung wird nachfolgend anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele in ihrem Einzelheiten näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen herkömmlichen Fahrzeugscheinwerfer mit asphärischer Linse,

Fig. 2 eine flexible asphärische Linse mit zwei Kammern,

Fig. 3 eine flexible asphärische Linse mit vier Kammern,

Fig. 4 eine flexible asphärische Linse mit peripheren Druckkammern,

Fig. 5 eine flexible asphärische Linse mit flexiblem optischem Ablenkkörper,

Fig. 6 eine flexible asphärische Linse mit flexiblem optischem Ablenkkörper und äußerer Glasscheibe und

Fig. 7 das Schema einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung an einem Fahrzeug.

Fig. 2 zeigt in einer schematischen Form eine erste Ausführungsform einer flexiblen Linse, wie sie bei einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung zum Einsatz kommen kann. Die aus einem gummiartig flexiblen Werkstoff bestehende flexible Linse 2 ist durch Krafteinwirkung vergleichsweise leicht in ihrer äußeren Form veränderbar. Sie ist als Hohlkörper aus einem lichtdurchlässigen und lichtbrechenden Kunststoff (z. B. Silicongummi) hergestellt und weist zwei in horizontaler Richtung nebeneinander angeordnete und durch eine Mittelwand voneinander getrennte Kammern H₁, H₂ auf. Das linke Teilbild der Fig. 2 zeigt die Linse 2 in einer perspektivischen Darstellung, während die rechte Darstellung eine frontale Ansicht beinhaltet. Die Kammern H₁, H₂ sind mit einem flüssigen oder gelartigen lichtdurchlässigen Material (z. B. Siliconöl) ausgefüllt, dessen Brechungsindex genau oder zumindest annähernd so groß ist wie der Brechungsindex des für die äußere Hülle der Linse 2 verwendeten Materials. Die Volumina der Kammerfüllungen sind durch eine nicht dargestellte Aktorik einzeln veränderbar. Dies kann dadurch geschehen, daß über eine entsprechende, ebenfalls nicht dargestellte Pumpeinrichtung Flüssigkeit aus den Kammern H₁ bzw. H₂ abgezogen oder in diese hineingefördert wird. Da die Kammerfüllungen der Kammern H₁ und H₂ unabhängig voneinander verändert werden können, ist es möglich, die für die Beeinflussung des Lichtstrahlengangs optisch wirksame Oberfläche der Linse 2 in den beiden Hälften der Linse 2 unterschiedlich zu verändern. Das bedeutet, daß beispielsweise nur die Strahlrichtung der ausgesendeten Lichtkeule unter im wesentlichen Beibehaltung ihrer ursprünglichen Form um eine vertikale Achse, also quer zur Fahrzeuglängsachse verschwenkt werden kann. Es ist aber grundsätzlich auch möglich, anstelle einer Veränderung der Strahlrichtung der Lichtkeule nur eine Veränderung der Form der Lichtkeule vorzunehmen, also deren Charakteristik zu ändern. Konkret bedeutet dies bei der vorliegenden Erfindung, daß der von der Lichtkeule getroffene Bereich der vor dem Fahrzeug liegenden Fahrbahn in Seitenrichtung, also quer zum Fahrzeug veränderbar ist. Die in gerader Richtung vor dem Fahrzeug liegenden Teile der Fahrbahn bleiben also weiterhin von der Lichtkeule bedeckt. Selbstverständlich ist es auch möglich, sowohl die Strahlrichtung als auch die Charakteristik der Lichtkeule durch eine entsprechende Beeinflussung der äußeren Form der flexiblen Linse 2 zu verändern.

