DE3834023A1

DE3834023A1 - HEADLIGHTS OR SIGNAL LIGHTS, IN PARTICULAR FOR MOTOR VEHICLES

Info

Publication number: DE3834023A1
Application number: DE3834023A
Authority: DE
Inventors: Heinrich Schmid; Von Ohr Margret Dipl I Schmock
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1988-10-06
Filing date: 1988-10-06
Publication date: 1990-04-12
Also published as: WO1990004130A1; ES2016190A6

Abstract

A rectangular headlamp of very small height is disclosed. In order to comply with legal specifications, it is necessary to take special measures in the case of small headlamps in order to make use of the greatest possible part of the light emitted by the light source (5). For that purpose, the light source (5) of the headlamp is surrounded by a light collecting system composed of at least two identical rectangular, concentric Fresnel lenses (6, 7) and of a reflector (1) formed in a simple manner of at least one flat reflection surface (3).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einem Scheinwerfer nach der Gattung des Hauptanspruchs. Im Interesse einer Verringerung des Luftwiderstands und einer größeren Freiheit im Design von Kraftfahrzeugen werden Scheinwerfer und Leuchten mit immer kleineren Lichtaustrittsöffnun gen gefordert. Um mit kleinen Scheinwerfern die gesetzlichen Vor schriften zu erfüllen, muß der Scheinwerferwirkungsgrad verbessert, das heißt der Anteil des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts, der nach vorne abgestrahlt wird, erhöht werden. Dies ist möglich, indem um die Lichtquelle optische Elemente angeordnet werden, die das von ihr ausgesandte Licht sammeln. Es ist aus der DE-PS 34 27 461 ein gattungsgemäßer Scheinwerfer bekannt, bei dem zu diesem Zweck ein aus verschiedenen, Ringlinsen aufweisenden, opti schen Elementen zusammengesetztes Lichtsammelsystem eine auf einer zentralen optischen Achse angeordnete Lichtquelle und einen diese auf der Rückseite und seitlich teilweise umgebenden Reflektor vorne und seitlich zum Teil umschließt. Der Reflektor ist als Rotations ellipsoid ausgeführt. Da das Lichtsammelsystem Lichtquelle und Re flektor umschließt, fällt dieses sehr groß aus. Außerdem erhält das Lichtsammelsystem durch Vereinigung unterschiedlicher optischer Ele mente eine komplizierte Gestalt. Eine vollständige Parallelrichtung des von der Lichtquelle ausgesandten Lichts ist nicht möglich, da der Reflektor zwei Brennpunkte aufweist.The invention is based on a headlight of the type of Main claim. In the interest of reducing drag and greater freedom in the design of motor vehicles Headlights and lights with ever smaller light outlet openings required. To meet the legal requirements with small headlights to meet the specifications, the headlight efficiency must be improved, that is, the proportion of light emitted by the light source, which is emitted to the front can be increased. This is possible, by placing optical elements around the light source that collect the light it emits. It is from the DE-PS 34 27 461 a generic headlight known in which For this purpose, an opti consisting of various ring lenses light collection system composed of elements on one central optical axis arranged light source and one on the back and reflector partially surrounding the side at the front and partially encloses on the side. The reflector is as a rotation executed ellipsoid. Since the light collection system light source and Re encloses flektor, this turns out very large. It also receives Light collection system by combining different optical elements ment a complicated shape. A complete parallel direction the light emitted by the light source is not possible because the reflector has two focal points.

