DE19608191A1

DE19608191A1 - Strahlverlaufverfolgungsverfahren

Info

Publication number: DE19608191A1
Application number: DE19608191A
Authority: DE
Inventors: Atsushi Takaghi
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-03-16
Filing date: 1996-03-04
Publication date: 1996-09-19
Anticipated expiration: 2016-03-05
Also published as: DE19608191B4; KR100229374B1; KR960035184A; JPH08255263A; US5663789A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Verfolgung eines Strahlenverlaufs und insbesondere auf ein Verfahren zur Verfolgung eines Strahlenverlaufs für Kraftfahrzeugfrontscheinwerfer oder ähnliches.

Herkömmlicherweise wird bei einer Lampe eines Kraftfahr zeugfrontscheinwerfers oder ähnliches zuerst ein Reflektor ausgebildet, welcher das Licht einer Lichtquelle reflek tiert. Hierauf wird ein Strahlenverlauf mit einer Licht quelle verfolgt, welche an einer vorbestimmten Position angeordnet ist, wobei die Position des Brennpunkts der Lampe des Frontscheinwerfers oder ähnliches sowie die Be leuchtungsstärke der angestrahlten Fläche berechnet wird (siehe "Journal of the Illuminating Engineering Institue of Japan", Vol. 76, Nr. 12, pp. 647-655).

Da jedoch dieses Verfahren die Existenz einer Linse nicht in Betracht zieht, welche vor der Lichtquelle angeordnet ist, können zahlreiche Reflexionen und Brechungen zwi schen der Linse und dem Reflektor nicht analysiert werden, wobei die Beleuchtungsstärke nicht genau berechnet werden kann. Da desweiteren das Licht nicht unter dem Gesichts punkt der Spectrooptiks betrachtet wird, kann der Farbzu stand der Lampe (genauer gesagt der Farbeindruck der Lam pe, welcher durch die Wirkung von Reflexion und Brechung entsteht, die aus der Konfiguration des Reflektors und der Schnittkonfiguration der Linse verursacht werden) nicht genau analysiert werden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Verfolgung eines Strahlenverlaufs zu schaf fen, in welchem eine genaue Berechnung der Beleuchtungs stärke einer durch eine Lampe angestrahlten Fläche, eine genaue Berechnung der Beleuchtungsdichte der Lampe sowie eine genaue Analyse des Farbzustands möglich wird.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht in einem Verfahren zur Verfolgung eines Strahlenverlaufs für das Analysieren der Beleuchtungsstärke einer vorbestimmten Position auf einer durch eine Lampe angestrahlten Oberflä che, oder der Leuchtdichte bzw. Flächenhelligkeit einer vorbestimmten Position auf einer Oberfläche der Lampe oder des Farbzustandes. Das Verfahren zur Verfolgung des Strah lenverlaufs ist gekennzeichnet durch, daß Aussenden eines Strahls in Richtung zur Lampe ausgehend von einem Blick punkt, welcher an einer vorbestimmten Stellen angeordnet ist, und durch die Strahlenverlaufsverfolgung eines Strahls, welcher stochastisch bzw. zufällig als ein Strahl ausgewählt ist, der die Lichtquelle der Lampe trifft.

Der erste Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfolgung eines Strahlenverlaufs, das die folgenden Schritte aufweist:
Aussenden eines Strahles von einem Blickpunkt, welcher an einer vorbestimmten Position angeordnet ist, in Richtung zu einer Lampe,
Strahlenverlaufsverfolgung eines Strahls, welcher eine Lichtquelle der Lampe erreicht und
Analysieren zumindest einer der folgenden Größen, die Be lichtungsstärke an einer vorbestimmten Stelle auf einer durch die Lampe angestrahlten Oberfläche, die Beleuch tungsdichte an einer vorbestimmten Stelle auf einer Ober fläche der Lampe und ein Farbzustand der Lampe.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ei ne Strahlenverlaufsverfolgungseinrichtung, bei der gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung die Spulen verlaufsverfolgung das Monte Carlo Verfahren verwendet, wobei eine stochastische Auswahl des Strahles, welcher die Lichtquelle erreicht als ein Bahn- bzw. Gangabschnitt des Monte Carlo Verfahrens verwendet wird.

Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren, welches die folgen den Schritte aufweist:
Aussenden eines Strahls von einem Betrachtungspunkt, der an einer vorbestimmten Stelle vorgesehen ist in Richtung zu einer Lampe,
Strahlenverlaufsverfolgung eines Strahls, welches eine Lichtquelle der Lampe erreicht durch Verwendung des Monte Carlo Verfahrens und durch Verwendung eines Bahnabschnitts des Monte Carlo Verfahrens für eine stochastische Auswahl des Strahls und
Analysieren von zumindest einer der folgenden Größen, die Beleuchtungsstärke an einer vorbestimmten Stelle auf einer durch die Lampe angestrahlten Oberfläche, die Leuchtdichte an einer vorbestimmten Stelle auf einer Oberfläche der Lampe und
ein Farbzustand der Lampe.

Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren, welcher die folgen den Schritte aufweist:
Aussenden eines Strahls von einem Betrachtungspunkt, wel cher an einer vorbestimmten Stelle vorgesehen ist, in Richtung zu einer Lampe,
Strahlenverlaufsverfolgung eines Strahls, der eine Licht quelle einer Lampe erreicht unter Verwendung des Monte Carlo Verfahrens sowie unter Verwendung eines Bahnab schnitts des Monte Carlo Verfahrens für die stochastische Auswahl des Strahls,
Speichern von Ergebnissen der Strahlenverlaufsverfolgung in einer Speichereinrichtung, welche durch eine Baumstruk tur ausgedrückt werden und
Analysieren von zumindest einer der folgenden Größen,
Beleuchtungsstärke an einer vorbestimmten Stelle auf einer durch die Lampe angestrahlten Oberfläche,
Leuchtdichte an einer vorbestimmten Stelle auf einer Oberfläche der Lampe und
Farbzustand der Lampe.

Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Strahl, welcher die Lichtquelle erreicht, strahlenver laufsverfolgt, wobei eine Mehrzahl von Reflexionen und Brechungen an der Linse sowie dem Reflektor berücksichtigt werden. Zumindest eine der folgenden Größen, die Beleuch tungsstärke an einer vorbestimmten Stelle auf einer durch die Lampe angestrahlten Oberfläche, die Leuchtdichte an ei ner vorbestimmten Stelle auf einer Lampenoberfläche und der Farbzustand wird bestimmt.

Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegende Erfindung wird durch Verwendung des Monte Carlo Verfahrens in einer Strahlenverlaufsverfolgung, die Berechnung von zumindest einer der Größen, die Beleuchtungsstärke an einer vorbe stimmten Stelle auf einer durch die Lampe angestrahlten Oberfläche, die Leuchtdichte an einer vorbestimmten Stelle auf einer Lampenoberfläche und der Farbzustand mit einem geringeren Berechnungsaufwand bewirkt.

Gemäß dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird der Strahl, der die Lichtquelle erreicht, durch das Monte Carlo Verfahren strahlenverlaufsverfolgt, wobei eine An zahl von Reflexionen und Brechungen an der Linse und dem Reflektor berücksichtigt werden. Zumindest eine der fol genden Größen, die Beleuchtungsstärke an einer vorbestimm ten Stelle auf einer durch die Lampe angestrahlen Oberflä che, die Leuchtdichte an einer vorbestimmten Stelle auf einer Lampenoberfläche und der Farbzustand wird bestimmt. Da die Lampenverlaufsverfolgung in Übereinstimmung mit dem Monte Carlo Verfahren ausgeführt wird, kann die Beleuch tungsstärke, die Leuchtdichte und der Farbzustand mit ei nem geringeren Berechnungsaufwand bestimmt werden.