Aus Fig. 3 geht eine Abwandlung der Prinziplösung in Fig. 2 hervor. Diese Abwandlung besteht darin, daß die Linse 2 insgesamt vier Kammern H₁ bis H₄ aufweist, die im Sinne der Quadranten eines rechtwinkligen Koordinatensystems angeordnet sind, so daß die beiden Kammern H₁ und H₂ sowie die beiden Kammern H₃ und H₄ in horizontaler Richtung gesehen nebeneinander und die beiden Kammern H₁ und H₃ bzw. die beiden Kammern H₂ und H₄ jeweils übereinander angeordnet sind. Diese vier Kammern H₁ bis H₄ sind einzeln oder in Gruppen hinsichtlich ihrer Kammerfüllungen veränderbar. Dadurch ist es möglich, nicht nur, wie dies in der Lösung in Fig. 2 der Fall ist, in bezug auf eine horizontale Ebene eine Beeinflussung der Strahlrichtung und/oder der Strahlcharakteristik der Lichtkeule zu bewirken, sondern auch eine entsprechende Änderung in Richtung der Fahrzeuglängsachse, d. h. also in einer vertikalen Ebene gezielt einzustellen (Leuchtweite). Damit ist es im Prinzip möglich, das Auf- und Abblenden eines Fahrzeugscheinwerfers durch eine entsprechende Veränderung der optisch wirksamen Oberfläche der flexiblen Linse 2 zu realisieren. Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht daher vor, die Aktorik zur Beeinflussung der Volumina der Kammerfüllungen mit einer Umschalteinrichtung für Abblend- und Fernlicht zu koppeln. Mit besonderem Vorteil wird eine Umschalteinrichtung verwendet, bei der anstelle eines vom Fahrer manuell zu betätigenden Schalters eine elektronische Steuerung vorgesehen ist, die selbsttätig auf die Detektion von Licht entgegenkommender Fahrzeuge reagiert. In diesem Fall könnte also das mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ausgestattete Fahrzeug bei Bedarf regelmäßig mit Fernlicht fahren, das bei entgegenkommenden Verkehr automatisch auf Abblendlicht umgeschaltet wird.

Die Beeinflussung der Strahlrichtung und/oder der Strahlcharakteristik der Lichtkeule in Richtung quer zur Fahrzeuglängsachse könnte grundsätzlich in entsprechender Weise wie bei einem Schalter für das Fernlicht durch eine manuelle Betätigung seitens des Fahrers eines Fahrzeugs erfolgen. Wesentlich zweckmäßiger ist es jedoch, die Ansteuerung der Aktorik 14 mit einem Sensor 13 zur Erfassung der Lenkradstellung oder des Einschlagwinkels α₁ der lenkbaren Räder 12 des Fahrzeugs signaltechnisch zu koppeln, wie dies in der schematischen Darstellung in Fig. 7 angedeutet ist. Die Fahrzeuglängsachse ist mit dem Bezugszeichen A versehen worden. Die beiden Frontscheinwerfer 11a und 11b erzeugen bei Geradeausfahrt des Fahrzeugs jeweils eine Lichtkeule L_a bzw. L_b, deren Strahlrichtung in Richtung der Fahrzeuglängsachse A verläuft. Wenn nun das Fahrzeug, wie in Fig. 7 beispielhaft angedeutet, durch Einschlagung des Lenkwinkels α₁ in eine Rechtskurve geht, wird die Aktorik 14 durch die Übermittlung des vom Sensor 13 erfaßten Lenkwinkels so beeinflußt, daß die in den Fahrzeugscheinwerfern 11a, 11b enthaltenen (nicht dargestellten) flexiblen Linsen so verformt werden, daß die Lichtkeulen L_a, L_b in der Strahlrichtung nach rechts in die Position der gestrichelt eingezeichneten Lichtkeulen L_a', L_b' umgelenkt werden.

Der Umlenkwinkel der Strahlung ist in Fig. 7 mit α₂ bezeichnet worden und liegt zweckmäßigerweise in einer ähnlichen Größe wie der Winkel α₁.

