DE3884664T2

DE3884664T2 - Hochleistungsleuchte, insbesondere für Kraftfahrzeuge.

Info

Publication number: DE3884664T2
Application number: DE88401103T
Authority: DE
Inventors: Eric Blusseau; Pierre Carel
Original assignee: Valeo Vision SAS
Current assignee: Valeo Vision SAS
Priority date: 1987-05-07
Filing date: 1988-05-05
Publication date: 1994-02-03
Anticipated expiration: 2008-05-06
Also published as: JPS63285802A; DE3884664D1; EP0290347A2; EP0290347B1; EP0290347A3; ES2047040T3; US4859043A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ganz allgemein eine Signalleuchte entsprechend dem Oberbegriff aus Anspruch 1.
Eine solche Leuchte ist aus der EP-A-0 193 294 bekannt.
Die bekannte Leuchte weist jedoch eine gewisse Anzahl Nachteile auf. Der erste liegt darin, daß keine Leuchte mit großer und homogener Leuchtplatte realisiert werden kann. Insbesondere Bereiche der zweiten Linse, die am weitesten vom Kolben entfernt sind, empfangen je Flächen- oder Breiteneinheit eine weit geringere Lichtmenge als die Bereiche der zweiten Linse, die dem Kolben direkt gegenüberliegen. Die erzielte Leuchtfläche beinhaltet somit einen Homogenitätsfehler gegenüber der ausgestrahlten Lichtstärke, indem die seitlichen Kantenbereiche weniger Licht abstrahlen als der mittlere Bereich.
Aus der EP-0 098 062 ist auch eine Signalleuchte bekannt, welche eine kolbenförmige Linse enthält, die die von der Lichtquelle ausgesandten Lichtstrahlen gleichzeitig horizontal und vertikal in Richtung des Kolbens umlenkt. Die so von dem Kolben umgelenkten Strahlen sind alle im wesentlichen parallel zur Strahlungsachse ausgerichtet, so daß es nicht erforderlich ist, eine zweite Linse vorzusehen, wie gemäß der EP-A-0 193 294. Infolgedessen setzt jedoch diese andere, bekannte Leuchte voraus, daß der Kolben im wesentlichen die gleiche Breite hat wie die Kugel. Ihre Bauart ist daher in keiner Weise für die Herstellung einer Leuchte mit großer Breite geeignet.
Daneben ist die Leuchte gemäß diesem Dokument in keiner Weise geeignet, um die oben erwähnten Lichthomogenitätsfehler zu korrigieren. Tatsächlich zeigt sich bei der Konstruktion gemäß Figur 2 dieses Dokuments, daß diese seitlichen Bereiche der Kontrolleuchte die stärkste Leuchtkraft zum Nachteil des mittleren Bereichs aufweisen. Somit hat die Leuchte nach der EP-A-0 098 062 den gleichen Nachteil wie diejenige entsprechend dem Dokument EP-A-0 193 294, jedoch im umgekehrten Sinne.
Die vorliegende Erfindung hat den Zweck, diese Nachteile der bisherigen Technik auszugleichen.
Zu diesem Zweck wird eine Leuchte, wie in der Einleitung beschrieben, vorgeschlagen, die die Merkmale des charakterisierenden Teils aus Anspruch 1 aufweist.
Vorzuziehende Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung werden in den Unteransprüchen dargelegt.
Weitere Aspekte und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich besser beim Lesen der folgenden Beschreibung einer vorzuziehenden Ausführungsform derselben, die als Beispiel gegeben wird und worin auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird, die folgendes darstellen:
- Figur 1 ist ein schematischer Horizontalschnitt einer Signalleuchte, womit das Prinzip der vorliegenden Erfindung veranschaulicht wird.
- Figur 2 ist ein schematischer Horizontalschnitt einer Signalleuchte nach einer ersten praktischen Ausführungsform der dieses Prinzip beinhaltenden Erfindung.
- Figur 3 ist ein schematischer Längs-Vertikalschnitt der Leuchte nach Figur 2.
- Figur 4 ist eine detaillierte perspektivische Ansicht eines Teils der Signalleuchte aus den Figuren 2 und 3.
- Figur 5 ist ein schematischer Längs-Vertikalschnitt einer ersten Ausführungsvariante der Signalleuchte gemäß den Figuren 2 und 3.
- Figur 6 ist ein schematischer Horizontalschnitt einer zweiten Ausführungsvariante der Signalleuchte gemäß den Figuren 2 und 3.