Vorteile der ErfindungAdvantages of the invention

Der erfindungsgemäße Scheinwerfer mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß die optischen Elemente, die das Lichtsammelsystem bilden, als einfache Ringlinsen ausgeführt werden können und nur die Lichtquelle zu umschließen brauchen. Der Reflektor wird in einfacher Weise aus wenigstens einer außerhalb der Ringlinsen liegenden ebenen Reflexionsfläche gebildet. Durch diese Anordnung kann nicht nur das vorne und seitlich aus der Lichtquelle austretende Licht zur gerichteten Abstrahlung nach vorne genutzt werden, sondern auch ein Teil des nach hinten austretenden Lichts.The headlamp according to the invention with the characteristic features the main claim has the advantage that the optical Elements that form the light collection system as simple ring lenses can be executed and enclose only the light source need. The reflector is made from at least one in a simple manner formed flat reflection surface lying outside the ring lenses. With this arrangement, not only can the front and side of the Light source emerging light for directed radiation towards the front be used, but also part of the exiting to the rear Light.

Durch die Weiterbildung des Scheinwerfers nach Anspruch 3 und 4 kann der von den Ringlinsen erfaßte Teil des von der Lichtquelle ausge sandten Lichts weiter erhöht werden. Dabei wird eine sehr kleine niedrige Bauform eines Scheinwerfers bei großer Lichtausbeute er zielt. Durch die Ausbildung des Scheinwerfers nach Anspruch 5 wird eine besonders schmale Bauform ermöglicht.By training the headlight according to claim 3 and 4 can the part captured by the ring lenses from the light source sent light can be further increased. This will be a very small one low design of a headlight with high light output aims. By training the headlamp according to claim 5 a particularly narrow design enables.

Zeichnungdrawing

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung anhand mehrerer Figuren dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigenTwo embodiments of the invention are shown in the drawing shown several figures and in the description below explained in more detail. Show it

Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Scheinwerfers in Vorderansicht, Fig. 1 shows a first embodiment of a headlamp in front view,

Fig. 2 den Scheinwerfer im Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, Fig. 2 shows the headlamp in cross section along the line II-II in Fig. 1,

Fig. 2a eine Va riante des Scheinwerfers von Fig. 2, Fig. 2a shows a VaRIaTIon of the headlamp of Fig. 2,

Fig. 3 den Scheinwerfer im Längsschnitt entlang Linie III-III in Fig. 2, Fig. 3 shows the fixture in longitudinal section along line III-III in Fig. 2,

Fig. 4 in vergrößer ter Darstellung den in Fig. 2 mit IV bezeichneten Ausschnitt, Fig. 4 in Enlarge ter representation of the detail designated in Fig. 2 with IV,

Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel des Scheinwerfers in Vorderansicht und Fig. 5 shows a second embodiment of the headlamp in front view and

Fig. 6 den Scheinwerfer im Querschnitt entlang der Linie VI-VI in Fig. 5. Fig. 6 shows the headlamp in cross section along the line VI-VI in Fig. 5.

Beschreibung der AusführungsbeispieleDescription of the embodiments

In Fig. 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines Scheinwerfers in rechteckiger Form und mit kleiner Bauhöhe in Vorderansicht darge stellt. Der Scheinwerfer besteht aus einer Lichtquelle 5 und einem Reflektor 1, der von zwei jeweils unter einem Winkel β von 45 Grad zu einer zentralen optischen Achse 2 geneigten, senkrecht zu einer durch die optische Achse gehenden Ebene stehenden, ebenen Re flexionsflächen 3 gebildet wird, die im Bereich ihrer gegenseitigen Annäherung einen Reflektorhals 4 mit einer Einführöffnung für die Lichtquelle 5 aufweisen. Der Reflektor 1 wird durch senkrecht zu den Reflexionsflächen 3 angeordnete Begrenzungswände 8 abgeschlossen. Nach vorn wird der Scheinwerfer, der eine Austrittsöffnung in Form eines schmalen Rechtecks bildet, durch eine nicht dargestellte lichtdurchlässige Scheibe, die falls erforderlich auch lichtbre chende Eigenschaften haben kann, abgeschlossen. Die Lichtquelle 5 ist auf der zentralen optischen Achse 2 des Scheinwerfers angeord net. Als optische Elemente zur Lichtsammlung dienen drei Ringlinsen aufweisende Elemente, kurz als Ringlinsen 6, 7 bezeichnet, die um die Lichtquelle angeordnet sind.In Fig. 1 is a first embodiment of a headlamp in a rectangular shape and with a small height in front view Darge provides. The headlight consists of a light source 5 and a reflector 1 , which is formed by two inclined at an angle β of 45 degrees to a central optical axis 2 , perpendicular to a plane passing through the optical axis, plane re reflection surfaces 3 , the have a reflector neck 4 with an insertion opening for the light source 5 in the area of their mutual approximation. The reflector 1 is closed off by boundary walls 8 arranged perpendicular to the reflection surfaces 3 . Towards the front, the headlight, which forms an outlet opening in the form of a narrow rectangle, is closed off by a translucent pane, not shown, which, if necessary, can also have light-diffracting properties. The light source 5 is net angeord on the central optical axis 2 of the headlamp. Three elements comprising ring lenses, abbreviated as ring lenses 6 , 7 , which are arranged around the light source, serve as optical elements for collecting light.

