DE4443953A1

DE4443953A1 - Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE4443953A1
Application number: DE4443953A
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Uehan
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1993-12-09
Filing date: 1994-12-09
Publication date: 1995-06-14
Also published as: GB2284658A; GB9424838D0; GB2284658B; US5620246A

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen neuartigen Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, welcher in der Lage ist, eine klare horizontale Trennlinie und ein Lichtverteilungsmuster von Licht zu bilden, das in der horizontalen Richtung weit gestreut ist.

Unter den Kraftfahrzeugscheinwerfern ist die Grundanordnung eines Hilfsscheinwerfers (einer Nebelleuchte oder dergleichen) für Kraftfahrzeuge derart, daß ein spulenartiges Filament in der Nähe des Brennpunktes eines Reflektors, der die Gestalt eines Rotationsparaboloids aufweist, in einer solchen Weise angeordnet ist, daß dieses entlang der optischen Achse des Reflektors verläuft (eine sog. C-8-Typ- Filamentanordnung) und eine Frontlinse mit Lichtverteilungsstufen ist vor dem Reflektor angeordnet, so daß diese die Lichtverteilung steuert.

Nämliche Lichtverteilungssteuerung wird vorgenommen, um ein bestimmtes Lichtverteilungsmuster mit einer horizontalen Trennlinie durch Streuung des Projektionsmusters der Filamente aufgrund des Reflektors in der Horizontalrichtung durch die Streulinsenstufen der Frontlinse zu erreichen.

Als eine weitere Ausführungsform eines Zusatzscheinwerfers für ein Kraftfahrzeug ist eine Ausführungsform bekannt, in welcher ein coil-artiger Glühfaden in der Nähe des Brenn punktes eines Reflektors in der Gestalt eines Rotationsparaboloiden in einer solchen Weise angeordnet ist, daß dieser die optische Achse des Reflektors senkrecht schneidet (eine sogenannte C-6-Typ-Glühfadenanordnung) und mit einer vor einem Reflektor angeordneten Frontlinse mit Lichtverteilungsstufen zur Steuerung der Lichtverteilung.

Das Lichtverteilungsmuster, das durch diesen Reflektor erhalten wird, hat jedoch die Gestalt einer horizontal invertierten 8 und in diesem Zustand ist es unmöglich, ein Lichtverteilungsmuster zu erhalten, das dem Standard entspricht. Aus diesem Grund wird eine Lichtverteilungssteuerung vorgenommen, um ein bestimmtes Lichtverteilungsmuster mit einer horizontalen Trennlinie, durch Streuung des Projektionsmusters des Reflektors in der Horizontalrichtung durch die Streulinsenstufen der Frontlinse, zu erhalten.

Bei den konventionellen Zusatzscheinwerfern für Kraftfahrzeuge gibt es dahingehend Probleme, daß die Trennlinie aufgrund einer Beeinflussungsgrenze der Lichtverteilungslinsenstufen, welche eine wesentliche Rolle in dem Lichtverteilungsmuster spielen, unklar wird, d. h. da die Trennlinie als ein oberer Kantenabschnitt des von dem Reflektor erreichten Projektionsmusters ausgebildet ist, welche durch die Streulinsenstufen zwangsläufig horizontal gerichtet wird, ist es schwierig, eine klare Trennlinie ohne Rückgriff auf die Hilfe einer Abschirmung, welche unterhalb des Glühfadens angeordnet ist, zu nehmen, sowie dahingehend, daß das Licht, das zu der oberen Seite hin orientiert verläuft, ein blendendes Licht für ein entgegenkommendes Fahrzeug bildet. Zusätzlich besteht ein Problem dahingehend, daß es sich als schwierig erweist, ein Lichtverteilungsmuster zu bilden, in welchem das Licht in Horizontalrichtung weit gestreut ist.

Zusammenschau der Erfindung

Demgemäß wird zur Überwindung der vorstehend beschriebenen Probleme in Übereinstimmung mit einem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ein Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug geschaffen, welcher einen Reflektor und eine in Front des Reflektors angeordnete Frontlinse umfaßt, welche in der Lage ist, ein Lichtverteilungsmuster mit einer horizontalen Trennlinie parallel zu einer Horizontallinie bereitzustellen, welcher die folgenden Ausgestaltungen (a) bis (d) aufweist:

(a) ein Lichtquellenteil, das derart angeordnet ist, daß dessen Zentralachse entlang einer optischen Hauptachse des Reflektors verläuft;
(b) eine reflektierende Oberfläche mit einer Grundfläche einer Gestalt, die durch Hinzufügen von Deformationen an einen elliptischen Paraboloidreflektor erhalten wird, welcher in einer Ebene senkrecht zu der optischen Hauptachse einen elliptischen Querschnitt aufweist;
(c) ein Brennweite einer Parabel, welche eine Schnittfigur ist, die erhalten wird, wenn die Grundfläche von einer horizontalen Ebene, welche die optische Hauptachse enthält, geschnitten wird, welche auf einen kleineren Wert gesetzt ist als die Brennweite einer Parabel, welche sich als eine Schnittfigur ergibt, wenn die Grundfläche von einer vertikalen Ebene, welche die optische Hauptachse enthält, geschnitten wird; und
(c) ein Projektionsmuster, das durch die reflektierende Oberfläche erhalten wird, das an einer unteren Seite einer horizontalen Linie in dem Lichtverteilungsmuster angeordnet ist, wobei eine Verwindung (Twist) einem Bereich der reflektierenden Oberfläche in nächster Nähe bezüglich der horizontalen Ebene, welche die optische Hauptachse des Reflektors enthält, hinzugefügt ist, so daß obere Kanten der projizierten Glühfadenabbilder (filament images) des Lichtquellenteiles aufgrund dieses Flächenabschnittes, derart ausgerichtet sind, daß diese eine Linie, welche eine Basis der horizontalen Trennlinie bildet, bilden.

In Übereinstimmung mit diesem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird es bezüglich der projizierten Glühfadenabbildungen des Lichtquellenteiles, welche in nächster Nähe zu der horizontalen Linie und parallel zu dieser in dem Lichtverteilungsmuster angeordnet sind, möglich, eine klare Linie zu bilden, welche eine Basis einer horizontalen Trennlinie durch Ausrichten deren oberer Kanten bildet, ohne eine Abschirmung an der unteren Seite des Lichtquellenteiles vorzusehen. Gleichzeitig wird es unter der Wirkung der reflektierenden Oberfläche möglich, ein in horizontaler Richtung gestreutes Projektionsmuster durch entsprechende Wahl der Brennweite der Basisfläche der reflektierenden Oberfläche zu erhalten.

In Übereinstimmtung mit einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfaßt ein Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Reflektor und eine vor dem Reflektor angeordnete Frontlinse aufweist, und in der Lage ist ein Lichtverteilungsmuster mit einer horizontalen, parallel zu einer Horizontallinie verlaufenden Trennlinie zu schaffen, die folgenden Ausgestaltungen (a) bis (d):