In entsprechender Weise wie in Fig. 3 ist in Fig. 4 in zweifacher Darstellung eine andere Variante der Erfindung dargestellt, bei der die flexible Linse 2 nicht als gefüllter Hohlkörper ausgebildet ist, sondern bei dem ein optischer Kernkörper 5 aus einem gummiartig flexiblen und lichtdurchlässigen Material vorgesehen ist, das dem Material des Hohlkörpers von Fig. 2 oder Fig. 3 entspricht. Der einstückige Kernkörper 5 ist außerhalb des lichtbrechenden Bereichs der Linse 2 peripher von vier Druckkammern P₁ bis P₄ umgeben, von denen jeweils die Druckkammern P₁ und P₂ bzw. P₃ und P₄ nebeneinander und die Druckkammern P₁ und P₃ bzw. P₂ und P₄ jeweils übereinander angeordnet sind. Die Druckkammern berühren den Kernkörper 5 an dessen äußerer Oberfläche. Anstelle der Anordnung der Druckkammern P₁ bis P₄, die insoweit der Anordnung der Kammern H₁ bis H₄ in Fig. 3 entspricht, wäre es auch möglich, in ähnlicher Weise wie in Fig. 2 lediglich zwei Druckkammern vorzusehen. Das Volumen dieser Druckkammern P₁ bis P₄ ist durch die in Fig. 4 nicht dargestellte Aktorik einzeln oder in Gruppen einstellbar, wobei es je nach Bemessung der Volumenänderung durch Druckeinwirkung der Druckkammern P₁ bis P₄ auf den Kernkörper 5 zu einer Verformung von dessen Oberfläche kommt. Diese Oberflächenänderung wird gezielt so eingestellt, daß es zu der gewünschten Beeinflussung der Lichtkeule, die von der Linse 2 ausgestrahlt wird, kommt. Während bei der Ausführungsform der Fig. 2 und 3 darauf geachtet werden muß, daß das Material, mit dem die einzelnen Kammern H₁ bis H₄ gefüllt sind, einen Brechungsindex aufweisen, der nahezu oder vollständig gleich dem Brechungsindex des Hohlkörpermaterials ist, kommt es hierauf bei der Ausführung der Fig. 4 nicht an. Für die Befüllung der Druckkammern P₁ bis P₄ können daher beliebige Flüssigkeiten oder auch Gase eingesetzt werden, da die Druckkammern außerhalb des lichtbrechenden Bereichs der Linse 2 angeordnet sind. Die Fluidfüllung der Druckkammern P₁ bis P₄ kann durch ein geeignetes Druckversorgungsaggregat erfolgen, das durch die in Fig. 4 nicht dargestellte Aktorik gesteuert wird und das gewählte Fluid entsprechend der Beeinflussung des Strahlengangs ein- bzw. ausspeist.

In den Fig. 5 und 6 ist jeweils eine weitere Variante der erfindungsgemäßen Lösung dargestellt. In Fig. 5b ist im Ruhezustand, also im von der Aktorik unbeeinflußten Zustand eine Linse 2 dargestellt, deren Lichtaustrittsfläche plan ausgebildet ist und die Deckfläche 8 eines flexiblen, prismatischen und lichtdurchlässigen optischen Ablenkkörpers 6 bildet, dessen Grundfläche 9 mit dem asphärischen Teil 7 der Linse 2 verbunden ist. Der asphärische Teil 7 der Linse 2 kann aus einem flexiblen Material bestehen, kann aber alternativ auch in herkömmlicher Weise aus einem völlig starren Material (z. B. gepreßtes Glas) bestehen. Wesentlich ist lediglich, daß der Ablenkkörper 6 aus einem gummiartig flexiblen und lichtdurchlässigen Material besteht, das sich unter Krafteinwirkung verformen läßt. Dies geschieht in der Weise, daß durch die in Fig. 5 nicht näher dargestellte Aktorik die Deckfläche 8 in eine gegenüber der Grundfläche 9 geneigte Stellung gebracht wird, wie dies in der Teildarstellung Fig. 5a beispielhaft dargestellt ist. Da der Ablenkkörper aus einem lichtbrechenden Material besteht, wird die aus der Deckfläche 8 austretende Strahlung in einem Winkel abgelenkt, der der Neigung der Deckfläche 8 gegenüber der Grundfläche 9 entspricht. Fig. 6 zeigt eine vorteilhafte Ausführung dieses Prinzips der Erfindung, bei der die Deckfläche 8 des Ablenkkörpers 6 von einer starren, lichtdurchlässigen Scheibe 10, vorzugsweise einer Scheibe aus Glas, gebildet wird. Durch entsprechende Krafteinwirkung (Pfeile F und -F) auf die Scheibe 10 läßt sich eine der Fig. 5a entsprechende Verformung des Ablenkkörpers 6 ohne weiteres einstellen. Grundsätzlich können die für die Verformung erforderlichen Kräfte in beliebiger Weise aufgebracht werden. Beispielsweise ist es möglich, hierfür pneumatische oder hydraulische Kolben-Zylinder-Systeme oder elektromotorisch bewegte Spindelantriebe zu verwenden. Es ist aber auch eine Lösung möglich, die dem Wirkprinzip für die Verformung der flexiblen Linsen 2 in den Fig. 2 bis 4 entspricht. Hierzu kann beispielsweise ähnlich wie in Fig. 3 der Ablenkkörper 6 als Hohlkörper mit vier Teilkammern ausgebildet werden, die mit einer lichtdurchlässigen Füllung versehen sind, deren Volumen einzeln oder in Gruppen durch die Aktorik veränderbar ist. Voraussetzung ist, daß mindestens zwei in horizontaler Richtung nebeneinanderliegende Teilkammern vorgesehen sind, um eine Beeinflussung der Strahlrichtung bzw. Strahlcharakteristik der Lichtkeule quer zur Fahrzeuglängsachse zu ermöglichen. Für die Befüllung der Teilkammern kommen sowohl Flüssigkeiten als auch Gase in Frage. Eine besonders vorteilhafte Ausführung der Erfindung sieht vor, die Kammern H₁ bis H₄ (Fig. 2, 3) bzw. die Druckkammern P₁ bis P₄ (Fig. 4) bzw. die Teilkammern (Fig. 5, 6) mit einem Material zu füllen, das zu einer Werkstoffgruppe zu rechnen ist, die als "smart gel" bezeichnet wird. Es handelt sich hierbei um Stoffe, die durch Variation äußerer Einflüsse wie z. B. Temperatur, Druck, pH-Wert, Lichteinstrahlung oder Stärke elektrischer oder magnetischer Felder ihr Volumen deutlich verändern. Dadurch ist es möglich, das Füllvolumen in den Kammern H₁ bis H₄, in den Druckkammern P₁ bis P₄ und in den Teilkammern gezielt zu beeinflussen, ohne dabei im Sinne der Pneumatik oder Hydraulik ein Druckmedium zu- oder abführen zu müssen. Die gewünschten Volumenveränderungen können vielfach allein auf elektrischen Wege initiiert werden. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Formveränderungen der Linse 2 durch unmittelbare mechanische Krafteinwirkung von elektromagnetischen oder elektrostriktiven Aktoren einzustellen.

