Scheinwerfer. Bei der Verwendung von Scheinwerfern, z. B. als Automobilleuchten, ist. es häufig er wünscht, eine scharfe Grenze zwischen einem beleuchteten und einem nichtbeleuchteten Gebiet ziehen zu können. Dies ist bei der Verwendung von Automobilscheinwerfern zur Vermeidung der Blendung entgegenkommen der Kraftwagen erforderlich.
Es ist bereits bekannt, einen Scheinwerfer aus einer Lichtquelle und einem optischen System zusammenzusetzen, wobei ein Teil dieses Systems wenigstens ein reelles Bild der Lichtquelle in der Brennpunktsebene des an dern Systemteils bildet; von diesem andern Teil wird das vom reellen Bild ausgestrahlte Licht. gebündelt, wobei der Rand eines be weglichen Schirmes in der Brennpunktsebene verschoben werden kann.
Bei diesem bekannten Scheinwerfer wird beim Abblenden desselben der Rand des Schirmes in das reelle Bild geführt, so dass der Schirm und ein Teil des Bildes im Un endlichen abgebildet werden. Da der Rand eine scharfe Begrenzung des Bildes bewirkt, ist in der Abbildung, das heisst. auf er be leuchteten Fahrstrasse die Trennung zwischen licht und dunkel sehr scharf.
Bei diesem bekannten Scheinwerfer treten jedoch zwei Nachteile auf. Beim Abblenden wird ein Teil .des ursprünglich beleuchteten Gebietes nicht mehr beleuchtet. Dies rührt davon her, dass mit dem Schirm ein Teil des reellen Bildes der Lichtquelle verdeckt wird, wodurch ein bedeutender Lichtverlust eintritt. Ausserdem ist es mit dein erwähnten bekann ten Scheinwerfer nicht möglich, beim Abblen den eine zusätzliche Lichtmenge auf das be leuchtete Gebiet, das heisst nahe vor das Fahrzeug, zu richten.
Die Erfindung bezweckt diese Nachteile zu beseitigen und betrifft einen. Scheinwerfer, der aus einer Lichtquelle und einem optischen System besteht, wobei von einem Teil dieses Systems wenigstens ein reelles Bild der Licht quelle in der Brennpunktsebene des andern Systemteils erzeugt wird, wobei dieser andere Teil das vom reellen Bild ausgestrahlte Licht. bündelt. Ferner ist ein beweglicher Schirm mit mindestens einem wirksamen Rand vor handen, welcher in die genannte Brennpunkts ebene verschiebbar ist und in seiner Wirkstel lung einen Teil des Lichtbündels abschneidet.
Gemäss der Erfindung ist der Schirm mit einer Vorrichtung gekuppelt, die bei der Be wegung des Schirmes das Bündel wenigstens teilweise in einer Richtung abbiegt, die vom abgeschnittenen Teil des Bündels abgewen det ist.
In den Figuren der beiliegenden Zeich nungen sind einige Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
Die Fig. 1. und 2 bzw. 3 und 4 sind senk rechte Meridianschnitte durch zwei Schein werfer im nicht- bzw. im abgeblendeten Zu stand. Beim Scheinwerfer nach den Fig. 1 und 2 wird das Bündel durch eine Verschie- bung des ganzen optischen Systems abge bogen; beim Scheinwerfer nach den Fig. $ und 4 erfolgt dies durch Vermittlung eines Prismas.
In der rechten Hälfte der Fig. 1 bis 4 sowie in den Fig. 5 bis 8 sind die .Querschnitte der von diesen Scheinwerfern erzeugbaren Bündel dargestellt. Ein solcher Querschnitt stellt schematisch die beleuchtete Fläche einer im Abstand vor dem Scheinwerfer und zum Bündel senkrecht aufgestellten Ebene dar.
Fig. 9 ist ein waagrechter Meridianschnitt durch einen Scheinwerfer von abweichender Form.
Der Scheinwerfer nach den Fig. 1 und 2 besteht aus einer Lichtquelle 1, die in einem Reflektor 2 angeordnet ist, der die Gestalt eines LTmdrehungsellipsoids aufweist. Dieser Reflektor erzeugt ein reelles Bild der Licht quelle bei 3 in der Brennpunktsebene der Linse 4, die das Lichtbündel 5 erzeugt. Der -Reflektor 2 und die Linse 4 bilden gemein eam das optische System des Scheinwerfers und werden von einem Gehäuse 6 abgestützt.
Fig. 1 stellt den Scheinwerfer im nicht abgeblendeten Zustand dar. Das Bündel 5 verläuft nahezu waagrecht; die Beleuchtung entsteht durch ein stark vergrössertes Bild 7 (siehe den Bündelquerschnitt in der rechten Hälfte der Fig. 1) der Lichtquelle, im vor liegenden Fall der Glühfadenwendel einer elektrischen Lampe. Dieses Bild erzeugt mit dem Streulicht eine beleuchtete Fläche B.
