DE4120786A1

DE4120786A1 - Projektions-fahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE4120786A1
Application number: DE4120786A
Authority: DE
Inventors: Yoshinobu Suzuki
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1990-06-25
Filing date: 1991-06-24
Publication date: 1992-01-09
Anticipated expiration: 2011-06-25
Also published as: JPH0458401A; GB2245700B; FR2663716A1; DE4120786C2; GB9112688D0; US5211465A; JP2655741B2; GB2245700A; FR2663716B1

Description

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für ein Kraftfahr zeug, ein Motorrad oder ein motorbetriebenes Zweirad (nach folgend typisch als Fahrzeugscheinwerfer bezeichnet, sofern zutreffend) und mehr im einzelnen einen Projektions-Fahrzeug scheinwerfer, in welchem ein von einer Lichtquelle emittier ter und durch einen Reflektor reflektierter Lichtstrahl durch eine Projektionslinse gestrahlt wird.

Projektions-Fahrzeugscheinwerfer sind bekannt, wie zum Bei spiel offenbart in US-Patent 46 31 642. Der Scheinwerfer die ser Art ist so konstruiert, daß, wie in Fig. 7 gezeigt, der von einer Lichtquelle, nämlich einer Glühlampe 2, emittierte Lichtstrahl durch einen Reflektor 3 reflektiert wird, und daß der so reflektierte Lichtstrahl durch eine Projektionslinse 4 gestrahlt wird. Der Reflektor 3, der die Glühlampe 2 auf nimmt, und ein Linsenhalter 5, der die Projektionslinse 4 hält, sind einteilig miteinander verbunden und bilden eine Projektionseinheit 1.

Seit kurzem wird der so konstruierte Scheinwerfer ausgiebig in der Technik angewendet, da er im Vergleich zu einem Scheinwerfer, der einen parabolischen Reflektor verwendet, kompakt ist und eine große Lichtmenge aufweist sowie eine er wünschte deutliche Trennlinie vorsieht.

Die Anwendung des Projektions-Scheinwerfers bei einem Motor rad leidet jedoch an folgenden Schwierigkeiten: Da der Pro jektions-Scheinwerfer eine große Lichtintensität aufweist, sind, wie in Fig. 8 gezeigt, ein Strahlungsbereich A und der Nichtstrahlungsbereich B, die vor dem Motorrad gebildet wer den, äußerst verschieden in der Helligkeit, und die Sichtmög lichkeit ist bei dem Grenzbereich C (in Fig. 8 schraffiert) zwischen diesen beiden Bereichen A und B niedrig.

Dementsprechend ist ein Ziel der Erfindung die Beseitigung der oben beschriebenen Schwierigkeiten, die mit einem her kömmlichen Projektions-Scheinwerfer verbunden sind. Genauer gesagt ist ein Ziel der Erfindung die Schaffung eines Projek tions-Fahrzeugscheinwerfers, bei welchem die Sichtmöglichkeit bei dem Grenzbereich zwischen dem Strahlungsbereich und dem Nichtstrahlungsbereich, die durch den Projektionslichtstrahl gebildet werden, hoch ist.

Die genannten und andere Ziele der Erfindung können erreicht werden durch Schaffung eines Projektions-Fahrzeugscheinwer fers, in welchem eine Projektionslampeneinheit mit einem Re flektor, der eine Lichtquelle aufnimmt, und einer Projekti onslinse, die über einen Linsenhalter einteilig mit dem Re flektor ausgebildet ist, in einer Lampenkammer vorgesehen sind, die durch einen Lampenkörper und eine äußere Linse de finiert ist, welcher dadurch gekennzeichnet ist, daß Diffusi onsstufen ausgebildet sind in dem Grenzbereich zwischen einem Projektionslicht-Durchlaßbereich der äußeren Linse, welcher dafür vorgesehen ist, das abgegebene Licht von der Projekti onslinse durchzulassen, und dem übrigen Bereich.

Die in dem Grenzbereich zwischen dem Projektionslicht-Durch laßbereich der äußeren Linse und dem übrigen Bereich ausge bildeten Diffusionsstufen streuen das Licht, wodurch der Hel ligkeitsunterschied zwischen dem Strahlungsbereich und dem Nichtstrahlungsbereich des Projektionslichtes um soviel ver mindert wird.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Projektions-Motorrad scheinwerfers, welcher eine Ausführungsform dieser Erfindung darstellt;

Fig. 2 einen Horizontalschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Vertikalschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1;

Fig. 4 eine Vorderansicht einer äußeren Linse, welche die daran ausgebildeten Diffusionsstufen zeigt;

Fig. 5 ein Diagramm des Lichtverteilungsmusters des Scheinwerfers;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Strahlungsbereich und den Nichtstrahlungsbereich des Scheinwerfers;

Fig. 7 einen Vertikalschnitt eines herkömmlichen Projekti ons-Scheinwerfers; und

Fig. 8 ein Diagramm des Strahlungsbereichs und des Nicht strahlungsbereichs des herkömmlichen Projektions- Scheinwerfers.