Gemäß dem vierten Aspekt der vorliegenden Erfindung, wird der Strahl, welcher die Lichtquelle erreicht, durch das Monte Carlo Verfahren strahlenverlaufsverfolgt, wobei eine Anzahl von Reflexionen und Brechungen an der Linse und den Reflektor berücksichtigt werden. Zumindest eine der folgenden Größen, die Beleuchtungsstärke an einer vorbe stimmten Stelle auf einer durch die Lampe angestrahlten Oberfläche, die Leuchtdichte an einer vorbestimmten Stelle auf der Lampenoberfläche und der Farbzustand wird be stimmt. Die Ergebnisse der Strahlenverlaufsverfolgung wer den in einer Baumstruktur ausgedrückt, wobei die Baum struktur in einer Speichereinrichtung abgespeichert wird. Da die Strahlenverlaufsverfolgung in Übereinstimmung mit dem Monte Carlo Verfahren durchgeführt wird und dessen Er gebnisse in einer Baumstruktur abgespeichert werden, kön nen die Beleuchtungsstärke, die Leuchtdichte und der Farbzustand mit einem geringeren Berechnungsaufwand be stimmt werden.

Gemäß den vorstehend beschriebenen Aspekten der vorliegen den Erfindung wird ein Strahl in Richtung zu einer Lampe von einem Betrachtungspunkt ausgestrahlt, der an einer vorbestimmten Stelle vorgesehen ist, wobei der Strahl, welcher stochastisch als der Strahl ausgewählt wird, wel cher die Lichtquelle der Lampe erreicht, strahlenverlaufs verfolgt wird. Aus diesem Grund wird eine bessere Wirkung dadurch erreicht, daß eine genaue Berechnung der Beleuch tungsstärke und der Leuchtdichte sowie eine genaue Analyse des Farbzustands ohne grenzenlose Berechnungen möglich wird.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist eine schematische Seitenschnittansicht, die ein Verfahren zur Verfolgung eines Strahlenverlaufs gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegen den Erfindung darstellt,

Fig. 2 ist eine Ansicht, welche einen Baum des Ver fahrens zur Verfolgung eines Strahlenverlaufs gemäß dem be vorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt und

Fig. 3 ist ein Blockdiagramm, welches eine Berech nungseinrichtung darstellt, bei der das Verfahren zur Ver folgung des Strahlenverlaufs gemäß dem bevorzugten Ausfüh rungsbeispiel der vorliegenden Erfindung angewendet wird.

Wie in der Fig. 3 dargestellt wird, berechnet eine Be rechnungseinrichtung 10 des vorliegenden Ausführungsbei spiel s die Position des Brennpunkts so wie die Beleuch tungsstärke des Frontlichts eines Kraftfahrzeugs.

Die Berechnungseinrichtung ist mit einem Strahlenverlaufs verfolgungsabschnitt 12 versehen, welcher eine Strahlen verlaufsverfolgung bewirkt, sowie mit einem Wiedergabeab schnitt 14, welcher die Farbberechnung bewirkt. Der Strahlenverlaufsverfolgungsabschnitt 12 ist mit einer Zu standsdatenbank 16 versehen, in welcher Informationen be züglich der räumlichen Lagebeziehungen zwischen Beobach tungspunkten und dem Frontlicht aufgezeichnet werden. Der Strahlenverlaufs-Verfolgungsabschnitt 12 ist desweiteren mit einer Konfikgrationsdatenbank 18 versehen, in welcher Informationen bezüglich der Konfiguration des Frontlichts aufgezeichnet sind.

Der Strahlenverlaufsverfolgungsabschnitt 12 liest Informa tionen bezüglich der Lagebeziehung eines Betrachtungs punkts und dem Frontlicht aus der Zustandsdatenbank 16 ein, liest Informationen bezüglich der Konfiguration des Frontlichts aus der Konfigurationsdatenbank 18 ein und führt eine Strahlenverlaufsverfolgung eines vom Betrach tungspunkt ausgesendeten Strahles durch.

Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, wird das Frontlicht 50 durch eine Birne 52, welche als eine Lichtquelle dient, einen Reflektor 54 und eine Linse 56 gebildet. Wenn die Verfolgung eines Strahlenverlaufs, der auf einen Punkt des Frontlichts 50 von einem Betrachtungspunkt aus gerichtet ist, welcher mit einer vorbestimmten Distanz von dem Frontlicht 50 beabstandet ist, als ein Baum dargestellt wird, dann nimmt der Baum die in Fig. 2 dargestellte Form an.

