DE4426469A1 - Reflektor für Fahrzeugscheinwerfer - Google Patents
Reflektor für FahrzeugscheinwerferInfo
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- F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Reflektor für einen
Fahrzeugscheinwerfer und insbesondere einen Reflektor für
einen Fahrzeugscheinwerfer der einen Lichtverteilungssteuer
vorgang verwendet, der durch vier Reflexionsbereiche bereit
gestellt wird, die durch die optische Achse des Reflektors
unterteilt werden, um ein gewünschtes Lichtverteilungsmuster
zu erhalten, welches für einen Abblendlichtstrahl geeignet
ist, oder einen Strahl, der im wesentlichen einem Abblend
strahl gleicht.
Jüngere Entwicklungen im Fahrzeugdesign erfordern die Entwick
lung neuer Arten von Scheinwerfern. Insbesondere um die ge
wünschten aerodynamischen Eigenschaften zu erzielen und eine
stromlinienförmige Erscheinung bereitzustellen, wird der Vor
derabschnitt des Fahrzeugs schmäler ausgebildet, um eine so
genannte Schrägbug-Erscheinung zur Verfügung zu stellen, und
daher muß der Scheinwerfer so ausgelegt sein, daß er der
Schrägbug-Form entspricht.
Bei einem konventionellen Scheinwerfer spielen allerdings
Linsenstufen in einer äußeren Linse eine wesentliche Rolle
bei der Lichtverteilungssteuerung, um ein Lichtverteilungs
muster auszubilden, welches beim Abblendlicht eine bestimm
te Abschneidelinie aufweist. Es gibt eine Grenze für den
Neigungswinkel der äußeren Linse in bezug auf ihre Vertikal
achse, was es schwierig macht, einen konventionellen Schein
werfer als Scheinwerfer des Typs für einen schmalen Bug ein
zusetzen.
Angesichts der voranstehenden Überlegungen wurden verschie
dene Scheinwerfer vorgeschlagen, bei welchen zur Verschiebung
der Lichtverteilungssteuerfunktion, die ursprünglich durch
die Linsenstufen in der äußeren Linse zum Reflektor durchge
führt wurde, die reflektierende Oberfläche des Reflektors in
eine große Anzahl von Lichtverteilungs-Steuerbereichen unter
teilt ist, so daß das zusammengesetzte Muster der Reflexions
muster, welches durch die jeweiligen Steuerbereiche hervor
gerufen wird, sich an ein gewünschtes Lichtverteilungsmuster
annähert, wodurch die Belastungen der äußeren Linse bei der
Lichtverteilungssteuerung verringert werden.
Wird allerdings versucht, mit einer konventionellen Refle
xionsoberfläche ein Lichtverteilungsmuster zu erzielen, wel
ches eine bestimmte Abschneidelinie aufweist, so ist es dann
schwierig, wenn die Reflexionsoberfläche aus mehreren Refle
xionsbereichen besteht, die unterschiedliche Lichtverteilungs
steuereigenschaften aufweisen, die jeweils benachbarten Re
flexionsbereiche an ihren Grenzen glatt miteinander zu ver
binden, und daher wird ein Teil des reflektierten Lichtes
unvermeidlicherweise in nach oben gerichtetes Licht umgewan
delt, infolge des Vorhandenseins abgestufter Abschnitte, die
an den Grenzen der Reflexionsbereiche vorhanden sind, was
zur Blendung führen kann.
Die vorliegende Erfindung wurde zur Lösung der genannten
Schwierigkeiten entwickelt. Bei einem Reflektor zur Verwen
dung in einem Fahrzeugscheinwerfer gemäß der Erfindung ist
eine Reflexionsoberfläche in vier Reflexionsbereiche unter
teilt, die um die optische Achse des Reflektors herum ange
ordnet sind, nämlich durch eine horizontale Oberfläche ein
schließlich der optischen Achse des Reflektors, eine verti
kale Oberfläche einschließlich der optischen Achse des Re
flektors, eine geneigte Oberfläche, die in einem vorgegebe
nen Winkel in bezug auf die horizontale Oberfläche einschließ
lich der optischen Achse des Reflektors geneigt ist, und ei
ne Basisoberfläche für die jeweiligen Reflexionsbereiche ist
so ausgebildet, daß sie die nachstehend angegebene Form auf
weist.
Die Basisoberfläche weist eine Bezugsparabel in einer Ober
fläche auf, die in einem vorgegebenen Winkel in bezug auf eine
horizontale Oberfläche einschließlich der optischen Achse des
Reflektors geneigt ist, und weist einen Bezugspunkt auf einer
optischen Achse auf, die durch die Spitze und den Brennpunkt
der Bezugsparabel reicht und weiterhin vor oder hinter dem
Brennpunkt angeordnet ist. Darüber hinaus ist die Basisober
fläche als Sammlung von Schnittlinien ausgebildet, die erhal
ten werden, wenn ein virtuelles Rotationsparaboloid, welches
eine optische Achse parallel zum Strahlenvektor eines reflek
tierten Strahls enthält, der erhalten wird, wenn ein Strahl,
von dem vermutet wird, daß er von dem Bezugspunkt ausgesandt
wurde, an einem frei wählbaren Punkt auf einer Parabel reflek
tiert wird, die durch Projizieren der Bezugsparabel in die
horizontale Oberfläche erhalten wird und als ihren Brennpunkt
einen Bezugspunkt aufweist, der durch einen Reflexionspunkt
gelangt, von virtuellen Ebenen geschnitten wird, welche je
weils den voranstehend erwähnten Strahlenvektor einschließen
und parallel zu einer Vertikalachse verlaufen.
Mit anderen Worten weist das virtuelle Rotationsparaboloid
als seinen Brennpunkt einen Bezugspunkt auf, der eine gewis
se Entfernung gegenüber dem Brennpunkt der Bezugsparabel
verschoben ist, und welcher, wenn angenommen wird, daß ein
Strahl von dem Brennpunkt ausgesandt wurde, eine optische
Achse parallel zum Strahlenvektor des Strahls aufweist, der
an einem Reflexionspunkt auf einer Orthogonalprojektion der
Bezugsparabel auf die horizontale Oberfläche reflektiert wur
de (wenn die Bezugsparabel in der horizontalen Oberfläche
liegt, an einem Reflexionspunkt auf der Bezugsparabel), und
ebenfalls einen Reflexionspunkt einschließt.
Weiterhin ist die virtuelle Ebene eine Ebene, welche durch
den voranstehend geschilderten Reflexionspunkt ragt, den
Strahlenvektor des reflektierten Lichts einschließt und
parallel zu einer Vertikallinie verläuft.
Die Schnittlinien zwischen dem virtuellen Rotationsparaboloid
und den Ebenen bilden die Basisoberfläche, wenn sie vereinigt
werden.
In einem Zustand, in welchem der zentrale Schaft einer Licht
quelle entlang der optischen Achse eines Reflektors angeord
net ist, ist ein erster Reflexionsbereich oben auf einer hori
zontalen Oberfläche einschließlich der optischen Achse des
Reflektors angeordnet, liegt der Brennpunkt einer ersten Pa
rabel, die aus einem Schnitt des ersten Reflexionsbereichs in
der vertikalen Oberfläche einschließlich der optischen Achse
des Reflektors besteht, in der Nähe des hinteren Endes oder
hinter dem hinteren Ende der Lichtquelle, und liegt der Brenn
punkt einer Parabel, die aus einem Schnitt des ersten Refle
xionsbereichs in einer horizontalen Oberfläche einschließlich
der optischen Achse des Reflektors besteht, zwischen einer
Position, die um eine Entfernung entsprechend der Länge der
Lichtquelle in Richtung der optischen Achse gegenüber dem
Brennpunkt der ersten Parabel verschoben ist, und einer Posi
tion, die nach vorne um eine Entfernung entsprechend der Län
ge der Lichtquelle in Richtung ihrer optischen Achse gegen
über einer Parabel verschoben ist, die aus einem Schnitt ei
nes vierten Reflexionsbereichs in der vertikalen Oberfläche
besteht.
