DE19804960A1 - Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einem Spiegel mit seitlich nebeneinander angeordneten Zonen und Verfahren zur Herstellung eines solchen Spiegels - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Kraft­ fahrzeugscheinwerfer.

Sie betrifft insbesondere einen neuen Scheinwerfer, der ohne Mitwirkung der Abdeckscheibe ein Lichtbündel mit geeigneter Lichtverteilung erzeugen kann.

Es sind bereits Scheinwerfer bekannt, die selbsttätig Lichtbündel erzeugen können, wie etwa Abblendlicht­ bündel oder Nebellichtbündel, die in ihrem oberen Teil durch eine Hell-Dunkel-Grenze mit einem genau bestimmten Profil begrenzt sind.

Dazu sind insbesondere die Dokumente FR-A-2 536 502 und FR-A-2 536 503 auf den Namen der Anmelderin zu nennen. Mit diesen bekannten Scheinwerfern wird die erforderliche Breite des Lichtbündels anhand von Prismen und Rillen erzielt, die auf der Abdeckscheibe des Scheinwerfers ausgebildet sind, wobei die Gestal­ tung dieser Ablenkelemente im allgemeinen "näherungs­ weise" oder schrittweise erfolgt, so daß das Licht­ bündel letztlich eine zufriedenstellende Photometrie aufweist.

Die Anmelderin hat anschließend Reflektoren entwickelt, deren reflektierende Oberflächen so gestaltet sind, daß sie dem Lichtbündel vor der Abdeckscheibe eine gewisse Breite verleihen, wobei die Abdeckschei­ be dann leicht ablenkend oder glatt ist, was einer­ seits unter dem Designaspekt und andererseits unter dem optischen Aspekt wünschenswert war, insoweit die Neigung der Abdeckscheiben der modernen Scheinwerfer die Arbeit der horizontalen Lichtstreuung durch diese Abdeckscheiben relativ schwierig gestaltet. Dieser Stand der Technik wird durch die Dokumente FR-A-2 609 146, FR-A-2 609 148, FR-A-2 639 888 und FR-A-2 644 677 veranschaulicht.

Um die seitliche Streuung des Lichtbündels besser zu kontrollieren, sind spezifische Rillen entwickelt worden, die direkt auf der reflektierenden Oberfläche des Spiegels angebracht sind, wie sie etwa in der FR-A-2 732 446 beschrieben werden.

Die großtechnische Ausführung dieser Scheinwerfer ist jedoch mit gewissen Schwierigkeiten verbunden. So weisen insbesondere in dem Maße, in dem die horizon­ tale Streuung des Lichtbündels zunehmend besser kon­ trolliert wird, die seitlichen Ränder des Lichtbün­ dels übermäßig scharfe Begrenzungen auf, wobei das Licht über einen bestimmten Ablenkwinkel nach links und nach rechts hinaus relativ abrupt verschwindet. Darüber hinaus geben die verschiedenen Fertigungsmän­ gel, vor allem im Zusammenhang mit dem Lackauftrag auf den Oberflächen, dem Lichtbündel im Bereich die­ ser Ränder einen kammförmigen Verlauf.

Diese beiden Mängel sind um so deutlicher wahrnehm­ bar, als sie in der Nähe der Grenze des Gesichtsfelds des menschlichen Auges auftreten.

Außerdem sind Spiegel mit glatter Oberfläche oder mit unregelmäßig gerillter Oberfläche für die Designer nicht immer wünschenswert, die heute Wert auf Schein­ werferspiegel mit einem originelleren Aussehen legen, die gleichzeitig ohne Mitwirkung der Abdeckscheibe photometrisch zufriedenstellende Lichtbündel erzeugen können.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrun­ de, diese Nachteile und Beschränkungen des Stands der Technik zu beseitigen.

Die vorliegende Erfindung betrifft daher nach einem ersten Aspekt einen Kraftfahrzeugscheinwerfer, der eine Lichtquelle, einen Spiegel und eine Abdeckschei­ be umfaßt, wobei der Spiegel eine Mehrzahl von Zonen von glatten reflektierenden Oberflächen enthält, die seitlich nebeneinander angeordnet und durch Über­ gangslinien mit Steigungsunterbrechung begrenzt sind, wobei jede dieser Zonen das Licht horizontal zwischen zwei Extremwerten streuen kann, die sich in unmittel­ barer Nähe der besagten Übergangslinien ergeben, da­ durch gekennzeichnet, daß sich der Extremwert der ho­ rizontalen Streuung jeder Zone fortschreitend in dem Maße verändert, in dem man sich entlang der betrach­ teten Übergangslinie bewegt.