- Figur 7 ist eine schematische, perspektivische Teilansicht einer Leuchte, womit das Grundprinzip zur Herstellung einer Signalleuchte gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht wird.
- Figur 8 ist ein schematischer Horizontalschnitt einer Signalleuchte nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung und
- Figur 9 ist ein schematischer Längs-Vertikalschnitt der Signalleuchte gemäß Figur 8.
Nunmehr wird zunächst auf die Figuren 2 bis 4 Bezug genommen, worin eine erfindungsgemäße Signalleuchte eine Lichtquelle wie zum Beispiel eine Lampe 10, versehen mit einem Glühfaden 12 geringer Abmessungen, ein erstes Ablenkelement 20, welches in Nähe der Lichtquelle rundherum angebracht ist, ein zweites Ablenkelement 30 von im wesentlicher flacher Form und welches im wesentlichen quer zur Hauptstrahlungsrichtung oder optischen x-x der Leuchte angeordnet ist, sowie eine Verschlußkugel (nicht dargestellt) enthält.
Das erste Ablenkelement 20 ist hier ein Element von im wesentlichen halbzylindrischer Form, dessen vertikale Achse durch den Faden 12 hindurch verläuft und welches zunächst an der Innenfläche eine Reihe abgestufter Rillen 22 aufweist, die sich jeweils halbkreisförmig in einer horizontalen Ebene erstrecken.
Auf optischer Ebene bildet die Gesamtheit dieser Rillen 22 eine torische Fresnellinse mit vertikaler Umdrehungsachse, die durch den Faden 12 verläuft und auf dem Faden fokussiert ist. Es kann daran erinnert werden, daß unter dem Begriff "torisch" ein Umdrehungsvolumen zu verstehen ist, welches durch einen Querschnitt erzeugt wird, der sich um eine in seiner Ebene angeordnete Achse dreht.
Figur 3 veranschaulicht den betreffenden Querschnitt in "Fresnel"-Ausführung.
In der Praxis sind die Rillen 22 abgestuft, wie dies angegeben und nach Art einer Fresnellinse dargestellt ist, um den Raumbedarf des Elements und die für die Ausführung erforderliche Materialmenge zu verringern.
Es ist also eine Eigenschaft der Rillen 22, jeden von der Lichtquelle 12 ausgehenden Strahl abzulenken und in eine im wesentlichen horizontale Ebene zu lenken (Figur 3), ohne selbst die Lagerungsausrichtung zu beeinträchtigen.
Das Ablenkelement 30 trägt, vorzugsweise auf der Innenfläche, eine Folge von Rillen 32, die eventuell zu Prismen zusammengefaßt sind, so daß alle vom Element 20 ausgehenden Strahlen durch das Element 30 umgelenkt werden und dabei der gleiche Zielhöhenwinkel erhalten bleibt, der im wesentlichen gleich Null ist, um im wesentlichen parallel zur Achse zu verlaufen und damit zu dem angestrebten konzentrierten Lichtbündel beizutragen.
Schließlich enthält das die Verschlußkugel der Leuchte bildende Element auf der Innenfläche vorzugsweise eine Einheit aus sphärischen oder ähnlichen Kugeln, die geeignet sind, eine leichte Streuung des Bündels der parallel einfallenden Strahlen zu bewirken, einerseits um eine gegebene Fotometrie einzuhalten und andererseits, um dem Bündel eine gute Homogenität zu verleihen und insbesondere um für einen außenstehenden Beobachter den Eindruck von Lichtstreifen zu vermeiden, der durch die Folge der Rillen und ihrer Schrägen am Element 30 hervorgerufen wird.
Die Elemente 20, 30 und 40 befinden sich vorzugsweise etwa in gleicher Höhe, die derjenigen des Leuchtbereichs der Leuchte entspricht.
Ein erster Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt in der wesentlich größeren Rückgewinnung des vom Glühfaden ausgehenden Lichtstroms.
Tatsächlich tragen alle im Raumwinkel des ersten Ablenkelements 20, von der Lichtquelle aus betrachtet, enthaltenen Strahlen auf nützliche Weise zur Bildung des Bündels bei.
In der Praxis kann eine Rückgewinnung des Lichtstroms in der Größenordnung von 30 bis 40 %, je nach Geometrie der Leuchteneinheit, erzielt werden.