Ein zweiter Reflexionsbereich befindet sich oben auf der ge
neigten Oberfläche, der Brennpunkt einer Parabel, die aus
einem Schnitt des zweiten Reflexionsbereichs besteht, der
erhalten wird, wenn der zweite Reflexionsbereich in der ver
tikalen Oberfläche einschließlich der optischen Achse des
Reflektors geschnitten wird, ist identisch mit dem Brennpunkt
einer Parabel, die aus dem Schnitt des ersten Reflexionsbe
reichs in der vertikalen Oberfläche besteht, und der Brenn
punkt einer Parabel, die aus einem Schnitt des zweiten Re
flexionsbereichs in der geneigten Oberfläche besteht, befin
det sich zwischen einer Position, die um eine Entfernung nach
hinten entsprechend der Länge der Lichtquelle in Richtung
ihrer optischen Achse gegenüber dem hinteren Ende der Licht
quelle verschoben ist, und einer Position, die nach vorne um
eine Entfernung entsprechend der Länge der Lichtquelle in
Richtung ihrer optischen Achse gegenüber dem vorderen Ende
der Lichtquelle verschoben ist.
Ein dritter Reflexionsbereich befindet sich auf dem Boden
der geneigten Oberfläche, der Brennpunkt einer Parabel, die
aus einem Schnitt des dritten Reflexionsbereichs in der ge
neigten Oberfläche besteht, ist identisch mit dem Brennpunkt
der Parabel, die aus einem Schnitt des zweiten Reflexions
bereichs in der geneigten Oberfläche besteht, und der Brenn
punkt eines Abschnitts, der erhalten wird, wenn der dritte
Reflexionsbereich in der vertikalen Oberfläche einschließlich
der optischen Achse des Reflektors geschnitten wird, befindet
sich in der Nähe des vorderen Endes oder vor dem vorderen Ende
der Lichtquelle.
Ein vierter Reflexionsbereich befindet sich auf dem Boden der
horizontalen Oberfläche einschließlich der optischen Achse
des Reflektors, der Brennpunkt einer Parabel, die aus einem
Schnitt besteht, der erhalten wird, wenn der vierte Refle
xionsbereich in der vertikalen Oberfläche einschließlich der
optischen Achse des Reflektors geschnitten wird, ist iden
tisch mit dem Brennpunkt der Parabel, die aus dem Schnitt
des dritten Reflexionsbereichs in der vertikalen Oberfläche
besteht, und der Brennpunkt einer Parabel, die aus einem
Schnitt besteht, der erhalten wird, wenn der vierte Refle
xionsbereich in der horizontalen Oberfläche einschließlich
der optischen Achse des Reflektors geschnitten wird, ist
identisch mit dem Brennpunkt der Parabel, die aus dem Schnitt
des ersten Reflexionsbereichs in der Horizontaloberfläche
besteht.
Gemäß der Erfindung können die Brennpunktlagen der Abschnitte
(Parabeln) des Reflektors in jeweils benachbarten Reflexions
bereichen so ausgebildet werden, daß sie miteinander überein
stimmen, und in den drei Ebenen, die als die Grenzen der vier
Reflexionsbereiche dienen, also in der Horizontaloberfläche,
der Vertikaloberfläche und der geneigten Oberfläche, die je
weils die optische Achse des Reflektors einschließen, können
die Begrenzungslinien der jeweils benachbarten Reflexions
bereiche miteinander kontinuierlich ausgebildet werden, wo
durch die Möglichkeit des Auftretens abgestufter Abschnitte
ausgeschaltet wird, die an den Grenzen der Reflexionsbereiche
gebildet werden. Dieses verhindert die Erzeugung unerwünsch
ten Lichtes, welches eine Blendung oder dergleichen hervor
ruft.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestell
ter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen sich
weitere Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigt:
Fig. 1 eine Vorderansicht der Struktur einer Reflexions
oberfläche gemäß der Erfindung;
Fig. 2(a) eine Ansicht der Lagebeziehung zwischen den Brenn
punkten eines Reflexionsbereiches 3 und eines
Heizfaden, Fig. 2(b) die Positionsbeziehung zwi
schen den Brennpunkten eines Reflexionsbereiches 4
und des Heizfadens, Fig. 2(c) die Positionsbezie
hung zwischen den Brennpunkten eines Reflexions
bereiches 5 und des Heizfadens, und Fig. 2(d) die
Positionsbeziehung zwischen den Brennpunkten eines
Reflexionsbereiches 6 und des Heizfadens;
Fig. 3 eine Ansicht des optischen Weges einer Basisober
fläche gemäß der Erfindung;
Fig. 4 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der An
ordnung von Heizfadenbildern gemäß der Basisober
fläche der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine schematische Perspektivansicht zur Erläute
rung der Basisoberfläche gemäß der Erfindung;
Fig. 6 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Ten
denz der Anordnung von Heizfadenbildern, die durch
einen Reflexionsbereich 3 erzeugt werden;
Fig. 7 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Ten
denz der Anordnung von Heizfadenbildern, die durch
einen Reflexionsbereich 4 erzeugt werden;
Fig. 8 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Ten
denz der Anordnung von Heizfadenbildern, die durch
einen Reflexionsbereich 5 erzeugt werden;
Fig. 9 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Ten
denz der Anordnung von Heizfadenbildern, die durch
einen Reflexionsbereich 6 erzeugt werden;
Fig. 10 eine schematische Ansicht eines Verbundmusters der
Reflexionsbereiche 3 bis 6;
Fig. 11 eine schematische Ansicht einer Normalverteilungs
funktion Aten(s, W);
Fig. 12 eine schematische Ansicht einer periodischen Funk
tion WAVE(s, λ);
Fig. 13 eine schematische Ansicht einer gedämpften perio
dischen Funktion Damp(s, λ);
Fig. 14 eine schematische Vorderansicht eines Beispiels
für Fälle, in welchen die Reflexionsoberfläche
wellenförmig ausgebildet ist;
Fig. 15 eine schematische Ansicht eines Projektionsmusters,
welches durch die Reflexionsoberfläche gebildet
wird;
Fig. 16 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der
Beziehung zwischen Projektionsmustern und einer
Positionsbeziehung zwischen den Brennpunkten von
Parabeln und einem Heizfaden an einer Grenze zwi
schen dem zweiten und dritten Reflexionsbereich;
und
Fig. 17(a) und 17(b) schematische Ansichten eines weiteren
Beispiels für Fälle, bei welchen die Reflexions
oberfläche wellenförmig ausgebildet ist, wobei Fig.
17(a) eine schematische Ansicht von Variationen in
dem Verbundmuster vor und nach einer Diffusions
steuerung mit Hilfe der wellenförmigen Reflexions
oberfläche ist, wenn die in Fig. 16 gezeigten Pro
jektionsmuster aus den Projektionsmustern zusam
mengesetzt sind, die durch den ersten und vierten
Reflexionsbereich erzeugt werden, und Fig. 17(b)
eine schematische Vorderansicht der Reflexions
oberfläche ist.
Nachstehend erfolgt eine Beschreibung eines Reflektors zur
Verwendung in einem Fahrzeugscheinwerfer gemäß der Erfindung
anhand bevorzugter Ausführungsformen.
Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Reflektors 1 mit einer
Reflexionsoberfläche 2, die in vier Reflexionsbereiche 3, 4,
5 und 6 als Lichtverteilungsblöcke unterteilt ist.
Bei einem sich auf die Reflexionsoberfläche 2 beziehenden
Koordinatensystem ist die optische Achse des Reflektors 1 als
die x-Achse ausgewählt (in Fig. 1 erstreckt sich die x-Achse
in einer Richtung senkrecht zur Oberfläche der Zeichnung,
wobei die Richtung zum Betrachter hin die positive Richtung
ist), eine im rechten Winkel zur x-Achse angeordnete Achse,
die sich horizontal erstreckt, ist als die y-Achse ausgewählt
(in Fig. 1 ist deren Richtung nach rechts die positive Rich
tung), und eine Achse, die senkrecht zur x-Achse verläuft und
sich vertikal erstreckt, ist als die z-Achse gewählt (in Fig.
1 ist die Richtung nach oben die positive Richtung). Wird die
Reflexionsoberfläche von ihrer Vorderseite aus betrachtet,
so befindet sich der Ursprung O des orthogonalen Koordinaten
systems im Zentrum eines Lichtmontageloches 1a.
Ein Reflexionsbereich 3, wenn die Reflexionsoberfläche von
ihrer Vorderseite aus betrachtet wird, ist ein Bereich mit
im wesentlichen vierseitiger Form, der in dem ersten Quadran
ten (y < 0, z < 0) der y-z-Ebene liegt.
Ein Reflexionsbereich 4 ist ein fächerförmiger Bereich, der
durch eine geneigte Oberfläche CL festgelegt wird, die um
einen bestimmten Winkel (Rcl) in bezug auf die x-y-Ebene
und auf die x-z-Ebene geneigt ist, und sich bei Betrachtung
der Reflexionsoberfläche von deren Vorderseite aus über den
zweiten Quadranten (y < 0, z < 0) und den dritten Quadranten
(y < 0, z < O) der y-z-Ebene erstreckt, mit einem Zentrums
winkel von 105°.
Ein Reflexionsbereich 5 ist, wenn die Reflexionsoberfläche
von ihrer Vorderseite aus betrachtet wird, ein fächerförmi
ger Bereich, der in dem dritten Quadranten der y-z-Ebene an
geordnet ist, mit einem Zentrumswinkel von 75°.
Ein Reflexionsbereich 6 ist, wenn die Reflexionsoberfläche
von ihrer Vorderseite aus betrachtet wird, ein im wesentli
chen vierseitiger Bereich, der in dem vierten Quadranten
(y < 0, z < 0) der y-z-Ebene liegt.
Diese Reflexionsbereiche sind stetig übergehend in ihre be
nachbarten Bereiche ausgebildet, ohne einen Niveau-Unter
schied (ohne einen abgestuften Abschnitt) an den Grenzen der
benachbarten Bereiche. Der Winkel Rcl der Begrenzungslinie
zwischen den Bereichen 4 und 5, der in bezug auf die y-Achse
ausgebildet ist, ist gleich dem gewünschten Abschneidelinien
winkel eingestellt.
Die Form der Basisoberfläche der Reflexionsbereiche 3 bis 6
wurde bereits von den vorliegenden Anmeldern beschrieben
(siehe die japanische Patentanmeldung Nr. Hei. 3-23830), und
die nachstehende Beschreibung ist einfach eine Beschreibung
der Kontur der Basisoberfläche.
In Fig. 3 ist ein Heizfaden 7 so angeordnet, daß sich dessen
zentrale Achse entlang der x-Achse erstreckt, und zwischen
einem Punkt F (erstem Brennpunkt) und einem Punkt D liegt,
der ein Punkt (zweiter Brennpunkt) ist, der um eine Entfer
nung d in der positiven Richtung der x-Achse gegenüber dem
Punkt F verschoben ist. Um die Definition der Richtung des
Heizfadens 7 zu vereinfachen, wird vom Heizfaden 7 angenom
men, daß er eine bleistiftartige Form aufweist, so daß sein
Endabschnitt an der Seite des Punktes F spitz ist und sein
Endabschnitt an der Seite des Punktes D als flache Oberfläche
ausgebildet ist.
Zuerst wird in der x-y-Ebene eine Parabel 8 mit dem Punkt F
als ihrem Brennpunkt angenommen. Ein von dem Punkt F in der
Nähe des hinteren Endes des Heizfadens 7 ausgestrahlter Strahl
9 wird an einem Punkt P3 auf der Parabel 8 reflektiert, und
wird dann in einer Richtung parallel zur x-Achse ausgesandt.
Weiterhin wird ein von dem Punkt D nahe dem Vorderende des
Heizfadens 7 ausgesandter Strahl an dem Punkt P3 reflektiert,
dann zu einem Punkt RC auf einem Schirm SCN ausgesandt, der
sich in einiger Entfernung befindet, wodurch ein Strahl 10 zur
Verfügung gestellt wird, welcher die optische Achse schneidet
(also ein Strahl, der einen Vektor P3_RC als Richtungsvektor
aufweist).
Es wird eine weitere Parabel 11 angenommen, die eine opti
sche Achse parallel zum Vektor P3_RC aufweist, und als ihren
Brennpunkt den Punkt D hat. In Fig. 3 ist die Parabel 11 am
Punkt P3 in bezug auf die Parabel 8 geneigt angeordnet.
Wenn die Parabel 11 um ihre optische Achse gedreht wird, so
erhält man ein Rotationsparaboloid. Durch Schneiden des Rota
tionsparaboloids durch eine Ebene, welche den Vektor P3_RC
einschließt und im rechten Winkel zur x-y-Ebene liegt, wird
eine Parabel 12 erhalten.
Durch Bewegung des Punktes P3 entlang der Parabel 8 werden
mehrere Parabeln 12 erhalten. Auf diese Weise kann eine ge
krümmte Oberfläche erzeugt werden, die aus einer Sammlung
der Parabeln 12 besteht.
In bezug auf Bilder, die auf eine Oberfläche 13 in einer
Zwischenstufe projiziert werden, bevor die Heizfadenbilder
auf den Schirm SCN projiziert werden, verläuft ein durch den
Punkt P3 gebildetes Bild 14 parallel zu einer Horizontal
linie H-H, bildet ein Bild 15, welches durch einen Punkt PS
gebildet wird, der auf der Parabel 12 unterhalb des Punktes
P3 liegt, einen bestimmten Winkel in bezug auf die Horizon
tallinie H-H, und verläuft der Strahl 10, der von dem Punkt
D ausgesandt und an den Punkt P3 reflektiert wird, parallel
zu einem Strahl 16, der von dem Punkt D ausgesandt und an
den Punkt P5 reflektiert wird.
Da die Formen der Schnittlinien so gesteuert sind, daß die
sich auf die flachen Endabschnitte der Heizfadenbilder 14
und 15 beziehenden Strahlen parallel zueinander verlaufen,
werden mit anderen Worten Heizfadenbilder 17 und 18 auf sol
che Weise angeordnet, daß ein Punkt RC, an welchen diese
parallelen Strahlen miteinander in der Entfernung zusammen
fallen, ihr Drehzentrum bildet.
Fig. 4 zeigt die Anordnung von Heizfadenbildern, die durch
einen Punkt P4 erzeugt werden, der auf der Parabel 12 zwi
schen den Punkten P3 und P5 liegt.