Nach einigen bevorzugten, aber nicht einschränkenden Aspekten des erfindungsgemäßen Scheinwerfers ist fol­ gendes vorgesehen:

• - Die reflektierenden Oberflächen zumindest einiger der Zonen liegen jeweils auf einer nichtparabolischen horizontalen Erzeugenden auf und weisen vertikale Ab­ schnitte auf, die eine kontrollierte fortschreitende Defokussierung nach oben und nach unten besitzen, wo­ bei die Defokussierungen der reflektierenden Oberflä­ chen der verschiedenen Zonen so eingestellt sind, daß sich die besagte fortschreitende Veränderung der Ex­ tremwerte der Streuung ergibt.
• - Entlang bestimmten Übergangslinien zwischen den re­ flektierenden Oberflächen verringert sich der Extrem­ wert der horizontalen Streuung mindestens einer an­ grenzenden Zone von der Mitte des Spiegels aus fort­ schreitend nach oben und nach unten.
• - Die horizontalen Erzeugenden können eine Streuung durch Divergenz herbeiführen.
• - Die horizontalen Erzeugenden der verschiedenen Zo­ nen und die Position ihrer Übergangslinien sind so gewählt, daß sich die Extremwerte der horizontalen Streuung in jeder der Zonen von der Mitte zu den Sei­ tenkanten des Spiegels fortschreitend verringern.
• - Die in jeder der Zonen herbeigeführte horizontale Streuung ist symmetrisch beiderseits der allgemeinen Abstrahlungsrichtung.
• - Die in jeder der Zonen herbeigeführte horizontale Streuung ist asymmetrisch beiderseits der allgemeinen Abstrahlungsrichtung.
• - Die reflektierende Oberfläche zumindest bestimmter Zonen weist eine Defokussierung auf, die so gestaltet ist, daß sie alle Bilder der Lichtquelle unterhalb und im wesentlichen dicht an eine horizontale Hell- Dunkel-Grenze bringt.
• - Der Spiegel enthält mindestens eine andere Zone, die seitlich mit den besagten bestimmten Zonen neben­ einander angeordnet ist und deren reflektierende Oberfläche alle Bilder der Lichtquelle unterhalb und im wesentlichen dicht an eine andere Hell-Dunkel- Grenze bringen kann, die im Verhältnis zu der besag­ ten horizontalen Hell-Dunkel-Grenze versetzt ist.
• - Die besagte andere Hell-Dunkel-Grenze ist winklig versetzt.
• - Die besagte andere Hell-Dunkel-Grenze ist in der Höhe versetzt.

Nach einem zweiten Aspekt schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Spiegels eines Kraft­ fahrzeugscheinwerfers vor, das dadurch gekennzeichnet ist, daß es die folgenden Arbeitsgänge umfaßt:
es wird eine Mehrzahl von reflektierenden Oberflächen mit einer nichtparabolischen horizontalen Erzeugenden und vertikalen Abschnitten definiert, die im Verhält­ nis zu parabolischen Abschnitten eine kontrollierte fortschreitende Defokussierung von oben nach unten aufweisen,
die Position der horizontalen Erzeugenden und die De­ fokussierung jeder der besagten reflektierenden Ober­ flächen werden so eingestellt, daß sie sich paarweise an Übergangslinien entlang schneiden, die eine Ober­ kante und eine Unterkante des Spiegels verbinden, und daß sich entlang den besagten Übergangslinien die ho­ rizontale Streuung, die durch die auf beiden Seiten angeordneten reflektierenden Oberflächen herbeige­ führt wird, gleichmäßig verändert,
es wird ein Formwerkzeug bearbeitet, das horizontal nebeneinanderliegend Zonen umfaßt, die jeweils aus den Teilen der besagten reflektierenden Oberflächen bestehen, die durch die besagten Schnittlinien be­ grenzt werden, und
der Spiegel wird anhand dieses Formwerkzeugs geformt.

Der Arbeitsgang zur Einstellung der Position der ho­ rizontalen Erzeugenden wird vorzugsweise in Abhängig­ keit von der in seitlicher Richtung angestrebten Po­ sition der Übergangslinien zwischen den verschiedenen Zonen ausgeführt.

Der Arbeitsgang zur Einstellung der Defokussierung wird vorteilhafterweise in Abhängigkeit von dem ange­ strebten Ausmaß der Veränderung der horizontalen Streuung entlang den Übergangslinien ausgeführt.

Weitere Aspekte, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich deutlicher aus der nachstehen­ den detaillierten Beschreibung von bevorzugten Aus­ führungsformen der Erfindung, die als Beispiel und unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen an­ geführt werden. Darin zeigen im einzelnen:

• - Fig. 1 eine perspektivische Ansicht zur Veran­ schaulichung der Konstruktion eines erfindungsgemäßen Scheinwerferspiegels;
• - Fig. 2 eine axiale Horizontalschnittansicht zur Veranschaulichung eines Teils des hergestellten Spie­ gels;
• - Fig. 3 eine Rückansicht eines Spiegels nach einer ersten konkreten Ausführungsform der vorliegenden Er­ findung;
• - Fig. 4a eine Draufsicht zur Veranschaulichung des optischen Verhaltens einer mittleren Zone des Spie­ gels von Fig. 3;
• - Fig. 4b eine perspektivische Ansicht zur Veran­ schaulichung des optischen Verhaltens von drei mittleren Zonen des Spiegels von Fig. 3;
• - die Fig. 5a bis 5e die Darstellung einer Gesamt­ heit von Isocandela-Kurven auf einem Projektions­ schirm zur Veranschaulichung des optischen Verhaltens von fünf verschiedenen Zonen des Spiegels von Fig. 3 ohne Mitwirkung der Abdeckscheibe;
• - Fig. 6 die Darstellung einer Gesamtheit von Isocandela-Kurven zur Veranschaulichung des Verlaufs des Lichtbündels, das durch die Gesamtheit des Spiegels von Fig. 3 ohne Mitwirkung der Abdeckscheibe erzeugt wird;
• - Fig. 7 eine Rückansicht eines Spiegel s nach einer zweiten konkreten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• - die Fig. 8a bis 8g die Darstellung einer Gesamt­ heit von Isocandela-Kurven auf einem Projektions­ schirm zur Veranschaulichung des optischen Verhaltens der sieben verschiedenen Zonen des Spiegels von Fig. 7 ohne Mitwirkung der Abdeckscheibe;
• - Fig. 9 die Darstellung einer Gesamtheit von Iso­ candela-Kurven zur Veranschaulichung des Verlaufs des Lichtbündels, das durch die Gesamtheit des Spiegels von Fig. 7 ohne Mitwirkung der Abdeckscheibe erzeugt wird;
• - Fig. 10a eine Grafik zur Veranschaulichung der durch den Spiegel bewirkten seitlichen Verteilung in Abhängigkeit von der Abszisse entlang dem axialen Ho­ rizontalabschnitt des Spiegels; und
• - Fig. 10b eine Grafik entsprechend Fig. 10a zur Veranschaulichung der seitlichen Verteilung, die durch einen Horizontalabschnitt des Spiegels bewirkt wird, der im Verhältnis zu dem axialen Horizontalab­ schnitt in der Höhe versetzt ist.

Zunächst wird auf Fig. 1 Bezug genommen, in der ein orthonormales Bezugssystem veranschaulicht ist, in dem 0X horizontal und senkrecht zur optischen Achse verläuft, 0Y die optische Achse ist und 0Z vertikal verläuft.

Ein erfindungsgemäßer Spiegel wird ausgeführt, indem einzeln eine Mehrzahl von reflektierenden Zonen defi­ niert wird, die seitlich nebeneinander angeordnet sind, das heißt die durch Grenzlinien begrenzt wer­ den, die sich zwischen der Oberkante und der Unter­ kante des Spiegels erstrecken.

Die reflektierende Oberfläche Sn einer Zone Zn dieses Spiegels wird erzeugt, indem zunächst im Bereich die­ ser Zone eine horizontale Erzeugende GHn definiert wird, die so gestaltet ist, daß eine vorbestimmte seitliche Streuung des Lichts herbeigeführt wird, die zwischen zwei Grenzwerten enthalten ist. Diese hori­ zontale Erzeugende kann insbesondere ein Hyperbel­ teil, ein Ellipsenteil oder auch eine Strecke usw. sein.

Die reflektierende Oberfläche wird ausgehend von die­ ser Erzeugenden so konstruiert, daß sie in ihren ver­ tikalen Abschnitten eine Defokussierung aufweist. Un­ ter Defokussierung ist dabei die Positionsänderung des Ortes zu verstehen, von dem aus ein emittierter Strahl in einer horizontalen Ebene parallel zur Achse 0Y des Spiegels reflektiert wird. So weist in Fig. 1 die obere Hälfte der Oberfläche Sn einen "oberen Brennpunkt" Fhn auf, der vom Brennpunkt F rein para­ bolischer Abschnitte Pn, Pn' verschieden ist, die zu Vergleichszwecken mit gestrichelten Linien veran­ schaulicht sind, während ihre untere Hälfte einen "unteren Brennpunkt" Fbn aufweist, der ebenfalls von F verschieden ist. Unter "oberer Defokussierung" ist der entlang der Achse 0Y gemessene Abstand zwischen dem Brennpunkt F und dem "oberen Brennpunkt" Fh zu verstehen, während die "untere Defokussierung" dem Abstand zwischen F und Fb entspricht.

Die Dokumente FR-A-2 536 502 und FR-A-2 536 503, bei­ de auf den Namen der Anmelderin, beschreiben insbe­ sondere Oberflächen, die die vorgenannte Defokussie­ rung aufweisen, wobei ihre Lehren jedoch auf den Fall einer horizontalen Erzeugenden in Form einer Parabel beschränkt sind. Eine allgemeine Methode zur mathema­ tischen Erzeugung derartiger Oberflächen, ausgehend von einer beliebigen horizontalen Erzeugenden, wird dagegen in der DE-A-42 00 989 detailliert beschrie­ ben.