(a) ein Lichtquellenteil, das derart angeordnet ist, daß dessen Zentralachse eine optische Hauptachse des Reflektors senkrecht schneidet und sich entlang der Horizontalrichtung erstreckt;
(b) eine reflektierende Oberfläche, welche eine Basisfläche in einer Gestalt aufweist, welche durch Hinzufügen von Deformationen an einen elliptischen Paraboloiden, welcher einen elliptischen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der optischen Hauptachse aufweist, gebildet ist;
(c) bei einem Winkelparameter der in einer Weise festgelegt wird, daß in einer Frontansicht und mit einer horizontalen, die optische Hauptachse enthaltenden Ebene als Bezugsfläche, ein Winkel im Gegenuhrzeigersinn zunimmt, projizierte Abbilder des Lichtquellenteile, welche nach vorne von einer Region oberhalb der horizontalen, die Bezugsachse enthaltenden Ebene projiziert werden, in einer solchen Weise angeordnet sind, daß die Abbilder sich von einer ersten Position in der Nähe der horizontalen Linie zu einer unteren Position unterhalb der horizontalen Linie, bei einer Zunahme des Winkelparameters fortsetzen, bis die Abbilder an der untersten Position auf einer vertikalen Linie angeordnet sind, und die Abbilder sich dann unter weitere Zunahme des Winkelparameters aufwärts erheben, bis projizierten Glühfadenabbilder an einer zweiten Position in der Nähe der horizontalen Linie auf einer, der ersten Position gegenüberliegenden Seite, mit jener vertikalen Linie zwischen den beiden Positionen, plaziert sind, wobei die projizierten Glühfadenabbilder in einer solchen Weise angeordnet sind, daß deren obere Kanten sich nicht über die horizontale Linie hinaus erheben, und
(d) projizierten Glühfadenabbilder des Lichtquellenteiles, welche nach vorne von einer Region unterhalb der horizontalen die optische Hauptachse enthaltenden Ebene, projiziert werden, in einer solchen Weise angeordnet sind, daß sich die Abbilder von einer ersten Position in der Nähe der horizontalen Linie unter Zunahme des Winkelparameters zu einer unteren Seite der horizontalen Linie hin fortsetzen, und daß die Abbilder dann in der Nähe eines Schnittpunktes zwischen der horizontalen Linie und der vertikalen Linie angeordnet sind, und daß die Abbilder sich unter weiterer Zunahme des Winkelparameters zur unteren Seite der horizontalen Linie hin fortsetzen, und daß die Abbilder dann in der Nähe der horizontalen Linie auf einander gegenüberliegenden Seiten angeordnet sind, wobei die vertikale Linie zwischen diesen angeordnet ist, und daß die Glühfadenabbilder so angeordnet sind, daß die oberen Kanten der projizierten Glühfadenabbilder sich nicht über die horizontale Linie hinaus erheben.

In Übereinstimmung mit dem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Tendenz im Layout der projizierten Glühfadenabbilder des Lichtquellenteiles durch Hinzufügen von Deformationen an einen elliptischen Paraboloiden dessen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der optischen Hauptachse eine Ellipse ist, derart reguliert, daß gewährleistet ist, daß die projizierten Glühfadenabbilder nicht oberhalb der Seite der horizontalen Linie angeordnet sind. Zusätzlich werden bezüglich der projizierten Glühfadenabbilder des Lichtquellenteiles, welche sich in nächster Nähe der horizontalen Linie und parallel zu dieser in dem Lichtverteilungsmuster befinden, diese projizierten Glühfadenabbilder derart angeordnet, daß deren obere Kanten sich nicht über die horizontale Linie erheben und es dadurch möglich wird, eine klare Linie zu bilden, welche eine Basis der horizontalen Trennlinie konstituiert.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Schemadiagramm zur Darstellung eines Zusatzscheinwerfers für ein Kraftfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 2(a) und Fig. 2(b) zeigen Diagramme zur Erklärung des optischen Effektes von gekrümmten Oberflächenoperationen in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung, wobei Fig. 2(a) ein Diagramm zur Darstellung der Beziehung zwischen einer Einschränkungsbedingung eines Tangentenvektors und eines Layouts eines Glühfadenabbildes darstellt; und Fig. 2(b) ein Diagramm zur Erklärung der Beziehung zwischen einer Verdrehungsoperation der gekrümmten Oberfläche und dem Layout der Glühfadenabbilder darstellt;

Fig. 3 ist eine hervorgehobene Frontansicht zur Darstellung einer Basisfläche eines Reflektors in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 4 ist ein Diagramm zur Darstellung der Positionsbeziehung zwischen den Brennweiten der Parabeln und dem Glühfaden (Filament);

Fig. 5 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Region 5 und einer Tendenz bezüglich des Layouts deren Glühfadenabbilder;

Fig. 6 ist ein Diagramm zur Darstellung einer Region 8 und einer Tendenz bezüglich des Layouts deren Glühfadenabbilder;

Fig. 7 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung eines Projektionsmusters, das durch den Reflektor erhalten wird;

Fig. 8 ist eine verdeutlichte Frontansicht zur schematischen Darstellung einer Frontlinse;

Fig. 9 ist ein Diagramm zur Erklärung der horizontal streuenden Linsenstufen, welche auf der Frontlinse ausgebildet sind;

Fig. 10 ist ein Diagramm zur schematischen Darstellung eines Lichtverteilungsmusters;

Fig. 11 ist eine Schemadarstellung in einer Draufsicht zur Darstellung der Anordnung eines Zusatzscheinwerfers für ein Kraftfahrzeug in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12 ist eine verdeutlichte Frontansicht zur Darstellung einer Basisfläche eines Reflektores in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

Fig. 13 ist ein Diagramm zur Erklärung einer Region 106 und einer Tendenz bezüglich des Layouts der Glühfadenabbilder;

Fig. 14 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Teilregion 106a der Region 106 und einer Tendenz bezüglich des Layouts der Glühfadenabbilder;

Fig. 15 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Teilregion 106b der Region 106 und einer Tendenz des Layouts bezüglich der Glühfadenabbilder;

Fig. 16 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Teilregion 106c der Region 106 und einer Tendenz bezüglich des Layouts der Glühfadenabbilder;

Fig. 17 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Region 107 und einer Tendenz bezüglich des Layouts der Glühfadenabbilder;

Fig. 18 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Teilregion 107a der Region 107 und einer Tendenz bezüglich des Layouts deren Glühfadenabbilder;

Fig. 19 ist ein Diagramm zur Erklärung einer Teilregion 107b der Region 107 und einer Tendenz des Layouts deren Glühfadenabbilder;

Fig. 20 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Teilregion 107c der Region 107 und einer Tendenz bezüglich dem Layouts deren Glühfadenabbilder; und

Fig. 21 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Tendenz bezüglich des Layouts der Glühfadenabbilder bezüglich der gesamten reflektierenden Oberfläche.

Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Ein Zusatzscheinwerfer für ein Kraftfahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Fig. 1 bis 10 beschrieben werden. Es ist anzumerken, daß die dargestellte Ausführungsform ein Beispiel zeigt, in welchem die vorliegende Erfindung Anwendung in einer Nebelleuchte für ein Kraftfahrzeug findet (diese weist einen großen horizontalen Streuungswinkel von in etwa 70° bis 80° auf und ist in der Lage, den Beleuchtungsbereich einer Eckleuchte zu erhellen).

Wie in der Schemadraufsicht in Fig. 1 gezeigt ist, umfaßt ein Zusatzscheinwerfer 1 für ein Kraftfahrzeug einen Reflektor 2, einen Glühfaden 3, welcher derart angeordnet ist, daß dessen Zentralachse sich entlang einer optischen Hauptachse L-L des Reflektors 2 erstreckt und eine Frontlinse 4, welche in Front des Reflektors 2 angeordnet ist.

Der Reflektor 2 ist derart gestaltet, daß ein bestimmtes Lichtverteilungsmuster mit einer klaren horizontalen Trennlinie unter Nutzung der gesamten reflektierenden Oberfläche ohne Anordnung einer Abschirmung unterhalb des Glühfadens 3 erhalten wird. Eine Basisfläche des Reflektors 2 wird unter Verwirklichung einer Parametersteuerung und einer Vektorsteuerung durch Verwendung von CAD, als freie Oberfläche geschaffen, welche nicht strikt als algebraischer Ausdruck ausgedrückt werden kann.

Die Basisfläche weist eine Gestalt auf, welche durch Aufbringen von Deformationen durch Ortsvektoroperationen oder ähnlichem auf einem elliptischen Paraboloiden erhalten wird, dessen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der optischen Hauptachse L-L des Reflektors 2 eine Ellipse ist. Die Basisfläche wird durch einen Generierungsprozeß einer Gruppe von Kurven und den folgenden Generierungsvorgang einer Gruppe von gekrümmten Flächen erzeugt.

Diese Prozedur soll nachfolgend kurz beschrieben werden.

(1) Erzeugung einer Gruppe von Kurven (1-a) Eingabe von Parametern

Als erstes werden die Brennweite einer Basisparabel, ein Deformationsverhältnis derselben, die Größe einer Tangente, ein Zielwinkel eines Lichtbündels und ähnliche Größen in einen Rechner eingegeben.