In Fig. 4 bezeichnet J(X) ein Heizfadenbild, welches jedem
in Fig. 3 gezeigten Punkt X (X = P3, P4, P5) entspricht, und
Heizfadenbilder J(P3), J(P4) und J(P5), die durch den Punkt
P3, P4 bzw. P5 gebildet werden, sind so angeordnet, daß der
Punkt RC auf der Horizontallinie H-H das Drehzentrum bildet.
Daher werden die Heizfadenbilder, wie durch einen Pfeil M an
gedeutet ist, im Gegenuhrzeigersinn um den Punkt RC gedreht,
wenn der Reflexionspunkt entlang Positionen in der Reihenfol
ge P3 - P4 - P5 bewegt wird, und die Heizfadenbilder sind
unterhalb der Horizontallinie H-H auf solche Weise angeord
net, daß die flachen Endabschnitte der Heizfadenbilder immer
dem Punkt RC gegenüberliegen.
Fig. 5 erläutert die Ausbildung der Basisoberfläche. In Fig.
5 bezeichnet ein Punkt P einen frei wählbaren Punkt der auf
der Parabel 8 in der x-y-Ebene liegt (durch Einführung eines
Parameters q lassen sich die Koordinaten des Punktes P aus
drücken als P (q²/f, -2q, 0)). Wenn ein von dem Punkt F aus
gesandter Strahl an dem Punkt P reflektiert wird, dann bewegt
sich der reflektierte Strahl 19 geradlinig parallel zur x-
Achse (seine Ausbreitungsrichtung ist durch einen Vektor PS
bezeichnet).
Weiterhin wird ein Strahl 20, der von dem Punkt D ausgesandt
und an dem Punkt P reflektiert wird, in einem Reflexionswin
kel reflektiert, der kleiner als beim Strahl 19 ist, entspre
chend dem Reflexionsgesetz, und breitet sich geradlinig in
einem Winkel (der durch α bezeichnet ist) in bezug auf den
Strahl 19 aus (seine Ausbreitungsrichtung ist durch einen
Vektor PM angedeutet).
Ein virtuelles Rotationsparaboloid 21 (durch eine zweifach
gepunktete, gestrichelte Linie angedeutet) wird angenommen,
welches als Brennpunkt den Punkt D aufweist, und eine opti
sche Achse einschließt, die durch den Punkt P geht und paral
lel zum Strahlenvektor PM verläuft. Es wird ein Abschnitt
betrachtet (nämlich eine Schnittlinie 22 zwischen dem Rota
tionsparaboloid 21 und der Ebene π1), der erhalten wird, wenn
das Rotationsparaboloid 21 durch eine Ebene geschnitten wird
(die durch π1 bezeichnet ist), welche den Strahlenvektor PM
einschließt und parallel zur z-Achse liegt.
Nicht nur der Schnitt (der durch eine gestrichelte Linie dar
gestellt ist) weist eine parabolische Form auf, sondern der
Schnitt paßt auch zu dem in Fig. 3 gezeigten Zustand, ange
sichts der Tatsache, daß Strahlen, die von dem Punkt G ausge
sandt und dann an einem frei wählbaren Punkt auf der Schnitt
linie 22 reflektiert werden, parallel zueinander verlaufen.
Auf diese Weise werden die Schnittlinien zwischen einem vir
tuellen Rotationsparabolid entsprechend einem frei wählbaren
Punkt P auf der Parabel 8 und Ebenen parallel zur optischen
Achse des virtuellen Rotationsparaboloids, die ebenfalls durch
den Punkt P gehen und parallel zur z-Achse verlaufen, kombi
niert, um auf diese Weise die Basisoberfläche zur Verfügung
zu stellen.
Wenn die Basisoberfläche oder gekrümmte Oberfläche mit Hilfe
einer parametrischen Darstellung unter Verwendung der in
Tabelle 1 gezeigten Parameter ausgedrückt wird, erhält man
die nachstehende Formel 1.
Parameter-Definition | |
Parameter | |
Definition | |
f | |
Brennpunktentfernung der Parabel 8 (OF) | |
d | Entfernung zwischen Punkt F und Punkt D (FD) |
g | festgelegter Punkt auf der Parabel 8 |
h | Höhe in z-Richtung mit Oberfläche z = 0 als Bezugsgröße |
Q | = (f² + q²)/f |
wobei
Formel 1 wird nur unter Verwendung der voranstehenden Beschrei
bung und elementarer algebraischer Geometrie abgeleitet.
Weiterhin wird deutlich, daß die Formel 1 das Rotationsparaboloid
als Spezialfall enthält, wenn d = 0 ist.
Wenn Formel 1 verallgemeinert wird, wobei die voranstehend erwähn
te Parabel 8 als Parabel auf einer Oberfläche um die optische
Achse in einem Winkel R gegenüber der x-y-Ebene gedreht
wird, dann erhält man Formel 2.
wobei
Formel 2 umfaßt die Formel 1, was man einfach dadurch sieht,
wenn man in Formel 2 R = 0 setzt.
In Fig. 2 ist die Lagebeziehung zwischen dem zylindrischen
Heizfaden 7 und den Brennpunkten der Reflexionsbereiche 3,
4, 5 und 6 dargestellt. Der Heizfaden 7 ist oben auf die x-
Achse so gesetzt, daß er die x-Achse berührt, und sich die
Zentralachse des Heizfaden 7 parallel zur x-Achse erstreckt.
In Fig. 2 bezeichnet ein Punkt C den zentralen Punkt des
Heizfadens 7, und ein Punkt C′ (fc, 0, 0) entspricht einem
Schnittpunkt zwischen der x-Achse und dem Fuß einer senkrech
ten Linie, die von dem Punkt C auf die x-Achse herunterge
zogen wird. Wenn die Länge in Längsrichtung des Heizfadens 7
als L bezeichnet wird, dann nimmt die Projektion des Heiz
fadens 7 auf die x-Achse einen Bereich an, der sich zwischen
einem Punkt CE (fc - L/2, 0, 0) und einem Punkt CF (fc +
L/2, 0, 0) erstreckt.
Insbesondere zeigt Fig. 2(a) die Lagebeziehung zwischen den
Brennpunkten des Reflexionsbereiches 3 und des Heizfadens 7,
wobei der erste Brennpunkt F₃ (f₁, 0, 0) des Reflexions
bereiches 3 auf der x-Achse zwischen dem Punkt C, und dem
Punkt CE liegt, und sein zweiter Brennpunkt D₃ (fu, 0, 0)
an einem Ort etwas hinter dem Punkt CE liegt. In diesem Fall
ist daher d < 0.
Fig. 2(b) zeigt die Lagebeziehung zwischen den Brennpunkten
des Reflexionsbereiches 4 und des Heizfadens 7, wobei sein
erster Brennpunkt F₄ (fc, 0, 0) mit seinem zweiten Brenn
punkt D4 identisch ist, und die beiden Brennpunkte mit dem
voranstehend geschilderten Punkt D₃ zusammenfallen (fc =
fu). Daher ist d = 0.
Fig. 2(c) zeigt die Lagebeziehung zwischen den Brennpunkten
des Reflexionsbereiches 5 und des Heizfadens 7, wobei der
erste Brennpunkt F₅ mit den voranstehend genannten Punkten
F₄ und D₄ zusammenfällt, und sein zweiter Brennpunkt D₅
(fd, 0, 0) an einem Ort liegt, der geringfügig vor dem Punkt
CD liegt. In diesem Fall ist daher d < 0.
Fig. 2(d) zeigt die Lagebeziehung zwischen den Brennpunkten
des Reflexionsbereiches 6 und des Heizfadens 7, wobei der
erste Brennpunkt F₆ mit dem voranstehend geschilderten Punkt
F₃ zusammenfällt, und der zweite Brennpunkt D₆ mit dem
voranstehend genannten Punkt D₅ zusammenfällt. In diesem
Fall ist d < 0.