Eine erste Ringlinse 6 ist senkrecht zur optischen Achse 2 vor der Lichtquelle 5 angebracht, die beiden weiteren Ringlinsen 7 sind unter einem Winkel α von 0 Grad, also parallel zur optischen Achse 2 und senkrecht zu der durch die optische Achse 2 gehenden Ebene an die vordere Ringlinse 6 anschließend angeordnet. Alle drei Ringlinsen bilden vorteilhaft identische Rechteckelemente die seit lich an die Begrenzungswände 8 angrenzen. Die beiden seitlich ange ordneten Ringlinsen 7 umfassen die Lichtquelle 5 und kommen an den Reflexionsflächen 3 des Reflektors nahe des Reflektorhalses 4 zur Anlage. Durch die Ringlinsen 6, 7, die Reflexionsflächen 3 des Reflektors 1 sowie die Begrenzungswände 8 entsteht somit um die Lichtquelle 5 ein abgeschlossener Kasten, aus dem Licht nur durch die Ringlinsen 6, 7 austreten kann. Die Lichtquelle 5, z. B. eine Glühwendel 13 einer Glühlampe, liegt dabei im Brennpunkt der drei Ringlinsen 6, 7.A first ring lens 6 is mounted perpendicular to the optical axis 2 in front of the light source 5 , the two further ring lenses 7 are at an angle α of 0 degrees, that is parallel to the optical axis 2 and perpendicular to the plane going through the optical axis 2 to the front Ring lens 6 then arranged. All three ring lenses advantageously form identical rectangular elements which adjoin the boundary walls 8 since Lich. The two laterally arranged ring lenses 7 include the light source 5 and come to rest on the reflection surfaces 3 of the reflector near the reflector neck 4 . The ring lenses 6 , 7 , the reflection surfaces 3 of the reflector 1 and the boundary walls 8 thus form a closed box around the light source 5 , from which light can only emerge through the ring lenses 6 , 7 . The light source 5 , e.g. B. a filament 13 of an incandescent lamp, is located in the focus of the three ring lenses 6 , 7th