(1-b) Berechnung von Kurvenausdrücken

Nachdem die Koordinaten eines Ausgangspunktes und eines Endpunktes einer Kurve auf der Basis der Basisparabel und des Deformationsverhältnisses bestimmt sind, wird die Richtung eines Tangentenvektors von dem Zielwinkel des Lichtbündels abgeleitet und die Größe desselben definiert, um eine freie Kurve (z. B. eine Ferguson-Kurve) zu bestimmen.

(2) Erzeugung einer Gruppe von gekrümmten Flächen (2-a) Eingabe von Parametern

Eine Anweisung, ob oder ob keine Einschränkungsbedingung (senkrechtes Schneiden) bezüglich des Tangentenvektores berücksichtigt werden soll, der Durchmessers der Basisellipse, ein Verdrehungsvektores und ähnliches werden in den Computer eingegeben.

Nebenbei sei angemerkt, daß die Einschränkungsbedingung bezüglich des Tangentenvektores, mit einer optischen Rechnung übereinstimmt, in welcher die zentralen Längsachsen der Glühfadenabbilder a, a, . . . wie in Fig. 2(a) dargestellt ausgerichtet werden, während eine Verdrehungsoperation bezüglich der Tangen mit einer Optik-Rechnung korrespondiert, in welcher obere Kanten der Glühfadenabbilder b, b, . . . durch Bewegen der Glühfadenabbilder in einer Richtung senkrecht zu der Längsrichtung ausgerichtet werden, wie dies in Fig. 2(b) dargestellt ist (Einzelheiten sind dem US-Patent 51 92 124 zu entnehmen).

(2-b) Errechnung der Ausdrücke von gekrümmten Flächen

Flächenabschnitten ("patches", beispielsweise "Coon′s" und bikubische Flächenabschnitte oder ähnliches) werden erzeugt. Zur gleichen Zeit werden zur Bestimmung eines Flächenabschnittkoeffizienten die Koordinaten eines Punktes, eines Tangentenvektores bezüglich Krümmungskoordinaten (gekrümmte Oberflächenparameter u, v), ein Verdrehungsvektor und ähnliches benötigt.

Da alle diese Koordinaten eines Punktes und eines Teiles des Tangentenvektors von den freien Kurven, die bereits erhalten wurden, abgeleitet werden können, kann ein verbleibender Teil des Tangentenvektors aus Gestalts-Parametern der Basisellipse abgeleitet werden, eine Einschränkungsbedingung, ein Verdrehungswinkel und die Größe desselben werden eingestellt. Zusätzlich werden bei der Berechnung des Verdrehungsvektores eine Adini′s-Methode oder eine Forrest′s-Methode je nach Erfordernis angewandt.

Die Erzeugung solch einer freien Oberfläche wird durch Aufteilen der Basisfläche in eine Anzahl von Kontrollabschnitten erhalten. Zum Beispiel wird, wie in Fig. 3 dargestellt, die Basisfläche in vier Teile durch eine vertikale Ebene und durch eine horizontale Ebene, welche die optische Hauptachse L-L enthalten, unterteilt, und die Gestalt der Oberfläche jeder der abgeteilten Regionen bestimmt.

In Fig. 3 sind unter den Voraussetzungen, daß die optische Hauptachse der Basisfläche die X-Achse ist (d. h. eine Achse senkrecht zur Papierebene, eine Richtung zu dieser Seite sei als positive Richtung bezeichnet), daß eine Achse, welche die X-Achse senkrecht schneidet und sich in Horizontalrichtung erstreckt, eine Y-Achse ist (die Richtung nach rechts in Fig. 3 sei die positive Richtung), daß eine Achse, welche die X- und die Y-Achsen senkrecht schneidet und sich in Vertikalrichtung erstreckt, eine Z-Achse ist (eine Aufwärtsrichtung in Fig. 3 sei als positive Richtung gesetzt), und daß ein Ursprung dieses orthogonalen Koordinatensystems ein Punkt 0 sei, die Regionen 5, 6, 7 und 8 jeweils entsprechend in dem ersten Quadranten, dem zweiten Quadranten, dem dritten Quadranten und dem vierten Quadranten einer Y-Z-Ebene bei Betrachtung von vorne angeordnet. Nämlich, wenn ein Parameter O auf einem Winkel um die X-Achse herum eingeführt wird und als dessen Bezugsachse die positive Achse der Y-Achse gesetzt wird, dann besetzt bei Betrachtung der Basisfläche von vorne, die Region 5 den Bereich von 0 θ 90°, die Region 6 besetzt den Bereich von 90° θ 180°, die Region 7 besetzt den Bereich von 180° θ 270° und die Region 8 besetzt den Bereich von 270° θ 360°. Es ist zu bemerken, daß eine derartige Unterteilung in Regionen lediglich dem Zwecke der Vereinfachung dient und, da die benachbarten Regionen hinsichtlich ihrer Oberflächen kontinuierlich sind, keine Stufe in den Oberflächen erzeugt wird.

Zusätzlich wird die Gestalt der Oberfläche in der Region 5 und die Gestalt der Oberfläche in der Region 6 symmetrisch bezüglich der X-Z-Ebene gemacht, während die Gestalt der Fläche der Region 7 und die Gestalt der Fläche der Region 8 bezüglich der X-Z-Ebene symmetrisch sind.

Das Bezugszeichen 9 bezeichnet ein Lampenkolben- Befestigungsloch und ist in einer im wesentlichen elliptischen Gestalt ausgebildet mit dem Ursprung 0 als Zentrum.

Fig. 4 zeigt die Positionsbeziehung zwischen der Brennweite der Basisparabel und dem Glühfaden 3.

Ein Punkt Fh repräsentiert den Brennpunkt einer Basisparabel, d. h. einer Oberflächenlinie zwischen der Basisfläche und der X-Y-Ebene und ist auf der X-Achse rückseitig des hinteren Endes des Glühfadens 3 (nahe dem Ursprung 0) positioniert.

Zusätzlich repräsentiert ein Punkt Fu den Brennpunkt einer Basisparabel, d. h. einer Oberflächenlinie zwischen den Regionen 5 und 6, und befindet sich auf der X-Achse vor dem hinteren Ende des Glühfadens 3 und hinter einem Zentral-Punkt C des Glühfadens 3.

Ein Punkt Fd repräsentiert den Brennpunkt einer Basisparabel, d.i. einer Oberflächenlinie zwischen den Regionen 7 und 8 und ist auf der X-Achse vor dem Zentral-Punkt C des Glühfadens 3 und hinter einem vorderen Ende des Glühfadens 3 plaziert.

Es ist zu bemerken, daß die Brennpunktpositionen der Basisparabeln an den entsprechenden Positionen der Basisfläche variieren und sie sich im wesentlichen kontinuierlich auf der X-Achse bewegen, wie dies nachfolgend beschrieben wird. In diesem Sinne bedeuten der vorstehend genannte Punkt Fh und dergleichen virtuelle Brennpunkte der Basisfläche.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Layouts der Glühfadenabbilder, welche auf eine entfernte Scheibe durch die Regionen 5 und 8 projiziert werden, wenn diese in Vorwärtsrichtung von der hinteren Fläche der Basisfläche aus betrachtet werden. Nebenbei sei bemerkt, daß in diesen Zeichnungen die Linie "H- H" eine Schnittlinie zwischen der X-Y-Linie und der Scheibe darstellt, die in einem Zustand angeordnet ist, in welchem die Scheibe die optische Hauptachse senkrecht schneidet, während die Linie "V-V" eine Schnittlinie zwischen der Scheibe und der X-Z-Ebene darstellt, und der Punkt "HV" einen Schnittpunkt zwischen den beiden Linien bezeichnet.

Fig. 5 zeigt die Region 5 und ein repräsentatives Layout der Glühfadenabbilder, welche von der Region 5 projiziert sind. In dem durch die Region erhaltenen Projektionsmuster sind die Abbilder im wesentlichen auf der rechten Seite der Linie V-V und in der Nähe der Linie H-H und auf der unteren Seite derselben angeordnet.