Der Reflexionsbereich 3 ist eine Reflexionsoberfläche, die
erhalten wird, wenn in Formel 1 f = f₁ und d = fu - f₁
gesetzt wird. Ihr Schnitt, der erhalten wird, wenn der Re
flexionsbereich 3 durch eine vertikale Oberfläche einschließ
lich der x-Achse geschnitten wird, ist eine Parabel mit ei
ner Brennpunktentfernung fu, und ihr Schnitt beim Schneiden
durch eine horizontale Oberfläche einschließlich der x-Achse
ist eine Parabel mit einer Brennpunktentfernung f₁.
Der Reflexionsbereich 4 ist eine Reflexionsoberfläche mit f
= fu und d = 0 in Formel 1 , also ein Rotationsparaboloid.
Daher ist es in dem Reflexionsbereich 4 nicht immer erfor
derlich, den Punkt F₄ mit dem Punkt D₄ zusammenfallen zu
lassen, sondern die beiden Brennpunkte können auf der x-Achse
in einer Entfernung voneinander in der Größenordnung einiger
Millimeter angeordnet werden.
Der Reflexionsbereich 5 ist eine Reflexionsoberfläche, für
welche in Formel 2 gesetzt wird: f = fr, d = fd - fr,
und R = Rcl, ein Schnitt des Reflexionsbereichs 5, der
erhalten wird, wenn dieser durch die geneigte Oberfläche CL
geschnitten wird, ist eine Parabel mit einer Brennpunktent
fernung fr, und sein Schnitt, wenn er durch die vertikale
Oberfläche einschließlich der x-Achse geschnitten wird, ist
eine Parabel mit einer Brennpunktentfernung fd.
Der Reflexionsbereich 6 ist eine Reflexionsoberfläche, die
erhalten wird, wenn in Formel 1 f = f₁ und d = fd - f₁
gesetzt wird, ein Schnitt des Reflexionsbereichs 6, der
erhalten wird, wenn dieser durch die vertikale Oberfläche
einschließlich der x-Achse geschnitten wird, ist eine Para
bel mit einer Brennpunktentfernung fd, und sein Schnitt, der
erhalten wird, wenn er durch die horizontale Oberfläche ein
schließlich der x-Achse geschnitten wird, ist eine Parabel
mit einer Brennpunktentfernung f₁.
Die Bedingungen für die Parameter sind in der nachstehenden
Tabelle 2 angegeben.
Die Fig. 6 bis 9 zeigen allgemein die Tendenz der Anordnung
von Heizfadenbildern in den jeweiligen Reflexionsbereichen.
Diese Figuren zeigen Heizfadenbilder, die, wie in Fig. 1 dar
gestellt, zur Vorderseite der Reflexionsoberfläche 2 proji
ziert werden, mit Hilfe mehrerer repräsentativer Punkte, die
auf einer Schnittlinie zwischen einem virtuellen Zylinder mit
der x-Achse als Zentralachse und der Reflexionsoberfläche 2
ausgewählt werden. In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen ß
einen Winkelparameter, der als positive Richtung eine Rich
tung im Gegenuhrzeigersinn mit der y-Achse als Bezugsgröße auf
weist, gesehen von der Vorderseite der Reflexionsoberfläche
2 aus. Weiterhin zeigt in den Fig. 6 bis 9 die Linie H-H eine
Horizontallinie, die Linie V-V eine Vertikallinie, und ein
Punkt o bezeichnet einen Schnittpunkt zwischen den beiden
Linien.
Insbesondere zeigt Fig. 6 die Tendenz der Anordnung der Heiz
fadenbilder, die durch den Reflexionsbereich 3 gebildet wer
den, und in Fig. 6 sind rechtwinklige Bilder 24 (i) (i = 1 -
4) als typische Beispiele für derartige Heizfadenbilder ge
zeigt.
Wie aus Fig. 6 hervorgeht, erstreckt sich die Zentralachse
des Heizfadenbildes 24 (1) entsprechend β = 0° parallel zur
Horizontallinie H-H, und mit wachsendem Wert von ß werden die
Heizfadenbilder 24 (2) und 24 (3) im Uhrzeigersinn gedreht,
wie durch einen Pfeil A angedeutet ist, und das Heizfadenbild
24 (3) wird unterhalb einer Vertikallinie V-V gedreht, die
sich auf der linken Seite der Vertikallinie V-V befindet.
Nimmt der Wert für β noch weiter zu, dann wird das Bild in
Richtung auf die Vertikallinie V-V gedreht, wie durch einen
Pfeil B angedeutet ist, und daher wird das Heizfadenbild 24
(4) entsprechend β = 90° so angeordnet, daß seine Zentrums
achse sich in der Vertikalrichtung erstreckt.
Fig. 7 zeigt die Tendenz der Anordnung von Heizfadenbildern,
die durch den Reflexionsbereich 4 gebildet werden, und die in
Fig. 4 gezeigten rechteckigen Bilder 25 (i) (i = 1 - 4) sind
typische Beispiele für die Heizfadenbilder.
Wie deutlich aus der Tatsache hervorgeht, daß wie voranstehend
erläutert der Reflexionsbereich 4 als ein Rotationsparaboloid
ausgebildet ist, sind die Heizfadenbilder 25 (i) radial um
einen zentralen Drehpunkt o herum angeordnet, und die Heiz
fadenbilder werden im Uhrzeigersinn gedreht, wie durch einen
Pfeil C gezeigt, von dem Heizfadenbild 25 (1) aus (welches
dem Heizfadenbild 25 (4) entspricht), wenn der Wert von ß
zunimmt. Daher trägt das Heizfadenbild 25 (4), welches über
die Horizontallinie H-H hinaus vorspringt, zur Ausbildung
einer Abschneidelinie bei, die in bezug auf die Horizontal
linie H-H geneigt ist.
Fig. 8 zeigt die Tendenz der Anordnung von Heizfadenbildern,
die durch den Reflexionsbereich 5 gebildet werden, und die
in Fig. 8 dargestellten rechteckigen Bilder 26 (i) (i = 1 -
4) sind typische Beispiele für die Heizfadenbilder.
Wie aus Fig. 8 hervorgeht, wird, nachdem die Heizfadenbilder
plötzlich parallel vom Heizfadenbild 25 (4), welches durch
eine gestrichelte Linie dargestellt ist, zum Heizfadenbild
26 (1) bewegt werden, das Heizfadenbild mit wachsendem Wert
von β im Uhrzeigersinn gedreht, wie durch einen Pfeil D ge
zeigt ist, und erreicht das Heizfadenbild 26 (2). Dann wird
das Heizfadenbild im Uhrzeigersinn gedreht, wie die Heiz
fadenbilder 26 (3) und 26 (4), wie durch einen Pfeil E gezeigt
ist. Hierbei entspricht das Heizfadenbild 26 (4) einem Wert
von β = 270°, und ist so angeordnet, daß sich seine Zentral
achse in der Vertikalrichtung erstreckt.
Fig. 9 zeigt die Tendenz der Anordnung von Heizfadenbildern
mit Hilfe des Reflexionsbereichs 6, und in Fig. 9 gezeigte
rechteckige Bilder 27 (i) (i = 1 - 4) sind typische Beispiele
für die Heizfadenbilder.