In Figur 1 ist schematisch die Signalleuchte gemäß den Figuren 1 bis 3 dargestellt. Der Kolben 20 ist durch einen Halbkreis in punktierten Linien dargestellt. Da die Kugel nicht dargestellt ist, kann sie in bestimmten Fällen von der Linse 30 selbst gebildet werden. Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, das Element 20 ebenfalls zu benutzen, um eine gleichmäßige Verteilung des Lichts in der Winkelebene, wie es vom Faden 12 ausgeht, in eine gleichmäßige Lichtverteilung umzuwandeln, die linear entlang der Innenfläche der Linse 30 und somit entlang der Kugel verläuft.
In mathematischen Begriffen bedeutet dies, daß ein lineares Verhältnis zwischen dem Azimut θ eines Strahls wie R&sub4;, ausgehend vom Faden, und dem Maß y des Punkts der Linse 30 hergestellt wird, auf den der gleiche Strahl R&sub4; trifft, sobald er von dem optischen Element 20 umgelenkt wurde. Beim vorliegenden Beispiel muß berücksichtigt werden, daß die horizontale Ablenkung jeweils durch ein an der Außenfläche des Kolbens ausgebildetes flaches Diopter 24 bewirkt wird, der an der Innenfläche immer die Rillen 22 aufweist (siehe Figur 1 bis 3).
Hier ist zu bemerken, daß, um diese erste Überlegung zu vereinfachen, man sich in einen zweidimensionalen Raum begibt, der aus der durch Faden 12 verlaufenden horizontalen Ebene besteht.
Somit muß die Gleichung überprüft werden:
y = k. θ (1)
wobei k = Konstante.
Berücksichtigt man, daß der Winkelbereich O ≤ θ ≤ π/2 der halben Breite O ≤ y ≤ l/2 der Kugel zugeordnet werden muß, wobei l der Breite der letzteren entspricht, ergibt sich daraus:
l/2 = k.π/2, woraus k = L/π.
Daraus zieht man die Gleichung:
y = θ/π l mit -π/2 ≤ θ ≤ π/2 . (2)
Ausgehend von:
δ : Ablenkwinkel des vom Kolben 20 vermittelten Lichtstrahls R&sub4;;
r : Radius des Kolbens 20;
p : Abstand zwischen der Ebene der Linse 30 und dem Faden 12, wird gezeigt, daß:
y = r sin θ +(p-r cos θ) .tg (θ + δ). (3) und durch Kombination der Gleichungen (2) und (3) erhält man:
θ/π.l = r sin θ+ (p-r cos θ).tg (θ + δ). (4)
Diese eineindeutige Gleichung gestattet für jedes genau festgelegte Moment (θ, δ) die Ablenkung des Winkels der Normalen zum flachen Diopter, bei 24 angegeben, wobei die Ablenkung bewirkt wird, während natürlich im voraus der Brechungsindex des vom Kolben 20 gebildeten Milieus bekannt ist, damit die Ablenkung entsprechend dem jeweiligen Moment erfolgt.
Es ist ebenfalls möglich, zum Beispiel durch ein Integrationsverfahren mit polaren Koordinaten ( ,θ) das Profil der Außenfläche des Kolbens 20 zu bestimmen, wodurch es möglich wird, für den gesamten Winkel θ die richtige, gewünschte Ablenkung zu bewirken.
Diese Bestimmung führt jedoch zu erheblichen Berechnungen, deren Wiedergabe in diesem Dokument überflüssig erscheint.
Unter nochmaliger Bezugnahme auf die Figuren 2 bis 5 beinhaltet die dargestellte Signalleuchte die weiter oben dargelegten Prinzipien.
Wie aus Figur 4 ersichtlich, weist der Kolben 20 an der Außenseite das Ablenkprofil auf, welches ungeachtet der Höhe konstant ist und wie es in Figur 2 dargestellt ist.
Zur Verringerung der Überdicken des Kolbens ist seine Außenfläche in der horizontalen Ebene nicht als durchgehendes Profil ausgebildet, wie es nach der oben erwähnten Theorie erzielt wird, sondern in Form einer Einheit von einzelnen, abgestuften Rillen 24, die jeweils durch das die Ablenkung bewirkende äußere Diopter und das in der horizontalen Ebene nicht ablenkende innere Diopter des Kolbens 20 definiert sind.
Der Kolben weist auf seiner Innenfläche, wie bereits ausgeführt, eine Einheit von Rillen 22 in Form horizontaler Halbkreise auf, wie es der Vertikalschnitt aus Figur 3 zeigt, die dazu bestimmt sind, die vom Glühfaden ausgehenden Lichtstrahlen R&sub6; so abzulenken, daß sie in die Horizontale gebracht werden und auf die Außenseite des Kolbens, wie weiter definiert, treffen.