Von der Lichtquelle 5 nach vorne austretendes Licht 11 trifft auf die vordere Ringlinse 6 und wird an dieser so gebrochen, daß es parallel zur optischen Achse 2 austritt. Von der Lichtquelle 5 seit lich austretendes Licht 12 trifft auf die seitlich angeordneten Ringlinsen 7, wird an diesen so gebrochen, daß es senkrecht zur op tischen Achse 2 austritt und an den Reflexionsflächen 3 des Reflek tors so reflektiert, daß es parallel zur optischen Achse 2 nach vor ne aus dem Scheinwerfer austritt. Weist die Lichtquelle eine stab förmig verlaufende Glühwendel 13 auf und wird die Lichtquelle 5 so angeordnet, daß ihre Glühwendel 13 senkrecht zur optischen Achse 2 und parallel zu den seitlichen Ringlinsen 7 verläuft, so ist der durch die Anordnung der Ringlinsen 6, 7 und des Reflektors 1 erfaßte Anteil des von der Lichtquelle 5 ausgesandten Lichts am größten.Light 11 emerging from the light source 5 strikes the front ring lens 6 and is refracted on it so that it emerges parallel to the optical axis 2 . From the light source 5 since Lich light 12 strikes the laterally arranged ring lenses 7 , is broken so that it emerges perpendicular to the optical axis 2 and reflected on the reflection surfaces 3 of the reflector so that it is parallel to the optical axis 2nd after coming out of the headlights. If the light source has a rod-shaped filament 13 and the light source 5 is arranged so that its filament 13 is perpendicular to the optical axis 2 and parallel to the lateral ring lenses 7 , this is due to the arrangement of the ring lenses 6 , 7 and the reflector 1 detected portion of the light emitted by the light source 5 is greatest.

Wenn die seitlichen Ringlinsen 7 nicht parallel zur optischen Achse 2, sondern unter einem Winkel α größer als Null Grad zu dieser geneigt sind, wie in Fig. 2a dargestellt, so ergibt sich der Winkel β, den die Reflexionsflächen 3 zur optischen Achse 2 bilden müssen, als die Hälfte der Differenz eines Winkels von 90 Grad und dem Winkel α. So wird erreicht, daß das Licht immer parallel zur optischen Achse 2 nach vorne aus dem Scheinwerfer austritt.If the lateral ring lenses 7 are not inclined parallel to the optical axis 2 , but rather at an angle α greater than zero degrees to the latter, as shown in FIG. 2a, then the angle β results which the reflection surfaces 3 must form to the optical axis 2 than half the difference of an angle of 90 degrees and the angle α . This ensures that the light always exits the headlight parallel to the optical axis 2 to the front.

In einer weiteren Ausgestaltung des Reflektors 1 sind die Refle xionsflächen 3 im Bereich zwischen Reflektorhals 4 und den seit lichen Ringlinsen 7 als Oberflächen 14 einer Kugel ausgeführt, deren Mittelpunkt etwa in der Mitte der Glühwendel 13 der Lichtquelle 5 liegt. Durch diese Ausgestaltung kann auch von der Lichtquelle 5 nach hinten austretendes Licht 15 teilweise genutzt werden, indem dieses von der Glühwendel 13 ausgehend auf die Oberflächen 14 der Kugel trifft, dort reflektiert wird und auf die vordere Ringlinse 6 trifft und hier so gebrochen wird, daß es parallel zur optischen Achse 2 austritt.In a further embodiment of the reflector 1 , the reflections 3 are executed in the region between the reflector neck 4 and the ring lenses 7 since since the surfaces 14 of a ball, the center of which lies approximately in the center of the filament 13 of the light source 5 . With this configuration, light 15 emerging from the light source 5 to the rear can also be partially used, starting from the incandescent filament 13 , striking the surfaces 14 of the ball, being reflected there and striking the front annular lens 6 and being broken here in such a way that it emerges parallel to the optical axis 2 .