Wie durch einen Pfeil F in Fig. 9 gezeigt ist, wird mit dem
Heizfadenbild 27 (1) (welches dem Heizfadenbild 26 (4) ent
spricht) als Anfangsbild das Heizfadenbild im Uhrzeigersinn
mit ansteigendem Wert von ß zum Heizfadenbild 27 (2) hin ge
dreht, und dann wird das Heizfadenbild in der Reihenfolge der
Heizfadenbilder 27 (3) und 27 (4) gedreht, wie durch einen
Pfeil G gezeigt ist. Hierbei entspricht das Heizfadenbild 27
(4) dem Heizfadenbild 24 (1), und ist so angeordnet, daß sich
seine Zentralachse horizontal erstreckt.
Fig. 10 zeigt allgemein ein Muster 28, welches durch Zusam
mensetzen der jeweiligen Heizfadenbilder einschließlich der
voranstehend geschilderten Heizfäden erhalten wird. In diesem
Muster 28 erstreckt sich nur ein Teil der Heizfadenbilder,
die von dem Reflexionsbereich 4 projiziert werden (also der
Teil, der zur Ausbildung einer geneigten Abschneidelinie bei
trägt) über die Oberseite der Horizontallinie H-H hinaus,
während die übrigen Heizfäden sämtlich unter der Horizontal
linie H-H liegen. Aus Fig. 10 wird deutlich, daß die Abschnit
te des Musters 28 auf der linken Seite der Vertikallinie V-V
weiter ausgebreitet sind als ihre Abschnitte auf der rechten
Seite der Vertikallinie V-V.
Die erforderlichen Bedingungen zum Anordnen der Heizfadenbil
der durch die Reflexionsbereiche 3 und 6 unterhalb der Hori
zontallinie H-H sind nachstehend angegeben:
Bedingung (1): fu < fc - L/2
Bedingung (2): fd < fc + L/2
Bedingung (3): fu - L f₁ fd + L
Bedingung (2): fd < fc + L/2
Bedingung (3): fu - L f₁ fd + L
Weiterhin ist die nachstehende Bedingung erforderlich, um die
Endabschnitte auf einer Seite der Heizfadenbilder durch die
Reflexionsbereiche 3 und 6 in die Nähe eines Schnittpunktes
zwischen der Horizontallinie H-H und der Vertikallinie V-V zu
bewegen (siehe die Heizfadenbilder 24 (1) bis 24 (3) von Fig.
6 und das Heizfadenbild 27 (4) von Fig. 9).
Bedingung (4): fc L/2 f₁ fc + L/2
Falls hierbei f₁ < fu oder f₁ < fd ist, so wird Licht
erhalten, welches horizontal gestreut ist.
Nachstehend ist die Bedingung angegeben, die zum Steuern des
Horizontallichts in Verbindung mit den Reflexionsbereichen 4
und 5 erforderlich ist.
Bedingung (5): fc - L fr fc + L
Das Projektionsmuster 28 bildet eine Ursprungsform eines
Lichtverteilungsmusters und es ist erforderlich, das Muster
28 in der Horizontalrichtung zu streuen, und eine Abschneide
linie für das Muster 28 zu bilden, durch irgendein Verfahren.
Bei diesem Vorgang wird bei dem konventionellen Scheinwerfer
ein Verfahren eingesetzt, bei welchem eine Linsenstufe, die
eine Streuwirkung aufweist, in einer äußeren Linse ausgebil
det wird, die vor dem Reflektor 1 liegt. Nimmt jedoch die
Neigung der äußeren Linse zu, so wird es schwierig, Linsen
schritte auszubilden, die eine ausreichend große horizontale
Streuwirkung haben, und daher entsteht das Erfordernis, die
Streuwirkung zum Reflektor 1 hin zu verschieben.
Angesichts dieser Überlegungen wird gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Verfahren verwendet, bei welchem eine Gruppe
von Gleichungen vorbereitet wird, die wellenförmige Muster
darstellen, und diese Gleichungen werden mit der Gleichung
einer gekrümmten Oberfläche kombiniert, die sich auf die Re
flexionsoberfläche 2 bezieht, um hierdurch eine Reflexions
oberfläche 2 zu erhalten, die sanfte Wellen aufweist, so daß
das Licht nur durch die Wirkung des Reflektors gestreut wer
den kann.
Zu diesem Zweck wird die folgende Funktion definiert:
In einer normalen (Gauss′schen) Verteilungstypfunktion Aten
(s,W) bezeichnet der Parameter W den Abschwächungsgrad. In
Fig. 11 ist die Form dargestellt, die durch diese Funktion
repräsentiert wird.
Nunmehr wird eine periodische Funktion WAVE(s, λ) betrachtet,
die einen Parameter λ verwendet, wie in der nachstehenden
Formel 4 angegeben ist.
In der Formel 4 bezeichnet der Parameter λ die Wellenlänge ei
ner Kosinuswelle, also den Abstand zwischen Wellen. Die durch
die Funktion WAVE eingeprägte Form ist in Fig. 12 gezeigt. Bei
diesem Beispiel wird als periodische Funktion eine Kosinusform
verwendet, jedoch können andere periodische Funktionen genau
so gut verwendet werden.
Werden diese Funktionen miteinander multipliziert, so erhält
man eine gedämpfte periodische Funktion Damp, wie in Fig. 13
gezeigt ist, und entsprechend der Funktion Damp kann die Re
flexionsoberfläche 2 wellenförmig ausgebildet werden.
Fig. 14 ist eine Vorderansicht eines Beispiels für Fälle, bei
welchen die Reflexionsoberfläche 2 wellenförmig ausgebildet
wird, und in Fig. 14 sind schematisch die projizierten Ab
schnitte von Wellen oder Undulationen gezeigt, die in der Re
flexionsoberfläche 2 gebildet werden.
Wie aus Fig. 14 hervorgeht, ist ein Bereichsblock, der sich
auf den wellenförmigen Abschnitt bezieht, nicht mit dem Be
reichsblock der Reflexionsoberfläche 2 identisch, sondern ist
ein fächerförmiger Bereich 29 (also ein Bereich mit β = 180°
bis 195°) auf dem Boden der x-y-Ebene, und die Umgebung des
Reflexionsbereiches 4 weist ein kreisförmiges Wellenmuster
auf, dessen Zentrum der Ursprung o ist, wogegen die übrigen
Bereiche der Reflexionsbereiche 4 ebene Wellen enthalten, die
sich in der Horizontalrichtung ausbreiten.
Fig. 15 zeigt schematisch ein Vorsprungsmuster 30 der Refle
xionsoberfläche 2, welche durch die voranstehend beschriebe
nen Wellenerzeugungsvorgänge erhalten wird. Hierdurch wird
gezeigt, daß ein Muster, welches sich an das vorgeschriebene
Lichtverteilungsmuster annähert, nur durch die Wirkung der
Reflexionsoberfläche 2 gebildet werden kann.
Da die Anordnung der Heizfadenbilder entsprechend der Lage
beziehung zwischen dem Heizfaden 7 und dem ersten und zwei
ten Brennpunkt gesteuert werden kann, beispielsweise falls
fu = fc + L/2 ist, werden bei dem voranstehend geschilder
zen Reflektor 1 dann Projektionsmuster 31 und 32, die durch
den Reflexionsbereich 4 bzw. 5 gebildet werden, im wesentli
chen auf der rechten Seite der Vertikallinie V-V angeordnet,
die in Fig. 16 gezeigt ist. Der Abschnitt des Projektionsmuster
31 , der durch den Reflexionsbereich 4 näher an dessen
Oberkante erzeugt wird, liegt oberhalb der Horizontallinie
H-H.