Wenn die Lampe für Fahrstrassenbeleuch tung, z. B. bei einem Kraftwagen, dienen soll, so ist es in dem Fall eines entgegenkommen den Wagens erforderlich, sämtliclhes Licht bis zu einer bestimmten Grenze, z. B. oberhalb einer bestimmten Höhe bezüglich der Fahr bahn wegzunehmen.
Dies erfolgt im vorliegenden Fall mittels des in der Brennpunktsebene der Linse 4 an geordneten Schirmes 9. Wenn der Rand 10 dieses Schirmes hinaufgeschoben wird, so -wird der wirksame Teil des Schirmes von der Linse 4 in Form eines dunklen Flecks abge bildet, der die beleuchtete Fläche 8 bei 11 sehr scharf begrenzt (siehe rechte Hälfte der Fig. 2).
Wenn die Richtung des Bündels, wie in F ig. 1 dargestellt ist, waagrecht erhalten würde, so müsste zur Vermeidung der Blen dung anderer F'ahrstrassengebraucher die Grenze 11 in der Mitte des Bildes 7 gelegt werden, wie in Fig. 1 mit 11' bezeichnet ist. Dabei geht ein grosser Teil des Lichtstromes verloren.
Dieser Lichtverlust wird dadurch vermie den, dass der Schirm 9 mit .einer Vorrichtung gekuppelt ist, die bei der Bewegung des Schirmrandes 10 in Richtung auf das Bild \3' der Lichtquelle zu, das Bündel nach unten abbiegt, während der obere Teil des Bündels vom Schirm abgeschnitten wird.
Es ist auf diese Weise möglich, die Grenze 1.1 der Lichtfläche derart zu wählen, dass nur ein Teil des Streulichtes weggenommen wird, während das Bündel im übrigen zur Beleuch tung der Fahrstrasse bis nahe zum Fahrzeug verwendet wird. Dies ist deutlich aus der rechten Hälfte der Fig. 2 ersichtlich.
Die erwähnte Vorrichtung besteht aus einer Stütze, nämlich dem Gelenk 12, um wel ches das Gehäuse 6 schwenkbar ist, sowie aus einer Stange 13, welche mittels Gelenkenden Schirm mit dem fest angeordneten Teil 14 der Stütze verbindet. In sehr einfacher und wenig kostspieliger Weise ist es dabei möglich, dass. während der Scheinwerfer vornübergeschwenkt wird und das Bündel 5 herabsinkt, der Rand 10 des Schirmes 9 im Scheinwerfer entspre chend höher zu liegen kommt und das Bündel 5 an der obern Seite abschneidet.
Die Fig. 3 und 4 stellen eine andere Aus führungsform dar. Auch in diesem Fall er zeugt ein Reflektor 2 in der Gestalt eines Um drehungsellipsoids ein Bild 3 der Lichtquelle 1. in der Brenupunktsebene der Linse 4. Der Rand 10 des Schirmes 9 kann wieder in der Brennpunktsebene angebracht werden. Der Schirm ist hier mit einem Prisma 15 verbun den, das die von der Lichtquelle l herkom menden Strahlen derart abbiegt, dass das Bild .der Lichtquelle 1 an der Stelle 3' (siehe Fig. 4), also höher als ursprünglich, zu liegen kommt. Die Richtung des Bündels 5 wird daher hinabgebogen.
Die Vorrichtung, die bei Bewegung des Schirmrandes auf das Bild der Lichtquelle zu das Bündel ablenkt, besteht in diesem Fall aus dem Prisma 15, das derart ortsveränder lich angeordnet ist, dass es innerhalb oder ausserhalb des Weges des von der Lichtquelle ausgestrahlten Lichtes gebracht werden kann und aus der mechanischen Kupplung des Pris- mas und des Schirmes. Die Vorrichtung ist derart, dass bei Verschiebung des Schirm randes in Richtung auf das reelle Bild der Lichtquelle zu das Prisma ein neues reelles Bild entwirft, das gegenüber dem ursprüng lichen Bild verschoben ist.
Die mechanische Kupplung besteht aus einem drehbar angeord neten Winkelhebel 16, der gelenkartig mit den Stangen 17 und 18 gekuppelt ist, welche den Schirm und das Prisma abstützen. Der Hebel kann mittels eines Kabels 19 bedient werden.
Bei den beiden Ausführungsbeispielen wurde als Beispiel des Teils des optischen Systems, der ein reelles Bild der Lichtquelle erzeugt, jeweils ein Reflektor 3 in Form eines 1'mdrehungsellipsoides gewählt. Es ist ein leuchtend, dass sich jede Optik, die ein reelles Bild der Lichtquelle erzeugen kann, z. B. auch eine Linse, verwenden lässt. Für den andern Teil des optischen Systems ist in den beiden Fällen eine Linse 4 gewählt worden. In diesem Falle könnte auch ein Reflektor, z. B. in Form eines Paraboloids, gewählt werden.
Der Schirm 9 kann völlig undurchsichtig sein; es ist jedoch auch möglich, .den Schirm in einer Farbe durchscheinend oder durch sichtig auszubilden, z. B. gelb, oder den Schirm aus einem polarisierenden Material herzustellen.
