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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Festlegung einer
reflektierenden Oberfläche eines
Reflektors in einer Fahrzeugleuchte, die in Fahrzeugen wie beispielsweise
Kraftfahrzeugen und dergleichen verwendet wird.
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Fahrzeugleuchten
müssen
(1) Bedingungen in Bezug auf die Funktion als Leuchten erfüllen, und darüber hinaus
(2) Bedingungen in Bezug auf die Form (Formeinschränkungen)
sowie (3) Bedingungen in Bezug auf das Erscheinungsbild (Erscheinungsbildeinschränkungen),
da sie in montiertem Zustand auf Fahrzeugen wie beispielsweise Kraftfahrzeugen
und dergleichen verwendet werden. Es ist daher erforderlich, Leuchten
zu erzielen, die in Bezug auf die Bedingungen unter Funktionsgesichtspunkten
optimiert sind, aber auch die vorgegebenen Einschränkungen
in Bezug auf die Form und das Erscheinungsbild erfüllen.
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Die
Bedingungen in Bezug auf die Funktion umfassen die Gleichförmigkeit
des Lichts, so daß die gesamte
Leuchte gleichmäßig leuchtet,
die Streuung des Lichts, durch welche das Licht ordnungsgemäß gestreut
wird, so daß es
aus verschiedenen Richtungen gesehen werden kann, usw., in Abhängigkeit
von der Art der Leuchte.
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In
Bezug auf die Einschränkungen
infolge des Fahrzeugs und der Karosserie umfassen diese Formeinschränkungen
Bedingungen, die durch das Volumen und die Form der Leuchtenaufnahmeabschnitte
der Karosserie festgelegt werden, die kontinuierliche Form der Außenoberfläche der
Leuchte (der Außenoberfläche der
Linse) in Bezug auf die anderen Karosserieabschnitte, usw. Die Einschränkungen
in Bezug auf das Erscheinungsbild umfassen Bedingungen, die sich
daraus ergeben, daß ein
Einklang mit dem Erscheinungsbild der anderen Karosserieabschnitte
vorhanden sein muß,
und umfassen auch Anforderungen, die sich aufgrund des Designs der
Karosserie ergeben usw.
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Seit
einigen Jahren besteht ein wachsendes Bedürfnis nach Leuchten, die enge
Formeinschränkungen
erfüllen,
nämlich
eine weitere Verringerung der Tiefe der Leuchte, infolge von Einschränkungen in
Bezug auf die Leuchtenaufnahmeabschnitte unter Berücksichtigung
der Konstruktion der Karosserie, infolge der steigenden Tendenz,
das Styling von Fahrzeugen immer aufwendiger zu gestalten, usw. Wenn
unter derartigen Umständen
eine Leuchte konstruiert wurde, beispielsweise unter Verwendung
eines Reflektors, dessen grundlegende Form der reflektierenden Oberfläche ein
Paraboloid mit einem einzigen Brennpunkt war, ergab sich eine unzureichende
Verringerung der Dicke der Leuchte, und war es schwierig, die voranstehend
geschilderten Formeinschränkungen
zu erfüllen,
beispielsweise die Verringerung der Tiefe der Leuchte.
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Aus
der
DE 43 00 103 A1 ist
ein Verfahren zur Herstellung eines Prägestempels für einen
Reflektor bekannt. Das Verfahren umfaßt die folgenden Schritte:
- 1) Herstellen einer Hauptoberfläche der
reflektierenden Oberfläche
als eine freie Oberfläche,
so dass die Hauptoberfläche
zu einer Fahrzeugkarosserieform paßt;
- 2) Festlegen einer Bezugskurve auf der Hauptoberfläche;
- 3) Angeben einer Mehrzahl von Reflexionspunkten auf der Bezugskurve
des Schrittes (2);
- 4) Bestimmen gemäß dem Reflexionsgesetz
einer sehr kleinen, reflektierenden Oberfläche an dem Reflexionspunkt
des Schrittes (3), so daß ein
von einer Lichtquelle ausgesandter und auf den Reflexionspunkt auffallend
gemachter Strahl parallel zu der optischen Achse nach der Reflexion
an dem Reflexionspunkt verläuft,
und Erzeugen einer geschlossenen Kurve durch eine Streifenannäherung,
bei der Richtungsvektoren, die eine Bildungsrichtung der reflektierenden
Stufe bei einer Mehrzahl von Reflexionspunkten um die optische Achse
herum angeben, zu tangentialen Vektoren der geschlossenen Kurve
gemacht werden, während
als Richtungsvektor ein Vektor verwendet wird, der als ein äußeres Produkt
eines normalen Vektors der sehr kleinen, reflektierenden Oberfläche an dem
Reflexionspunkt und eines normalen Vektors der Hauptoberfläche an dem
Reflexionspunkt berechnet wird;
- 5) Ausbilden einer V-förmigen
Nut mit einer geneigten Oberfläche
an einem Prägestempel-Werkstückblock
längs der
geschlossenen Kurve des Schrittes (4), die den sehr kleinen, reflektierenden
Oberflächen
an den jeweiligen Reflexionspunkten entspricht; und
- 6) Verwenden dieses Prägestempels,
um einen Reflektor zu formen.
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Weiterhin
wurde ein anderer Reflektor vorgeschlagen, der einen solchen Aufbau
aufwies, daß die Basisform
der reflektierenden Oberfläche
eine sogenannte Freiformoberfläche
war, die so erzeugt wurde, daß sie
an die Formeinschränkungen
und andere Bedingungen angepaßt
war. Bei Einsatz einer Freiformoberfläche ist es relativ leicht,
den Formeinschränkungen
zu genügen,
beispielsweise der Verringerung der Tiefe der Leuchte, infolge der
konstruktiven Freiheit (vgl. beispielsweise die offengelegte
japanische Patentanmeldung
Nr. H09-33708 ). Da die Formen der reflektierenden Oberfläche jeweiliger
Abschnitte in der reflektierenden Oberfläche die Bedingungen in Bezug
auf die Funktionsgesichtspunkte erfüllen müssen, nämlich das Licht von der Lichtquelle in
die Richtung entlang der vorgegebenen optischen Achse zu reflektieren,
sind sie normalerweise in Form eines Rotationsparaboloids ausgebildet,
oder in einer ähnlichen
Form, und weisen Lichtstreueigenschaften auf. Daher besteht die übliche Praxis
darin, die reflektierende Oberfläche
so auszubilden, daß die
voranstehend geschilderte Freiformoberfläche in mehrere Segmente aufgeteilt
wird, und jeweilige reflektierende Oberflächenelemente, die jeweilige
Formen der reflektierenden Oberfläche als Rotationsparaboloide aufweisen,
den jeweiligen Segmenten zugeordnet werden.
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Bei
der Erzeugung der reflektierenden Oberfläche mit der Basisform einer
Freiformoberfläche
wie voranstehend geschildert unterscheidet sich allerdings häufig die
Form wesentlich, in Abhängigkeit von
einzelnen Leuchten, und ist die Freiformoberfläche häufig asymmetrisch, infolge
der vorgegebenen Formeinschränkungen
und dergleichen. Daher ergab sich das Problem, daß komplizierte
Konstruktionsschritte dazu erforderlich waren, die Segmente auf der
Freiformoberfläche
zu erzeugen, die zur Festlegung der reflektierenden Oberfläche in jedem
Reflektor verwendet wurde, und zur Festlegung der Formen der reflektierenden
Oberfläche
der jeweiligen Oberflächenelemente,
die den jeweiligen Segmenten zugeordnet waren.