Fig. 17(a) zeigt schematisch ein Verbundmuster, welches aus
den Projektionsmustern 31 und 32 und den Projektionsmustern
33 und 34 besteht, die jeweils durch die Reflexionsbereiche
3 bzw. 6 gebildet werden, wobei dann, wenn f₁ = fu ist,
sämtliche Muster beinahe auf der rechten Seite der Vertikal-
Linie V-V liegen.
Falls ebene Wellen, die sich horizontal ausbreiten, in den Re
flexionsbereichen 3 und 6 gebildet werden, wogegen kein Wel
lenbildungsvorgang auf den Reflexionsbereichen 4 und 5 durch
geführt wird (es ist notwendig, daß kein Wellenbildungsvorgang
zumindest in einem Bereich von β = 180° bis 195° durchgeführt
wird), so sind, wie in Fig. 17(b) gezeigt ist, die Projek
tionsmuster 33 und 34 horizontal gestreut, so daß hierdurch
das Muster 35 (welches zur Verwendung in den U.S.A. geeignet
ist) von Fig. 17(a) erhalten werden kann.
Wie voranstehend beschrieben kann die Anordnung der Projek
tionsmuster relativ frei wählbar kontrolliert werden, durch
Einstellung der Positionsbeziehung zwischen dem Heizfaden 7
(Lichtquelle) und den Brennpunkten für sämtliche Reflexions
bereiche.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, wird
gemäß der vorliegenden Erfindung die Reflexionsoberfläche in
vier Reflexionsbereiche unterteilt, durch drei Ebenen, die als
die Grenzen der Reflexionsbereiche dienen, nämlich eine hori
zontale Oberfläche, eine vertikale Oberfläche und eine geneig
te Oberfläche, die jeweils die optische Achse des Reflektors
umfassen, und die Brennpunktlagen der Schnitte (Parabeln) in
den jeweils aneinandergrenzenden Reflexionsbereichen werden
miteinander zur Übereinstimmung gebracht, und die jeweiligen
Begrenzungslinien der vier Reflexionsbereiche werden stetig
ineinander übergehend ausgebildet, wodurch die Möglichkeit
ausgeschaltet wird, daß ein Niveau-Unterschied (oder ein ab
gestufter Abschnitt) ausgebildet wird. Dies wiederum verhin
dert eine Erhöhung der Blendung oder die Erzeugung von Licht,
welches zur Erzeugung eines Lichtverteilungsmusters unnötig
ist, infolge von Licht, welches an den Grenzen der Reflexions
bereiche reflektiert wird.
Weiterhin sind gemäß der vorliegenden Erfindung die Brenn
punkte von Parabeln, welche aus den Schnitten der ersten und
vierten Reflexionsbereiche in der horizontalen Oberfläche be
stehen, zwischen den vorderen und hinteren Enden einer Licht
quelle angeordnet, wodurch ein Teil der Projektionsbilder der
Lichtquelle, die auf einen Schirm projiziert werden, der vor
der Reflexionsoberfläche angeordnet ist, durch die ersten und
vierten Reflexionsbereiche, als Licht verwendet werden kann,
welches zur Ausbildung des zentralen Abschnitts der Leucht
dichte eines Lichtverteilungsmusters beiträgt.
Weiterhin wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine Funktion,
die aus dem Produkt einer Normalverteilungsfunktion und einer
periodischen Funktion besteht, einem repräsentiven Ausdruck
der Oberflächen der Reflexionsbereiche hinzugefügt, um hier
durch einen bestimmten Bereich der Reflexionsoberfläche wel
lenförmig auszubilden, um so die Lichtstreuung zu steuern, wo
durch ein Lichtverteilungsmuster für einen Abblendlichtstrahl
erzeugt wird. Dies ermöglicht es, das Ausmaß der Abhängigkeit
von einer äußeren Linse für die Lichtverteilungssteuerung zu
verringern, und so einen Reflektor zu entwerfen, der für ei
nen schrägen Scheinwerfer geeignet ist.
Die voranstehende Beschreibung betrifft eine Ausführungsform
für die Lichtverteilung auf der linken Seite als Beispiel.
Allerdings ist die Erfindung selbstverständlich auch auf eine
Lichtverteilung an der rechten Seite anwendbar. In diesem Fall
sollte der Aufbau des Reflektors bezüglich der Richtungen
rechts und links vertauscht sein.
Claims (10)
1. Reflektor zur Verwendung in einem Fahrzeugscheinwerfer,
welcher ein Abblendlicht erzeugen kann, wobei der Reflek
tor eine Basisoberfläche mit folgendem Aufbau aufweist:
- (a) die Basisoberfläche umfaßt eine Bezugsparabel in einer horizontalen Oberfläche einschließlich der optischen Achse des Reflektors oder in einer Oberfläche, die in bezug auf die horizontale Oberfläche um einen vorbestimmten Winkel geneigt ist, und umfaßt einen Bezugspunkt, der auf einer optischen Achse liegt, die durch die Spitze und den Brenn punkt der Bezugsparabel geht und vor oder hinter dem Brennpunkt in bezug auf die Spitze angeordnet ist; und
- (b) die Basisoberfläche umfaßt eine optische Achse paral lel zum Strahlenvektor eines reflektierten Strahls, der erhalten wird, wenn ein Strahl, von dem angenommen wird, daß er von dem Bezugspunkt ausgesandt wurde, an einem frei wählbaren Punkt auf einer Parabel reflektiert wird, die vorgesehen ist, wenn die Bezugsparabel auf eine horizon tale Oberfläche projiziert wird, und die Basisoberfläche ist als Sammlung von Linien von Schnittpunkten aus gebil det, die jeweils erhalten werden, wenn ein virtuelles Ro tationsparaboloid, welches durch den Reflexionspunkt geht und den Bezugspunkt als seinen Brennpunkt hat, durch Ebe nen geschnitten wird, die jeweils den Strahlenvektor ent halten und parallel zu einer Vertikalachse liegen, wobei der Reflektor durch folgende Merkmale gekennzeichnet ist:
- (c) eine Lichtquelle ist so angeordnet, daß sich ihre zen trale Achse entlang der optischen Achse des Reflektors erstreckt;
- d) eine Reflexionsoberfläche ist in vier Reflexionsberei he unterteilt, die um die optische Achse des Reflektors herum angeordnet sind, durch eine horizontale Oberfläche einschließlich der optischen Achse des Reflektors, eine vertikale Oberfläche einschließlich der optischen Achse des Reflektors, und eine geneigte Oberfläche, die um ei nen vorbestimmten Winkel in bezug auf die horizontale Oberfläche geneigt ist, und die optische Achse des Reflek tors einschließt;
- (e) der erste Reflexionsbereich liegt oben auf der hori zontalen Oberfläche einschließlich der optischen Achse des Reflektors, der Brennpunkt einer Parabel, die aus einem Schnitt des ersten Reflexionsbereichs in der vertikalen Oberfläche einschließlich der optischen Achse des Reflek tors besteht, liegt in der Nähe des hinteren Endes der Lichtquelle oder dahinter, und der Brennpunkt einer Para bel, die aus einem Schnitt des ersten Reflexionsbereichs in der horizontalen Oberfläche einschließlich der opti schen Achse des Reflektors besteht, liegt zwischen einer Position, die nach hinten um eine Entfernung entsprechend der Länge der Lichtquelle in Richtung von deren optischen Achse gegenüber dem Brennpunkt des Schnittes in der verti kalen Oberfläche verschoben ist, und einer Position, die nach vorne um eine Entfernung entsprechend der Länge der Lichtquelle von dem Brennpunkt einer Parabel verschoben ist, die aus einem Abschnitt des vierten Reflexionsbereichs in der vertikalen Oberfläche besteht;