Betrachtet man nunmehr das Verhalten der Signalleuchte in einer horizontalen Ebene, so kann man beobachten, daß jede Rille 24, die wenigstens in etwa das Profil aufweist, welches dem weiter oben beschriebenen Verteilungskriterium gerecht wird, einer bestimmten empfangenen Lichtmenge zugeordnet ist, die der Winkelabmessung entspricht, die sie gegenüber der Lichtquelle in der horizontalen Ebene, einer bestimmten Zone der Kugel, bedeckt, und es ist verständlich, daß das Verhältnis zwischen der Oberfläche des betreffenden Kugelbereichs und dem empfangenen Lichtstrom von einer Rille zur anderen im wesentlichen konstant ist.
Diesbezüglich wurde in Figur 2 eine Einheit bestehend aus Lichtstrahlen R&sub5; aufgetragen, die zunächst im gleichen Winkel verteilt sind und dann durch den Kolben 20 so abgelenkt werden, daß sie schließlich wieder gleichmäßig über die Breite der Kugeln verteilt sind.
Die Rillen 24 können jeweils die gleiche Winkelabmessung abdecken, aber ihre jeweiligen Breiten werden vorzugsweise nur aufgrund von Überlegungen in Verbindung mit der Dicke des Kolbens bestimmt, das heißt man legt dafür (in Wirklichkeit für die Projektion in der horizontalen Ebene) eine Maximal- und eine Minimaldicke fest und man entwickelt die Kurve, die dem oben beschriebenen Verteilungskriterium entspricht, so, daß bei Erreichen der Maximaldicke (bzw. der Minimaldicke) ein Absatz oder eine Stufe entsteht, die optisch inert sind, um so wieder zur Mindestdicke (bzw. Maximaldicke) zu gelangen und dann entwickelt man die Kurve weiter und so fort. Jede Rille ist damit durch zwei aufeinanderfolgende Stufen begrenzt und hat eine eigene Breite.
Diesbezüglich ist in den Figuren 2 und 4 zu bemerken, daß sich im mittleren Bereich des Kolbens, wo die den Lichtstrahlen zugeordnete Ablenkung relativ begrenzt ist, eine konvexe Rille großer Breite findet.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß ein Wert θ, in diesem Falle in der Größenordnung von 45º, vorhanden ist, für den die Richtung der Strahlenablenkung umgekehrt wird, wobei die Ablenkung mit zunehmenden θ allmählich nach innen übergeht, existiert also auf ähnliche Weise in diesem Bereich eine Rille großer Breite, die etwa die Form einer konvexen Linse hat.
Zusammenfassend wird man verstehen, daß der Kolben aus einer Einheit von einzelnen Ablenkelementen besteht, die auf der Innenseite von einem Teil einer der Rillen 22 und auf der Außenseite von einem entsprechenden Teil einer der Rillen 24 gebildet wird, wobei jedes Ablenkelement eine bestimmte Lichtstrommenge empfängt und die Strahlen dieses Stroms einer mit der Linse 30 verbundenen eineindeutigen Zone zuleitet, so daß das Verhältnis zwischen dem der Oberfläche des genannten Elements proportionalen Stroms und der Oberfläche der genannten Zone von einem Ablenkelement zum anderen im wesentlichen konstant ist, das heißt daß die Leuchtdichte über die gesamte Ausdehnung der Linse 30 und somit der Kugel im wesentlichen konstant ist.
Um die Strahlen R&sub5; wiederum abzulenken, damit sie im wesentlichen parallel zur Emissionsrichtung Ox verlaufen, enthält die Linse 30 auf der Innenfläche, wie bereits beschrieben, eine aus Prismen 32 mit vertikaler Erzeugenden bestehende Einheit. Diese Prismen können jedoch natürlich auch an der Außenfläche der Kugel vorgesehen sein.
Man bemerkt, daß die am stärksten außermittig angeordneten Prismen 32, die Lichtstrahlen empfangen, welche im Verhältnis zur Emissionsachse stark geneigt sind, Vollreflexionsprismen sind, während die im mittleren Bereich des Kolbens angeordneten Prismen mittels Refraktion arbeiten.
Bei einer ersten Annäherung kann die Rilleneinheit 32 aus einer zylindrischen Fresnellinse mit vertikaler Erzeugenden bestehen, deren vertikale Brennachse in einem bestimmten Abstand hinter dem Glühfaden 12 der Lampe angeordnet ist.
