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Headlight projector optics.jpg Ein Scheinwerfer ist ein Apparat zur gezielten Richtung von Licht. Er wirft den Schein der Lichtquelle in eine Richtung.
Aufbau und Funktion
Scheinwerfer bestehen aus einer Lichtquelle und einem Reflektor, davor liegen meistens eine oder mehrere optische Linsen. Das Licht wird im Reflektor (Parabol- oder Kugelspiegel) gebündelt und tritt nach vorne, je nach Stellung und Kombination der Linsen gestreut oder gebündelt, aus.
Scheinwerfer werden an Verkehrsmitteln, beim Film, im Theater, zur Architektur- und Veranstaltungsbeleuchtung etc. eingesetzt.
Scheinwerfertypen
| Strahlengang-im-Scheinwerfer.gif Strahlengang im Scheinwerfer mit Plankonvex-Linse. Fokus-Veränderung durch Verschieben der Lichtquelle |
- Flutlicht-Strahler – einfache Kästen mit Lichtquelle (oft Halogenstab) und Reflektor (oft Rinnenspiegel) strahlt das Licht breit ab.
- Spiegel-Scheinwerfer – Lichtquelle vor Parabolspiegel mit veränderbarem Abstand zwischen Lichtquelle und Linse.
- Linsen-Scheinwerfer – Lichtquelle vor Kugelspiegel, davor eine Linse (innen plan, nach außen konvex). Daher der Name Plankonvex-Scheinwerfer (englisch abgekürzt PC). Bei großen Modellen würde die Dicke der Linse in der Mitte zu groß werden und das Glas leicht springen. Daher stuft man die konvexe Krümmung in mehreren konzentrischen Ringen ab. Solche Scheinwerfer heißen Stufenlinsenscheinwerfer oder (nach dem Erfinder dieser Linse, Augustin Jean Fresnel) Fresnellinsenscheinwerfer. Bei Linsenscheinwerfern lässt sich der Austrittswinkel des Lichts durch den Abstand zwischen Lichtquelle und Linse verändern.
- Profil-Scheinwerfer – Lichtquelle vor Parabolspiegel mit einer Kombination verschiedener Linsen, deren veränderbarer Abstand zur Lichtquelle und zueinander den Austrittswinkel des Lichts verändert. Es kann auch auf eine im Apparat liegende Abbildungsebene „scharfgestellt“ und dort mit Metallschiebern, Irisblenden oder Motiv-Blenden (Gobos) der Lichtaustritt exakt beschnitten werden.
- Auto-Scheinwerfer – Lichtquelle vor Parabolspiegel. Das Glasgehäuse ist linsenförmig gestaltet und strukturiert. Moderne Scheinwerfer besitzen zur gezielten Streuung und Bündelung des Lichts speziell geformte Reflektoren, die mit Hilfe der Nichtabbildenden Optik entworfen werden und keiner mathematischen Regelfläche mehr entsprechen. Sie entstehen durch die Variation der Flächennormalen der Reflektorflächen entsprechend den Anforderungen der Lichtverteilung. Dabei wird der Reflektor oft in verschiedene Bereiche segmentiert. Dann kann jedes Segment einen spezifischen Teil der Beleuchtungsaufgabe erfüllen. Heutige Scheinwerfersysteme verfügen über zwei Baugruppen, die die Abblendlicht- bzw. Fernlichtfunktion übernehmen. Das Projektionsmodul für das Abblendlicht wird immer häufiger mit Hilfe eines Schwenkmoduls seitlich gesteuert, um die Kurvenlichtfunktion zu ermöglichen. Dabei wird der Schwenkrahmen anhand der Querbeschleunigung im Fahrzeug, des Lenkwinkels und der Fahrgeschwindigkeit über einen Schrittmotor gesteuert.
- Geschichte der Autoscheinwerfer - Im Jahre 1908 wurde die erste Abblendeinrichtung für die damals übliche Acytylenscheinwerfer mit Hilfe eines Bowdenzuges verwirklicht. Dabei wurde die Gasflamme durch einen Handhebel aus dem Brennpunkt verschoben. Entwicklung Bilux-Glühlampen 1924, Halogentechnik 1962, Xenon-Scheinwerfer 1995.
- Zukunft der Autoscheinwerfer - Der Einsatz von Leuchtdioden hat auch in diesem Bereich bereits begonnen. Derzeit sind Rücklichter zugelassen, die Zulassung für den Einsatz in Scheinwerfern wird ab 2008 erwartet. Die neueste LED-Technik ermöglicht einen Stromverbrauch von nur 50% gegenüber aktueller Halogentechnik. Die Lebensdauer der LED von 10000 h könnte für ein Autoleben reichen. Im Jahre 2006 wird in der Oberklasse das "Intelligent Light System" von Mercedes eingeführt, welches 5 verschiedene Lichtfunktionen bietet. Das Landstraßenlicht leuchtet den linken Fahrbahnrand weiträumig aus, so dass die Sichtweite um ca. 10 m wächst. Das Autobahnlicht erhöht sich durch eine Zweistufenschaltung um ca. 50 m (verschiedene Maßnahmen ab 90km/h und ab 110km/h). Beim "erweiterten Nebellicht" wird der Lichtkegel um 8° nach unten und seitlich nach links geschwenkt, was die Eigenblendung senkt. Weiterhin sind die bereits bekannten Funktionen "aktives Kurvenlicht" und "Abbiegelicht" integriert. - Bei Versuchen wurden durch die Aussendung von Lichtimpulsen bei Bremslichtern ein Datentransfer zum nachfolgenden KFZ aufgebaut. Durch die Information über die Bremsverzögerung kann ein situationsgerechter Bremsdruck erzeugt werden, und die Gefahr von Auffahrunfällen vermindert sich. Erste Tests mit LED`s ergaben bei 8 Mbyte/s eine Übertragung über eine Entfernung von 130 m.
- Siehe auch: Klappscheinwerfer
Scheinwerfer als Waffe
Im Ersten und Zweiten Weltkrieg wurden große, leistungsstarke Scheinwerfer in der Kriegsführung verwendet. So z.B. als Ergänzung zu Flakstellungen, als Markierungen für Artillerie und als Suchscheinwerfer von beispielsweise Schiffen. Diese bestanden meist aus einem etwa zwei Meter durchmessenden Parabolspiegel, der innen hochglänzend versilbert war und in seinem Fokus zwei armdicke, gepresste Wolfram-Kohlestäbe trug. Der Parabol war an seiner Öffnung mit hitzebeständigem Quarzglas in Form eines runden Deckels verschlossen und konnte zur Erneuerung der Kohlestäbe und Wartung aufgeklappt werden. Die Anordnung funktionierte nach dem Prinzip der Bogenlampe mit enormem Stromverbrauch und ebensolcher Lichtausbeute. Der Lichtstrahl reichte mehrere Kilometer hoch. Die Bediener der Scheinwerfer versuchten bei einer anfliegenden Bomberstaffel den "Scout", der Bomber, der als erstes fliegt, zu blenden. Die Aufgabe des Scouts war es, der Staffel bei einem Bombenangriff den vom Volksmund so genannten "Christbaum", das war eine Leuchtrakete in Form eines beleuchteten Weihnachtsbaums, abzusetzen. Dies war das Signal, die Bomben auszuklinken. War der Scout also vor Lichtfülle geblendet, konnten keine Bomben abgeworfen werden.
Beispiele
Siehe auch: Abblendlicht
"Scheinwerfer"