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Die
vorliegende Erfindung wurde angesichts der voranstehend geschilderten
Probleme entwickelt, und das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht
daher in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Festlegung oder
Bestimmung einer reflektierenden Oberfläche eines Reflektors in einer
Fahrzeugleuchte, welches eine wirksame Erzeugung der Segmente auf der
Freiformoberfläche
gestattet, und eine wirksame Erzeugung der reflektierenden Oberflächenelemente,
die den jeweiligen Segmenten zugeordnet sind.
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Um
das voranstehend geschilderte Ziel zu erreichen umfaßt ein Verfahren
gemäß der vorliegenden
Erfindung zur Bestimmung einer reflektierenden Oberfläche eines
Reflektors, der in einer Fahrzeugleuchte verwendet wird, folgende
Schritte:
(1) Festlegen einer Randbedingung, in welchem eine Lichtquellenposition
festgelegt wird, an welcher eine Lichtquelle angeordnet werden soll,
eine optische Achse bestimmt wird, die durch die Lichtquellenposition
hindurchgeht, und eine Richtung festgelegt wird, in welche Licht
von der Lichtquelle durch den Reflektor reflektiert werden soll;
(2) Erzeugen einer Freiformoberfläche, wobei eine Freiformoberfläche erzeugt
wird, die einer vorbestimmten Formeinschränkung genügt; (3) Festlegen einer Bezugsebene,
wobei eine Bezugsebene als Ebene festgelegt wird, die der Freiformoberfläche normal
zur optischen Achse gegenüberliegt;
(4) Erzeugen von Bezugssegmenten, wobei eine Außenkontur einer reflektierenden Oberfläche auf
der Bezugsebene erzeugt wird, und ein Bereich auf der Bezugsebene
einschließlich
des Inneren der Außenkontur
der reflektierenden Oberfläche
in mehrere Bezugssegmente unterteilt wird; (5) Erzeugen repräsentativer
Punkte, bei welchem repräsentative
Bezugspunkte für
die jeweiligen Bezugssegmente ausgewählt werden, und die Bezugssegmente
und die repräsentativen
Bezugspunkte auf die Freiformoberfläche projiziert werden, wodurch unterteilte
Segmente der Freiformoberfläche
erzeugt werden, und Festlegungspositionen für repräsentative Punkte zur Festlegung
von Oberflächenformen
in den Segmenten; (6) Festlegen der Oberflächenform, wobei Formparameter
an den repräsentativen
Punkten für
die jeweiligen Segmente ermittelt werden, und die Oberflächenformen
in den Segmenten auf der Grundlage der Formparameter bestimmt werden; und
(7) Festlegen einer reflektierenden Oberfläche, wobei reflektierende Oberflächenelemente,
welche die festgelegten Oberflächenformen
aufweisen, den jeweiligen Segmenten zugeordnet werden, um eine reflektierende
Oberfläche
festzulegen, die mehrere der reflektierenden Oberflächenelemente
enthält.
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Bei
dem voranstehend geschilderten Verfahren zur Festlegung einer reflektierenden
Oberfläche werden
für die
Freiformoberfläche,
die als Basisform der reflektierenden Oberfläche erzeugt wird, um so die
Formeinschränkungen
in Bei dem voranstehend geschilderten Verfahren zur Festlegung einer
reflektierenden Oberfläche
werden für
die Freiformoberfläche,
die als Basisform der reflektierenden Oberfläche erzeugt wird, um so die
Formeinschränkungen
in Bezug auf die Karosserieseite zu erfüllen, die Schritte ihrer Unterteilung
in Segmente und der Festlegung der Oberflächenformen der reflektierenden
Oberflächenelemente,
die den jeweiligen Segmenten zugeordnet sind, nicht direkt auf der
Freiformoberfläche durchgeführt, deren
Form kompliziert ist, und sich in Abhängigkeit von der zu konstruierenden
reflektierenden Oberfläche ändert, sondern
erfolgen auf der gegenüberliegenden
Bezugsebene, die getrennt festgelegt ist. Wenn die Schritte zur
Festlegung der reflektierenden Oberfläche nicht auf der Freiformoberfläche durchgeführt werden,
sondern wie geschildert auf der Bezugsebene, wird eine gleichmäßige Handhabung
möglich,
unabhängig
von der Form der zu konstruierenden, reflektierenden Oberfläche, was die
Entwurfsschritte für
die reflektierende Oberfläche vereinfacht.
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Die
Bezugsebene, die als Ebene definiert ist, die der Freiformoberfläche gegenüberliegt,
ist eine Ebene entsprechend dem Feld, in welchem ein Betrachter
den Reflektor oder die Leuchte beobachtet. Wenn daher die reflektierende
Oberfläche
unter Verwendung dieser Bezugsebene geschaffen wird, wird es möglich, eine
reflektierende Oberfläche
zu erhalten, welche mit geeigneter Form ausgebildet ist, und mit
dem gewünschten
Erscheinungsbild der reflektierenden Oberfläche, bei Beobachtung in deren
Axialrichtung, und welche die gewünschten Lichtreflexionseigenschaften
aufweist.
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Darüber hinaus
kann die Festlegung der Oberflächenform
dadurch effizienter gestaltet werden, wenn die Oberflächenform
durch Auswahl eines repräsentativen
Punktes für
jedes der Segmente bestimmt wird, die durch Unterteilung erhalten
werden. Insbesondere wenn die repräsentativen Punkte auch auf
einer Grundalge der Auswahl repräsentativer
Bezugspunkte in den Bezugssegmenten auf der Bezugsebene festgelegt
werden, wird es möglich,
die repräsentativen
Punkte gleichmäßig auszuwählen, unabhängig von
der Form der Freiformoberfläche.
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Die
Erfindung wird noch besser aus der nachstehenden, detaillierten
Beschreibung und den beigefügten
Zeichnungen deutlich, die beide nur als Beispiele dienen, und daher
die vorliegende Erfindung nicht einschränken sollen.
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Der
weitere Umfang der Einsetzbarkeit der vorliegenden Erfindung wird
aus der nachstehenden, detaillierten Beschreibung noch deutlicher.
Allerdings wird darauf hingewiesen, daß die detaillierte Beschreibung
und die spezifischen Beispiele zwar bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung betreffen, jedoch nur als Beispiele dienen, da sich
verschiedene Änderungen
und Modifikationen innerhalb des Wesens und Umfangs der Erfindung
für Fachleute
auf diesem Gebiet aus dieser detaillierten Beschreibung ergeben
werden.
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In
den Figuren zeigen:
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1 eine
Perspektivansicht in Explosionsdarstellung, teilweise weggeschnitten,
des Aufbaus einer Ausführungsform
einer Fahrzeugleuchte;
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2 eine
Aufsicht auf den Aufbau des Reflektors bei der in 1 gezeigten
Fahrzeugleuchte;
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3 ein
Flußdiagramm
einer Ausführungsform
des Verfahrens zur Festlegung der reflektierenden Oberfläche für den Reflektor
in der Fahrzeugleuchte;
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4 eine
Perspektivansicht zur Verdeutlichung eines Verfahrens zum Unterteilen
der Freiformoberfläche
in eine Gruppe von Segmenten mit der Bezugsebene;
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5 eine
Perspektivansicht, teilweise vergrößert, zur Verdeutlichung der Übereinstimmung zwischen
einem Bezugssegment der Bezugsebene und einem Segment der Freiformoberfläche;
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6 eine
schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Berechnung von Formparametern
für jeweilige
repräsentative
Punkte eines Segments;
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7 eine
Perspektivansicht zur Verdeutlichung eines Beispiels für die Form
der reflektierenden Oberfläche
der reflektierenden Oberflächenelemente;
und
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8 eine
Aufsicht auf ein weiteres Beispiel für den Aufbau des Reflektors
in einer Fahrzeugleuchte.