So ist die reflektierende Oberfläche Sn, die sich in der Zone Zn ergeben wird, eine Oberfläche, die Bilder der Lichtquelle (insbesondere eines allgemein zylin­ drischen Glühfadens) erzeugen kann, die alle unter­ halb einer Hell-Dunkel-Grenze angeordnet sind, und die gleichzeitig eine kontrollierte Streuung der Bil­ der unterhalb dieser Hell-Dunkel-Grenze herbeiführt, wobei die horizontale Erzeugende vorzugsweise so ge­ wählt wird, daß diese Streuung außerdem homogen aus­ fällt. Wenn darüber hinaus die Defokussierung so be­ schaffen ist, daß sich die oberen und unteren Brennpunkte Fhn und Fbn der oberen und unteren verti­ kalen Abschnitte der Oberfläche am hinteren bzw. am vorderen Ende der Lichtquelle befinden, dann werden die Bilder im wesentlichen unterhalb und dicht an der Hell-Dunkel-Grenze ausgerichtet.

In einem Grenzfall kann die Defokussierung gleich null ausfallen, wobei die vertikalen Abschnitte der Oberfläche in diesem Fall Parabeln mit dem Brennpunkt F oder mit einem im Verhältnis zu F versetzten Brenn­ punkt sind. Diese Vorgehensweise ist vor allem bei Fernlichtbündeln anwendbar.

Es erfolgt nun unter Bezugnahme auf Fig. 2 die Kon­ struktion eines erfindungsgemäßen Spiegels in aufein­ anderfolgenden Schritten. Zunächst wird eine der Zo­ nen des Spiegels konstruiert, wie dies vorstehend erläutert wurde. Dabei handelt es sich vorzugsweise um die Zone, die den Boden des Spiegels einnimmt, und es werden die Parameter, hauptsächlich die Form der horizontalen Erzeugenden sowie die oberen und unteren Defokussierungen der vertikalen Abschnitte der re­ flektierenden Oberfläche, in Abhängigkeit von der Größe des Spiegels und von der angestrebten Photome­ trie für den breiten Teil des Lichtbündels definiert.

Anschließend werden nach einem wesentlichen Aspekt der Erfindung die links und rechts an der Bodenzone angrenzenden Zonen mit ihren jeweiligen Parametern definiert (wiederum die Form der horizontalen Erzeu­ genden sowie die oberen und unteren Defokussierungen ihres vertikalen Abschnitts), was einerseits in Ab­ hängigkeit von der angestrebten Positionierung des durch diese Zonen abgestrahlten Lichts und anderer­ seits und vor allem so erfolgt, daß die reflektieren­ de Oberfläche dieser angrenzenden Zonen die reflek­ tierende Oberfläche der Bodenzone entlang einer Übergangslinie schneidet, die zwei wesentliche Merk­ male aufweist:

• - einerseits muß sie sich von oben nach unten zwi­ schen der Oberkante und der Unterkante des Spiegels erstrecken;
• - andererseits darf die seitliche Ablenkung, die durch jede der reflektierenden Oberflächen im Bereich dieser Übergangslinie herbeigeführt wird, nicht kon­ stant sein, sondern sie muß sich entlang dieser Linie gleichmäßig verändern.

So veranschaulicht Fig. 2 den Fall, in dem anfäng­ lich eine reflektierende Oberfläche S1 definiert wur­ de, die eine Bodenzone Z1 des Spiegels 20 definieren soll, deren reflektierende Oberfläche auf einer hori­ zontalen Erzeugenden GH1 mit geeigneten oberen und unteren Defokussierungen Fh1 und Fb1 aufliegt.

Anschließend wird die reflektierende Oberfläche S2 einer Zone Z2 definiert, wobei diese Oberfläche auf einer horizontalen Erzeugenden GH2 aufliegt und obere und untere Defokussierungen Fh2 und Fb2 besitzt.

Es dürfte verständlich sein, daß vor allem durch eine Veränderung der Position der horizontalen Erzeugenden GH2 entlang der Achse 0Y bewirkt werden kann, daß sich die beiden reflektierenden Oberflächen in der Ebene X0Y in einem Punkt mit einem ganz bestimmten Wert X12 schneiden, um die gemeinsame Grenze der bei­ den Zonen Z1 und Z2 in ebendieser Ebene zu definie­ ren. Insoweit die anderen Parameter der Zone Z2 in­ nerhalb sinnvoller Grenzen bleiben, schneiden sich die beiden Zonen entlang einer Übergangslinie LT12, die durch den Wert X12 in Höhe der Schnittebene X0Y verläuft und sich an die Ober- und Unterkante des Spiegels anschließt.

Nach einem anderen wichtigen Aspekt der Erfindung wird der genaue Verlauf der Übergangslinie LT zwi­ schen den Zonen Z1 und Z2 auf der Höhe des Spiegels konstruiert, indem die Werte der oberen und unteren Defokussierungen in jeder dieser Zonen entsprechend verändert werden.