Die Fig. 1 bis 6 zeigen einen Motorradscheinwerfer des Projektionstyps, welcher eine Ausführungsform der Erfindung bildet. Mehr im einzelnen sind Fig. 1 eine Vorderansicht des Scheinwerfers, Fig. 2 ein Horizontalschnitt entlang der Li nie II-II in Fig. 1, Fig. 3 ein Vertikalschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1, Fig. 4 eine Vorderansicht einer äußeren Linse, welche die an ihr ausgebildeten Diffusionsstu fen zeigt, Fig. 5 ein Diagramm des Lichtverteilungsmusters des Scheinwerfers und Fig. 6 eine Draufsicht auf den Strah lungsbereich des Scheinwerfers.

In diesen Figuren bezeichnet das Bezugszeichen 10 einen be hälterförmigen Lampenkörper. Eine äußere Linse 12 ist in eine Frontöffnung des Lampenkörpers 10 eingesetzt, wodurch eine Lampenkammer 14 definiert wird. Ein Reflektor 20 für einen Hauptstrahl oder ein Fahrlicht, in welchen eine Glühlampe 22 fest eingesetzt ist, und eine Projektionseinheit 30 für einen Nebenstrahl zum Emittieren eines Lichtstrahls sind nebenein ander in dem Lampenkörper 10 angeordnet.

Die Innenfläche des Reflektors 20 ist zu einer parabolischen Lichtreflexionsfläche 24 ausgebildet. Der Reflektor weist ein Lampeneinsetzloch auf, das in seinem parabolischen hinteren Endabschnitt ausgebildet ist, und die Glühlampe 22 wird von hinten in den Reflektor 20 in das Lampeneinsetzloch einge setzt. Der von einem Glühfaden 23 der Glühlampe 22 emittierte Lichtstrahl, der von der Lichtreflexionsfläche 24 reflektiert wird, wird an die äußere Linse 12 als ein paralleler Licht strahl angelegt, wo er in einer vorbestimmten Richtung ge streut wird durch eine in Fig. 4 gezeigte Diffusionsstufen gruppe S₁, die an der äußeren Linse 12 ausgebildet ist. Eine Diffusionsstufengruppe S₁₁, die dafür vorgesehen ist, Licht nach oben rechts zu streuen, und eine Diffusionsstufengruppe S₁₂, die dafür vorgesehen ist, Licht nach oben links zu streuen, sind an der äußeren Linse 12 bei dem oberen rechten Bereich bzw. dem oberen linken Bereich ausgebildet. Wie in Fig. 5 gezeigt, ist daher in diesem Fall der Strahlungsbe reich oberhalb des horizontalen Niveaus H nach rechts und nach links ausgebreitet, wie bei P₂ und P₂ angedeutet, im Vergleich zu dem Strahlungsbereich P₁, welcher in dem Fall gebildet wird, in dem die Diffusionsstufengruppen S₁₁ und S₁₂ die gleichen sind wie die Diffusionsstufengruppe S₁. Dement sprechend ist die Sichtmöglichkeit hoch, wenn der Fahrer über (überhöhte) Fahrdämme fährt, und die Sichtmöglichkeit des Fahrers bei großem Abstand wird verbessert.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist der Reflektor 20 an drei Punkten gelagert, und zwar an zwei Zielschrauben 16 und 17, welche mit der Rückwand des Lampenkörpers derart in Eingriff stehen, daß sie vorwärts und rückwärts bewegt werden können, und an einem Kippgelenkpunkt 18, welcher einen Kugelgelenkaufbau aufweist, der von der Lampenkörper-Rückwand nach vorne vor ragt, welche die Gestalt eines Kugelgelenks aufweist. Das heißt, der Reflektor kann durch Drehen der Zielschrauben 16 und 17 gekippt werden, so daß die Strahlungsachse L₁ vertikal und horizontal gekippt werden kann.