Zur weiteren Verbesserung der Strahlcharakteristik der von der Beleuchtungseinrichtung erzeugten Lichtkeule kann es im Einzelfall sinnvoll sein, in an sich bekannter Weise eine motorisch bewegbare rahmenartige Blende in den Strahlengang zwischen Lampe und flexibler Linse einzuschalten, so daß nur der optisch günstige Bereich der flexiblen Linse jeweils für die Lichtstrahlung freigebbar ist. Für den Motorantrieb einer solchen Blende kommen beliebige elektrische, hydraulische oder pneumatische Antriebe einschließlich der zuvor bereits erwähnten "Verformungsantriebe" auf der Basis von "smart gels" in Frage. Der Motorantrieb der Blende ist signaltechnisch mit der Steuerung der Aktorik für die flexible Linse gekoppelt.

Selbstverständlich kann die Aktorik der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung mit einer an sich bekannten Sensorik für eine Leuchtweitenregelung signaltechnisch gekoppelt sein. Die Einstellung der Leuchtweite erfolgt dabei im Wege einer entsprechenden Verformung der flexiblen Linse.

Die Erfindung ermöglicht es, eine hochleistungsfähige Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge zu schaffen, wobei zum Betrieb der Einrichtung wenig oder sogar keine Mechanik mehr benötigt wird. Die Verwendung von Silicongummi als Werkstoff für flexible Linsen hat den großen Vorteil, daß es sich hierbei um einen Stoff handelt, dessen elastische und optische Eigenschaften in einem sehr großen Temperaturbereich erhalten bleiben.

Claims

1. Beleuchtungseinrichtung insbesondere für die Frontbeleuchtung von Fahrzeugen mit einer elektrischen Lampe (1) und einer asphärischen Linse (2), wobei zumindest ein Teil des von der Lampe (1) erzeugten Lichtes auf die Linse (2) fällt und aus dieser als Lichtkeule (L_a, L_b) zur Beleuchtung des vor dem Fahrzeug liegenden Teils einer Fahrbahn wieder austritt, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (2) zumindest in Teilbereichen ihrer optisch wirksamen Oberfläche durch eine Aktorik (14) formveränderbar ist dergestalt, daß die Lichtkeule (L_a, L_b) ihre Form und/oder ihre Strahlrichtung (in einer horizontalen Ebene gesehen) quer zur Fahrzeuglängsachse (A) verändert.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (2) dergestalt ausgebildet ist, daß die Form und/oder die Strahlrichtung der Lichtkeule (L_a, L_b) durch die Aktorik (14) auch in Richtung der Fahrzeuglängsachse veränderbar ist.

3. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ansteuerung der Aktorik (14) in an sich bekannter Weise mit einem Sensor (13) zur Erfassung der Lenkradstellung oder des Einschlagwinkels (α₁) der lenkbaren Räder (12) des Fahrzeugs signaltechnisch gekoppelt ist.

4. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktorik (14) in an sich bekannter Weise mit einer Umschalteinrichtung für Abblend- und Fernlicht gekoppelt ist.

5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Umschalteinrichtung in an sich bekannter Weise eine elektronische Steuerung beinhaltet, die selbsttätig auf die Detektion von Licht entgegenkommender Fahrzeuge reagiert.

6. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (2) als Hohlkörper aus einem gummiartig flexiblen und lichtdurchlässigen Material gebildet ist und der Hohlkörper mindestens zwei in horizontaler Richtung nebeneinander angeordneter Kammern (H₁, H₂) aufweist, die mit einem flüssigen oder gelartigen lichtdurchlässigen Material ausgefüllt sind, dessen Brechungsindex im wesentlichen gleich groß ist wie der Brechungsindex des flexiblen Materials, wobei die Volumina der Kammerfüllungen durch die Aktorik (14) einzeln oder in Gruppen veränderbar sind.

7. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (2) vier Kammern (H₁ bis H₄) aufweist, von denen jeweils zwei (H₁ und H₂ bzw. H₃ und H₄) nebeneinander und jeweils zwei übereinander (H₁ und H₃ bzw. H₂ und H₄) angeordnet sind.

8. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Linse (2) einen Kernkörper (5) aus einem gummiartig flexiblen und lichtdurchlässigen Material aufweist und der Kernkörper (5) außerhalb des lichtbrechenden Bereichs der Linse (2) peripher um mindestens zwei in horizontaler Richtung nebeneinander angeordneten Druckkammern (P₁ und P₂ bzw. P₃ und P₄) berührend eingeschlossen ist, wobei durch Volumenänderungen, die durch die Aktorik (14) in den Druckkammern (P₁ bis P₄) einzeln oder in Gruppen einstellbar sind, die Form des Kernkörpers (5) veränderbar ist.

9. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens vier Druckkammern (P₁ bis P₄) vorgesehen sind, von denen jeweils zwei (P₁ und P₂ bzw. P₃ und P₄) nebeneinander und jeweils zwei übereinander (P₁ und P₃ bzw. P₂ und P₄) angeordnet sind.

10. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammern (P₁ bis P₄) mit einem Fluid gefüllt sind, das von einem durch die Aktorik (14) gesteuerten Druckversorgungsaggregat ein- und ausspeisbar ist.

11. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plan ausgebildete Lichtaustrittsfläche der Linse (2) die Deckfläche (8) eines flexiblen, im Ruhezustand prismatischen und lichtdurchlässigen optischen Ablenkkörpers (6) ist, dessen Grundfläche (9) mit dem asphärischen Teil (7) der Linse (2) verbunden ist, wobei die Deckfläche (8) durch die Aktorik (14) in eine gegenüber der Grundfläche (9) geneigte Stellung bringbar ist.

12. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfläche (8) des Ablenkkörpers (6) von einer starren, lichtdurchlässigen Scheibe (10), insbesondere einer Glasscheibe, gebildet wird.

13. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckfläche (8) durch die Aktorik (14) mittels Krafteinwirkung auf die starre Scheibe (10) in die geneigte Stellung bringbar ist.

14. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Aktorik (14) ein auf die starre Scheibe (10) einwirkendes pneumatisches oder hydraulisches Kolben-Zylinder-System umfaßt.

15. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkkörper (6) als Hohlkörper in mindestens zwei in horizontaler Richtung nebeneinanderliegende Teilkammern unterteilt ist, wobei die Teilkammern mit einem Druckgas oder einem flüssigen oder gelartigen lichtdurchlässigen Material ausgefüllt sind und in ihrem Füllvolumen einzeln oder in Gruppen durch die Aktorik (14) veränderbar sind.

16. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Ablenkkörper (6) vier Teilkammern aufweist, von denen jeweils zwei nebeneinander und jeweils zwei übereinander angeordnet sind.

17. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammern (H₁ bis H₄) mit einem "smart gel" gefüllt sind.

18. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckkammern (P₁ bis P₄) mit einem "smart gel" gefüllt sind.

19. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 15 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilkammern mit einem "smart gel" gefüllt sind.

20. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Formveränderung der Linse (2) in an sich bekannter Weise durch unmittelbare mechanische Krafteinwirkung elektromagnetischer oder elektrostriktiver Aktoren einstellbar ist.

21. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise eine motorisch bewegliche rahmenartige Blende (4) in den Strahlengang der Lichtstrahlung zwischen Lampe (1) und Linse (2) eingeschaltet ist und der Motorantrieb der Blende (4) signaltechnisch mit der Steuerung der Aktorik (14) gekoppelt ist.

22. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise die Steuerung der Aktorik (14) mit einer Sensorik für eine Leuchtweitenregelung signaltechnisch gekoppelt ist.