Die Glühfadenabbilder 10, 10, . . ., die in der Umgebung der Linie H-H angeordnet sind, sind von repräsentativen Punkten projiziert, welche auf der Oberflächenlinie in der X-Y-Linie in der Region 5 angeordnet sind, und obere Kanten tragen zu der Formation der horizontalen Trennlinie in dem Lichtverteilungsmuster bei. Nämlich ist eine Region, welche sich nahe der X-Y-Ebene in der Region 5 befindet, mit der Einschränkungsbedingung betreffend den Tangentenvektor und bezüglich einer Verdrehoperation vorgesehen, so daß die oberen Kanten der Glühfadenabbilder 10, 10, . . . nahe der Linie H-H in einer solchen Weise ausgerichtet sind, daß sich diese entlang der horizontalen Linie H-H und parallel zu dieser erstrecken.

Wenn der Wert des Winkelparameters θ anwächst, ändert sich das Glühfadenabbild, wie dies durch den Pfeil M gezeigt ist. So sind zum Beispiel die Glühfadenabbilder (filament images) 11 und 12 jeweils von repräsentativen Punkten auf Linien 13 und 14, welche durch eine unterbrochene Linie in der Fig. 5 dargestellt sind, projiziert.

Ein Glühfadenabbild 15, das auf der Linie V-V angeordnet ist, wird von einem repräsentativen Punkt, der auf einer Oberflächenlinie in der X-Z-Ebene in der Region positioniert ist, projiziert. Wenn das Glühfadenabbild aufgrund eines Winkelbereiches (dargestellt durch "θa" in Fig. 3) nahe der X-Z-Ebene in der Region 5 liegt, wird die Größe des Wechsels in der Richtung des Pfeiles M bei Zunahme des Winkelparameters θ groß. Dies erfolgt aufgrund der Tatsache, daß in dem Bereich 0° θ 90° - θa die Brennweite der Basisparabel allmählich mit dem Anstieg von θ ansteigt und sich dem Punkt Fu von dem Punkt Fh aus nähert, wie dies durch den Pfeil A in Fig. 4 gezeigt ist. Auf der anderen Seite wird in dem Bereich 90° θ 90° - θa die Brennweite plötzlich groß, wenn der Brennpunkt sich dem Punkt Fu nähert.

Zusätzlich wird aufgrund der Tatsache, daß die Brennweite der Basisparabel in der Vertikalrichtung in der Region 5 größer als die Brennweite der Basisparabel in der Horizontalrichtung in der Region 5 angesetzt ist, ein optischer Effekt dahingehend geboten, daß der Grad der horizontalen Aufweitung größer wird als der Grad der vertikalen Aufweitung in dem Projektionsmuster. Es ist anzumerken, daß die Region 6 und das Layout der Filamentabbilder, die durch diese erreicht werden, klar aus der symmetrischen Eigenheit der Oberflächenkonfiguration bezüglich der X-Z-Ebene hervorgehen und daher erscheint es als ausreichend, wenn auf die bilaterale Beziehung in der Beschreibung bezüglich der Region 5 verwiesen wird und somit eine weitere Beschreibung derselben entfallen kann.

Fig. 6 zeigt die Region 8 und ein repräsentatives Layout der Filamentabbilder, welche von der Region 8 projiziert werden.

Bei dem Projektionsmuster, das von der Region 8 erhalten wird, sind die Abbilder im wesentlichen auf der rechten Seite der Linie V-V und in der Nähe der Linie H-H und auf einer unteren Seite derselben angeordnet.

Die Glühfadenabbilder 16, die auf der Linie V-V angeordnet sind, werden von repräsentativen Punkten, die auf einer Oberflächenlinie in der X-Z-Ebene in der Region 8 liegen, projiziert. Wenn der Wert des Winkelparameters θ ansteigt, ändern sich die Filamentabbilder wie mit dem Pfeil N dargestellt. So ändert sich, wie dies aus den Glühfadenabbildern 19 und 20 deutlich wird, welche entsprechend von repräsentativen Punkten auf Linien 17 und 18, welche als unterbrochene Linien in Fig. 6 gezeigt sind, die Positionen der Filamentabbilder im Uhrzeigersinn in solch einer Weise, daß diese sich von der Linie V-V hinweg bewegen; jedoch wenn θ weiter ansteigt, unterlaufen die Filamentabbilder eine Veränderung in solch einer Weise, daß diese sich der Linie H-H nähern, wie dies durch den Pfeil P dargestellt ist.

Bezüglich der Filamentabbilder aufgrund eines Winkelbereiches (dargestellt durch "θb" in Fig. 3) nahe der X-Z-Ebene der Region 8 ist die Änderungsgröße in Richtung des Pfeiles N bei Zunahme des Winkelparameters θ groß. Dies ist deshalb, da in dem Bereich 270° θ 270° + θb die Brennweite der Basisparabel sich bei Zunahme von θ scharf ändert. Nämlich nähert sich der Brennpunkt, nachdem dieser sich scharf an dem Brennpunkt Fd in Fig. 4 in die Richtung des Pfeiles B verändert hat bei Anwachsen von θ allmählich dem Punkt Fh.

Die Filamentabbilder 21, 21, . . ., die in der Umgebung der Linie H-H angeordnet sind, werden von repräsentativen Punkten, welche auf der Oberflächenlinie in der X-Y-Ebene in der Region 8 liegen, projiziert, und deren obere Kanten tragen der Bildung der horizontalen Trennlinie in dem Lichtverteilungsmuster bei. Nämlich ist eine Region, welche sich nahe der X-Y-Ebene in der Region 8 befindet, mit der Einschränkungsbedingung betreffend den Tangentenvektor und die Verdrehungsoperation versehen, so daß die oberen Kanten der Glühfadenabbilder 21, 21 nahe der Linie H-H in einer solchen Weise ausgerichtet sind, daß diese sich entlang der horizontalen Linie H-H und parallel zu dieser erstrecken.

Es ist zu bemerken, daß die Region 7 und das durch diese erhaltene Layout der Glühfadenabbilder klar aus der symmetrischen Natur dieser Flächenkonfiguration bezüglich der X-Z-Ebene hervorgeht und es daher als ausreichend erscheint, wenn die bilaterale Beziehung in der Beschreibung betreffend die Region 8 umgekehrt wird und somit auf eine entsprechende Beschreibung verzichtet wird.

Fig. 7 zeigt schematisch ein Projektionsmuster 22, das durch die Basisfläche durch Veränderung der Muster in den entsprechenden Regionen erhalten wird.

Da die Glühfadenabbilder der Bildung einer oberen Kante in der Trennlinie beitragen, da ihre oberen Kanten in einer Richtung parallel zu der Linie H-H ausgerichtete sind, tragen diese der Bildung einer klaren horizontalen Trennlinie bei. Zudem kann ein Projektionsmuster, das horizontal um in etwa 15° lediglich durch Steuerung der reflektierenden Oberfläche unter Festlegung der Brennweiten in der Basisfläche erhalten werden. Desweiteren ist es möglich, aufgrund der horizontalen Streuung den Nachteil zu verhindern, daß die Beleuchtungsintensität in einem Bereich zur Seite hin (zu dem Fahrzeug hin) unzureichend wird.

Es ist anzumerken, daß, obgleich die oberen Kanten in dem Projektionsmuster 22 sich in die obere Seite durch übersteigende Linie H-H hineinerstrecken, die Trennlinie auf oder unterhalb der horizontalen Linie in dem Lichtverteilungsmuster, durch eine Einstellung der Scheinwerferbaugruppe positioniert werden kann.

Zusätzlich hat die aktuelle reflektierende Oberfläche einen Formschnitt aus einem Abschnitt der vorstehend beschriebenen Basisfläche in Übereinstimmung mit der Frontform der Scheinwerferanordnung. So wird zum Beispiel im Falle einer geradwandigen Scheinwerferanordnung ein Bereich, welcher in einer Frontansicht rechteckförmig ist, verwendet.

Fig. 8 ist eine verdeutlichte Frontansicht zur schematischen Darstellung der Frontlinse 4, welche in der geradwandigen Scheinwerferanordnung Anwendung findet.

