DE4031351C2 - Projektionslinse als Bestandteil eines Kraftfahrzeugscheinwerfers für Abblendlicht oder Nebellicht - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einer Projektionslinse als Bestandteil eines Kraftfahrzeugscheinwerfers für Abblendlicht oder Nebellicht nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Projektionslinse als Bestandteil eines Kraftfahrzeugscheinwerfers für Abblendlicht oder Nebellicht ist durch die DE 36 02 262 A1 bekannt. Dabei weist der Kraftfahrzeugscheinwerfer einen Reflektor auf, der durch Reflexion der Strahlen einer Lichtquelle ein Lichtbündel erzeugt. Im Strahlengang der reflektierten Lichtstrahlen ist eine Blende angeordnet, mit einer optisch wirksamen Kante, die über eine Projektionslinse als Hell-Dunkel-Grenze der vom Scheinwerfer erzeugten Lichtverteilung abgebildet wird. Die Projektionslinse weist dabei Bereiche mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften auf.

Es hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, wenn die Kante der Blende mit hoher Schärfe abgebildet wird, da dann die Hell-Dunkel-Grenze bei Fahrzeugbewegungen diesen deutlich wahrnehmbar folgt, was vom Fahrzeuglenker als störend empfunden wird. Zur Verunschärfung der Abbildung der Kante der Blende ist bei diesem Scheinwerfer außerdem ein Bereich der Projektionslinse mit einer genarbten Oberfläche versehen. Durch die Narbung der Oberfläche ist zwar insgesamt eine Verunschärfung der Abbildung erreicht, jedoch kann die Verunschärfung bezüglich Stärke und Verlauf infolge der Unregelmäßigkeit der Narbung nicht genau gesteuert werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Projektionslinse als Bestandteil eines Kraftfahrzeugscheinwerfers für Abblendlicht oder Nebellicht so auszubilden, daß in einer vorgegebenen Entfernung eine Abbildung der Blendenkante mit hoher Schärfe und eine dieser überlagerte Abbildung der Blendenkante mit geringer Schärfe entsteht.

In den Unteransprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Projektionslinse gekennzeichnet. Durch die Ausbildung nach Anspruch 2 ist vermieden, daß Lichtstrahlen am Übergang zwischen den Bereichen so stark nach oben abgelenkt werden, daß diese zu einer unzulässigen Erhöhung der Lichtstärkenwerte oberhalb der Hell-Dunkel- Grenze führen. Bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 6 sind die durch die Bereiche erzeugten unterschiedlichen Abbildungen der Kante nur noch schwach als getrennte Abbildungen wahrnehmbar.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen Kraftfahrzeugscheinwerfer im Längsschnitt, Fig. 2 den in Fig. 1 mit II bezeichneten Ausschnitt der Projektionslinse des Kraftfahrzeugscheinwerfers von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung und Fig. 3 die Ansicht der Projektionslinse in Pfeilrichtung III in Fig. 1.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Ein in den Fig. 1 bis 3 dargestellter Kraftfahrzeugscheinwerfer für Abblendlicht oder Nebellicht nach dem Projektionsprinzip weist einen Reflektor 10 auf, in den eine Lichtquelle 11 eingesetzt ist, die eine Glühlampe oder Gasentladungslampe sein kann. Der Reflektor 10 enthält im vertikalen und horizontalen Axialschnitt unterschiedliche Ellipsen mit gemeinsamem, im Reflektor 10 liegendem erstem Brennpunkt Fe, jedoch unterschiedlichen zweiten Brennpunkten, die in Lichtaustrittsrichtung vom Reflektor 10 unterschiedlich weit entfernt liegen. Die Glühwendel beziehungsweise der Lichtbogen der Lichtquelle 11 ist etwa im ersten Brennpunkt der Ellipsen angeordnet und erstreckt sich axial. In Lichtaustrittsrichtung der vom Reflektor 10 reflektierten Lichtstrahlen ist unterhalb der optischen Achse 12 des Reflektors 10 eine Blende 13 mit einer optisch wirksamen Oberkante 14 etwa im Bereich des zweiten Brennpunkts der Ellipse im Vertikalschnitt angeordnet. Weiter in Lichtaustrittsrichtung ist auf der optischen Achse 12 des Reflektors eine Projektionslinse 16 angeordnet, durch die die Oberkante 14 der Blende 13 als Hell-Dunkel-Grenze der vom Scheinwerfer erzeugten Lichtverteilung auf die Fahrbahn vor dem Kraftfahrzeug abgebildet wird.

Die Projektionslinse 16 weist eine dem Reflektor 10 zugewandte plane oder leicht gewölbte Seite 17 und eine dem Reflektor 10 abgewandte Konvexseite 18 auf. Die Konvexseite 18 der Projektionslinse 16 ist in einen zentralen Bereich 19 und einen diesen umgebenden peripheren Bereich 20 unterteilt. Der zentrale Bereich 19 ist rund ausgebildet und der periphere Bereich 20 umgibt diesen kreisringförmig. Die Fläche des zentralen Bereichs 19 ist kleiner als als die Fläche des peripheren Bereichs 20. Außerdem ist die Brennweite des zentralen Bereichs 19 kürzer als die des peripheren Bereichs 20.