In den beiden Ausführungsbeispielen ist der Rand 10 des Schirmes 9 geradlinig ge ivählt, während das Bündel in einer einzigen Richtung abgelenkt wird. Es ist naturgemäss auch möglich, den Schirm in anderer Gestalt auszubilden. So ist es z. B. bei Scheinwerfern, die an Fahrzeugen verwendet werden, zur Vermeidung der Blendung bereits hinreichend, das Licht aus einem -der obern Quadranten des Bündels, und zwar bei Rechtsverkehr aus dem linken obern Quadrant und bei Links verkehr aus dem rechten obern Quadranten,; wegzunehmen.
Fig. 5 zeigt den Querschnitt des Bündels eines bekannten Scheinwerfers, beidem. einer der obern Quadranten aus dem Bündel weg genommen ist, ohne dass Massnahmen getrof fen sind, durch die das ursprüngliche Licht bündel abgelenkt wird. Es ist deutlich, dass auch bei diesem Scheinwerfer noch ein wesent licher Lichtverlust auftritt.
Man kann auch das Lichtbündel als Gan zes in einer Richtung ablenken, .die vom ab geschnittenen Teil abgewendet ist, so dass ein Bündelquerschnitt der in Fig. 6 dargestellten Gestalt entsteht. In diesem Falle wird also der Vordergrund rechts vor dem Fahrzeug stark beleuchtet.
Bei einer günstigen Ausführungsform, deren Schirm einen winkelförmig abgesetzten Rand hat, wird das Bündel in zwei Kom ponenten geteilt, von denen wenigstens eine bgelenkt wird. Bei dem in r4ig. 7 dargestell- i ten Ausführungsbeispiel wird jede Kom ponente gesondert abgelenkt, so dass zwei Bil der 7' und 7" erzeugt werden, die in zueinan der :senkrechten Richtungen gegenüber dem ursprünglichen Bild verschoben sind. In die sem Falle wird der ganze Vordergrund des Fahrzeuges als auch der rechte Rain gut be leuchtet.
Bei der Verwendung von Scheinwerfern an Fahrzeugen ist es auch erwünscht, den Teil des Lichtstromes im Bündel, der in Richtung eines entgegenkommenden Fahrzeuges ausge strahlt wird, wegzunehmen. Es ist jedoch ausserdem erwünscht, das Licht nach den bei den Kanalseiten links und rechts vor dem Fahrzeug abzulenken. Dies ist dadurch mög lich, da.ss das Licht des Bündels wieder geteilt wird, so dass ein in Fig. 8 dargestelltes Bild erzeugt wird. Dabei werden wieder zwei Bilder 7' und 7" der Lichtquelle erzeugt, wäh rend auch das Streulicht in zwei Teile 8' und b" geteilt wird.
Der dieses zweigeteilte Bündel erzeugende Scheinwerfer kann in der in Fig. 9 elargestell- teu Weise aufgebaut sein. Diese Figur ist ein waagrechter Mittelschnitt durch den Scheinwerfer, der ähnlich wie der in den Fig. 8 und 4 dargestellten Scheinwerfer zusammen gebaut ist, mit dem Unterschied jedoch, dass der Schirm 9 zwei wirksame Ränder 10' und 10" hat, und dass zwei Prismen 15' und 15" vorhanden sind.
Es werden somit zwei Bilder 3' und 3" der Lichtquelle erzeugt, die je un- mittelbar neben einem Rand 10' bzw. 10" des Schirmes 9 liegen. Von der Linse 4 wird daher der dunkle Schirm mit unmittelbar neben ihm die beiden hellen Bilder der Licht quelle im Unendlichen abgebildet, was eine Lichtverteilung gemäss Fig. 8 ergibt.
Falls ein Prisma zur Ablenkung des Bün dels verwendet wird, ist es erwünscht, dieses Prisma an einer Stelle anzuordnen, an der sämtliche von der Lichtquelle herkommenden Strahlen stark zusammengedrängt sind, somit nahe zur Abbildung 3 der Lichtquelle. Das Prisma kann dann klein und der das Prisma, verstellende Mechanismus von leichter Struk tur sein. Anderseits ist es naturgemäss erfor derlich, dass das Prisma wenigstens so weit vom Bild 3 entfernt ist, dass die Lichtstrahlen in hinreichendem Masse abgelenkt werden.
Das Bündel lässt sich naturgemäss in an derer Weise ablenken, z. B. durch Änderung der Lage der Lichtquelle oder der Lage des jenigen Teils des Optischen Systems, der die Abbildung der Lichtquelle erzeugt, im vorlie genden Fall des Reflektors 2. Es ist auch denkbar die Linse 4 zu verstellen.
Schliesslich kann die erwünschte Ablen kung noch dadurch erfolgen, dass beim Ab blenden ein Element weggenommen oder ver stellt wird, das im nichtabgeblendeten Zu stand das Bündel in entgegengesetzter Rich tung ablenkt. Es kann z. B. mittels eines Pris- mas das Bündel im nichtabgeblendeten Zu stand aufwärts abgelenkt und beim Abblen den das Prisma weggenommen werden.