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Die
bevorzugte Ausführungsform
des Verfahrens zur Festlegung der reflektierenden Oberfläche des
Reflektors bei einer Fahrzeugleuchte gemäß der vorliegenden Erfindung
wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben. Gleiche Elemente werden durch gleiche Bezugszeichen
in der Beschreibung und den Zeichnungen bezeichnet, und werden nicht
unbedingt wiederholt beschrieben. Es wird ebenfalls darauf hingewiesen,
daß die
Verhältnisse
von Abmessungen in den Zeichnungen nicht immer genau den Verhältnissen
in der Beschreibung entsprechen.
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1 ist
eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung, teilweise weggeschnitten,
des Aufbaus einer Ausführungsform
einer Fahrzeugleuchte, die mit einem Reflektor versehen ist, der
eine reflektierende Oberfläche
aufweist, die durch das Verfahren zur Festlegung der reflektierenden
Oberfläche des
Reflektors für
eine Fahrzeugleuchte gemäß der vorliegenden
Erfindung erzeugt wurde. 2 ist eine Aufsicht auf den Aufbau
des Reflektors in der in 1 gezeigten Fahrzeugleuchte.
In 1 sind die Anordnungen der Befestigungs- und Positionierungsabschnitte
des Reflektors und der Linse weggelassen. In der nachstehenden Beschreibung
sind die Koordinatenachsen in X-, Y- und Z-Richtung wie in 1 und 2 erläutert definiert;
die X-Achse verläuft
entlang der Querrichtung der Leuchte, die Y-Achse entlang der Vertikalrichtung,
und die Z-Achse entlang der Richtung der Tiefe, welche die Richtung
der optischen Achse Ax der Leuchte ist.
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Die
Fahrzeugleuchte gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
kann beispielsweise bei Markierungsleuchten eingesetzt werden, beispielsweise Rückleuchten
von Kraftfahrzeugen und dergleichen, und diese Leuchte ist mit dem
Reflektor 1 und der Linse 3 versehen, die in 1 gezeigt
ist.
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Der
Reflektor 1 ist so ausgebildet, daß er sich in Richtungen annähernd normal
zur optischen Achse Ax aufweitet, die in Bezug auf die Längsrichtung
des Fahrzeugs ausgerichtet ist, an welchem die Leuchte angebracht
werden soll, und in Bezug auf die Lichtprojektionsrichtung der Leuchte,
und ist annähernd
rechteckförmig
ausgebildet, gesehen von der Richtung der Z-Achse aus. Der Reflektor 1 weist ein
Reflektorteil 10 auf, bei welchem eine Oberfläche gegenüberliegend
der Linse 3, die davor entlang der optischen Achse Ax angeordnet
ist, eine reflektierende Oberfläche 10a zum
Reflektieren von Licht ist, und weist ein Randteil 12 zum
Positionieren und Fixieren der Linse 3 auf, welches so
ausgebildet ist, daß es die
reflektierende Oberfläche 10a umschließt. Eine Lampe
(ein Lampenkolben) B als Lichtquelle ist in einen Lichtquelleneinlaß 11 eingeführt, der
annähernd am
Ort des Zentrums in das Reflektorteil 10 gebohrt ist, und ist
in Bezug auf den Reflektor 1 so befestigt, daß sich dessen
Beleuchtungspunkt F an einer vorbestimmten Position (Lichtquellenposition)
auf der optischen Achse Ax befindet. Die Linse 3 ist annähernd senkrecht
zur optischen Achse Ax eingestellt.
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Es
wird darauf hingewiesen, daß die
vorliegende Ausführungsform
ein Beispiel für
die verschiedenen Bedingungen darstellt, einschließlich der
Umfangsform der annähernd
rechteckigen Form des Reflektors 1 (Außenkonturform des Randteils 12),
des Einstellwinkels der Linse 3 in Bezug au die optische Achse
Ax, des Ortes der Lampe B, usw. Im allgemeinen werden diese Bedingungen
entsprechend gewählt
unter Berücksichtigung
der Formeinschränkungen,
die von der Karosserieseite herrühren,
einschließlich
des Volumens und der Form des Leuchtenaufnahmeteils der Karosserie,
der kontinuierlichen Form der Außenoberfläche der Leuchte (der Außenoberfläche der
Linse) in Bezug auf die anderen Karosserieabschnitte. Es gibt keine
besonderen Einschränkungen
in Bezug auf bestimmte Herstellungsverfahren zum Herstellen der
reflektierenden Oberfläche 10a des
Reflektors 1, und die nachstehend geschilderte Ausführungsform
kann bei Leuchten eingesetzt werden, die mit Reflektoren versehen
sind, die durch verschiedene Herstellungsverfahren hergestellt wurden.
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In 1 sind
der Reflektor 1 und die Linse 3, welche die Fahrzeugleuchte
bilden, im auseinandergebauten Zustand dargestellt, und ist die
Form der reflektierenden Oberfläche 10a so
dargestellt, daß die
oberen und rechten Abschnitte (in der Figur) des Randteils 12 des
Reflektors 1 teilweise weggeschnitten sind. In 1 ist
allerdings die Gruppe der reflektierenden Oberflächenelemente 14 (sh. 2),
welche die reflektierende Oberfläche 10a bilden,
nicht dargestellt, und ist ihre Oberflächenform schematisch durch
die Freiformoberfläche 20 angedeutet, welche
die grundlegende Form der reflektierenden Oberfläche 10a bildet.
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Die
Freiformoberfläche 20 ist
eine gekrümmte
Oberfläche,
die zur Festlegung der Form der reflektierenden Oberfläche verwendet
wird, also als Oberfläche
zur Festlegung der grundlegenden Form der reflektierenden Oberfläche 10a.
Die grundlegende Form oder Basisform ist nicht ein einzelnes Rotationsparaboloid,
sondern die Freiformoberfläche
ist so ausgewählt,
daß sie
eine gekrümmte
Oberfläche ist,
die bestimmte Bedingungen erfüllt,
beispielsweise den Formeinschränkungen
genügt.
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Die
reflektierende Oberfläche 10a wird
dadurch ausgebildet, daß mehrere
reflektierende Oberflächenelemente 14 (einzelne
Abschnitte der Rechteckform in 2) jeweiligen
Segmenten zugeteilt werden, die durch Unterteilung der Freiformoberfläche 20 mit
der Basisform in ein Gruppenmuster erhalten werden, wie dies in 2 gezeigt
ist. In 2 ist eines der reflektierenden
Oberflächenelemente 14 schraffiert
dargestellt, um dessen Bereich zu verdeutlichen. Bei der vorliegenden
Ausführungsform
ist die reflektierende Oberfläche 10a als
unterteilte Struktur aus den Segmenten in festen Abständen in
Richtung der X-Achse und in Richtung der hierzu normalen Y-Achse
aufgebaut, so daß die
Formen der Segmente gleich sind, welche den jeweiligen, reflektierenden Oberflächenelementen 14 entsprechen,
und rechteckig bei Betrachtung von Richtung der Z-Achse aus sind.