Die Frontlinse 4 umfaßt drei Regionen 23, 24 und 25, welche entlang der Horizontalrichtung angeordnet sind. Die horizontalen Streulinsenstufen sind ausschließlich auf der Rückseite der im Zentrum angeordneten Region 24 ausgebildet. Die horizontalen Streulinsenstufen sind nicht in den benachbarten Regionen 23 und 25 zur linken und rechten Seite der Region 24 ausgebildet, so daß diese Regionen transparent sind.

Normalerweise werden vertikal verlaufende zylindrische Linsenstufen als horizontalstreuende Linsenstufen verwendet. In diesem Beispiel jedoch haben die Linsenstufen jeweils parabolische Horizontalquerschnitte und werden zur Erzeugung einer horizontalen Streuung der Nebelleuchte über einen weiten, einen Beleuchtungsbereich einer Eckleuchte umfassenden, Bereich verwendet.

Die Fig. 9 zeigt einen optischen Weg in einem Falle, in welchem parallele Strahlen von Licht bezüglich einer Linsenstufe dargestellt sind, welche einen wesentlichen Abschnitt der Region 24 bildet.

Wie in der Zeichnung dargestellt ist, ist die Oberfläche der Region 24 flach und die horizontalen Streulinsenstufen 26, 26, . . . haben jeweils parabolische horizontale Querschnitte, welche vorwärts in konvexer Gestalt hervorstehen und auf der Rückseite in Intervallen von wenigen Millimetern ausgebildet sind.

Die Achse m-m, welche sich in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckt, zeigt eine optische Achse eines konkaven Abschnittes 27 jeder der horizontalen Streulinsenstufen 26. Ein Punkt F, der auf der Achse m-m angeordnet ist, bezeichnet den Brennpunkt der Parabel. Nebenbei sei bemerkt, daß die Brennweite in etwa auf 0,1 mm festgelegt ist.

Die parallelen Strahlen 28, 28 des Lichtes, welche auf die konkaven Abschnitte 27 einfallen, werden zunächst an der einfallenden Fläche gestreut und desweiteren und noch weiter an der Ausfallfläche gestreut (diese ist mit dem Bezugszeichen 29 in der Zeichnung bezeichnet).

Die Streuung durch die zylindrischen Linsenstufen basiert auf einem Licht-Fokussierungsvorgang, wogegen die Streuung durch die horizontalen Streulinsenstufen 26, 26, . . . auf einem Divergierungsvorgang aufgrund der konkaven Oberflächen basiert. Das Licht, welches durch einen Punkt der weiter von der Achse m-m entfernt ist hindurchgeht, divergiert stärker von der Achse m-m.

Unter Wirkung diese Frontlinse 4 und der vorstehend beschriebenen reflektierenden Fläche wird es möglich, ein Lichtverteilungsmuster 30 mit einem horizontalen Streuungs winkel δ von in etwa 70 bis 80°, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist, zu bilden.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich wird, wird es in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bezüglich der projizierten Abbilder des Lichtquellenteiles, welche in unmittelbarer Nähe jener horizontalen Linie und parallel zu dieser in dem Lichtverteilungsmuster angeordnet sind, möglich, eine klare Linie zu bilden, welche die Basis der horizontalen Trennlinie durch Ausrichten deren oberen Kanten bildet, ohne eine Abschirmung zu verwenden. Gleichzeitig wird es aufgrund der Wirkungsweise der reflektierenden Fläche möglich, ein horizontal gestreutes Projektionsmuster durch Festlegung der Brennweiten in vertikalen und horizontalen Querschnitten betreffend die Basisfläche der reflektierenden Fläche, zu erhalten.

Zusätzlich wird es, da die horizontal streuenden Linsenstufen jeweils parabolische Horizontalquerschnitte aufweisen und auf der Rückseite der Frontlinse ausgebildet sind, möglich, ein Lichtverteilungsmuster zu erhalten, welches in der Horizontalrichtung weit gestreut ist. Unter Bezugnahme auf die Fig. 11 bis 21 soll nunmehr ein Zusatzscheinwerfer für ein Kraftfahrzeug in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben werden. Es ist anzumerken, daß die dargestellte Ausführungsform ein Beispiel zeigt, in welchem die vorliegende Erfindung in einer Nebelleuchte für ein Kraftfahrzeug Anwendung findet (diese umfaßt einen großen horizontalen Streuwinkel von in etwa 60 bis 80° und ist in der Lage, den Beleuchtungsbereich einer Eckleuchte zu erleuchten).

Wie in einer schematischen Draufsicht in Fig. 11 gezeigt ist, weist ein Zusatzscheinwerfer 101 für ein Kraftfahrzeug einen Reflektor 102, einen Glühfaden 103, welcher derart angeordnet ist, daß dessen Zentralachse eine optische Hauptachse L-L des Reflektors 102 senkrecht schneidet und sich horizontal erstreckt (ein sogenanntes C-6-Layout), und eine Frontlinse 104, welche vor dem Reflektor 102 angeordnet ist, auf. Von dem Glühfaden 103 abgesehen ist der Scheinwerfer 101 gemäß der zweiten Ausführungsform im wesentlichen jenem Scheinwerfer 1 gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich.

Der Reflektor 102 ist derart gestaltet, daß ein spezifiziertes Lichtverteilungsmuster, das eine klare horizontale Trennlinie aufweist, durch Nutzbarmachung der gesamten Reflektoroberfläche ohne Anordnung einer Abschirmung unterhalb des Glühfadens 103 erhalten wird.

Eine Basisfläche des Reflektors 102 ist unter Nutzung einer Parameter- und eine Vektorsteuerung unter Verwendung von CAD als Freiformfläche gestaltet, welche nicht strikt durch einen algebraischen Ausdruck ausgedruckt werden kann.

Die Basisfläche weist eine Gestalt auf, welche durch Hinzufügen von lokalen Deformationen mittels Vektoroperationen oder ähnlichem an den elliptischen Paraboloiden, dessen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der optischen Hauptachse L-L des Reflektors 2 eine Ellipse ist, erhalten wird. Die Basisfläche wird durch einen Prozeß erzeugt, in welchem eine Schar von Kurven erzeugt werden und anschließend eine Gruppe von gewölbten Flächen generiert wird. Obgleich diese Prozeduren jenen gemäß der ersten Ausführungsform ähnlich sind, sollen diese nachfolgend kurz beschrieben werden.

(1) Erzeugung einer Gruppe von Kurven (1-a) Eingabe von Parametern

Als erstes werden die Brennweite einer Basisparabel, ein Deformationsverhältnis derselben, die Größe einer Tangente, ein Zielwinkel eines Lichtbündels und ähnliche Größen in einen Computer eingegeben.

(1-b) Berechnung von Kurvenausdrücken

Nachdem die Koordinaten eines Startpunktes und eines Endpunktes einer Kurve auf der Basis der Basisparabel und des Deformationsverhältnisses derselben bestimmt wurden, wird die Richtung eines Tangentenvektors aus einem Zielwinkel des Lichtstrahles bestimmt und die Größe desselben definiert, um eine freie Kurve (z. B. eine Ferguson-Kurve) zu bestimmen.

Eine Anweisung ob eine oder ob keine Einschränkungsbedingung (senkrechtes Schneiden) für den Tangentenvektor berücksichtigt werden soll, der Durchmesser der Basisellipse, ein Verdrehungsvektor und dergleichen werden in den Computer eingegeben.

Nebenbei sei auf das US-Patent 51 92 124 betreffend die Tatsache verwiesen, daß die Tendenz des Layouts der Filamentabbilder durch Verwirklichung von Einschränkungen bezüglich des Tangentenvektores und einer Verdrehungsoperation bezüglich des Tangentenvektores möglich ist (obgleich in diesem Patent die Zentralachse des Glühfadens entlang der optischen Hauptachse des Reflektors angeordnet ist, ist das grundlegende Konzept ähnlich jenem dieser zweiten Ausführungsform).