Dazu können mehrere, hauptsächlich zwei, Vorgehens­ weisen angewendet werden:

• - Die erste besteht darin, die oberen und unteren Brennpunkte Fh bzw. Fb der oberen und unteren Teile der reflektierenden Oberfläche so zu verändern, daß sie zwei identische erste Positionen für die Gesamt­ heit einer der Zonen und zwei identische, aber von den ersten Positionen verschiedene Positionen für die Gesamtheit der zweiten Zone aufweisen. Dadurch kann die Übergangslinie LT12 in dem Maße fortschreitend kontrolliert gekrümmt werden, in dem man sich nach oben und nach unten von der Ebene X0Y entfernt, und zwar nach links oder nach rechts, wenn diese Über­ gangslinie in der Projektion in der vertikalen Ebene X0Z betrachtet wird.
• - Die zweite Vorgehensweise besteht darin, die Posi­ tion der oberen und unteren Brennpunkte nicht mehr Zone für Zone, sondern kontinuierlich innerhalb ein und derselben Zone zu verändern. Dadurch kann man die Tiefenversetzungen einer Zone im Verhältnis zu ihren zwei benachbarten Zonen jeweils unabhängig voneinan­ der einstellen und somit auch die entsprechenden Übergangslinien unabhängig voneinander krümmen. Die Veränderung der oberen und/oder unteren Brennpunkte innerhalb ein und derselben Zone erfolgt so, daß sich die Defokussierung in Abhängigkeit vom X-Wert linear verändert.

Außerdem ist festzustellen, daß jeder Übergang, der durch den Schnitt von zwei Flächen gebildet wird, die sich im allgemeinen nicht berühren, daher keine Dis­ kontinuität nullter Ordnung zwischen den reflektie­ renden Oberflächen der zwei Zonen erzeugt, sondern daß in ihrer Höhe eine Biegung besteht, die es dem Beobachter bei ausgeschaltetem Scheinwerfer ermög­ licht, die verschiedenen Zonen deutlich zu unter­ scheiden, was in ästhetischer Hinsicht interessant ist.

Im übrigen ist festzustellen, daß dank der an den De­ fokussierungen vorgenommenen Änderungen die Über­ gangslinie LT12 zwischen den Zonen Z1 und Z2 in der Regel einer mehr oder weniger gekrümmten und gewunde­ nen Bahn folgt, die die Eigenschaft aufweist, daß sie nicht mit einer Linie gleicher seitlicher Ablenkung der Zone Z1 oder mit einer Linie gleicher seitlicher Ablenkung der Zone Z2 zusammenfällt. Daraus folgt, daß sich die Breite jeder Zone in Abhängigkeit vom Z- Wert fortschreitend verändert und daß sich die in Hö­ he der Übergangslinie LT12 herbeigeführte maximale seitliche Streuung fortschreitend verändert, wenn man sich entlang dieser Linie bewegt. Dadurch wird das Phänomen eines abrupten Abbruchs des durch jede der Zonen des Spiegels erzeugten Lichtbündelteils vermie­ den, bei dem es sich um einen üblichen Nachteil der Spiegel mit projizierten zylindrischen Rillen han­ delt.

Darüber hinaus ist zu beachten, daß man durch eine entsprechende Veränderung der Position der Übergangs­ linien, die eine gegebene Zone begrenzen, die Lichtstreuung entweder nach links oder nach rechts vorrangig behandeln kann, wobei die Lichtstreuung zu einer gegebenen Seite insoweit geringer ausfällt, als die betreffende Übergangslinie die Breite der Zone entlang der Achse 0X verringert, wohingegen sie grö­ ßer ausfällt, wenn die Übergangslinie so verläuft, daß sich die Breite der Zone vergrößert.

Außerdem ist es offensichtlich, daß die Änderung der oberen und unteren Defokussierungen zu einer Verlage­ rung der Position der Bilder des Glühfadens auf einem Projektionsschirm entweder nach oben oder nach unten führt. Falls bei dem zu bildenden Lichtbündel eine gegebene Hell-Dunkel-Grenze zu beachten ist, werden die Defokussierungsänderungen natürlich so gewählt, daß diese durchgehende Hell-Dunkel-Grenze eingehalten und mit einer gewissen Schärfe definiert wird. In den anderen Fällen kann diese kontrollierte Defokussie­ rung genutzt werden, um die Lichtverteilung in der Richtung der Dicke des Lichtbündels einzustellen.

Die Konstruktion des Spiegels wird fortgesetzt, in­ dem, ebenso wie vorstehend beschrieben, eine Zone Z3 definiert wird, die an der Zone Z2 angrenzt und die so parametriert wird, daß sich eine gebogene Über­ gangslinie LT23 ergibt, die sich bei dem gewünschten X-Wert in der Ebene X0Y erstreckt.