Natürlich können für den Kolben zahlreiche Ausführungsvarianten in Betracht gezogen werden. Insbesondere können die Rillen mit gekrümmtem Profil 22, 24, die innerhalb und außerhalb des Kolbens angebracht sind, bei einer ersten Annäherung Prismen sein. Wenn es sich als erforderlich erweist, indem es sich um eine starke vorzunehmende Ablenkung handelt, müssen außerdem Vollreflexionsprismen vorgesehen sein.
In Figur 5 ist eine erste Variante dieser ersten Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser Signalleuchte ist die Höhe der Linse 30 oder der Kugel oder Kontrollampe größer als diejenige des Kolbens 20 und letzterer weist im vertikalen Längsschnitt ein gekrümmtes Profil auf, dessen konkave Seite der Lampe zugewandt ist, um eine größere Menge des von der Lampe nach oben und nach unten abgestrahlten Lichtstroms aufzunehmen. Im einzelnen lag der durch den Kolben aufgenommene und ausgerichtete Lichtstrom bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 2 und 3 zwischen etwa -45º und +45º beiderseits der horizontalen Ebene. Hier liegt der aufgenommene Lichtstrom etwa zwischen -65º und +65º, was eine Zunahme des Lichtstroms bewirkt.
Die Außenfläche des Kolbens 20 enthält hier noch Prismen oder Rillen der in den Figuren 2 bis 4 beschriebenen Art, die jedoch dieses mal dem gekrümmten Profil des Kolbens folgen.
Es ist auch zu bemerken, daß die im Innern des Kolbens ausgebildeten horizontalen Rillen 22 so festgelegt sind, daß die jeweils eine gleiche Winkelabmessung des vom Glühfaden ausgehenden Lichtstroms abdecken, um den betreffenden Teil des Lichtstroms wieder einem Bereich der Kugel zuzuleiten, der die gleiche Höhe hat: in Figur 5 wurden Lichtstrahlen R&sub8; aufgetragen, die im gleichen Winkel in der vertikalen Ebene verteilt sind und die nach erfolgter Ablenkung auf Stellen der Linse 30 treffen, die in Richtung der Höhe gleichmäßig verteilt sind. In anderen Worten ist das Verhältnis zwischen dem Zielhöhenwinkel β eines Lichtstrahls und der vertikalen Koordinate seines Schnittpunkts mit der Kugel nach erfolgter Ablenkung im wesentlichen linear.
Demzufolge wird die Homogenität der Leuchtdichte nicht nur in horizontaler Richtung der Kugel, sondern auch in Richtung ihrer Höhe erzielt.
Bei dieser Ausführungsart sind natürlich Prismen oder Rillen mit horizontaler Erzeugenden 34 an der Linse 30 ausgebildet, um die vom Kolben 20 mit einer kleinen Abweichung ausgehenden Lichtstrahlen R&sub8; in einer im wesentlichen parallel zur Achse Ox verlaufenden Richtung zu lenken. Diese Prismen können sowohl auf der Innenfläche wie auf der Außenfläche der Kugel angebracht sein.
In dieser Hinsicht bildet die Schnittstelle der an der Linse 30 ausgebildeten Prismen 32 und 34 in der Praxis eine aus Prismenelemente mit bestimmten Neigungswinkeln bestehende Einheit.
Diesbezüglich ist zu bemerken, daß bei der grundlegenden Ausführungsform gemäß den Figuren 2 und 3 eine solche Verteilung des Lichtstroms in vertikaler Richtung wegen der relativ geringen Winkelabdeckung des Kolbens in dieser Richtung relativ überflüssig ist, und daß die gewählte Lösung in der Praxis nicht zu merklichen Veränderungen der Leuchtdichte in vertikaler Richtung der Kugel führt.
Figur 6 ist ein Horizontalschnitt einer weiteren Variante dieser zweiten Ausführungsart der Erfindung, die dazu bestimmt ist, daß der Erfindung zugrundeliegende Prinzip besser verständlich zu machen. Hier weist der Kolben 20 auf seiner Innenfläche Rillen auf, die mit den Rillen 22 aus den Figuren 3 und 4 identisch sind, während jedoch die Außenfläche entsprechend den weiter oben dargelegten theoretischen Berechnungen profiliert ist, ohne Abstufung zur Minimierung der Überdicken. Es ist zu bemerken, daß die Ablenkfläche 24 im Mittelbereich ein konkaves Profil aufweist, welches dazu bestimmt ist, die Strahlen R&sub9; beiderseits der Emissionsachse Ox abzulenken, während die Randbereiche konvex sind und damit im Gegensatz dazu die Strahlen R&sub9; auf die homologen Randbereiche der Linse 30 und der Kugel konzentrieren. Man wird ebenfalls bemerken, daß die Änderung des Ablenkwinkels hier für einen Winkel θ von 60º erfolgt.