(2-b) Berechnung der Ausdrücke von gekrümmten Oberflächen

Generierung von Oberflächenabschnitten (z. B. Coons bikubische Abschnitte oder ähnliches). Zur gleichen Zeit werden bei der Bestimmung eines Oberflächenkoeffizienten (patch coefficient) die Koordinaten eines Punktes, eines Tangentenvektores betreffend die Kurvenlinienkoordinaten (gekrümmte Oberflächenparameter u, v) ein Verdrehungsvektor und dergleichen benötigt.

Da alle Koordinaten eines Punktes und eines Teiles des Tangentenvektores von den freien Kurven, die bereits erhalten wurden, definiert sind, wird der verbleibende Abschnitt des Tangentenvektores aus Gestalts-Parametern der Basisellipse, einer Einschränkungsbedingung und eines Verdrehungswinkels abgeleitet und eine Größe desselben eingestellt. Zusätzlich können bei der Berechnung des Verdrehungsvektors, Adinis- Methode, Forrests-Methode oder dergleichen bei Bedarf Anwendung finden.

Die Erzeugung einer solchen freien Oberfläche wird durch Aufteilen der Basisfläche in eine Anzahl von Kontrollabschnitte bewerkstelligt. So ist zum Beispiel die Basisfläche wie in Fig. 12 gezeigt, in vier Abschnitte durch eine vertikale Ebene und eine horizontale Ebene, welche die optische Hauptachse L-L enthält, unterteilt, und die Gestalt der Oberfläche jeder der abgeteilten Regionen bestimmt.

In Fig. 12 ist unter der Voraussetzung, daß die optische Hauptachse der Basisoberfläche eine X-Achse ist (d.i. eine Achse senkrecht zur Papierebene, eine Richtung zu dieser Seite sei als positive Richtung gesetzt), daß eine Achse, welche die X-Achse senkrecht schneidet und in Horizontalrichtung verläuft, eine Y-Achse ist (die Richtung nach rechts in der Zeichnung sei als positive Richtung angesetzt), daß eine Achse, welche die X- und Y-Achsen senkrecht schneidet und sich in Vertikalrichtung erstreckt, die Z-Achse ist, eine Aufwärtsrichtung in der Zeichnung sei positive Richtung angesetzt, und daß ein Ursprung dieses orthogonalen Koordinatensystems ein Punkt 0 ist, sind die Regionen 105, 106, 107 und 108 jeweils im ersten Quadranten, dem zweiten Quadranten, dem dritten Quadranten und dem vierten Quadranten eine Y-Z-Ebene bei Betrachtung von vorne, angeordnet. Nämlich besetzen, wenn ein Parameter θ (eine Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn sei in der Zeichnung als positive Richtung bezeichnet) als ein Winkel um die X-Achse eingeführt und als dessen Bezugsachse die positive Achse auf der Y-Achse bezeichnet, wenn die Basisfläche von vorne betrachtet wird, die Region 105 den Bereich von 0 θ 90°, die Region 106 den Bereich von 90° θ 180°, die Region 107 den Bereich von 180° θ 270° und die Region 108 den Bereich 270° θ 360°. Es ist zu bemerken, daß eine derartige Aufteilung in Regionen nur der Vereinfachung dient und, da die Regionen hinsichtlich ihrer Oberflächen kontinuierlich sind, keine Stufe in der Oberfläche erzeugt wird.

Das Bezugszeichen 109 bezeichnet ein Lampenkolben- Befestigungsloch, und ist in einer im wesentlichen kreisförmigen Gestalt mit dem Ursprung 0 als Zentrum ausgebildet.

Die Fig. 13 bis 20 zeigen jeweils Tendenzen des Layouts der Glühfadenabbilder, welche auf eine entfernte Scheibe von den Regionen 106 und 107 projiziert werden. Nebenbei sei bemerkt, daß in den Zeichnungen die als "H-H" angegebene Linie eine Schnittlinie zwischen der X-Y-Ebene und der entfernt angeordneten Scheibe in einem Zustand angibt, in welchem die Scheibe senkrecht von der optischen Hauptachse geschnitten wird, während die mit "V-V" gekennzeichnete Linie eine Schnittlinie zwischen der Scheibe und der X-Z-Ebene ist und der Punkt "HV" einen Schnittpunkt der beiden Linien bezeichnet. Es ist anzumerken, daß in den Zeichnungen die Anzahl der Punkte begrenzt ist, wie dies in Erwägung der Tatsache, daß eine Erhöhung der Anzahl von repräsentativen Punkten keinen Nutzen darstellt und es schwierig macht, das Layout der Filamentabbilder zu verstehen. Auch wurde hinsichtlich einer Methode zur Ermittlung der repräsentativen Punkte Beachtung geschenkt, so daß das Überlappen der Filamentabbilder in nicht nennenswerter Weise auftritt.

Fig. 13 zeigt die Region 106 und eine Tendenz des Layouts der Filamentabbilder, welche von der Region 106 projiziert werden. Filamentabbilder 110, 110, . . ., welche von der Region 106 projiziert werden, sind auf der Linie V-V oder auf der linken Seite derselben und in der Umgebung der Linie H-H und auf der unteren Seite derselben angeordnet. Wenn der Winkelparameter θ von 90° aus ansteigt, nähert sich das jeweilige Filamentabbild der Linie H-H, während es allmählich mit links ansteigender Seite diagonal aufwärts geneigt wird, wie dies durch den Pfeil A dargestellt ist.

Die Fig. 14 bis 16 zeigen jeweils Tendenzen des Layouts der entsprechenden Filamentabbilder in einem Fall, in welchem die Region 106 in drei Teile unterteilt ist.

Fig. 14 zeigt eine Region 106a, welche in nächster Nähe zu der X-Z-Ebene in der Region 106 angeordnet ist, sowie eine Tendenz des Layouts der Glühfadenabbilder.

In der Zeichnung ist ein Filamentabbild 111, welches auf der Linie V-V plaziert ist und sich in Horizontalrichtung erstreckt, durch repräsentative Punkte projiziert, welche auf einer Schnittlinie 112 zwischen der Region 106a und der X-Z- Ebene liegen. Mittlerweile wird ein Glühfadenabbild 113, welches auf der linken Seite derselben angeordnet ist und welches mit seiner linken Seite nach oben angehoben geneigt ist, durch repräsentative Punkte, welche auf einer Schnittlinie 114 zwischen der Region 106a und der von θ = θa, und der X-Achse definierten Ebene liegen, projiziert.

Fig. 15 zeigt eine Region 106b, welche in der Mitte des zweiten Quadranten in der Region 106 angeordnet ist sowie eine Tendenz des Layouts des Glühfadenabbildes.

Die Glühfadenabbilder sind auf der linken Seite der Linie V-V und auf der Linie H-H oder unterhalb derselben angeordnet und eine Änderung in der Einstellung des Filamentabbildes wird durch eine Verdrehungsoperation der Oberfläche bewerkstelligt.

Die Glühfadenabbilder 115, 115, . . . in Fig. 15 werden von repräsentativen Punkten projiziert, welche auf einer Schnittlinie 116 zwischen einer Region 106b und der Ebene von θ = θb ( θa), welche die X-Achse enthält, gebildet wird, liegen. Nebenbei sei bemerkt, daß das Glühfadenabbild 113, welches an der untersten Seite angeordnet ist und welches mit einer links angehobenen Seite geneigt ist, durch repräsentative Punkte projiziert wird, welche auf einer Schnittlinie (diese ist äquivalent mit der vorstehend genannten Schnittlinie 114) zwischen der Region 106b und einer Ebene von θ = θa, welche die X-Achse enthält, liegen.

Die Fig. 16 zeigt eine Region 106c, welche in nächster Nähe zu der X-Y-Ebene in der Region 106 angeordnet ist sowie eine Tendenz des Layouts der Filamentabbilder.

Die Filamentabbilder 17, 17, . . . sind auf der linken Seite der Linie V-V und auf der Linie H-H oder in der Umgebung derselben angeordnet. Ein Glühfadenabbild, das von Punkten, welche der X-Achse näher sind, projiziert wird, hat eine größere Fläche. Nebenbei sei bemerkt, daß das Filamentabbild 115 in der Zeichnung von repräsentativen Punkten auf der Schnittlinie 116, die vorstehend beschrieben wurde, projiziert wurde.