Jedes reflektierende Oberflächenelement 14 weist
eine derartige Form einer reflektierenden Oberfläche auf, daß es das Licht von der Lampe
B als Lichtquelle in Richtung entlang der optischen Achse Ax reflektiert.
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Nachstehend
wird das Verfahren zur Festlegung der reflektierenden Oberfläche des
Reflektors in der Fahrzeugleuchte unter Verwendung des Beispiels
der Fahrzeugleuchte mit dem voranstehend geschilderten Aufbau beschrieben. 3 zeigt
ein Flußdiagramm
einer Ausführungsform
des Verfahrens zur Festlegung der reflektierenden Oberfläche des
Reflektors bei einer Fahrzeugleuchte gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das Verfahren zur Festlegung einer reflektierenden Oberfläche gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
weist folgende Schritte auf: Festlegen von Randbedingungen 100,
Erzeugen einer Freiformoberfläche 101,
Festlegen einer Bezugsebene 102, Erzeugen von Bezugssegmenten 103,
Erzeugen repräsentativer
Punkte 104, Festlegen der Oberflächenform 105, und
Festlegen einer reflektierenden Oberfläche 106. Weiterhin
besteht das Festlegen der Oberflächenform 105 aus
einem Schritt zum Berechnen der Oberflächen 105a, einem Schritt
zum Auswählen
Oberflächenform 105b und einem
Schritt zum Erzeugen der Oberflächenform 105c.
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[Festlegen von Randbedingungen] (Schritt 100)
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Verschiedene
Bedingungen, die für
die Festlegung der Form erforderlich sind, werden zuerst bei der
Festlegung der Form der reflektierenden Oberfläche des Reflektors eingestellt,
der in der Fahrzeugleuchte verwendet wird.
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Die
eingestellten Bedingungen sind beispielsweise die Position, an welcher
sich die Lampe B als Lichtquelle befindet, und die Position ihres
Beleuchtungspunktes F (Lichtquellenposition), die optische Achse
Ax, welche eine Achse darstellt, die durch die Lichtquellenposition
hindurchgeht, und welche die Richtung festlegt, in welche das Licht
von der Lichtquelle durch die reflektierende Oberfläche reflektiert
wird, um von der Leuchte ausgesandt zu werden, usw. Auch andere
Bedingungen können
eingestellt werden, soweit dies erforderlich ist. Neben den eingestellten
Bedingungen werden vorher der Leuchte oder dem Reflektor noch die
Formeinschränkungen
in Bezug auf die Karosserieseite auferlegt, und andere Bedingungen.
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[Erzeugen der Freiformoberflächene] (Schritt 101)
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Der
nächste
Schritt ist ein Schritt, in welchem die Freiformoberfläche 20 als
Basisform der reflektierenden Oberfläche 10a erzeugt wird.
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Die
Freiformoberfläche 20 wird
in einer Form erzeugt, welche die Bedingungen in Bezug auf die Funktionsaspekte
der Leuchte erfüllt,
die Formeinschränkungen
infolge der Karosserieseite, usw. Eine der Bedingungen unter Funktionsaspekten
für die Freiformoberfläche 20 besteht
in der Gleichmäßigkeit des
Lichts, in Bezug auf die Lichtreflexionseigenschaften der reflektierenden
Oberfläche 10a,
und die erforderlichen Funktionen sind in Abhängigkeit von den Arten der
Leuchten unterschiedlich. Unter diesen Bedingungen wird die Form
der Freiformoberfläche 20 so
festgelegt, daß die
Funktionen vollständig
erfüllt
werden, die bei den einzelnen Leuchten erforderlich sind, in Bezug
auf die Bedingungen bezüglich
der Lichtquellenposition (Lampe B als Lichtquelle und Beleuchtungspunkt
F) und die optische Achse Ax, die in dem Festlegen der Randbedingen 100 eingestellt wurden.
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Da
die Formeinschränkungen
einschließlich einer
Verringerung der Tiefe der Leuchte gleichzeitig erfüllt werden
müssen,
wird die Form durch optimierte Funktionen unter Einwirkungen der
Formeinschränkungen
festgelegt. Beispielsweise gibt es Fälle, bei denen besonders strenge
Formeinschränkungen
für ein
bestimmtes Teil des Reflektors gelten, infolge der Form des Lichtempfangsteils
der Karosserie, und dann wird die Freiformoberfläche 20 so erzeugt,
daß eine
Beeinträchtigung
und Änderung
der Funktionen an einem derartigen Teil möglichst weit beschränkt werden.
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[Festlegen der Bezugsebene] (Schritt 102)
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Der
nächste
Schritt ist ein Schritt, in welchem die Bezugsebene für die Freiformoberfläche 20 definiert
wird, die in dem Freiformoberflächenerzeugungsschritt 101 erzeugt
wurde.
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4 zeigt
die Bezugsebene 5, die für die Freiformoberfläche 20 definiert
wurde. Die Bezugsebene 5 ist eine Ebene, die für die Unterteilung
der Freiformoberfläche 20 in
Segmente verwendet wird, und für
die Festlegung der Formen der reflektierenden Oberflächenelemente,
wie dies nachstehend noch genauer erläutert wird, und ist als Ebene
definiert, welche der Freiformoberfläche 20 gegenüberliegt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform
wird, wie dies in 4 gezeigt ist, die Bezugsebene 5 durch die
X-Y-Ebene normal zur optischen Achse Ax definiert.
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Dann
wird eine Projektion zwischen der Bezugsebene 5 und der
Freiformoberfläche 20 entlang der
gesamten Z-Achse (der optischen Achse Ax) durchgeführt.
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[Erzeugen der Bezugssegmente] (Schritt 103)
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Der
nächste
Schritt ist ein Schritt, in welchem die Freiformoberfläche 20 unter
Verwendung der Bezugsebene 5, die in dem Schritt zum Festlegen
der Bezugsebene 102 definiert wurde, unterteilt wird, um mehrere
Bezugssegmente zu erzeugen.
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Zuerst
wird eine Außenkontur 50 der
reflektierenden Oberfläche
entsprechend der reflektierenden Oberfläche 10a, die unter
Verwendung der Freiformoberfläche 20 als
Basisform erzeugt werden soll, auf der Bezugsebene 5 geschaffen,
die einen Punkt P' entsprechend
einem Punkt P auf der Freiformoberfläche 20 aufweist, an
welchem die optische Achse Ax hindurchgeht. Der Bereich auf der
Bezugsebene 5 einschließlich des Inneren dieser Außenkontur 50 der
reflektierenden Oberfläche
wird durch ein vorbestimmtes Unterteilungsverfahren unterteilt,
um Bezugssegmente 54 zu erzeugen.