Es kann erwähnt werden, daß man in der Praxis, insbesondere aus Kostengründen und wegen der einfacheren Herstellung, die Verwendung eines Aufnahme- und Verteilungskolbens 20 in einer abgestuften Version vorzieht.
Figur 7 ist eine perspektivische schematische Ansicht, die den Aufbau einer Signalleuchte entsprechend einer zweiten grundlegenden Ausführungsart der Erfindung darstellt.
In der orthonomierten Bezeichnung [O,x,y,z], wie sie hier dargestellt ist, bezeichnet O die Anordnung des Glühfadens der Lampe, [O,y,z] bezeichnet die Ebene der Verschlußkugel, während der Kolben durch eine Halbkugel mit dem Radius r schematisch dargestellt ist.
Das Konstruktionsprinzip der Signalleuchte besteht in der Unterteilung des Kolbens in eine Einheit von im wesentlichen prismatischen Ablenkelementen, wie bei 23, die mit ihrem Normalvektor eine bestimmte Ausrichtung aufweisen. Jedes Ablenkprisma besteht vorzugsweise aus dem betreffenden Bereich an der Außenfläche des Kolbens und aus der Homologzone in Form eines auf den Faden zentrierten Kugelteils, wo somit keine Ablenkung vorliegt, seiner Innenfläche. Ebenso ist die Linse 30 in eine Einheit aus prismatischen Ablenkelementen unterteilt, wie bei 33 dargestellt, wobei das dargestellte Prisma in diesem Falle durch Vollreflexion wirksam wird.
Gemäß der Erfindung wird der Lichtstrom, der vom Ablenkelement 23 empfangen wird, welches aus einer den Radius R&sub1;&sub0; umgebenden Spindel besteht, einer bestimmten Stelle der Kugel zugeordnet, die in etwa dem Element 33 entspricht. Im einzelnen ist die Ausrichtung des Vektors des Elements 23 so festgelegt, daß der Anfangsradius R&sub1;&sub0;, dessen Ausrichtung vom Azimut θ und vom Zielhöhenwinkel β bestimmt wird, so abgelenkt wird, daß er auf den Koordinatenpunkt (y,z) der Kugel trifft, und die Ausrichtungen aller Normalvektoren sind so festgelegt, daß ein wenigstens annähernd lineares Verhältnis zwischen dem Azimut θ und y sowie eventuell dem Zielhöhenwinkel β und z besteht, damit die Leuchtdichte der Leuchte in horizontaler Richtung und ggf. (bei einer großen Höhe des Austrittsfensters) in vertikaler Richtung homogen ist. Auf diese Weise ist das Verhältnis zwischen der Oberfläche eines bestimmten Bereichs der Kugel und dem auf diesen Bereich auftreffenden Lichtstrom im wesentlichen konstant, und zwar ungeachtet des gewählten Bereichs.
Im Falle einer Leuchte mit geringer Höhe, bei der es nicht nötig ist, eine lineare Beziehung zwischen dem Zielhöhenwinkel β und der Koordinaten z zu gewährleisten und wobei die auf der Kugel auftreffenden Strahlen relativ nahe an der Horizontalen liegen, können die prismatischen Ablenkelemente 33 durch Prismen oder Rillen mit vertikaler Erzeugenden ersetzt werden, wie es bei der Ausführungsform gemäß den Figuren 2 bis 4 beschrieben ist.
Natürlich ist der Fachmann, eventuell mit Hilfe von Informatik-Berechnungsverfahren, in der Lage, einen Kolben und eine Kugel zu konzipieren, deren optische Eigenschaften der oben beschriebenen Maßnahme entsprechen.
In den Figuren 8 und 9 ist ein Ausführungsbeispiel einer Signalleuchte dargestellt, die entsprechend diesem zweiten Aspekt der Erfindung konstruiert ist. Man kann beobachten, daß bestimmte einzelne Ablenkelemente 23 des Kolbens 20 zu linsenförmigen Elementen zusammengefaßt sind, und zwar zu konvexen Linsen in der horizontalen Ebene für Randbereiche des Kolbens und in der vertikalen Ebene für den mittleren Bereich, sowie konkave Linsen in der horizontalen Ebene, ebenfalls für den mittleren Bereich.