Die Verzweigungspunkte P1, P2 . . . des in Fig. 2 darge stellten Baums entsprechen den Grenzflächen wie beispiels weise der Linsenfläche, der Reflektorfläche und ähnliches. Die Baumstruktur wird derart gebildet, daß für den Fall, daß Licht von einem Verzweigungspunkt übertragen wird, das Segment in der Zeichnung sich nach rechts erstreckt, wo hingegen für den Fall, daß Licht an einem Verzweigungs punkt reflektiert wird, das Segment in der Zeichnung sich nach links erstreckt.

Wie in der Fig. 3 dargestellt ist, hat der Wiedergabeab schnitt 14 eine Datenbank 22, in welcher Informationen be züglich der Reflexion und Durchlässigkeit der Linse 56 und des Reflektors 54 aufgezeichnet werden. Der Wiederga beabschnitt 14 ist desweiteren ausgerüstet mit einer Glüh birnendatenbank 24, in welcher Informationen bezüglich der Lichtausstrahlcharakteristik der Glühbirne 52 abgespei chert werden. Der Wiedergabeabschnitt 14 hat darüber hin aus eine Außenlichtdatenbank 26, in welcher Hintergrundin formationen abgespeichert werden.

Der Wiedergabeabschnitt 14 liest Daten der Baumstruktur, die durch den Strahlenverlaufsverfolgungsabschnitt 12 auf gebaut wird aus einer Strahlenverlaufsverfolgungsdatenbank 20 ein, liest die Information bezüglich der Reflexion und Durchlässigkeit der Linse 56 und des Reflektors 54 aus der Datenbank 22 ein, liest die Informationen bezüglich der Lichtaussendecharakteristik der Glühbirne 52 aus der Glüh birnendatenbank 24 ein und liest die Hintergrundinformati on aus der Außenlichtdatenbank 26 ein und bewirkt die Farbberechnung. Der Wiedergabeabschnitt 14 gibt die Ergeb nisse auf eine Anzeige 28 und einen Drucker 30 aus.

Im folgenden wird der Betrieb des vorliegenden Ausfüh rungsbeispiels beschrieben.

Wie in der Fig. 1 dargestellt wird, ist von den Strahlen, welche vom Betrachtungspunkt aus Strahlenverlauf verfolgt werden, der einzige Strahl, für den Reflexionen und Brechungen eine unendliche Anzahl von Malen an der Linse 56 oder zwischen der Linse 56 und dem Reflektor 54 tat sächlich den Blickweg bewirken, derjenige Strahl, welcher die Glühbirne 52 trifft. Vorliegend werden die Zahlen 1, 2, 3 . . . dem Strahl, welcher die Glühbirne 52 trifft und den Strahlen gegeben, welche entlang dem Weg ausgehend vom Betrachtungspunkt abzweigen, bis dieser Strahl er reicht ist. Folglich genügt es lediglich diese Strahlen zu berechnen. Jedoch ist die tatsächliche Struktur des Front lichts 50 kompliziert, wobei kein Algorithmus existiert, der zuverlässig lediglich die Strahlen 1, 2, 3 . . . usw. be rechnet.

Vorliegend werden Prinzipien des Monte Carlo Verfahrens eingeführt, um in stochastischer Weise einen Strahlenver lauf auszuwählen und zu verfolgen, ohne eine Strahlenbün delverlaufsverfolgung für alle Strahlen zu bewirken. Ein stochastisch ausgewählter Strahl trifft nicht immer die Glühbirne 52, wobei jedoch die Arbeitseffizienz in diesem Falle wesentlich besser ist als die Strahlenverlaufsver folgung aller Strahlen. Desweiteren sollte die Verfolgung der Strahlenverläufe 1, 2, 3 . . . bewirkt werden, wobei für den Fall, daß diese Strahlenverlaufsverfolgung als einen Bahnabschnitt des Monte Carlo Verfahrens verwendet wird, dann wird die Verfolgung effizienter.