Diese Schritte können entsprechend der erforderlichen Anzahl von Zonen im linken und rechten Teil des Spie­ gels wiederholt werden.

Die Erfindung ermöglicht so die Ausführung eines Spiegels, bei dem verschiedene seitlich nebeneinander angeordnete Zonen so parametriert werden können, daß sie mit großer Flexibilität unterschiedliche Licht­ bündelteile erzeugen, um die Formgebung des endgülti­ gen Lichtbündels zu vereinfachen, wobei gleichzeitig eine reflektierende Oberfläche ohne Diskontinuitäten nullter Ordnung entsteht, die, wie hinreichend be­ kannt ist, optische Fehler erzeugen, und wobei sich eine Oberfläche ergibt, deren Aussehen bei ausge­ schaltetem Scheinwerfer dem eines Spiegels mit wind­ schiefen und breiten Rillen entspricht, das in ästhe­ tischer Hinsicht interessant ist.

Da die gesamte Formgebung des Lichtbündels am Spiegel erfolgt, kann vorzugsweise die (nicht dargestellte) Abdeckscheibe des Spiegels völlig glatt sein oder nur optisch unwirksame bzw. praktisch unwirksame Design­ elemente enthalten.

Um eine bestmögliche Anpassung an die Geometrie der Scheinwerferumgebung herbeizuführen (Seitenflächen zur Abdeckung eines zu stark verbreiterten Lichtbün­ dels, Abdeckscheibenfuß, der optische Fehler erzeugen kann, usw.), ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die horizontalen Erzeugenden der mittleren Zonen des Spiegels so beschaffen sind, daß diese Zonen eine er­ hebliche Streuung des Lichts bewirken, um dem Licht­ bündel seine Breite anhand großer Bilder der Licht­ quelle zu geben, wohingegen die seitlichen Zonen des Spiegels horizontale Erzeugende besitzen, die das Licht in geringem Maße streuen, um den mittleren Bün­ delungsfleck des Lichtbündels anhand von kleineren Bildern des Glühfadens herbeizuführen, wobei die Zwi­ schenzonen ihrerseits eine seitliche Zwischenstreuung bewirken. Mit anderen Worten: Die horizontalen Erzeu­ genden der verschiedenen Zonen sind vorzugsweise um so weiter von Parabeln entfernt, je näher die Zone am Mittelpunkt des Spiegels liegt.

Fig. 3 veranschaulicht einen Spiegel eines europäi­ schen Abblendlichtscheinwerfers für Rechtsverkehr, der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.

Er umfaßt sechs Zonen, die wie vorstehend beschrieben gestaltet sind, und zwar von links nach rechts:

• - eine linke Randzone Za, deren Oberfläche so be­ schaffen ist, daß sie die Bilder der Lichtquelle un­ terhalb und dicht an einer um 15° über der Horizonta­ len geneigten Hell-Dunkel-Grenze ausrichten kann,
• - eine erste Zwischenzone Zb,
• - eine Bodenzone Zf,
• - eine zweite Zwischenzone Zc,
• - zwei Randzonen Zd und Ze.

Die Zonen Zb bis Zf besitzen ihrerseits Oberflächen, die die Bilder des Glühfadens unterhalb und in die Nähe einer nicht geneigten Hell-Dunkel-Grenze bringen können.

Dabei ist festzustellen, daß das sich zugrundegelegte Verfahren, um die linke Randzone Za zu konstruieren, von dem angewandten Verfahren zur Konstruktion der anderen Zonen durch eine einfache Drehung des benutz­ ten orthonormalen Bezugssystems um 15° unterscheidet.

Bei dieser Ausführung fällt die durch die verschiede­ nen Zonen herbeigeführte seitliche Streuung um so ge­ ringer aus, je weiter die Zone seitlich von der opti­ schen Achse entfernt ist.

Die durch die Zone Zf bewirkte seitliche Streuung wird in Fig. 4a veranschaulicht, während die durch die Zonen Zb, Zf und Zc herbeigeführte seitliche Streuung in Fig. 4b veranschaulicht wird.

Der Verlauf der durch die Zonen Za bis Ze erzeugten Lichtbündelteile wird in den Fig. 5a bis 5e veran­ schaulicht. Die darin angeführten Zahlenangaben ste­ hen für die horizontale und vertikale Ablenkung in Grad. Dabei ist festzustellen, daß jeder der Licht­ bündelteile aus den weiter oben angeführten Gründen unscharfe Seitenränder aufweist, wodurch eine homoge­ ne Mischung dieser verschiedenen Teile im Gesamt­ lichtbündel gewährleistet wird.

Der Verlauf dieses Gesamtlichtbündels wird in Fig. 6 veranschaulicht. Darin ist festzustellen, daß das Lichtbündel eine erhebliche Konzentration in der Ach­ se sowie gleichzeitig eine große Breite und eine aus­ geprägte Homogenität aufweist. Außerdem ist festzu­ stellen, daß aufgrund der Gestaltung der Zone Zf, wie sie vorstehend beschrieben wurde, die Seitenränder des Lichtbündels unscharf sind, wodurch Störungen im Randbereich des Gesichtsfelds des menschlichen Auges vermieden werden.