In den Fig. 5 und 6 ist ein zweites Ausführungsbeispiel des Schein werfers dargestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine seit liche Ringlinse 17 unter einem Winkel α von Null Grad zur opti schen Achse 2 geneigt, also parallel zu dieser an die vordere Ring linse 6 anschließend und seitlich sich bis zum Reflektor 20 er streckend angeordnet. Der Reflektor 20 besteht auf der Seite der optischen Achse 2, auf der die seitliche Ringlinse 17 angeordnet ist, aus einer unter einem Winkel β von 45 Grad zur optischen Ach se 2 angeordneten ebenen Reflexionsfläche 23 und auf der gegenüber liegenden Seite der optischen Achse 2 aus einer reflektierenden Oberfläche 18 einer Kugel, deren Mittelpunkt etwa in der Mitte der Glühwendel 13 der Lichtquelle 5 liegt. Von der Lichtquelle 5 seit lich in Richtung der Oberfläche 18 austretendes Licht 22 wird an der Oberfläche 18 reflektiert und durch die vordere Ringlinse 16 bzw. die seitliche Ringlinse 17 und die ebene Reflexionsfläche 23 so ge richtet, daß es parallel zur optischen Achse 2 nach vorne aus dem Scheinwerfer austritt. Aus einem Winkel α größer als Null Grad zwischen der seitlichen Ringlinse 17 und der optischen Achse 2 er gibt sich der erforderliche Winkel β zwischen der ebenen Refle xionsfläche 23 und der optischen Achse 2 wieder als die Hälfte der Differenz eines Winkels von 90 Grad und dem Winkel α.In FIGS. 5 and 6, a second embodiment of the dummy is illustrated pitcher. In this embodiment, a since Liche ring lens 17 is inclined at an angle α of zero degrees to the optical axis 2 , so parallel to this to the front ring lens 6 and laterally extending to the reflector 20 he arranged. The reflector 20 is on the side of the optical axis 2 on which the lateral ring lens 17 is disposed, from a β at an angle of 45 degrees to the optical Oh se 2 disposed flat reflection surface 23 and on the opposite side of the optical axis 2 of a reflective surface 18 of a sphere, the center of which lies approximately in the middle of the filament 13 of the light source 5 . From the light source 5 since Lich in the direction of the surface 18 emerging light 22 is reflected on the surface 18 and directed by the front ring lens 16 or the side ring lens 17 and the flat reflection surface 23 so that it is parallel to the optical axis 2 to the front emerges from the headlight. From an angle α greater than zero degrees between the lateral ring lens 17 and the optical axis 2, it gives the required angle β between the plane reflection surface 23 and the optical axis 2 again as half the difference of an angle of 90 degrees and the angle α .

Claims

1. Scheinwerfer oder Signalleuchte, insbesondere für Kraftfahrzeuge, mit einer auf einer zentralen optischen Achse (2) angeordneten Lichtquelle (5), die Lichtquelle zumindest teilweise umschließenden Ringlinsen aufweisenden optischen Elementen, wobei sich diese zum Teil vor der Lichtquelle und zum Teil seitlich der Lichtquelle er strecken, und einem Reflektor (1), dadurch gekennzeichnet, daß als optische Elemente Ringlinsen (6, 7) in rechteckiger Form dienen, von denen eine senkrecht zur optischen Achse (2) vor der Lichtquelle (5) angeordnet ist und mindestens eine seitliche Ringlinse (7) unter einem Winkel α ≧ 0 zur optischen Achse (2) geneigt an die vor dere Ringlinse (6) anschließend und seitlich sich bis zum Reflektor (1) erstreckend senkrecht zu einer durch die optische Achse (2) gehenden Ebene angeordnet ist und der Reflektor (1) an die optischen Elemente anschließend aus mindestens einer, unter einem Winkel β zur optischen Achse (2) angeordneten ebenen Reflexionsfläche (3) gebildet wird, die senkrecht zur Ebene steht, wobei sich der Winkel β aus dem von der seitlichen Ringlinse (7) zur optischen Achse (2) gebildeten Winkel α als die Hälfte der Differenz eines Winkels von 90 Grad und dem Winkel α ergibt. 1. Headlight or signal lamp, in particular for motor vehicles, with a light source ( 5 ) arranged on a central optical axis ( 2 ), the light source having at least partially surrounding ring lenses, optical elements, some of which are in front of the light source and some of which are to the side of the light source he stretch, and a reflector ( 1 ), characterized in that ring lenses ( 6 , 7 ) in rectangular shape serve as optical elements, one of which is arranged perpendicular to the optical axis ( 2 ) in front of the light source ( 5 ) and at least one lateral one Ring lens ( 7 ) at an angle α ≧ 0 to the optical axis ( 2 ) inclined to the front of the ring lens ( 6 ) and laterally extending to the reflector ( 1 ) extending perpendicular to a plane through the optical axis ( 2 ) is arranged and the reflector ( 1 ) is arranged next to the optical elements from at least one, at an angle β to the optical axis ( 2 ) en flat reflection surface ( 3 ) is formed, which is perpendicular to the plane, the angle β from the angle α formed by the lateral ring lens ( 7 ) to the optical axis ( 2 ) as half the difference of an angle of 90 degrees and Angle α results.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei seitliche Ringlinsen (7) parallel zur optischen Achse (2) und an die vordere Ringlinse (6) anschließend angeordnet sind, der Reflektor (1) aus zwei symmetrisch zur optischen Achse (2) und unter einem Winkel β von 45 Grad zu dieser geneigt angeordneten ebenen Reflexionsflächen (3) besteht und die Ringlinsen (6, 7) und der Reflektor (1) durch senkrecht zu den Reflexionsflächen (3) verlau fende Begrenzungswände (8) abgeschlossen werden.2. Headlamp according to claim 1, characterized in that two lateral ring lenses ( 7 ) are arranged parallel to the optical axis ( 2 ) and to the front ring lens ( 6 ), the reflector ( 1 ) consists of two symmetrical to the optical axis ( 2 ) and at an angle β of 45 degrees to this inclined planar reflecting surfaces ( 3 ) and the ring lenses ( 6 , 7 ) and the reflector ( 1 ) are terminated by perpendicular to the reflecting surfaces ( 3 ) extending walls ( 8 ).