Das Berechnungsverfahren wird im nachfolgenden beschrie ben.

Es wird angenommen, daß der Beobachtungsstrahl gemäß der Fig. 1 als R und die Strahlen 1, 2, 3 . . . als R⁽¹⁾, R⁽³⁾ . . . bezeichnet werden. Vorausgesetzt, daß eine Gesamtmenge von beispielsweise j_i Knoten (Verzweigungspunkte P1, P2 . . . ) von R bis R⁽ⁱ⁾ desweiteren erreicht ist, dann werden die Schwä chungsfaktoren der jeweiligen Knoten bezeichnet als f₁⁽ⁱ⁾, f₂⁽ⁱ⁾, f₃⁽ⁱ⁾.

Als Beispiel sei der Strahl R⁽²⁾ in Fig. 1 herangezogen, wenn der Strahl R⁽²⁾ vom Betrachtungspunkt aus verfolgt wird, dann passiert R⁽²⁾ die Linsenoberfläche reflektiert an der Rückfläche der Linse und passiert die Linsenoberflä che. Die jeweiligen Abschwächtungsfaktoren zu diesem Zeit punkt sind wie folgt:

f₁⁽²⁾ = t(θ_i)
f₂⁽²⁾ = e^-c11(θ₂)
f₃⁽²⁾ = e^-c12r(θ₃).

Vorliegend bezeichnen θ₁, θ₂, θ₃ jeweils die Anfallwinkel der Linsenoberfläche, der Linsenrückfläche und der Linsen oberfläche, c bezeichnet den Abschwächungskoeffizienten innerhalb der Linse, r(θ) bezeichnet den fresnelschen Reflexionsgrad bei einem Einfallswinkel von 0 und t(θ) = 1-r(θ). Desweiteren bezeichnen die Bezugszeichen 11 und 12 die Entfernungen, über welche der Strahl von der Linsen oberfläche zu der Linsenrückfläche und von der Linsenrück fläche zu der Linsenoberfläche jeweils wandert. Folglich bezeichnen e^-c11 und e^c-12 jeweils die Abschwächung während jener Zeit, in welcher der Strahl innerhalb der Linse verläuft.

Die folgenden Faktoren tragen zu der Leuchtdichte I des Strahls R⁽²⁾ bei.

f₁⁽²⁾, f₂⁽²⁾, f₃⁽²⁾, f₄⁽²⁾

Da folglich die Leuchtdichte I des Beobachtungsstrahls R die Summe aus allen Beiträgen darstellt, kann I durch die folgende Formel (1) bestimmt werden.

Wenn der Pfad betrachtet wird, welcher dem Strahl von dem Beobachtungsstrahl R zu dem Strahl R⁽ⁱ⁾ folgt, dann werden die Wahrscheinlichkeiten des diesem Pfad folgenden Strahls an jedem Knoten bezeichnet als p₁⁽ⁱ⁾, p₂⁽ⁱ⁾ . . . p_ji ⁽ⁱ⁾.

In diesem Zeitpunkt wird die Leuchtdichte I des Beobach tungsstrahls R durch die folgende Formel (2) bezeichnet:

Die Wahrscheinlichkeiten beziehen sich auf die Formel (3):

Aus diesem Grund bezeichnet die Formel (2) den Durch schnittswert E[X⁽ⁱ⁾] der folgenden Formel (4).

Folglich wird durch die Prinzipien des Monte Carlo Verfah rens die Gleichung (2) annähernd gleich dem Durchschnitts wert der Variablen X^(s) in einem Probepfad p₁^(s) → p₂^(s) → . . . → p_js ^(s).