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In 4 werden
zwei Unterteilungsrichtungen entlang der Richtung der X-Achse und
der Richtung der Y-Achse ausgewählt,
die senkrecht zur optischen Achse Ax und senkrecht zueinander verlaufen, und
das Innere der Außenkontur 50 der
reflektierenden Oberfläche
wird in festen Abständen
entlang den jeweiligen Richtungen unterteilt, um die rechteckigen Bezugssegmente 54 zu
schaffen, die in Form eines Feldes (Array) angeordnet sind. Dieser
Aufbau der Bezugssegmente 54 entspricht der Feldstruktur
der reflektierenden Oberflächenelemente 14 in
dem Reflektor 1, der in 2 dargestellt
ist. Für
die Erzeugung der Bezugssegmente 54 kann auch ein anderer Punkt,
der sich von dem Punkt P' unterscheidet,
als der Basispunkt für
die Unterteilung verwendet werden.
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[Erzeugen repräsentativer Punkte] (Schritt 104)
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Der
nächste
Schritt ist ein Schritt, in welchem repräsentative Bezugspunkte für die jeweiligen
Bezugssegmente 54 ausgewählt werden, die in dem Bezugssegmenterzeugungsschritt 103 erzeugt
wurden, und eine Projektion der Bezugssegmente 54 und der
repräsentativen
Bezugspunkte auf die Freiformoberfläche 20 erfolgt, um
Segmente und repräsentative
Punkte zu erzeugen.
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5 ist
eine Perspektivansicht, welche ein Bezugssegment 54 in
der in 4 gezeigten Außenkontur 50 der reflektierenden
Oberfläche
zeigt, sowie einen entsprechenden Abschnitt auf der Freiformoberfläche 20.
In 5 ist eines der Bezugssegmente 54 als
vergrößerter Abschnitt
dargestellt, der durch eine durchgezogene Linie markiert ist. Die
repräsentativen
Bezugspunkte werden für
jedes der Bezugssegmente 54 ausgewählt. Bei der vorliegenden Ausführungsform
werden für
ein rechteckiges Bezugssegment 54 dessen vier Spitzen als
repräsentative
Bezugspunkte 551 bis 554 ausgewählt.
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Weiterhin
werden das Bezugssegment 54 und die repräsentativen
Bezugspunkte 551 bis 554 , die für das Bezugssegment 54 ausgewählt wurden, auf
die Freiformoberfläche 20 projiziert,
wie dies in 5 gezeigt ist, um ein Segment 24 und
repräsentative
Punkte 251 bis 254 in
der Freiformoberfläche
zu erzeugen. In 5 ist das Segment 24,
welches dem mit einer durchgezogenen Linie dargestellten Bezugssegment 54 entspricht,
durch eine gestrichelte Linie dargestellt, wogegen die Bezugssegmente
und die Segmente in deren Nähe
durch gepunktete Linien dargestellt sind.
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Die
repräsentativen
Punkte 251 bis 254 sind Punkte
zur Festlegung von Positionen in dem Segment 24, die zur
Festlegung der Oberflächenform
des reflektierenden Oberflächenelements 14 verwendet werden,
das jedem Segment 24 zugeordnet ist, wie dies nachstehend
noch genauer erläutert
wird. Die repräsentativen
Punkte 25 für
das Segment 24 auf der Freiformoberfläche 20 werden daher
auf solche Weise erzeugt, daß die
Anzahl und Positionen der repräsentativen
Punkte dadurch festgelegt werden, daß die repräsentativen Bezugspunkte 55 in
dem Bezugssegment 54 auf der Bezugsebene 5 ausgewählt werden,
und danach die repräsentativen
Bezugspunkte 55 auf die Freiformoberfläche 20 projiziert werden,
wie dies voranstehend geschildert wurde.
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Dieser
Schritt des Erzeugens repräsentativer Punkte 104 und
der nachstehend erläuterte
Schritt zur Festlegung der Oberflächenform 105 werden
hintereinander für
jedes der Segmente 24 und der Bezugssegmente 54 durchgeführt, und
die Erzeugung repräsentativer
Punkte und die Festlegung der Oberflächenform werden für sämtliche
Segmente 24 durchgeführt.
Die Segmente 24 werden über
die gesamte Freiformoberfläche 20 durch
Wiederholung dieser Schritte aufgebaut, und sind in dem Muster eines
Feldes oder Arrays bei Betrachtung aus Richtung der Z-Achse angeordnet,
wie dies durch die gestrichelten Linien in 4 angedeutet
ist. Das Bezugssegment 54 und das Segment 24,
die in 4 schraffiert dargestellt sind, entsprechen dem
reflektierenden Oberflächenelement 24,
das in 2 schraffiert dargestellt ist.
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[Festlegen der Oberflächenform] (Schritt 105)
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
besteht der Schritt des Festlegens der Oberflächenform 105 aus dem
Schritt des Berechnens der Oberflächenform 105a, dem
Schritt des Auswählens
der Oberflächenform 105b und
dem Schritt des Erzeugens der Oberflächenform 105c, die
nachstehend erläutert
werden.
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[Berechnen der Oberflächenform] (Schritt 105a)
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Zuerst
wird ein Formparameter zur Festlegung der Oberflächenform in dem Segment 24 für jeden
der repräsentativen
Punkte 251 bis 254 berechnet,
die in dem Schritt des Erzeugens repräsentativer Punkte 104 erzeugt
wurden.
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6 erläutert schematisch
die Berechnung der Formparameter für die jeweiligen repräsentativen Punkte
in jenem Beispiel, bei welchem die grundlegende Oberflächenform
des reflektierenden Oberflächenelements 14,
das dem Segment 24 zugeordnet ist, ein Rotationsparaboloid
ist. Zur Vereinfachung wird eine Kurvenform auf der Freiformoberfläche 20 betrachtet,
die den Punkt P enthält,
durch welche die optische Achse Ax hindurchgeht, und werden Punkte an
zwei Enden der Kurve des Segments 24 als repräsentative
Punkte 25a und 25b definiert.
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Die
reflektierenden Oberflächenelemente 14,
die den jeweiligen Segmenten 24 zugeordnet sind, die durch
Unterteilung der reflektierenden Oberfläche 10a erhalten wurden,
werden normalerweise so ausgebildet, daß die grundlegenden Oberflächenformen
von Rotationsparaboloiden verwendet werden, die mit unterschiedlichen
Brennweiten f erzeugt werden, und zwar mit der Zentrumsachse entlang
der optischen Achse Ax und dem Brennpunkt an dem Beleuchtungspunkt
F (Lichtquellenposition). Die Brennweite f für jede Oberfläche wird
aus dem Beleuchtungspunkt F und der optischen Achse Ax bestimmt, und
aus der Position des Segments 24 auf der Freiformoberfläche 20,
damit das Licht von dem Beleuchtungspunkt F in die Richtung der
optischen Achse Ax reflektiert wird. In diesem Fall ist die Brennweite
f des Rotationsparaboloids der Formparameter zur Festlegung der
Oberflächenform.
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Bei
dem in 6 gezeigten Beispiel werden Werte fa und fb der
Brennweiten f, welche die Formparameter sind, für die beiden repräsentativen
Punkte 25a und 25b berechnet, die zur Festlegung
der Oberflächenform
eingesetzt werden. In 6 repräsentiert eine Kurve Ca ein
Paraboloid mit der Brennweite fa, die durch den repräsentativen
Punkt 25a hindurchgeht, und repräsentiert eine Kurve Cb ein Paraboloid
mit einer Brennweite fb, die durch den repräsentativen Punkt 25b hindurchgeht.