Natürlich können für den Fall, daß die Lichtstrahlen einer starken Ablenkung unterworfen werden müssen, insbesondere an der Peripherie des Kolbens, bestimmte in diesem Bereich liegende Elemente so konzipiert sein, daß die Strahlen mittels Vollreflexion abgelenkt werden. Ebenso können die Prismen 33 der Linse 30 in den Randbereichen in gleicher Weise konzipiert sein.
Wie in den Figuren 2, 3, 5 und 5 dargestellt, kann die Signalleuchte gemäß der vorliegenden Erfindung, um die Aufnahme des Lichtstroms weiter zu verbessern, außerdem einen Spiegel 50 aufweisen, der hinter der Lampe sitzt und eine allgemein halbkugelförmige Ausbildung, auf den Glühfaden 12 zentriert, besitzt (natürlich ausgenommen die kreisförmige Öffnung für das Einsetzen der Fassung der Lampe 10). Auf diese Weise werden die vom Glühfaden nach hinten abgegebenen Strahlen durch den Spiegel reflektiert und verlaufen in Nähe der Lichtquelle, um so das Lichtbündel zu verstärken. Ein solcher Spiegel kann natürlich auch an der Signalleuchte entsprechend den Figuren 1 bis 3 und 8, 9 vorgesehen sein.
Um außerdem die Figuren nicht zu kompliziert werden zu lassen, wurden nicht in jedem Falle die Prismen oder Rillen 32 dargestellt, die sich an der Innenfläche der Linse 30 befinden, um die Lichtstrahlen abzulenken, die in einer im wesentlich parallel zur Emissionsrichtung Ox verlaufenden Richtung einfallen. In den Figuren 1 bis 9 wurden die Zeichnungen ebenfalls vereinfacht, indem die Kugel nicht dargestellt wurde, die ggf. mit Streuungskügelchen oder ähnlichen Mitteln versehen ist.
In dieser Hinsicht können die Linse 30 und die Kugel entweder in Form von zwei separaten Elementen, wie beschrieben, ausgeführt oder zu einem einzigen Element verbunden sein, worin die Rillen 32 oder Elemente 33 an der Innenfläche und eventuell vorhandene Kügelchen an der Außenfläche realisiert sind, soweit dies im Rahmen der gesetzlichen Bestimmungen zulässig ist.
Natürlich können die der Erfindung zugrundeliegenden Prinzipien bei Signal leuchten jeder Art Anwendung finden, und insbesondere bei Standlichtern, Bremslichtern, Fahrtrichtungsanzeigern oder Rückfahrscheinwerfern.
Die Erfindung betrifft jedoch insbesondere Leuchten dieser Art, die eine große Breite und/oder eine große Höhe haben und bei denen die Lampe, zum Beispiel aus Platzgründen, relativ nahe an der Kugel liegen muß und die nur geringe Herstellungskosten verursachen.
Insbesondere hat die Erfindung die Herstellung von Leuchten mit einer Tiefe von nur 80 mm bei einem 400 mm breiten Beleuchtungsbereich ermöglicht, die ein homogenes Aussehen hat und den europäischen Vorschriften entspricht.
Falls der Lichtstrahl eine bestimmte Farbe, wie zum Beispiel Orange oder Rot, haben muß, kann diese Farbe durch das Ablenkelement 20 oder 30 geliefert werden, welches dann entsprechend eingefärbt wird. Dadurch ist es möglich, zum Beispiel aus ästhetischen Gründen, der Kugel eine wenigstens teilweise farblose Beschaffenheit zu verleihen.
Obgleich in Figur 4 ein torisches Ablenkelement 20 dargestellt ist, welches sich über 180º erstreckt, versteht es sich natürlich auch von selbst, daß letzteres einen kleineren Winkelbereich einnehmen kann, der wenigstens dem Winkelabstand in der horizontalen Ebene entspricht, in dem das Element 30 von der Lichtquelle aus zu sehen ist.
Im übrigen werden die verschiedenen Ablenkelemente vom Fachmann entsprechend den jeweiligen Erfordernissen angeordnet und angepaßt.