Folglich wird ein ungefährer Wert bezüglich der Leucht dichte I durch die Formel (5) erhalten:

Unter der Berücksichtigung, daß die Leuchtdichte I des Be obachtungsstrahls R und der Abschwächungsfaktor f₁^(j) Funk tionen der Wellenlänge λ sind, dann wird für den Fall, daß die Leuchtdichte I und der Abschwächtungsfaktor f₁^(j) durch den Spektralstrahl I(λ) (W·sr^-1·m^-1·nm^-1) und durch den Spek tralabschwächungsfaktor f_i ^(j)(λ) ausgetauscht wird, die fol gende Formel (6) erhalten.

Zu diesem Zeitpunkt wird X^(s) x(λ) durch die folgende Formel (7) ausgedrückt:

Auf der Basis der Formel (6) und (7) werden Normfarbwerte (X, Y, Z) von I(λ) aus der Formel (8) berechnet:

Vorliegend bedeuten die Bezugs x(λ), y(λ), z(λ) Farbab stimmfunktionen, wobei k eine Konstante ist, welche durch die Formel (9) bestimmt wird:

k = ∫ I (λ) (λ) dλ (9)

In einem Fall, in welchem der Spektralabschwächungsfaktor f₁^(j)(λ) nicht von der Wellenlänge abhängt, wie beispiels weise in einem Fall, in welche die Linse farblos und transparent ist, dann kann die Formel (8) in die Formel (10) transformiert werden.

Dies bedeutet, daß die Formel (10) in einer kurzen Zeit durch Ausführen der Berechnung der folgenden Formel (11) im voraus berechnet werden kann.

Da des weiteren Reflexion sowie Durchlässigkeit mit glei chen Wahrscheinlichkeiten für gewöhnlich auftritt, so wird p_i ^(j) durch die folgende Formel (12) erhalten. Die Formel (10) wird dadurch zu der Formel (13).

Wenn die Normalfarbwerte (X, Y, Z) bestimmt werden, dann können die Berechnungsergebnisse in genauen Farben auf ei nem CRT-Monitor oder ähnlichem unter Verwendung der Farb grafikeinrichtungen angezeigt werden, welche in der japa nischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr. 4-88584 durch den Erfinder der vorliegenden Erfindung offenbart sind.

Eine effektivere Berechnung kann durch vorzeitige Auswahl eines Pfades bewirkt werden, welcher einem Strahl folgt, der mit hoher Wahrscheinlichkeit die Glühbirne 52 trifft und desweiteren durch Verwendung dieser Berechnungsergeb nisse.

Vorausgesetzt, daß die Pfade der vorstehend erwähnten Strahlen 1, 2, 3 . . . mit einer bestimmten Anzahl von Malen in wiederholender Weise reflektiert und gebrochen werden innerhalb der Linse 56 und daß die Reflexion durch das Bezugszeichen R repräsentiert wird und die Transmission durch das Bezugszeichen T repräsentiert wird, dann sind beispielsweise die Wege der Strahlen R, TRT, TRRRT . . . Beispielsweise bedeutet TRT, daß ein Strahl von dem Beob achtungsstrahl R nach Art der Transmission, Reflexion, Transmission verfolgt wird.

Wenn folglich die Berechnung der Formel (7) für die Pfade in der folgenden Formel (14) verwendet wird,

dann wird die Berechnung unter Verwendung der Formel (15) anstelle der Formel (6) ausgeführt.

Auf diese Weise kann die Berechnung ausgeführt werden, in welcher die Wahrscheinlichkeit des Auftreffens auf die Glühbirne 52 höher ist. In der Berechnungseinrichtung 10 werden die vorstehend beschriebenen Ergebnisse der Strah lenverlaufverfolgung in der Strahlenverlaufsverfolgungsda tenbank 20 abgespeichert, wie es in der Fig. 3 darge stellt ist. Nämlich es wird eine Baumstruktur, welche von dem Ausgangsknoten, der den ersten Knoten darstellt, aus geht, bis sie die jeweiligen Abschlußendknoten erreicht, in der Strahlenverlaufverfolgungsdatenbank 20 gespeichert.

