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Scheinwerfer Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer, insbesondere
für Fahrzeuge, bei welchem das Lichtbündel in der Höhe derart beschränkt und die
Lichtaustrittöffnung und ihre Glasabdeckung derart ausgebildet ist, daß die von
einem über dem so begrenzten Gebiet liegenden Punkt herkommenden Sehstrahlen nicht
in das Innere des Scheinwerfers eindringen können.
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Die Erfindung besteht in der Hauptsache darin, daß vor dem Scheinwerfer
zwei mit ihrer geneigten Seite aneinanderliegende gerade Prismen angeordnet werden,
von denen das eine nach unten mit einer undurchsichtig abgedeckten parallelepipedförmigen
Verlängerung versehen ist.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung besteht in der Vereinigung eines
solchen Prismensystems mit einem ellipsoidförmigen Reflektor, dessen einer Brennpunkt
mit der Lichtquelle zusammenfällt, während der andere Brennpunkt vor dem Scheinwerfer
auf einer durch die Lichtquelle gehenden, die Oberkanten der undurchsichtigen Abdeckung
tangierenden Achse liegt.
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Das aus dem Prismensystem und Reflektor bestehende Gebilde kann mit
einem zweiten kugelförmigen Reflektor vereinigt sein, dessen Mittelpunkt durch die
Lichtquelle selbst gebildet wird und der den Zweck hat, das von ihm reflektierte
Lichtbündel auf den ersten Reflektor zurückzuwerfen.
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Ein Ausführungsbeispiel eines Scheinwerfers gemäß der Erfindung ist
in der Zeichnung dargestellt.
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Fig. i zeigt den Scheinwerfer. im Längsschnitt.
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Fig.2 ist ein waagerechter Schnitt nach der Linie X-Y der Fig. i.
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Fig.3 ist eine schematische Darstellung des Strahlenganges in dem
mit einer parallelepipedförmigen Verlängerung versehenen Prisma.
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In Fig. i und 2 ist G das Gehäuse des Scheinwerfers, in welchem eine
Lampe H, zwei Reflektoren A und B sowie zwei Prismen C und D angeordnet
sind.
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Der Reflektor A hat die Form eines halben Ellipsoides, dessen Achse
x-y mit der Achse des Lichtbündels zusammenfällt. Die Brennpunkte des Ellipsoids
sind mit F1 und F2 bezeichnet; der Brennpunkt F1 fällt mit dem Glühfaden der Lampe
H zusammen. Der Reflektor B hat die Form einer Halbkugel, deren Mittelpunkt bei
F, liegt. Die Prismen C und D sind zwischen den Brennpunkten F, und F2 angeordnet.
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Das obere Prisma C ist so angeordnet, daß dessen Seite f-b von der
Achse x-y unter dem Totalreflexionswinkel R oder einem diesem
sehr
nahekommenden Winkel geschnitten wird. Die Seite a-b .ist je nach den Beleuchtungswirkungen,
die man zu erhalten wünscht, eben, zylindrisch oder linsenförmig. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel ist die Seite a-b linsenförmig, und zwar konkav ausgeführt,
um den Brennpunkt F., nach F3 zu verlegen und hierdurch die Streuung des Lichtbündels
zu verringern.
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Das untere Prisma D ist so angeordnet, daß dessen Seite f-b von der
Achse x-y unter dem Totalreflexionswinkel R oder einem diesem sehr nahekommenden
Winkel getroffen wird. Das Prisma D ist mit dem Prisma C an der Hypothenusenseite
verbunden. Das Prisma D ist in Form eines geraden Parallelepipeds c-b-e-d verlängert.
Die Höhe c-d des Parallelepipeds wird zweckmäßig so gewählt, daß in den geraden
Schnitt c-b-e-d lein gleichschenkliges Dreieck c-h-b eingeschrieben werden kann,
dessen Basiswinkel dein Totalreflexionswinkel R entspricht. Der parallelepipedförmige
Teil c-b-e-d wird von einer lichtabsorbierenden Hülse lVI umschlossen.
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Wenn in besonderen Fällen das-Unsichtbarkeitsfeld vollständig ausgenutzt
werden soll, kann natürlich die Höhe des Parallelepipeds auch geringer ausgeführt
werden. Das Parallelepiped selbst muß stets vorhanden sein.