Die Projektionslampeneinheit 30 umfaßt einen elliptischen Re flektor 31, der eine Glühlampe 32 aufnimmt, und einen Linsen halter 37, welcher eine Projektionslinse 36 hält und in die Vorderöffnung des Reflektors 31 eingesetzt ist. Die Innenflä che des Reflektors 31 ist durch Vakuumabscheidung von Alumi nium zu einer Lichtreflexionsfläche 34 ausgebildet. Ein Lam peneinsetzloch ist in dem elliptischen hinteren Endabschnitt des Reflektors 31 ausgebildet. Eine Glühlampe 32 wird von hinten in den Reflektor 31 in das Lampeneinsetzloch einge setzt. Ein Glühfaden 33 der Glühlampe 32 ist bei dem ersten Brennpunkt f₁ der optischen Reflexionsfläche 34 positioniert. Das von der optischen Reflexionsfläche 34 reflektierte Licht kreuzt oder schneidet sich, wie in Fig. 3 gezeigt, bei der Strahlungsachse (oder der optischen Achse) L₂ und schreitet zu der Projektionslinse 36 fort.

Eine ringflanschförmige Eingriffsaussparung 37a ist an der Innenwand des vorderen Endabschnitts des Linsenhalters 37 nahe der Kante ausgebildet, und der flanschförmige Umfangsab schnitt 36a der Linse 36 ist mit Silikonklebemittel mit der Eingriffsaussparung 37a in Kontakt gebracht. In diesem Zu stand ist die Linse 36 an dem vorderen Endabschnitt des Lin senhalters 37 durch Anbringen eines ringförmigen Metallbandes 42 befestigt. Innerhalb des Linsenhalters 37 blockiert ein Schirm 38, der eine deutliche Trennung bildet und der eintei lig mit dem Linsenhalter 37 ausgebildet ist, im wesentlichen die untere Hälfte des optischen Pfades. Der Linsenhalter 37 und der Schirm 38 sind als eine Einheit durch Aluminium spritzguß derart geformt, daß der Schirm eine Öffnung 39 in seinem unteren Abschnitt aufweist, durch welche Luft zwischen Zwischenräume 39a und 39b strömt, die an der Vorder- und Rückseite des Schirmes 38 gelegen sind. Das heißt, in der Projektionslampeneinheit 30 tritt eine Wärmekonvektion auf durch das Vorsehen der Öffnung 39 des Schirmes 38, so daß die Wärmeabstrahlung um soviel verbessert wird. Das obere Ende des Schirmes 38 ist in der Nachbarschaft des Punktes f₂, an welchem die Achse des Lichtes L₂ durchläuft, und bei der Brennweite der Linse 36 von der letzteren gelegen.

Ein Teil der äußeren Linse 12, welcher der Projektionseinheit 30 gegenübersteht, ist zu einem Projektionslicht-Durchlaßbe reich 12A ausgebildet, wie in Fig. 4 gezeigt. Der Bereich 12A hat die Gestalt eines Kreises mit größerem Durchmesser als die Projektionslinse 36, an welchem keine Stufe vorgese hen ist. Das von der Lichtreflexionsfläche 34 reflektierte Licht wird der Projektionslinse 36 zugeführt, so daß es durch diese nach vorne projiziert wird. In diesem Fall wird eine deutliche Trennlinie in dem resultierenden Lichtverteilungs muster gebildet entsprechend der Konfiguration der oberen Kantenkontur des Schirmes 38. Wie in Fig. 3 gezeigt, ist der Linsenhalter 37 mit einer Sperrwand 40 versehen, die sich von der unteren Kante der Öffnung 39 nach oben erstreckt. Die Sperrwand 40 sperrt das unerwünschte Licht; das heißt, die Sperrwand 40 ist dafür vorgesehen, die Schwierigkeit zu eli minieren, daß anderenfalls das von der inneren zylindrischen Wand des Linsenhalters 37 reflektierte Licht durch die Öff nung 39 hindurch an die Projektionslinse angelegt wird und also oberhalb der deutlichen Trennlinie erscheint. In dem von dem Projektionslicht-Durchlaßbereich 12A verschiedenen Be reich der äußeren Linse 12 ist eine Diffusionsstufengruppe S₂ vorgesehen, die in der Konfiguration der in der linken Hälfte der äußeren Linse ausgebildeten Diffusionsstufe S₁ ent spricht. Das heißt, die Vorderfläche der äußeren Linse 12 ist im Muster übereinstimmend. Folglich zeigt die Lampeneinheit ein gleichförmiges Erscheinungsbild, selbst wenn sie abge schaltet ist.