Der Wiedergabebereich 14 liest die Baumstruktur aus der Strahlenverlaufsverfolgungsdatenbank 20, die Information bezüglich der Reflexion und der Durchlässigkeit der Linse 56 sowie des Reflektors 54 aus der Datenbank 22, die In formationen bezüglich der Lichtaussendecharakteristik der Glühbirne 52 aus der Glühbirnendatenbank 24 und die Hin tergrundinformation aus der Außenlichtdatenbank 26 ein und bewirkt die Farbberechnung. Der Wiedergabebereich 14 gibt diese Ergebnisse an die Anzeige 28 und den Drucker 30 aus.

Durch Änderung der Aufzeichnungen der Datenbank 22, der Glühbirnendatenbank 24 und der Außenlichtdatenbank 26 kön nen bei der vorliegenden Erfindung die Farbberechnungser gebnisse des Frontlichts 50 für verschiedene Arten von Linsen, Reflektoren, Glühbirnen und Hintergründe erhalten werden, ohne erneut eine Strahlenverlaufsverfolgung durch zuführen.

Insbesondere betrifft die vorstehende Beschreibung ein Beispiel, in welchem das Strahlenverlaufsverfolgungsver fahren gemäß der vorliegenden Erfindung an einem Front scheinwerfer angewendet wird. Jedoch ist das Strahlenver laufsverfolgungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung anwendbar bei allen Lichtern, welche durch eine Linse, ei nen Reflektor und eine Glühbirne ausgebildet werden, wie beispielsweise kolorierte Kombinationsrücklichter, sowie Blinklichter sowie Signallichter anderer Art als jener von Kraftfahrzeugen.

Claims

1. Strahlungsverlaufsverfolgungsverfahren, das die folgenden Schritte hat:

- Aussenden eines Strahls von einem Betrachtungspunkt, welcher an einer vorbestimmten Stelle festgelegt ist in Richtung zu einer Lampe,
- Strahlenverlaufsverfolgung eines Strahls, der stocha stisch als ein Strahl ausgewählt ist, welcher eine Lichtquelle der Lampe erreicht und
- Analysieren von zumindest einer der Größen; Beleuch tungsstärke an einer vorbestimmten Stelle auf einer durch die Lampe angestrahlten Fläche, Lichtdichte an ei ner vorbestimmten Stelle auf einer Fläche der Lampe, so wie ein Farbzustand der Lampe.

2. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenverlaufsverfolgung das Monte Carlo Verfahren verwendet, wobei die stochastische Auswahl des Strahles, welcher die Lichtquelle erreicht, verwendet wird als ein Abschnitt eines Pfades des Monte Carlo Verfahrens.

3. Strahlenverlaufverfolgungsverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergebnisse der Strahlenverlaufsverfolgung durch eine Baumstruktur ausgedrückt werden und die Baumstruktur in einer Speichereinrichtung abgespeichert wird.

4. Strahlenverlaufverfolgungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenverlaufsverfolgung bewirkt wird durch Verwen dung von Informationen bezüglich einer Lagebeziehung zwi schen dem Betrachtungspunkt und der Lampe.

5. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenverlaufsverfolgung bewirkt wird durch Verwen dung von Informationen bezüglich einer Konfiguration der Lampe.

6. Strahlenverlaufverfolgungsverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Analysieren bewirkt wird durch Verwenden von Ergebnis sen der Strahlenverlaufsverfolgung, welche durch eine Baumstruktur in einem Fall ausgedrückt werden, in welchem die Berechnung des Farbzustands bewirkt wird.

7. Strahlenverlaufverfolgungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Berechnen des Farbzustandes bewirkt wird durch Verwen den von Informationen bezüglich der Reflexion und Durch lässigkeit einer Linse und eines Reflektors der Lampe.

8. Strahlenverlaufverfolgungsverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Berechnen des Farbzustandes bewirkt wird durch Verwen den von Informationen bezüglich einer Lichtaussendecharak teristik einer Glühbirne, welche der Lampe vorgesehen ist.

9. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren nach An spruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Berechnen des Farbzustandes bewirkt wird durch Verwen dung von Hintergrundinformationen.

10. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren, welches die folgenden Schritte aufweist:

- Aussenden eines Strahls von einem Betrachtungspunkt, welcher an einer vorbestimmten Position festgelegt ist in Richtung zu einer Lampe,
- Strahlenverlaufsverfolgung eines Strahls, welcher eine Lichtquelle der Lampe erreicht unter Verwendung des Mon te Carlo Verfahrens und unter Verwendung eines Ab schnitts eines Pfads des Monte Carlo Verfahrens für die stochastische Auswahl des Strahls und
- Analysieren von zumindest einer der Größen; Belichtungs stärke an einer vorbestimmten Stelle auf einer durch die Lampe angestrahlen Fläche, Lichtdichte an einer vorbe stimmten Stelle auf einer Fläche der Lampe und ein Farbzustand der Lampe.

11. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren nach An spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ergebnisse der Strahlenverlaufsverfolgung durch eine Baumstruktur ausgedrückt werden, wobei die Baumstruktur in einer Speichereinrichtung abgespeichert ist.

12. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren nach An spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenverlaufsverfolgung bewirkt wird durch Verwen dung von Informationen bezüglich einer Lagebeziehung zwi schen dem Betrachtungspunkt und der Lampe.

13. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren nach An spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenverlaufsverfolgung bewirkt wird durch Verwen dung von Informationen bezüglich einer Konfiguration der Lampe.

14. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren nach An spruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Analysieren bewirkt wird durch Verwenden von Ergebnis sen der Strahlenverlaufsverfolgung, welche durch eine Baumstruktur für den Fall ausgedrückt werden, daß das Be rechnen des Farbzustandes bewirkt wird.

15. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren nach An spruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Berechnen des Farbzustandes bewirkt wird durch Verwen dung von Informationen bezüglich der Reflexion und der Durchlässigkeit einer Linse sowie eines Reflektors der Lampe.

16. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren nach An spruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Berechnen des Farbzustandes bewirkt wird durch Verwen dung von Informationen bezüglich einer Lichtaussendecha rakteristik einer in der Lampe angeordneten Glühbirne.

17. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren nach An spruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Berechnen des Farbzustandes bewirkt wird durch Verwen dung von Hintergrundinformationen.

18. Stahlenverlaufsberechnungsverfahren umfaßt die folgenden Schritte;

- Aussenden eines Strahls von einem Betrachtungspunkt, welcher in einer vorbestimmten Position festgelegt ist in Richtung zu einer Lampe,
- Strahlenverlaufsverfolgung eines Strahls, welcher eine Lichtquelle der Lampe erreicht unter Verwendung des Mon te Carlo Verfahrens sowie unter Verwendung eines Ab schnitts eines Pfads des Monte Carlo Verfahrens für die stochastische Auswahl des Strahls,
- Speichern von Ergebnissen der Strahlenverlaufsverfolgung in einer Speichereinrichtung, welche durch eine Baum struktur ausgedrückt werden und
- Analysieren von zumindest einer der folgenden Größen, Beleuchtungsstärke an einer vorbestimmten Stelle auf ei ner durch die Lampe angestrahlten Fläche, Lichtdichte an einer vorbestimmten Stelle auf einer Oberfläche der Lam pe und einen Farbzustand der Lampe.

19. Strahlenverlaufverfolgungsverfahren nach An spruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlenverlaufsverfolgung bewirkt wird durch Verwen dung von zumindest einer der Informationen bezüglich der Lagebeziehung des Betrachterpunkts zu der Lampe und bezüg lich einer Konfiguration der Lampe.

20. Strahlenverlaufsverfolgungsverfahren nach An spruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß für den Fall, in welchem das Berechnen des Farbzustands bewirkt wird, das Analysieren bewirkt wird, durch Verwen dung von Ergebnissen der Strahlenverlaufverfolgung, welche durch eine Baumstruktur ausgedrückt sind und zumindest ei ner der Informationen bezüglich der Reflexion sowie der Durchlässigkeit einer Linse und eines Reflektors der Lampe und bezüglich einer Lichtaussendecharakteristik einer in der Lampe vorgesehenen Glühbirne sowie von Hintergrundin formationen.