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Die Wirkungsweise des Scheinwerfers ist folgende Die auf den kugelförmigen-
Reflektor B auftreffenden, im Brennpunkt F,_ reflektierten Strahlen gelangen auf
den Reflektor A und verstärken die Strahlen, die dieser unmittelbar erhält. Der
ellipsoidförmige Reflektor A erzeugt ein halbkegelförmiges Lichtbündel, das im Brennpunkt
F, konvergiert und gegebenenfalls auf den Brennpunkt F3 übertragen wird.
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Das Lichtbündel trifft dann auf die Prismen C und D. Durch
das obere Prisma C werden die Ablenkungs- und Streuungswirkungen des Prismas D genau
ausgeglichen. Das untere Prisma D bildet durch seine Form einen Schirm, der für
alle Sehstrahlen undurchdringlich ist, die von einem beliebigen Punkt ausgehen,
der, wie aus Fig. 3 ersichtlich, oberhalb der Trennungsfläche SS' liegt.
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Die von einem beliebigen, oberhalb der Trennungsfläche SS' liegenden
Punkt l ausgehenden Lichtstrahlen treffen entweder auf die Fläche f-b, die sie,
wie z. B. den Strahl T, auf die Fläche d-e zurückwirft, oder sie fallen unmittelbar
auf die Fläche b-e wie der Strahl 2, oder sie fallen auch auf die Fläche d-e, die
sie, wie z. B. den Strahl 3, auf die Fläche b-c zurückwirft.
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Alle vom Punkt I ausgehenden Strahlen können nur auf die Hülse M treffen.
Die halbkegelige Form des Lichtbündels, die durch die Reflektoren A und
B bestimmt wird, hat zur Folge, daß das Hauptbündel, das durch die vom Glühfaden
ausgehenden starken Lichtkegel gebildet wird, die Prismen ohne Absorption des Lichtes
durchdringt, da die Strahlen dieses Lichtbündels mit der optischen Achse x-y einen
positiven Winkel bilden. Die Totalreflexion durch das obere Prisma C wirkt nur auf
die Strahlen des sekundären Lichtbündels, die durch verschiedene unvermeidliche
Unvollkommenheiten hervorgerufen werden. Da das Lichtbündel in der Höhe der Prismen
auf einen geringen Raum konzentriert ist, kann man ein einziges Prismenpaar von
verhältnismäßig geringen, dem Bestimmungszweck des Scheinwerfers angepaßten Abmessungen
verwenden.
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Aus der Verwendung eines einzigen Prismenpaares ergibt sich, daß Fehler
in der Konstruktion bzw. im Aufbau hinsichtlich der Winkel oder Kanten oder auch
der Prismenaußenflächen auf die Wirkungsweise der Vorrichtung keine nennenswerte
Wirkung ausüben. Die Anordnung eines einzigen Prisinenpaares hat ferner zur Folge,
daß es möglich ist, die Rückseite a-b des oberen Prisinas C derart zylindrisch und
linsenförmig auszubilden, daß man das Lichtbündel in der Breite und in der Tiefe
einstellen kann, ohne daß Licht aus dem Hauptbündel absorbiert wird. Schließlich
ergibt sich aus der Anordnung eines einzigen Prismenpaares auch die Möglichkeit,
das innere Prisma D durch ein gerades Parallelepiped b-c-d-e, das von einer Hülse
umschlossen wird, ohne Absorption des Lichtes aus dem Hauptbündel zu verlängern.
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Durch die parallelepipedförmige Verlängerung b-c-d-edes unteren Prismas
D erhält man einen vollkommenen Schirm, der für alle Sehstrahlen undurchdringlich
ist, die von einem beliebigen Punkt I ausgehen, der oberhalb der zum Hauptbündel
tangential gerichteten und die Achse x-y dieses Hauptbündels enthaltenen Trennungsfläche
SS' liegt.
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Durch die Vereinigung der beschriebenen Anordnungen erhält man demnach
einen Scheinwerfer, welcher ein halbkegelförmiges Lichtbündel ausstrahlt, dessen
breiterer und lichtstärkerer Teil die entfernteren Gegenstände beleuchtet, wobei
die Lichtquelle für jedes Auge vollkommen unsichtbar ist, das sich in einem beliebigen
Punkt des Raumes befindet, der oberhalb einer Trennungsfläche liegt, die zum Hauptbündel
tangential gerichtet ist und die Achse dieses Hauptbündels enthält. Die Unsichtbarkeit
wird hierbei ohne Absorption des Lichtes aus dem Hauptbündel erreicht und besteht
selbst dann noch, wenn die Bestandteile unvollkommen hergestellt bzw. zusammengebaut
sind, sofernnur dio Hypothenusenflächen der Prismen eben sind.