Darüber hinaus ist festzustellen, daß der Lichtbün­ delteil, der entlang des um 15° nach oben geneigten Teils der Hell-Dunkel-Grenze angeordnet ist, entlang dieses Teils der Hell-Dunkel-Grenze nicht übermäßig weit verlängert wird, so daß die Randstreifen der Fahrbahn korrekt ausgeleuchtet werden können, ohne die Fahrer der überholten Fahrzeuge durch die Außen­ rückspiegel dieser Fahrzeuge zu blenden.

Es dürfte verständlich sein, daß die Erfindung die Ausführung von Lichtbündeln mit Hell-Dunkel-Grenze ermöglicht, die auf die verschiedenen Anwendungen (hauptsächlich Abblendlicht und Nebellicht) und auf die verschiedenen Vorschriften abgestimmt sind, indem einfach die horizontalen Erzeugenden und die benutz­ ten Defokussierungsparameter entsprechend angepaßt werden. So ist es vorteilhaft, einen Spiegel zu ge­ stalten, der eine identische mittlere Zone Zf für al­ le Scheinwerfer besitzt, während nur die Zwischenzo­ nen und die Randzonen angepaßt werden, um die gewünschte Hell-Dunkel-Grenze zu definieren.

Fig. 7 stellt einen Spiegel eines Fernlichtschein­ werfers dar, der gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist.

In diesem Fall haben die reflektierenden Oberflächen der verschiedenen Zonen Za' bis Zg' entsprechend an­ gepaßte Defokussierungen, vorzugsweise Nulldefokus­ sierungen. Auch hier sind die in den verschiedenen Zonen herbeigeführten seitlichen Streuungen um so ge­ ringer, je weiter die betrachteten Zonen seitlich von der optischen Achse entfernt sind.

Die Fig. 8a bis 8g veranschaulichen den Verlauf der durch die verschiedenen Zonen erzeugten Lichtbün­ delteile, während Fig. 9 das erzeugte Lichtbündel insgesamt veranschaulicht. Auch hier sind eine große Breite, eine ausgeprägte Homogenität und ein Konzen­ trationsfleck mit großer Intensität zugleich mit ei­ ner im wesentlichen konstanten Lichtbündeldicke fest­ zustellen, die sich ebenfalls vorteilhaft unter dem Aspekt des Sichtkomforts auswirkt.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit die Aus­ führung von Scheinwerfern, die zum einen voneinander völlig verschiedene Lichtbündel erzeugen und zum an­ dern im ausgeschalteten Zustand alle das gleiche Aus­ sehen aufweisen können, was unter dem Designaspekt besonders vorteilhaft ist.

Die Fig. 10a und 10b veranschaulichen außerdem ein charakteristisches optisches Verhalten eines Spiegels gemäß der vorliegenden Erfindung. In diesen Figuren wird die horizontale Ablenkung dargestellt, die die vom Mittelpunkt der Lichtquelle 10 ausgehende Strah­ lung erfährt, die mit θ bezeichnet und bezogen auf die Ebene Y0Z gemessen wird, in Abhängigkeit von der Abszisse (X-Wert) des betrachteten Reflexionspunktes. Fig. 10a zeigt den Verlauf der Ablenkung beim Wert Z = 0, während Fig. 10b den Verlauf der Ablenkung bei einem von null verschiedenen Z-Wert zeigt, beispiels­ weise gleich 30 mm bei einem Spiegel mit herkömmli­ chen Abmessungen.

Zunächst ist festzustellen, daß sich das Ausmaß der horizontalen Streuung mit zunehmender Entfernung von der Achse 0Y des Spiegels verringert. Außerdem ist festzustellen, daß sich das Ausmaß der Streuung mit zunehmender Entfernung von der horizontalen Ebene X0Y verändert, wobei aufgrund der Kontinuität der Ober­ flächen in vertikaler Richtung diese Veränderung fortschreitend ausfällt. Diese Veränderung kann na­ türlich bei bestimmten Zonen im Sinne einer Verringe­ rung, wie vorstehend, und bei anderen Zonen im Sinne einer Vergrößerung ausfallen.

Claims (14)

1. Kraftfahrzeugscheinwerfer, der eine Lichtquelle (10), einen Spiegel (20) und eine Abdeckscheibe um­ faßt, wobei der Spiegel eine Mehrzahl von Zonen (Zn) von glatten reflektierenden Oberflächen enthält, die seitlich nebeneinander angeordnet und durch Über­ gangslinien (LT) mit Steigungsunterbrechung begrenzt sind, wobei jede dieser Zonen das Licht horizontal zwischen zwei Extremwerten streuen kann, die sich in unmittelbarer Nähe der besagten Übergangslinien erge­ ben, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Extremwert der horizontalen Streuung jeder Zone (Zn) fortschreitend in dem Maße verändert, in dem man sich entlang der betrachteten Übergangslinie bewegt.

2. Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die reflektierenden Oberflächen zumindest einiger der Zonen (Z1, Z2) je­ weils auf einer nichtparabolischen horizontalen Er­ zeugenden (GH1, GH2) aufliegen und vertikale Ab­ schnitte aufweisen, die eine kontrollierte fortschreitende Defokussierung nach oben und nach un­ ten besitzen, und daß die Defokussierungen (Fh1, Fb1; Fh2, Fb2) der reflektierenden Oberflächen (S1, S2) der verschiedenen Zonen so eingestellt sind, daß sich die besagte fortschreitende Veränderung der Extrem­ werte der Streuung ergibt.

3. Scheinwerfer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich entlang be­ stimmten Übergangslinien zwischen den reflektierenden Oberflächen (Sn) der Extremwert der horizontalen Streuung mindestens einer angrenzenden Zone von der Mitte des Spiegels aus fortschreitend nach oben und nach unten verringert.

4. Scheinwerfer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontalen Erzeugenden (GH1, GH2) eine Streuung durch Divergenz herbeiführen können.

5. Scheinwerfer nach Anspruch 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die horizontalen Erzeu­ genden (GH1, GH2) der verschiedenen Zonen (Z1, Z2) und die Position ihrer Übergangslinien (LT12) so ge­ wählt sind, daß sich die Extremwerte der horizontalen Streuung in jeder der Zonen von der Mitte zu den Sei­ tenkanten des Spiegels fortschreitend verringern.

6. Scheinwerfer nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die in jeder der Zonen herbeigeführte horizontale Streuung symmetrisch bei­ derseits der allgemeinen Abstrahlungsrichtung (0Y) ist.

7. Scheinwerfer nach Anspruch 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die in jeder der Zonen herbeigeführte horizontale Streuung asymmetrisch bei­ derseits der allgemeinen Abstrahlungsrichtung ist.

8. Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die reflektierende Ober­ fläche zumindest bestimmter Zonen (Zb-Zf) eine Defo­ kussierung aufweist, die so gestaltet ist, daß sie alle Bilder der Lichtquelle unterhalb und im wesent­ lichen dicht an eine horizontale Hell-Dunkel-Grenze bringt.

9. Scheinwerfer nach Anspruch 8, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Spiegel mindestens eine andere Zone (Za) enthält, die seitlich mit den besagten bestimmten Zonen (Zb-Zf) nebeneinander ange­ ordnet ist und deren reflektierende Oberfläche alle Bilder der Lichtquelle unterhalb und im wesentlichen dicht an eine andere Hell-Dunkel-Grenze bringen kann, die im Verhältnis zu der besagten horizontalen Hell- Dunkel-Grenze versetzt ist.

10. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die besagte andere Hell- Dunkel-Grenze winklig versetzt ist.

11. Scheinwerfer nach Anspruch 9, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die besagte andere Hell- Dunkel-Grenze in der Höhe versetzt ist.

12. Verfahren zur Herstellung eines Spiegels (20) ei­ nes Kraftfahrzeugscheinwerfers, dadurch ge­ kennzeichnet, daß es die folgenden Ar­ beitsgänge umfaßt:
es wird eine Mehrzahl von reflektierenden Oberflächen (SB) mit einer nichtparabolischen horizontalen Erzeu­ genden und vertikalen Abschnitten definiert, die im Verhältnis zu parabolischen Abschnitten eine kontrol­ lierte fortschreitende Defokussierung von oben nach unten aufweisen,
die Position der horizontalen Erzeugenden und die De­ fokussierung jeder der besagten reflektierenden Ober­ flächen werden so eingestellt, daß sie sich paarweise an Übergangslinien (LT) entlang schneiden, die eine Oberkante und eine Unterkante des Spiegels verbinden, und daß sich entlang den besagten Übergangslinien die horizontale Streuung, die durch die auf beiden Seiten angeordneten reflektierenden Oberflächen herbeige­ führt wird, gleichmäßig verändert,
es wird ein Formwerkzeug bearbeitet, das horizontal nebeneinanderliegend Zonen umfaßt, die jeweils aus den Teilen der besagten reflektierenden Oberflächen bestehen, die durch die besagten Schnittlinien be­ grenzt werden, und
der Spiegel wird anhand dieses Formwerkzeugs geformt.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Arbeitsgang zur Ein­ stellung der Position der horizontalen Erzeugenden in Abhängigkeit von der in seitlicher Richtung (0X) an­ gestrebten Position der Übergangslinien (LT) zwischen den verschiedenen Zonen ausgeführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitsgang zur Einstellung der Defokussierung in Ab­ hängigkeit von dem angestrebten Ausmaß der Verände­ rung der horizontalen Streuung entlang den Übergangs­ linien ausgeführt wird.