Die Fig. 17 zeigen die Region 107 sowie eine Tendenz des Layouts der Filamentabbilder, die von derselben projiziert werden.

Die Glühfadenabbilder 118, 118, . . ., die von der Region 107 projiziert werden, sind auf der Linie V-V oder auf der linken Seite derselben und in der Nähe der Linie H-H oder in der unteren Seite derselben angeordnet. Wenn der Winkelparameter θ von 180° aus ansteigt, werden die Glühfadenabbilder mit ihrer linken Seite so geneigt, daß diese sich diagonal absenken, und dann wird die Neigung zunehmend sanfter und die Filamentabbilder nähern sich dem Punkt HV, wie dies durch den Pfeil B gezeigt ist.

Die Fig. 18 bis 20 jeweils zeigen repräsentative Layouts der Glühfadenabbilder in einem Falle, in welchem die Region 107 in drei Teile unterteilt ist.

Die Fig. 18 zeigt eine Region 107a, welche sich in nächster Nähe der X-Y-Ebene in der Region 107 befindet sowie eine Tendenz des Layouts der Glühfadenabbilder.

In Fig. 18 sind Glühfadenabbilder 119, 119, . . ., welche in der Umgebung der Linie V-V angeordnet sind und sich in Horizontalrichtung erstrecken, durch repräsentative Punkte projiziert, welche auf einer Schnittlinie 120 zwischen der Region 107a und der X-Y-Ebene liegen. Mittlerweile werden Glühfadenabbilder 121, 121, . . ., welche unterhalb der Abbilder 119 angeordnet sind, von repräsentativen Punkten, welche auf einer Schnittlinie 122 zwischen der Region 107a und der Ebene von θ = θc (< 180°), welche die X-Achse enthält, liegen, projiziert. In dem Layout der Glühfadenabbilder ist aufgrund der Wirkung der Verdrehungsoperation der Oberfläche eine Veränderung erkennbar.

Fig. 19 zeigt eine Region 107b, welche in der Mitte des dritten Quadranten in der Region 107 angeordnet ist, sowie eine Tendenz des Layouts der Glühfadenabbilder.

Ein Glühfadenabbild 123, welches sich diagonal abwärts zu der linken unteren Seite der Umgebung des Punktes HV in der Zeichnung erstreckt, wird von repräsentativen Punkten auf einer Schnittlinie 124 zwischen der Region 107b und der Ebene von θ = θd (< θc), welche die x-Achse enthält, projiziert. Nebenbei sei bemerkt, daß die Filamentabbilder 121 von repräsentativen Punkten auf der Schnittlinie 122 wie vorstehend beschrieben projiziert werden.

Fig. 20 zeigt eine Region 107c, welche in nächster Nähe zu der X-Z-Ebene in der Region 107 angeordnet ist sowie eine Tendenz des Layouts der Glühfadenabbilder.

Ein Glühfadenabbild 125 wird von repräsentativen Punkten auf einer Schnittlinie 126 zwischen der X-Z-Ebene und der Region 107c projiziert, und das Glühfadenabbild 125 erstreckt sich in der Horizontalrichtung mit im wesentlichen auf dem Punkt HV angeordnetem Zentralabschnitt. Nebenbei wird das Glühfadenabbild 123 in der Zeichnung von repräsentativen Punkten auf der Schnittlinie 124 wie vorstehend beschrieben projiziert.

Die Tendenz des Layouts der Filamentabbilder bezüglich der linksseitige Hälfte der Basisfläche kann aus den vorstehend beschriebenen Fig. 13 bis 20 ersehen werden. Die verbleibende rechtsseitige Hälfte kann aufgrund der Tatsache, daß die Basisfläche eine im wesentlichen symmetrische Gestalt bezüglich der X-Z-Ebene aufweist, und daß die Tendenzen der Layouts der Glühfadenabbilder betreffend die Regionen 105 und 108 ähnlich jenen in dem Fall der Regionen 106 und 107 sind, durch Umkehr der Orientierung der Winkelparameter abgeleitet werden, so daß eine Beschreibung derselben weggelassen wird.

Die Fig. 21 zeigt eine Tendenz des Gesamtlayouts der Glühfadenabbilder und wurde durch Kombination einiger der Filamentabbilder, die durch die Regionen 105 bis 108 erhalten wurden, abgeleitet.

Die Filamentabbilder, welche der Bildung einer oberen Kante der Trennlinie beitragen, sind in der Umgebung der Linie H-H angeordnet und derart angeordnet, daß sich deren obere Kanten nicht über eine vorbestimmte Höhe hinaus erheben, wobei eine klare Linie, welche eine Basis der horizontalen Trennlinie bildet, ausgebildet ist. Nebenbei, und obwohl die oberen Kanten der gesamten projizierten Abbilder auf der oberen Seite der Linie H-H angeordnet sind, ist es selbstverständlich, daß die Trennlinie auf oder unterhalb der horizontalen Linie in dem Lichtverteilungsmuster durch entsprechende Zieleinstellung der Scheinwerferanordnung positionierbar ist. Zudem hat eine aktuelle reflektierende Oberfläche einen Formschnitt von einem Abschnitt der oben beschriebenen Basisoberfläche in Übereinstimmung mit der Frontgestalt der Scheinwerferanordnung. So findet zum Beispiel bei einer geradwandigen Scheinwerferanordnung ein Bereich, welcher bei Betrachtung von vorne rechteckig ist, Anwendung.

Ähnlich jener ersten Ausführungsform wird es auch in der zweiten Ausführungsform durch Kombination der Frontlinse 4, wie dies in den Fig. 8 und 9 gezeigt ist, und der vorstehend beschriebenen reflektierenden Oberfläche möglich, ein Lichtverteilungsmuster 30 mit einem horizontalen Streuwinkel δ von in etwa 60 bis 80° zu schaffen, wie dies in Fig. 10 dargestellt ist.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung deutlich hervorgeht, wird die Tendenz des Layouts der projizierten Abbilder des Lichtquellenteiles durch Hinzufügen von Deformationen an einen elliptischen Paraboloiden definiert, dessen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der optischen Hauptachse eine Ellipse ist, so daß sichergestellt ist, daß die projizierten Abbilder nicht oberhalb der oberen Seite der horizontalen Linie angeordnet sind wodurch ein Blendlicht reduziert wird. Zudem werden bezüglich der projizierten Abbilder des Lichtquellenteiles, welche in unmittelbarer Nähe jener horizontalen Linie und parallel zu dieser in dem Lichtverteilungsmuster angeordnet sind, diese projizierten Abbilder derart angeordnet, daß deren obere Kanten sich nicht über die horizontale Linie hinaus erheben wodurch es möglich wird, eine klare Linie zu formen, welche eine Basis einer horizontalen Trennlinie bildet.

Zudem sind auch in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung horizontale Streulinsenstufen, welche jeweils parabolische Horizontalquerschnitte aufweisen, auf einer Rückseite der Frontlinse ausgebildet, so daß es möglich wird, ein Lichtverteilungsmuster zu erhalten, welches in Horizontalrichtung weit gestreut ist, ohne die Bildung der horizontalen Trennlinie durch den Reflektor nachteilig zu beeinflussen.