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Für das in 5 dargestellte
Segment 24 werden vier Brennweiten f1 bis
f4 entsprechend den jeweiligen repräsentativen
Punkten 251 bis 254 berechnet,
wobei entsprechend die Brennweite f jedes Rotationsparaboloids als
Formparameter verwendet wird.
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[Auswählen
der Oberflächenform]
(Schritt 105b)
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Der
nächste
Schritt ist ein Schritt, in welchem ein Formparameter, der bei der
Oberflächenform
in dem Segment 24 eingesetzt wird, aus den Formparametern
für die
jeweiligen repräsentativen
Punkte 251 bis 254 ausgewählt wird,
die in dem Schritt des Berechnens der Oberflächenform 105a berechnet
wurden.
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Diese
Auswahl des Formparameters wird unter Bezugnahme auf 6 erläutert. In 6 werden
die Brennweiten fa und fb als die Formparameter für die beiden
jeweiligen repräsentativen
Punkte 25a und 25b des Segments 24 berechnet,
wie dies voranstehend beschrieben wurde. Jede dieser Brennweiten
fa und fb wird als Brennweite fx ausgewählt, die zur Festlegung der
Oberflächenform
in dem Segment 24 eingesetzt wird.
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Wenn
die Brennweite fa als fx ausgewählt wird,
ist die Oberflächenform
in dem Segment 24 die Oberflächenform Sa, die in 6 mit
einer durchgezogenen Linie dargestellt ist. Wenn die Brennweite
fb als fx ausgewählt
wird, ist die Oberflächenform
in dem Segment 24 die Oberflächenform Sb. Welche Brennweite
ausgewählt
wird, wird auf der Grundlage verschiedener Bedingungen in Bezug
auf jedes Segment 24 festgelegt, damit die bessere von
den Oberflächenformen
entsprechend den jeweiligen Brennweiten ausgewählt wird.
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In 5 wird
eine der vier Brennweiten f1 bis f4, die auf der Grundlage der Positionen der
jeweiligen repräsentativen
Punkte 251 bis 254 berechnet wurden,
als die Brennweite fx ausgewählt,
die bei der Festlegung der Oberflächenform verwendet wird, nämlich für die Oberflächenform
des reflektierenden Oberflächenelements 14,
welches dem Segment 24 zugeordnet ist.
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Auswahlkriterien
für die
Auswahl des Formparameters für
die Oberflächenform
des reflektierenden Oberflächenelements 14 in
jedem Segment 24 können
in Abhängigkeit
von den verschiedenen Bedingungen bestimmt werden, denen der Reflektor 1 unterliegt,
und die Position jedes Segments 24 in Bezug auf die Lampe
B als Lichtquelle. Speziell kann man sich überlegen, daß sie beispielsweise
in Bezug auf die Beziehung zu den Formeinschränkungen ausgewählt werden,
da sich die Form der reflektierenden Oberfläche in Abhängigkeit von der Auswahl der
Oberflächenform ändert; so
wird beispielsweise der Segmentabschnitt der reflektierenden Oberfläche 10a konvex,
entweder nach vorn oder hinten, in Abhängigkeit von der Auswahl. Da
sich die Bedingungen wie beispielsweise die Menge und der Bereich des
Einfallslichts für
jedes reflektierende Oberflächenelement 14 ändern, in
Abhängigkeit
von der Kombination mit den Oberflächenformen anderer reflektierender
Oberflächenelemente 14,
die in der Nähe
des interessierenden Elements vorhanden sind, kann die Auswahl des
Formparameters auch unter Bezugnahme der Beziehung der Position
und Form in Bezug auf derartige andere reflektierende Oberflächenelemente 14 durchgeführt werden.
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[Erzeugen der Oberflächenform] (Schritt 105c)
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Der
nächste
Schritt ist ein Schritt, in welchem die Oberflächenform des reflektierenden
Oberflächenelements 14 erzeugt
wird, die dem Segment 24 zugeordnet ist, auf der Grundlage
des Formparameters, der in dem Schritt des Auswählens der Oberflächenform 105b ausgewählt wurde.
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7 ist
eine Perspektivansicht eines teilweise abgezogenen Abschnitts des
Reflektorteils 10, in welchem die reflektierende Oberfläche 10a vorgesehen
ist, und zeigt ein Beispiel für
die reflektierende Oberfläche
des reflektierenden Oberflächenelements 14 bei
der vorliegenden Ausführungsform.
Es ist ebenfalls möglich,
die gesamte Oberflächenform
jedes reflektierenden Oberflächenelements 14 in
Form eines Rotationsparaboloids auszubilden, entsprechend der ausgewählten Brennweite
fx, jedoch wird bei der vorliegenden Ausführungsform die Oberflächenform
jedes reflektierenden Oberflächenelements 14 unter
Verwendung eines Rotationsparaboloids als Basisoberflächenform
erzeugt, wobei die Form des Rotationsparaboloids so abgeändert wird, daß sie eine
vorbestimmte Lichtstreufähigkeit
aufweist.
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In 7 wird
jede der Oberflächenformen der
reflektierenden Oberflächenelemente 14 in
einer Form erzeugt, die aus einem parabelförmigen Teil 15 in
Form des Rotationsparaboloids mit der voranstehend geschilderten
Brennweite fx besteht, und einem diffus reflektierenden Teil 16 mit
konvexer Form in Bezug auf die Form des Rotationsparaboloids mit
der Brennweite fx, um so die vorbestimmten Lichtstreueigenschaften
zu erzielen. Das parabelförmige
Teil 15 ist ein Abschnitt, der sich hinter dem benachbarten reflektierenden
Oberflächenelement 14 befindet, während da
Diffusreflexionsteil 16 in einem Abschnitt ausgebildet
wird, auf welchen tatsächlich
das Licht von der Lampe B als Lichtquelle (Lichtquellenposition)
einfällt.
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[Festlegen der Reflexionsoberflächen] (Schritt 106)
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Der
nächste
Schritt ist ein Schritt, in welchem die reflektierende Oberfläche 10a festgelegt
wird, die mehrere reflektierende Oberflächenelemente 14 enthält, durch
Zuordnung der reflektierenden Oberflächenelemente 14 mit
den in dem Schritt des Erzeugens der Oberflächenform 105c erzeugten
Oberflächenformen
zu jeweiligen Segmenten 24.
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Es
wird nämlich
die Oberflächenform über die
voranstehend geschilderten Schritte für jedes der Segmente 24 festgelegt,
die für
die gesamte Freiformoberfläche 20 erzeugt
wurden, wie dies in 4 gezeigt ist. Dann werden die
reflektierenden Oberflächenelemente 14 auf
der Grundlage der jeweiligen entsprechenden Oberflächenformen
erzeugt, wie bei dem in 7 gezeigten Beispiel, und werden
sie den jeweiligen Segmenten 24 zugeordnet, um die reflektierende
Oberfläche 10a festzulegen
(sh. 2), deren Basisform die Freiformoberfläche 20 ist.
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Die
Auswirkungen des Verfahrens zur Festlegung der reflektierenden Oberfläche des
Reflektors in der Fahrzeugleuchte, das voranstehend beschrieben
wurde, werden nachstehend erläutert.
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Die
Form der reflektierenden Oberfläche,
die an die verschiedenen Formeinschränkungen angepaßt ist,
kann dadurch erzielt werden, daß die
Freiformoberfläche
als Grundform der reflektierenden Oberfläche verwendet wird. Allerdings
wird hierdurch das Festlegungsverfahren für die Form der reflektierenden
Oberfläche
in jedem der Abschnitte der Freiformoberfläche kompliziert, da die Form
der Freiformoberfläche
in Abhängigkeit
von einzelnen Leuchten unterschiedlich ist, und die Form selbst
kompliziert wird.