Eine Diffusionsstufengruppe S₃ ist in dem bogenförmigen unte ren Endabschnitt 12B des Projektionslicht-Durchlaßbereichs 12A der äußeren Linse 12 derart ausgebildet, wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt, daß die Flächen der Diffusionsstufen zu dem unteren Ende des bogenförmigen unteren Abschnitts 12B hin in der Krümmung bezüglich der vertikalen Ebene größer sind. Die vertikal verlaufende Diffusionsstufe S₃ wird durch eine Mehrzahl von Linsenelementen gebildet. Ferner erstreckt sich die benachbart den Diffusionsstufen S₃ positionierte Diffusi onsstufe S₄ in der gleichen Richtung wie die Diffusionsstufe S₃. Der Teilungsabstand der Linsenelemente ist ähnlich ange ordnet. Daher zeigen die Diffusionsstufen S₃ und S₄ ein gleichförmiges Erscheinungsbild. Das dem Abschnitt 12B, in dem die Diffusionsstufen ausgebildet sind, zugeführte Licht wird nach unten gestreut, wie bei l₁ in Fig. 3 angezeigt, wenn es von dort austritt, wodurch der übermäßige Hellig keitsunterschied zwischen dem Strahlungsbereich und dem Nichtstrahlungsbereich vermindert wird. Fig. 6 zeigt den Strahlungsbereich des Scheinwerfers gemäß der Erfindung. In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 50 einen Teil des Motor radkörpers. In diesem Fall wird ein parabolischer Grenzbe reich C zwischen dem Strahlungsbereich A und dem Nichtstrah lungsbereich B gebildet; da jedoch ein Teil des Projektions lichtes an den Grenzbereich C angelegt wird, das durch die Diffusionsstufengruppe S₃ gestreut ist, wird die Helligkeit des Grenzbereichs C von dem Strahlungsbereich A zu dem Nicht strahlungsbereich B hin kleiner. Das heißt, der Helligkeits unterschied bei dem Grenzbereich C ist kleiner als bei dem Stand der Technik. Genauer gesagt, wird die Helligkeit bei dem Grenzbereich nicht abrupt verändert. Dementsprechend wird die Sichtmöglichkeit für den Fahrer selbst in dem Lichtstrah lungsbereich B verbessert, da er bis nahe an das Motorrad 50 hell ist.

Die Projektionslampeneinheit 30 ist an drei Punkten gelagert. Das heißt, an zwei Zielschrauben 46 und 47, welche mit der Rückwand des Lampenkörpers derart in Gewindeeingriff stehen, daß sie vorwärts und rückwärts bewegt werden können, und an einem Kippgelenkpunkt 48. Durch Drehen der Zielschrauben 46 und 47 kann die Achse der Strahlung L₂ der Projektionslampen einheit 30 unabhängig von dem Reflektor 20 vertikal und hori zontal gekippt werden. Obwohl die Erfindung oben anhand eines Hauptstrahls eines Scheinwerfers beschrieben ist, ist sie nicht darauf oder dadurch beschränkt. Zum Beispiel kann das Grundkonzept der Erfindung auch auf ein Begrenzungslicht, Fahrtrichtungsanzeigelicht oder dergleichen angewendet wer den.

Obzwar die Erfindung anhand des Motorrades beschrieben worden ist, ist das technische Konzept der Erfindung in gleicher Weise anwendbar auf Scheinwerfer für motorbetriebene Zweirä der und Automobile.

Wie oben beschrieben, streuen in dem erfindungsgemäßen Pro jektions-Fahrzeugscheinwerfer die in dem Grenzbereich zwi schen dem Projektionslicht-Durchlaßbereich der äußeren Linse, die das Licht der Projektionslinse durchläßt, ausgebildeten Diffusionsstufen und den verbleibenden Bereichen das Projek tionslicht der äußeren Linse, wodurch der Helligkeitsunter schied zwischen dem Strahlungsbereich und dem Nichtstrah lungsbereich vermindert wird. Daher ist für den Fahrer die Sichtmöglichkeit um soviel verbessert, und dementsprechend kann das Fahren des Kraftfahrzeugs mit hoher Sicherheit er reicht werden.

Claims

1. Projektions-Fahrzeugleuchte, gekennzeichnet durch:
eine Projektionslampeneinheit (30) , die eine Lichtquelle (32) aufnimmt, mit einem elliptischen Reflektor (31) zum Auf nehmen der Lichtquelle (32), einem rohrförmigen Halter (37), der an dem elliptischen Reflektor (31) befestigt ist und einer Projektionslinse (36), die an dem Halter (37) an der dem elliptischen Reflektor (31) gegenüberliegenden Seite be festigt ist,
einen Lampenkörper (10) mit einer Vorderöffnung zum Auf nehmen der Projektionslampeneinheit (30),
und einer äußeren Abdeckung (12), die an der Frontöffnung des Lampenkörpers (10) befestigt ist, wobei die äußere Ab deckung (12) mit Diffusionsstufen (S₃) versehen ist, die aus gebildet sind in einem Grenzbereich (12B) zwischen einem Pro jektionslicht-Durchlaßbereich (12A) an der äußeren Abdeckung (12) für einen von der Projektionslampeneinheit (30) emit tierten Lichtstrahl, und dem übrigen Bereich.

2. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionsstufen (S₃) an der äußeren Abdeckung (12) in einem bogenförmigen unteren Endabschnitt des Projektions licht-Durchlaßbereichs (12A) der äußeren Abdeckung (12) aus gebildet sind.

3. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionsstufen (S₃) Flächen aufweisen, welche zu dem unteren Ende des bogenförmigen unteren Endabschnitts des Projektionslicht-Durchlaßbereichs (12A) hin in der Krümmung bezüglich der vertikalen Ebene größer sind.

4. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Projektionslampeneinheit (30) einen einteilig mit dem Halter (37) ausgebildeten Schirm (38) umfaßt, um eine deutli che Trennlinie zu bilden, wobei der Schirm (38) mit einer Öffnung (39) versehen ist, um eine Wärmekonvektion in der Projektionslampeneinheit (30) zuzulassen.

5. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (37) und der Schirm (38) durch Aluminium spritzguß geformt sind.

6. Fahrzeugleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionsstufen aus einer Mehrzahl von Linsenelemen ten bestehen.

7. Fahrzeugscheinwerfer mit einem Projektions-Scheinwerfer, gekennzeichnet durch:
einen ersten Scheinwerfer mit einer ersten Lichtquelle (22),
einen zweiten Scheinwerfer mit einer zweiten Lichtquelle (32), der benachbart dem ersten Scheinwerfer vorgesehen ist, wobei der zweite Scheinwerfer eine Projektionslampeneinheit (30) umfaßt, welche die zweite Lichtquelle (32) aufnimmt, und wobei die Projektionslampeneinheit (30) einen elliptischen Reflektor (31), einen an dem elliptischen Reflektor (31) be festigten Halter (37) und eine Projektionslinse (36) umfaßt, die an dem Halter (37) an der dem elliptischen Reflektor (31) gegenüberliegenden Seite befestigt ist,
einen Lampenkörper (10) mit einer Frontöffnung zum Aufneh men des ersten und des zweiten Scheinwerfers,
und eine an der Frontöffnung des Lampenkörpers (10) befe stigte äußere Linse (12), die versehen ist mit Linsenstufen (S₁, S₂, S₁₁, S₁₂) abgesehen von einem bogenförmigen Teil (12A), welcher der Projektionslinse (36) der Projektionslam peneinheit (30) gegenübersteht, wobei der bogenförmige Teil (12A) der äußeren Linse (12) mit Diffusionsstufen (S₃) verse hen ist, die in einem Grenzbereich (12B) ausgebildet sind, wobei der andere Teil der äußeren Linse (12) Linsenstufen aufweist.

8. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Diffusionsstufen (S₃) an dem bogenförmigen Teil (12A) in einem bogenförmigen unteren Endabschnitt (12B) des bogenförmigen Teiles (12A) ausgebildet sind.

9. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 8, dadurch gekenn zeichnet, daß die Flächen der Diffusionsstufen (S₃) zu dem unteren Ende des bogenförmigen unteren Endabschnitts (12B) des bogenförmigen Teiles (12A) in der Krümmung bezüglich der vertikalen Ebene größer sind.

10. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch gekenn zeichnet, daß die Gestalt der Diffusionsstufen (S₃) an dem bogenförmigen Teil (12A) ähnlich der Gestalt der Linsenstufen (S₄) der äußeren Linse (12) ist, welche den bogenförmigen Teil (12A) umgeben.

11. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Projektionslampeneinheit (30) einen eintei lig mit dem Halter (37) ausgebildeten Schirm (38) zum Bilden einer deutlichen Trennlinie umfaßt, wobei der Schirm (38) mit einer Öffnung (39) versehen ist, um eine Wärmekonvektion in der Projektionslampeneinheit (30) zuzulassen.

12. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 11, dadurch gekenn zeichnet, daß der Halter (37) und der Schirm (38) durch Aluminiumspritzguß geformt sind.

13. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Diffusionsstufen (S₁, S₂, S₁₁, S₁₂) aus einer Mehrzahl von Linsenelementen bestehen.

14. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste Scheinwerfer ein Projektions-Schein werfer ist.

15. Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der erste Scheinwerfer von einer Art ist, wel che einen parabolischen Reflektor (20) und eine in den Reflektor (20) eingesetzte Lichtquelle (22) aufweist.