3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (5) eine Glühwendel (13) aufweist, deren Achse senk recht zur optischen Achse (2) und parallel zur seitlichen Ringlinsen (7) verläuft.3. Headlamp according to claim 1 or 2, characterized in that the light source ( 5 ) has a filament ( 13 ) whose axis is perpendicular to the optical axis ( 2 ) and parallel to the lateral ring lenses ( 7 ).

4. Scheinwerfer nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reflexionsflächen (3) des Reflektors (1) im Bereich zwischen Reflektorhals (4) und der seitlich angeordneten Ringlinse (7) eine Oberfläche (14) einer Kugel aufweist, deren Mittelpunkt nahe der Mitte der Glühwendel (13) der Lichtquelle (5) liegt.4. Headlamp according to claim 2 or 3, characterized in that the reflection surfaces ( 3 ) of the reflector ( 1 ) in the region between the reflector neck ( 4 ) and the laterally arranged ring lens ( 7 ) has a surface ( 14 ) of a ball, the center of which is close the center of the filament ( 13 ) of the light source ( 5 ).

5. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine seitliche Ringlinse (17) mit einer dieser zugeordneten ebenen Reflexionsfläche (23) vorgesehen ist und auf der der seitlichen Ringlinse (17) gegenüberliegenden Seite der optischen Achse (2) ein zusätzlicher Reflektorteil des Reflektors (20) mit einer reflektie renden Oberfläche (18) einer Kugel angeordnet ist, deren Mittelpunkt etwa in der Mitte der Glühwendel (13) der Lichtquelle (5) liegt, wo bei die Ringlinsen (16, 17) und der Reflektor (20) durch senkrecht zu der ebenen Reflexionsfläche (23) verlaufende Begrenzungswände (28) abgeschlossen werden.5. Headlight according to claim 1, characterized in that a lateral ring lens ( 17 ) is provided with an associated flat reflection surface ( 23 ) and on the side of the side ring lens ( 17 ) opposite side of the optical axis ( 2 ) an additional reflector part of the reflector ( 20 ) is arranged with a reflective surface ( 18 ) of a ball, the center of which is approximately in the middle of the filament ( 13 ) of the light source ( 5 ), where the ring lenses ( 16 , 17 ) and the reflector ( 20 ) pass through Boundary walls ( 28 ) running perpendicular to the flat reflection surface ( 23 ) are completed.