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Bei
dem Verfahren zur Festlegung der reflektierenden Oberfläche gemäß der voranstehend
geschilderten Ausführungsform
wird, anders als voranstehend angegeben, die reflektierende Oberfläche nicht
auf der Freiformoberfläche
festgelegt, sondern wird die Form der reflektierenden Oberfläche so festgelegt,
daß die
Bezugsebene normal zur optischen Achse definiert wird, die Freiformoberfläche auf
diese Bezugsebene projiziert wird, die Entwurfsschritte zur Festlegung
der Form der reflektierenden Oberfläche auf der Bezugsebene durchgeführt werden,
und danach das Ergebnis wiederum auf die Freiformoberfläche projiziert
wird. Dies gestattet eine Vereinfachung der Festlegung der reflektierenden
Oberfläche,
und eine Verkürzung
der für
den Entwurf erforderlichen Zeit.
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Insbesondere
entspricht die Bezugsebene dem Gebiet, in welchem der Benutzer die
reflektierende Oberfläche
betrachtet, sowie die mit dem Reflektor versehende Leuchte, aus
Richtung der optischen Achse. Wenn die reflektierende Oberfläche unter
Einsatz dieser Bezugsebene festgelegt wird, wird es möglich, die
Form und das Erscheinungsbild des Reflektors und der Leuchte in
Bezug auf die Richtung der optischen Achse sowie deren Lichtreflexionseigenschaften
auf geeignete Weise einzustellen und zu steuern.
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Beispielsweise
kann, da die Segmente auf der Freiformoberfläche in ausgerichtetem Zustand
zu den Bezugssegmenten auf der Bezugsebene betrachtet werden, bei
Betrachtung von Richtung der optischen Achse aus, das Erscheinungsbild
des Reflektors und der Leuchte durch das voranstehend geschilderte
Festlegungsverfahren in geeigneter Weise festgelegt werden. Wenn
die Struktur dieser Segmente unter Verwendung der Bezugsebene festgelegt
wird, wird es trotz der Abhängigkeit
von dem Linsenaufbau der Leuchte möglich, eine gemeinsame Nutzung
der Funktionen der Lichtstreufunktion oder dergleichen zwischen
den beiden Teilen einzustellen, durch geeignete Festlegung der Formen
der beiden Teile zusammen. Insbesondere gestattet das voranstehend
geschilderte Formfestlegungsverfahren die abgestimmte Handhabung
in Bezug auf die Bezugsebene bei der Festlegung des Aufbaus und
der Einstellung von Lichtreflexionseigenschaften, unabhängig von
der Form der Freiformoberfläche
und der Form der reflektierenden Oberfläche, die konstruiert werden
sollen.
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Die
Festlegung der Oberflächenform
wird dadurch effizienter, daß die
repräsentativen
Punkte für
die jeweiligen Segmente ausgewählt
werden, und die Formparameter so festgelegt werden, daß die Oberflächenformen
unter Verwendung dieser repräsentativen
Punkte festgelegt werden. Insbesondere wenn diese repräsentativen
Punkte nicht auf den Segmenten ausgewählt werden, sondern so ausgewählt werden,
daß zuerst
die repräsentativen
Bezugspunkte in den Bezugssegmenten auf der Bezugsebene ausgewählt werden,
und diese danach auf die Freiformoberfläche projiziert werden, können die
repräsentativen
Punkte unabhängig
von der Form der Freiformoberfläche
ausgewählt
werden.
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Bei
der voranstehend geschilderten Ausführungsform werden mehrere repräsentative
Punkte für jedes
Segment erzeugt, und wird die Berechnung und Auswahl des Formparameters
für jeden
von ihnen durchgeführt.
Darüber
hinaus wird der Formparameter für
jeden repräsentativen
Punkt dadurch berechnet, daß das
gemeinsame Auswahlverfahren für repräsentative
Punkte bei den Segmenten auf der Freiformoberfläche eingesetzt wird, und wird
in der darauffolgenden Stufe, in welcher ein Parameter für die Oberflächenform
unter diesen Formparametern ausgewählt wird, ein geeigneter repräsentativer Punkt
für jedes
Segment und die darauf beruhende Oberflächenform ausgewählt.
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Das
voranstehend geschilderte Festlegungsverfahren sorgt für eine enorme
Freiheit in Bezug auf die Auswahl und Festlegung der Oberflächenform, beispielsweise
für die
Möglichkeit,
die Oberflächenform
jedes Segments in Bezug auf die Oberflächenformen der reflektierenden
Oberflächenelemente,
die den benachbarten Segmenten zugeordnet sind, einzustellen oder
zu ändern,
und gestattet daher die Verbesserung der Lichtreflexionseigenschaften
der reflektierenden Oberfläche
insgesamt. Zur Auswahl des Formparameters kann auch jedes andere
Auswahlverfahren unter den Verfahren eingesetzt werden, welche das
Verfahren unter Verwendung eines Mittelwerts von Formparametern
an jeweiligen repräsentativen
Punkten umfassen, die Auswahl eines Formparameters zwischen dem
Maximum und dem Minimum von Formparametern an jeweiligen repräsentativen
Punkten, usw.
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Das
Verfahren zur Festlegung der reflektierenden Oberfläche für den Reflektor
bei der Fahrzeugleuchte gemäß der vorliegenden
Erfindung ist nicht auf die voranstehend geschilderte Ausführungsform
beschränkt,
sondern es können verschiedene
Abänderungen
und strukturelle Änderungen entsprechend
bestimmten Einschränkungen
und Bedingungen vorgenommen werden, die für einzelne Leuchten gelten.
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Die
Bezugsebene 5 für
die Freiformoberfläche 20 muß nicht
unbedingt auf die Ebene normal zur optischen Achse beschränkt sein,
da die Bezugsebene auch als irgendeine andere Ebene definiert werden
kann, welche der Freiformoberfläche 20 gegenüberliegt
(mit Ausnahme von dieser). Diese Bezugsebenen entsprechen ebenfalls
dem Feld, in welchem der Beobachter die reflektierende Oberfläche oder die
Leuchte aus der jeweils entsprechenden Richtung betrachtet, und
auch sie können
die Schritte zur Festlegung vereinfachen, ebenso wie in jenem Fall, in
welchem die Bezugsebene die Ebene normal zur optischen Achse ist.
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Bei
der voranstehend geschilderten Ausführungsform werden die vier
Spitzen als die repräsentativen
Punkte 251 bis 254 für jedes
der rechteckigen Segmente 24 ausgewählt, jedoch können die
repräsentativen
Punkte auch beispielsweise als vier Punkte in jeweiligen Zentren
der vier Ränder
ausgewählt werden,
ohne auf das voranstehend geschilderte Auswahlverfahren für repräsentative
Punkte beschränkt
zu sein. Es ist ebenfalls möglich,
innere Punkte in der Rechteckform als repräsentative Punkte statt jener
auf dem Umfang auszuwählen.
Eine weitere Möglichkeit
besteht darin, unterschiedliche Auswahlverfahren für repräsentative
Punkte bei den jeweiligen Segmenten einzusetzen.