Claims

1. Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug mit einem Reflektor und einer vor dem Reflektor angeordneten Frontlinse, mit welchem ein Lichtverteilungsmuster mit einer horizontalen, parallel zu einer horizontalen Linie verlaufenden Trennlinie erhalten werden kann, gekennzeichnet durch:

(a) ein Lichtquellenteil, das derart angeordnet ist, daß dessen Zentralachse entlang einer optischen Hauptachse des Reflektors verläuft;
(b) eine reflektierende Oberfläche des Reflektors, welche eine Basisfläche von einer Gestalt aufweist, welche durch Aufbringen von Deformationen auf einen elliptischen Parabo loiden erhalten wird, welcher einen elliptischen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der optischen Hauptachse aufweist;
(c) eine Brennweite einer Parabel, welche als Schnittfigur erhalten wird, wenn die Basisfläche von einer horizontalen Ebene, welche die optische Hauptachse enthält, geschnitten wird, die derart festgelegt ist, daß diese kleiner ist als eine Brennweite einer Parabel, welche als Schnittfigur erhalten wird, wenn die Basisfläche von einer vertikalen Ebene, welche die optische Hauptachse enthält, geschnitten wird;
(d) ein Projektionsmuster, das durch die reflektierende Oberfläche erhalten wird, das auf einer unteren Seite einer horizontalen Linie in dem Lichtverteilungsmuster angeordnet ist, wobei einem Bereich der reflektierenden Oberfläche, welcher sich nahe der horizontalen Ebene welche die optische Hauptachse des Reflektors enthält, befindet, eine Verdrehung (twist) hinzugefügt ist und obere Kanten von projizierten Glühfadenabbildern des Glühfadenteiles aufgrund dieser Region derart ausgerichtet werden, daß diese eine Linie bilden, welche eine Basis der horizontalen Trennlinie formt.

2. Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer rückseitigen Oberfläche der Frontlinse horizontal streuende Linsenstufen, welche jeweils einen parabolischen Horizontalquerschnitt aufweisen, ausgebildet sind.

3. Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Reflektor und eine vor dem Reflektor angeordnete Frontlinse aufweist, und welcher in der Lage ist, ein Lichtverteilungsmuster mit einer horizontalen Trennlinie parallel zu einer horizontalen Linie zu erzeugen, gekennzeichnet durch:

(a) ein Lichtquellenteil, das derart angeordnet ist, daß dessen Zentralachse eine optische Hauptachse des Reflektors senkrecht schneidet und sich in Horizontalrichtung erstreckt;
(b) eine reflektierende Fläche des Reflektors, welche eine Basisfläche von einer Gestalt aufweist, welche durch Hinzufügen von Deformationen auf einen elliptischen Paraboloiden, welcher einen elliptischen Querschnitt in einer Ebene senkrecht zu der optischen Hauptachse aufweist, gebildet ist;
(c) wenn ein Winkelparameter der in einer Weise festgelegt ist, daß in einer Frontansicht und mit einer Horizontalebene, welche die optische Hauptachse enthält als Bezugsfläche, ein Winkel im Gegenuhrzeigersinn zunimmt, die projizierten Glühfadenabbilder des Lichtquellenteiles die von einem Bereich der reflektierenden Oberfläche oberhalb der Horizontalen und die optische Hauptachse enthaltenden Ebene, nach vorne projiziert werden, in einer solchen Weise angeordnet sind, daß diese bei Betrachtung in Lichtprojektionsrichtung sich von einer rechten Position in der Nähe der besagten horizontalen Linie zu einer unteren Position unterhalb der besagten horizontalen Linie unter Zunahme des Winkelparameters fortsetzen bis die projizierten Glühfadenabbilder an der untersten Position auf einer vertikalen Linie angeordnet sind, und sich unter weiterer Zunahme des Winkelparameters nach oben erheben, bis die projizierten Glühfadenabbilder an einer, bei Betrachtung in Lichtprojektionsrichtung, linken Position in der Nähe der besagten horizontalen Linie, auf einer der ersten Position gegenüberliegenden, jenseits der vertikalen Linie angeordneten zweiten Position angelangt sind, die projizierten Glühfadenabbilder derart angeordnet sind, daß deren obere Kanten sich nicht über die besagte Linie hinaus erheben; und
(d) die projizierten Glühfadenabbilder des Lichtquellenteiles, welche von einem unterhalb der horizontalen Linie liegenden Bereich der reflektierenden Fläche nach vorne projiziert werden, in einer solchen Weise angeordnet sind, daß diese bei Betrachtung in Lichtprojektionsrichtung sich unter Zunahme des Winkelparameters von einer linken Position in der Nähe der horizontalen Linie zu einer unteren Seite unterhalb der horizontalen Linie bewegt werden, um sukzessive in der Nähe eines Schnittpunktes der horizontalen Linie und der vertikalen Linie angeordnet zu sein, und sich zu der unteren Seite der horizontalen Linie unter weiterer Zunahme des Winkelparameters bewegen, bis die projizierten Glühfadenabbilder an einer, bei Betrachtung in Lichtprojektionsrichtung rechten Position in der Nähe der horizontalen Linie auf einer der linken Position gegenüberliegenden Seite, und mit einer zwischen dieser Position plazierten vertikalen Linie angeordnet sind, so daß sich deren obere Kanten nicht über die horizontale Linie hinaus erheben.

4. Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontal streuenden Linsenstufen jeweils parabelförmige horizontale Querschnitte aufweisen und auf einer Rückseite der Frontlinse ausgebildet sind.

5. Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Reflektor mit einer reflektierenden Oberfläche und einer optischen Hauptachse sowie ein Lichtquellenteil und eine in Front des Reflektors angeordnete Frontlinse aufweist und welcher in der Lage ist, ein Lichtverteilungsmuster mit einer horizontalen Trennlinie, welche parallel zu eine horizontalen Linie verläuft, zu bilden, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) wenn ein Winkelparameter in einer Weise festgelegt ist, daß ein Winkel in einer Frontansicht und mit einer horizontalen und die optische Hauptachse enthaltenden Ebene als Bezugsebene, im Gegenuhrzeigersinn zunimmt, die projizierten Glühfadenabbilder des Lichtquellenteiles, welche von einem Bereich der reflektierenden Oberfläche, welcher oberhalb der horizontalen und die optischen Hauptachse enthaltenden Ebene liegt, nach vorne projiziert werden, sich anfangs mit einer nahezu konstanten Rate fortsetzen, wenn der Winkelparameter von der horizontalen Linie zu der vertikalen Linie hin anwächst, und sich unter einer höheren Rate fortsetzen, wenn die Winkelparameter sich der vertikalen Linie annähern, und
(b) die projizierten Abbilder des Lichtquellenteiles, welche von einer Region der reflektierenden Fläche, welche sich auf einer unteren Seite der Horizontalebene, welche die optische Hauptachse enthält, befindet, nach vorne projiziert werden, sich anfangs unter einer nahezu konstanten Rate fortsetzen, wenn sich der Winkelparameter von der horizontalen Linie zu der vertikalen Linie hin erhöht, und sich mit einer höheren Rate fortsetzen, wenn der Winkelparameter auf die vertikale Linie zukommt.

6. Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtquellenteil derart angeordnet ist, daß sich dessen Zentralachse entlang einer optischen Hauptachse des Reflektors erstreckt.

7. Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtquellenteil derart angeordnet ist, daß dessen Zentralachse die optische Haupt achse senkrecht schneidet und sich in Horizontalrichtung erstreckt.

8. Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug, welcher einen Reflektor mit einer reflektierenden Oberfläche und einer optischen Hauptachse sowie eine vor dem Reflektor angeordnete Frontlinse aufweist und in der Lage ist, ein Lichtverteilungsmuster mit einer horizontalen Trennlinie, die parallel zu einer horizontalen Linie verläuft, bereitzustellen, gekennzeichnet durch

(a) ein Lichtquellenteil das derart angeordnet ist, daß dessen Zentralachse eine optische Hauptachse des Reflektors senkrecht schneidet und sich entlang einer Horizontalrichtung erstreckt;
(b) projizierte Glühfadenabbilder des Lichtquellenteiles, welche nach vorne von der reflektierenden Oberfläche projiziert werden, welche einen ellipsenförmigen Abschnitt in einem Zentrum des projizierten Glühfadenabbilders aufweisen, wobei der ellipsenförmige Abschnitt dunkler ist als der andere Abschnitt des projizierten Glühfadenabbildes, und obere Kanten des projizierten Glühfadenabbildes auf oder unterhalb der besagten horizontalen Linie angeordnet sind.

9. Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Brennweite einer Parabel, welche als Schnittfigur erhalten wird, wenn eine Basisfläche der reflektierenden Oberfläche von einer Ebene, welche die optische Hauptachse enthält geschnitten wird, sich nahe der vertikalen Linie ändert, wenn der Winkelparameter in die ersten und dritten Winkelbereiche wechselt, und dann wenn der besagte Winkelparameter sich nahe der horizontalen Linie ändert.