- (f) der zweite Reflexionsbereich befindet sich oben auf der geneigten Oberfläche, der Brennpunkt einer Parabel, die aus einem Schnitt des zweiten Reflexionsbereichs besteht, der erhalten wird, wenn der zweite Reflexionsbereich in der vertikalen Oberfläche einschließlich der optischen Achse des Reflektors geschnitten wird, ist identisch mit dem Brennpunkt der Parabel, die aus dem Schnitt in der verti kalen Oberfläche gemäß (e) besteht, und der Brennpunkt ei ner Parabel, die aus einem Schnitt des zweiten Reflexions bereichs in der geneigten Oberfläche besteht, befindet sich zwischen einer Position, die um eine Entfernung ent sprechend der Länge der Lichtquelle in Richtung von deren optischen Achse gegenüber dem hinteren Ende der Lichtquel le nach hinten verschoben ist, und einer Position, die nach vorne um eine Entfernung entsprechend der Länge der Licht quelle vom vorderen Ende der Lichtquelle aus verschoben ist;
- (g) der dritte Reflexionsbereich befindet sich auf dem Boden der geneigten Oberfläche, der Brennpunkt einer Para bel, die aus einem Schnitt des dritten Reflexionsbereichs in der geneigten Oberfläche besteht, ist identisch mit dem Brennpunkt der Parabel, die aus dem Schnitt in der geneig ten Oberfläche gemäß (f) besteht, und der Brennpunkt einer Parabel, die aus einem Schnitt des dritten Reflexionsbe reichs besteht, der erhalten wird, wenn der dritte Refle xionsbereich in der vertikalen Oberfläche geschnitten wird, befindet sich in der Nähe des vorderen Endes der Lichtquel le oder vor dem vorderen Ende; und
- (h) der vierte Reflexionsbereich befindet sich auf dem Boden der horizontalen Oberfläche einschließlich der opti schen Achse des Reflektors, der Brennpunkt einer Parabel, der aus einem Schnitt des vierten Reflexionsbereichs be steht, der erhalten wird, wenn der vierte Reflexionsbereich in der vertikalen Oberfläche einschließlich der optischen Achse des Reflektors geschnitten wird, ist identisch mit dem Brennpunkt der Parabel, die aus dem Schnitt des drit ten Reflexionsbereichs in der vertikalen Oberfläche gemäß (g) besteht, und der Brennpunkt einer Parabel, der aus einem Schnitt des vierten Reflexionsbereichs besteht, der erhalten wird, wenn der vierte Reflexionsbereich in der horizontalen Oberfläche einschließlich der optischen Achse des Reflektors geschnitten wird, ist identisch mit dem Brennpunkt der Parabel, die aus dem Schnitt des ersten Reflexionsbereichs in der horizontalen Oberfläche gemäß (e) besteht.
2. Reflektor zur Verwendung in einem Fahrzeugscheinwerfer
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenn
punkte der Parabeln, die aus den ersten bzw. vierten Re
flexionsbereichen in der horizontalen Oberfläche beste
hen, zwischen dem vorderen Ende und dem hinteren Ende der
Lichtquelle angeordnet sind.
3. Reflektor zur Verwendung in einem Fahrzeugscheinwerfer
nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die
Oberflächen der Reflexionsbereiche durch eine Funktion
definiert sind, welche aus den Produkt einer Normalver
teilungsfunktion und einer periodischen Funktion besteht,
die einem repräsentativen Ausdruck hinzuaddiert wird, um
hierdurch eine wellenartige Reflexionsoberfläche auszu
bilden, wobei eine kreisförmige Welle, die sich entlang
der geneigten Oberfläche ausdehnt, in einem Bereich des
zweiten Reflexionsbereichs zwischen der horizontalen Ober
fläche einschließlich der optischen Achse des Reflektors
und der geneigten Oberfläche ausgebildet wird, wenn die
Reflexionsoberfläche von ihrer Vorderseite aus betrachtet
wird, und eine ebene Welle, die sich in der Horizontal
richtung ausbreitet, in den übrigen Bereichen des zweiten
Reflexionsbereichs ausgebildet wird.
4. Reflektor zur Verwendung in einem Fahrzeugscheinwerfer nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Brenn
punkte der Parabeln, die jeweils aus den Schnitten des
zweiten bzw. dritten Reflexionsbereichs in der geneigten
Oberfläche bestehen, in der Nähe des vorderen Endes der
Lichtquelle liegen, und daß die Oberflächen der Reflexions
bereiche durch eine Funktion definiert sind, die aus dem
Produkt einer Normalverteilungsfunktion und einer periodi
schen Funktion besteht, und einem repräsentativen Ausdruck
für die Oberflächen der jeweiligen Reflexionsbereiche hin
zuaddiert wird, um hierdurch eine wellenförmige Reflexions
oberfläche auszubilden, wobei eine sich in der Horizontal
richtung ausbreitende ebene Welle in den ersten und vier
ten Reflexionsbereichen gebildet wird, wogegen keine ebene
Welle in einem Bereich des zweiten Reflexionsbereichs zwi
schen der horizontalen Oberfläche einschließlich der opti
schen Achse des Reflektors und der geneigten Oberfläche
gebildet wird, wenn man die Reflexionsoberfläche von ihrer
Vorderseite aus betrachtet.
5. Reflektor zur Verwendung in einem Fahrzeugscheinwerfer,
der einen Abblendlichtstrahl erzeugen kann, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Reflektor eine Basisoberfläche aufweist,
die so angeordnet ist, daß sich von einem ersten Refle
xionsbereich der Basisoberfläche reflektierte Heizfaden
bilder parallel zu einer Horizontallinie von einer zentra
len Achse aus erstrecken, sich die Heizfadenbilder im Uhr
zeigersinn unterhalb einer Vertikallinie drehen und auf
der linken Seite der Vertikallinie angeordnet sind, und
dann sich das Bild in Richtung auf die Vertikallinie dreht
und so angeordnet ist, daß sich seine zentrale Achse ent
lang der Vertikalrichtung erstreckt.
6. Reflektor nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
sich in einem zweiten Reflexionsbereich das Heizfadenbild
entlang der zentralen Achse von der Vertikallinie aus um
15° oberhalb der Horizontallinie dreht, sich in einem
dritten Reflexionsbereich das Heizfadenbild parallel zu
dessen letzter Position bewegt, reflektiert durch den
zweiten Reflexionsbereich, und sich entlang eines Endes
des Heizfadenbildes dreht, bis dieses Bild auf der Ver
tikallinie liegt, und sich in einem vierten Reflexions
bereich das Bild von einer Position gerade auf der Ver
tikallinie aus dreht und sich dann in einer entgegenge
setzten Richtung entlang dem Ende des Bildes dreht, bis
es auf der Horizontallinie liegt.
7. Reflektor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
die von dem dritten Reflexionsbereich reflektierten Heiz
fadenbilder weiter ausgebreitet sind als jene, die von
dem vierten Reflexionsbereich reflektiert werden.
8. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste, zweite, dritte und vierte Bereich stetig in
einander übergehen, um eine einzige Reflexionsoberfläche
auszubilden, in welcher zwischen den Bereichen keine ab
gestuften Abschnitte vorgesehen sind.
9. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
Gleichungen, welche den ersten, zweiten, dritten und vier
ten Bereich darstellen, mathematisch stetig ineinander
an den Grenzen zwischen dem ersten, zweiten, dritten und
vierten Bereich übergehen.
10. Reflektor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Reflektor ein Strahlmuster erzeugt, welches eine ge
bogene Abschneidelinie aufweist, wobei die Heizfadenbil
der einen Sprungabschnitt an der abgebogenen Linie auf
weisen.
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