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Die
Anzahl repräsentativer
Punkte muß nicht immer
vier betragen, sondern kann beispielsweise eins pro Segment betragen,
wenn vorher klar ist, welcher Punkt als Bezugsgröße für die Oberflächenform verwendet
wird. In diesem Fall wird der Formparameter, der für diesen
repräsentativen
Punkt berechnet wurde, als Formparameter verwendet, der bei diesem
Segment, so wie es ist, eingesetzt wird.
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Es
kann auch ein Parameter abgesehen von der Brennweite des Rotationsparaboloids
als der Formparameter zur Festlegung der Oberflächenform verwendet werden.
Die diffus reflektierenden Bereiche zum diffusen Reflektieren des
Lichts von der Lichtquelle können
auch aus verschiedenen Formen ausgewählt werden, unter Berücksichtigung
der Anpassung an die Lichtstreufunktion der Linse, die bei der Leuchte
verwendet wird.
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Beispielsweise
wird im Falle des in 7 dargestellten reflektierenden
Oberflächenelements 14 das
diffus reflektierende Teil 26 zylinderförmig ausgebildet, damit Lichtstreueigenschaften
nur in Richtung der X-Achse erzielt werden, und wird das Licht als
nahezu paralleles Licht in Richtung der Y-Achse reflektiert. In
diesem Fall ist die Linse, die eingesetzt wird, die Linse 3 (sh. 1),
welche die Linsenstufen 3a mit Lichtstreueigenschaften
in Richtung der Y-Achse aufweist.
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Dieser
Bereich diffuser Reflexion kann auch in der Oberflächenform
ausgebildet sein, der die Lichtstreueigenschaften sowohl in Richtung
der X-Achse als auch in Richtung der Y-Achse aufweist; oder es kann
die Lichtstreuwirkung insgesamt der Linse zugeordnet werden, während die
reflektierende Oberfläche
mit einer Form ausgebildet wird, die kein diffus reflektierendes
Teil aufweist. Spezielle Beispiele für die Form des diffus reflektierenden
Bereiches sind eine konkave Form, eine Form, die durch Verformung
des Rotationsparaboloids in einer einfachen Ebene erzielt wird,
eine torusartige Oberflächenform, usw.,
zusätzlich
zur zylindrisch konvexen Form.
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In
Bezug auf die Festlegung der Einzelheiten der Form der reflektierenden
Oberfläche,
beispielsweise in einem Fall, in welchem der Reflektor als Formerzeugnis
aus Kunstharz durch Formen hergestellt wird, muß infolge der Tatsache, daß es Einschränkungen
in Bezug auf die Form der reflektierenden Oberfläche wegen der Form einer Schneidvorrichtung
oder dergleichen gibt, die bei der Herstellung der Formen verwendet
wird, die Form der reflektierenden Oberfläche festgelegt werden, wobei
auch derartige Bedingungen berücksichtigt
werden. Es ist ebenfalls vorzuziehen, die Form der reflektierenden Oberfläche so festzulegen,
daß optische
Verluste infolge von Stufen an Grenzen zwischen den reflektierenden
Oberflächenelementen
verringert werden.
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Auch
muß die
Form der Segmente in der reflektierenden Oberfläche 10a nicht immer
die Rechteckform sein, die bei der voranstehend geschilderten Ausführungsform
vorhanden ist. 8 ist eine Aufsicht auf eine
andere Form des Reflektors in der Fahrzeugleuchte. Bei diesem Beispiel
ist das Innere der Außenkontur 50 der
reflektierenden Oberfläche entlang
Radialrichtungen von Radiusvektoren unterteilt, wobei das Zentrum
an einem Schnittpunkt zwischen der Bezugsebene 5 und der
optischen Achse Ax liegt, sowie entlang konzentrischer Umfangsrichtungen,
wobei das Zentrum am Schnittpunkt liegt, um die Bezugssegmente 54 zu
erzeugen, und werden diese projiziert, um die Formen der Segmente 24 und der
reflektierenden Oberflächenelemente 14 auszubilden,
die sektorförmig
ausgebildet sind, gesehen von Richtung der Z-Achse aus.
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Das
Auswahlverfahren für
repräsentative Punkte
für derartige
Segmentformen kann beispielsweise ein Verfahren sein, bei welchem
vier Spitzen jeder Sektorform ausgewählt werden, wie im Falle der
Rechteckform. Das voranstehend geschilderte Verfahren zur Festlegung
der reflektierenden Oberfläche
kann auch entsprechend in Fällen
eingesetzt werden, in welchen die reflektierende Oberfläche in verschiedene
andere Segmentformen unterteilt ist. In Bezug auf die Arten der
Leuchten kann das voranstehend geschilderte Verfahren auch bei Reflektoren eingesetzt
werden, die nicht nur in den Begrenzungsleuchten verwendet werden,
sondern auch bei Fahrzeugleuchten verschiedener Typen.
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Wie
voranstehend erläutert
wurde, führt
das Verfahren zur Festlegung der reflektierenden Oberfläche des
Reflektors bei einer Fahrzeugleuchte gemäß der vorliegenden Erfindung
zu folgenden Auswirkungen. Bei dem Verfahren zur Festlegung der
reflektierenden Oberfläche
des Reflektors, bei welchem die Freiformoberfläche als Basisform verwendet
wird, wird die Freiformoberfläche
in Segmente unterteilt, und werden die reflektierenden Oberflächenelemente
den jeweiligen Segmenten zugeteilt, wird die Bezugsebene gegenüberliegend
der Freiformoberfläche
definiert, und in dem Schritt des Festlegens der Oberflächenform
für das
reflektierende Oberflächenelement
in jedem Abschnitt der reflektierenden Oberfläche eingesetzt. Hierdurch kann
die Festlegung der reflektierenden Oberfläche gleichmäßig durchgeführt werden,
unabhängig
von der Form der Freiformoberfläche,
was deren Konstruktionsschritte vereinfacht, und die für die Konstruktion
erforderliche Zeit verkürzt.
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Da
diese Bezugsebene dem Feld entspricht, in welchem ein Beobachter
den Reflektor oder die Leuchte aus der Richtung normal zur Bezugsebene betrachtet,
können
die Form und das Erscheinungsbild der reflektierenden Oberfläche sowie
die Lichtreflexionseigenschaften dadurch geeignet eingestellt und
kontrolliert werden, daß diese
Ebene bei der Festlegung der Form der reflektierenden Oberfläche eingesetzt
wird. Wenn der Formparameter an dem repräsentativen Punkt für die Festlegung
der Oberflächenform
in jedem Segment eingesetzt wird, kann darüber hinaus der Schritt zur
Festlegung effizienter gestaltet werden. Für die Auswahl der repräsentativen
Punkte wird die Auswahl repräsentativer
Punkte unabhängig
von der Form der Freiformoberfläche möglich, wenn
die repräsentativen
Bezugspunkte auf der Bezugsebene ausgewählt werden.
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Aus
der voranstehenden Schilderung der Erfindung wird deutlich, daß die Erfindung
auf zahlreiche Arten und Weisen abgeändert werden kann. Derartige
Abänderungen
sind nicht als Abweichung vom Wesen und Umfang der Erfindung anzusehen,
die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben,
und es sollen alle derartigen Abänderungen,
die für
Fachleute auf diesem Gebiet offensichtlich sind, von den beigefügten Patentansprüchen umfaßt sein.