Durch den peripheren Bereich 20 der Projektionslinse 16 wird die Oberkante 14 der Blende 13 in einer Entfernung L im Punkt Q mit hoher Schärfe abgebildet. Die Entfernung L beträgt bei Auslegung des Scheinwerfers im Labor etwa 10 Meter wobei in dieser Entfernung ein Meßschirm 22 angeordnet ist. Infolge der kürzeren Brennweite des zentralen Bereichs 19 wird durch diesen die Oberkante 14 bereits in einer geringeren Entfernung S im Punkt P scharf abgebildet, das heißt, die Lichtstrahlen 23 überkreuzen sich im Punkt P in der Entfernung S, wobei dann durch diese eine unscharfe Abbildung der Oberkante 14 in der Entfernung L entsteht, die sich der scharfen Abbildung des peripheren Bereichs 20 überlagert. Insgesamt entsteht somit in der Entfernung L eine scharfe Abbildung der Oberkante 14 mit einer überlagerten, unscharfen Zone mit einer Breite B, die durch die Differenz der Brennweiten der Bereiche 19 und 20 und durch die Größe des zentralen Bereichs bestimmt ist, wobei mit zunehmender Differenz der Brennweiten und zunehmender Größe des zentralen Bereichs die unscharfe Zone breiter wird. Bei gegebenem Durchmesser der Projektionslinse 16 wird der periphere Bereich bei Vergrößerung des zentralen Bereichs kleiner.

Der Winkel α, den eine am Übergang 25 zwischen den Bereichen an den peripheren Bereich 20 gelegte Tangente 26 mit einer am Übergang 25 an den zentralen Bereich 19 gelegten Tangente 27 einschließt, beträgt bei Abblendlicht maximal 5°. Hierdurch wird vermieden, daß die verunschärfte Zone B zu breit wird und damit oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze unzulässig hohe Lichstärkewerte entstehen. Der Übergang zwischen den Bereichen 19 und 20 muß nicht mit einer Kante 25 verlaufen, sonder kann auch gerundet sein, wie in Fig. 2 gestrichelt dargestellt.

Vorzugsweise der zentrale Bereich 19 ist auf der Konvexseite 18 der Projektionslinse 16 mit einer Narbung oder Apfelsinenhautstruktur versehen. Die Narbung ist durch eine Vielzahl von Mikroerhebungen auf der Oberfläche des zentralen Bereichs 19 gebildet. Durch die Narbung wird die Abbildung der Kante 14 der Blende 13 zusätzlich verunschärft, so daß auch in der Entfernung S die Kante 14 nicht scharf abgebildet wird. Infolge der Narbung sind nicht mehr zwei unterschiedlich fokussierte Abbildungen der Kante 14 der Blende 13 wahrnehmbar, sondern im wesentlichen nur die Abbildung der Kante in der Entfernung L mit einer überlagerten unscharfen Zone.

Der zentrale und der periphere Bereich 19, 20 sind asphärisch ausgebildet und weisen unterschiedliche Ansphären auf. Zur verstärkten Verunschärfung der Hell-Dunkel-Grenze in einer Richtung kann der zentrale und/oder der periphere Bereich der Konvexseite 18 der Projektionslinse 16 als torische Fläche ausgebildet werden. Bei Ausbildung als torische Fläche enthält der betreffende Bereich in verschiedenen Axialschnitten unterschiedliche Asphären, wobei sich eine kontinuierliche, nicht rotationssymmetrische Oberfläche ergibt.

Umgekehrt zum vorstehend beschriebenen Beispiel kann die Brennweite des zentralen Bereichs 19 auch länger sein als die des peripheren Bereichs 20. Außerdem kann die Kante 14 der Blende 13 auf dem Schirm 22 auch durch den zentralen Bereich scharf abgebildet werden, wobei dann durch den peripheren Bereich die Verunschärfung entsteht. Grundsätzlich ergeben sich durch die unterschiedlichen Brennweiten der Bereiche 19 und 20 überlagerte Abbildungen der Kante 14 und eine Verunschärfung mit einer bestimmten Breite.

Claims (6)

1. Projektionslinse als Bestandteil eines Kraftfahrzeugscheinwerfers für Abblendlicht oder Nebellicht, wobei der Kraftfahrzeugscheinwerfer einen Reflektor (10) aufweist, der durch Reflexion der Strahlen einer Lichtquelle (11) ein Lichtbündel erzeugt, in dessen Strahlengang eine Blende (13) mit einer optisch wirksamen Kante (14) angeordnet ist, wobei die Projektionslinse (16) die Kante (14) als Hell-Dunkel-Grenze des Lichtbündels auf der Fahrbahn abbildet, wobei ferner die Projektionslinse (16) Bereiche mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionslinse (16) einen zentralen Bereich (19) mit einer ersten Brennweite und einen diesen umgebenden peripheren Bereich (20) mit einer von der ersten Brennweite verschiedenen zweiten Brennweite aufweist, wobei die Bereiche (19, 20) die Kante (14) in unterschiedlichen Entfernungen scharf abbilden.

2. Projektionslinse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Übergang zwischen den Bereichen (19, 20) der Winkel α zwischen einer an den zentralen Bereich (19) gelegten Tangente (27) und einer an den peripheren Bereich (20) gelegten Tangente (26) höchstens 5° beträgt.

3. Projektionslinse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang zwischen den Bereichen (19, 20) gerundet ist.

4. Projektionslinse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß diese eine dem Reflektor (10) zugewandte plane oder schwach gewölbte Seite (17) und gegenüberliegend eine Konvexseite (18) aufweist, wobei die Konvexseite (18) asphärisch ausgebildet ist und die Bereiche (19, 20) durch entsprechende Ausbildung der Konvexseite (18) gebildet sind.

5. Projektionslinse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Konvexseite (18) im zentralen Bereich (19) und/oder im peripheren Bereich (20) als torische Fläche ausgebildet ist.

6. Projektionslinse nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des zentralen Bereichs (19) und/oder die des peripheren Bereichs (20) mit einer Narbung ausgebildet ist.