Schließlich kann die zweite, im wesentlichen flache Linse, wie sie in diesem Dokument beschrieben wurde, eine einwärts gekrümmte Form aufweisen, zum Beispiel zum Zweck der Anpassung an das Profil der angrenzenden Karosserie des Fahrzeugs.

Claims

1. Signalleuchte für Kraftfahrzeuge, enthaltend eine Lichtquelle (12) und Ablenkmittel, um die von der Lichtquelle ausgehenden Strahlen in eine im wesentlichen parallel zu einer Hauptstrahlungsrichtung (x-x) verlaufenden Richtung zu lenken, wobei die Ablenkmittel eine erste Linse (20) von allgemeiner Kolbenform enthalten, die rund um die und in Nähe der Lichtquelle angeordnet ist, sowie eine zweite Linse (30) von allgemeiner Plattenform, die vor der Lichtquelle (12) und der ersten Linse (20) quer zur Hauptstrahlungsrichtung angeordnet ist, während die erste Linse Ablenkelemente (22, 23) aufweist, um die von der Lichtquelle empfangenen Lichtstrahlen wenigstens vertikal in Richtung der genannten zweiten Linse abzulenken, und wobei die zweite Linse (30) Ablenkelemente (32, 33) aufweist, um die von der ersten Linse empfangenen Lichtstrahlen wenigstens horizontal bis in eine Richtung abzulenken, die im wesentlichen parallel zu der genannten Hauptstrahlungsrichtung (x-x) verläuft, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linse (20) außerdem Ablenkelemente (24, 23) enthält, die Flußverteiler bilden, um die homogene Verteilung der von der Quelle (12) empfangenen Lichtstrahlen vom Winkelgesichtspunkt aus in eine homogene Verteilung vom linearen Gesichtspunkt aus umzuwandeln, wobei Lichtstrahlen wenigstens in Breitenrichtung der zweiten Linse (30) auf diese treffen.

2. Signalleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (24, 23), die Flußverteiler bilden, eine Einheit aus vertikalen Prismen oder Rillen (24) enthalten, deren jeweilige Profile so beschaffen sind, daß sie ein im wesentlichen lineares Verhältnis zwischen dem Azimut (θ) eines von dem Faden (12) ausgehenden Strahls und in horizontaler Richtung der Koordinate der Stelle bewirken, wo dieser durch die erste Linse (20) abgelenkte Strahl auf die zweite Linse (30) auftrifft.

3. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkelemente (22, 23) der ersten Linse eine aus horizontalen Prismen oder Rillen (22) bestehende Einheit enthält, deren jeweilige Profile so beschaffen sind, daß sie ein im wesentlichen lineares Verhältnis zwischen dem Zielhöhenwinkel (β) eines von dem Faden (12) ausgehenden Strahls und in vertikaler Richtung der Koordinate der Stelle bewirken, wo dieser durch die erste Linse (20) abgelenkte Strahl auf die zweite Linse auftrifft.

4. Signalleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Linse (20) im wesentlichen die Form einer Halbkugel hat, die in eine Einheit von Ablenkelementen (33) unterteilt ist, daß die zweite Linse (30) ebenfalls in eine Einheit aus Ablenkelementen (33) unterteilt ist, daß die Ablenkelemente (23) der ersten Linse so festgelegt sind, daß ein im wesentlichen lineares Verhältnis zwischen dem Azimutwinkel (θ) und dem Zielhöhenwinkel (β) der von der Quelle (12) ausgehenden Strahlen und der horizontalen bzw. vertikalen Koordinate (y, z) der Punkte bewirkt wird, wo Strahlen auf die zweite Linse auftreffen, und daß die Ablenkelemente (33) der zweiten Linse die von der ersten Linse ausgehenden Strahlen in eine im wesentlichen parallel zur optischen Achse verlaufenden Richtung lenken.

5. Signalleuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Ablenkelement (33) der zweiten Linse (20) eineindeutig einem Ablenkelement (23) der ersten Linse zugeordnet ist.

6. Signalleuchte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder die zweite Linse aus eingefärbtem transparentem Material hergestellt ist.

7. Signalleuchte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem hinter der ersten Linse (20) und der Lichtquelle (12) einen im wesentlichen sphärischen Spiegel (50) enthält, der auf die genannte Lichtquelle zentriert ist.

8. Signalleuchte nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem vor der zweiten Linse eine Kugel (40) enthält, die Elemente zur optischen Streuung (42) aufweisen.

9. Signalleuchte nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Linse (30) eine Kugel der Leuchte bildet.