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Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht
die Priorität
der japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-029485, eingereicht am
6. Februar 2003, deren Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegende
Anmeldung eingeschlossen wird.
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Die vorliegende Erfindung betrifft
einen Fahrzeugscheinwerfer und ein Lichtaussendemodul. Spezieller
betrifft die vorliegende Erfindung einen Fahrzeugscheinwerfer zum
Aussenden von Licht in Vorwärtsrichtung
eines Kraftfahrzeuges.
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Es ist bereits ein LED-Modul (Modul
mit einer lichtemittierenden Diode) bekannt, das den Wirkungsgrad
der Nutzung des Lichtes verbessert, unter Verwendung eines reflektierenden
Spiegels, wie dies beispielsweise in der Veröffentlichung einer offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-94129 beschrieben wird. Bei
diesem LED-Modul wird von einer Lichtaussendevorrichtung aus gesandtes
Licht durch einen konkaven Spiegel reflektiert, der auf einer rückwärtigen Oberfläche aus Formharz
vorgesehen ist.
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Ein Fahrzeugscheinwerfer, der beispielsweise
als üblicher
Scheinwerfer, Nebelleuchte oder Abbiegeleuchte für Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Motorräder und
dergleichen ausgebildet ist, sollte aus Sicherheitsgründen ein
Lichtverteilungsmuster mit hoher Genauigkeit erzeugen. Daher ist
es erforderlich, das von der Lichtaussendevorrichtung ausgesandte
Licht mit hoher Genauigkeit zu steuern. Wenn keine ausreichende
Berücksichtigung
des zu erzeugenden Lichtverteilungsmusters erfolgt, wird in einigen
Fällen
die effiziente Nutzung des Lichtes schwierig.
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Daher besteht ein Ziel der vorliegenden
Erfindung in der Bereitstellung eines Fahrzeugscheinwerfers und
eines Lichtaussendemoduls, welche die voranstehend geschilderten
Schwierigkeiten überwinden
können,
die im Stand der Technik auftreten. Diese und weitere Ziele können durch
die Kombinationen erzielt werden, die in den unabhängigen Patentansprüchen angegeben
sind. In den abhängigen
Patentansprüchen
sind weitere vorteilhafte und beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung angegeben.
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Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung
weist ein Fahrzeugscheinwerfer zum Aussenden von Licht in Vorwärtsrichtung
eines Kraftfahrzeuges auf: eine Halbleiterlichtaussendevorrichtung; einen
Reflektor, dessen optisches Zentrum auf der Halbleiterlichtaussendevorrichtung
liegt, und der von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugtes Licht
in Vorwärtsrichtung
reflektieren kann; und ein Lichtdurchlassteil, das aus Material
besteht, welches das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung
ausgesandte Licht durchlässt,
und so ausgebildet ist, dass das Lichtdurchlassteil die Halbleiterlichtaussendevorrichtung
abdeckt, wobei das Lichtdurchlassteil einen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung
erzeugten Lichtes in Vorwärtsrichtung
ablenkt, und einen anderen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung
erzeugten Lichtes zum Reflektor hin durchlässt.
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Der Reflektor kann so ausgebildet
sein, dass er das Lichtdurchlassteil von der Rückseite der Halbleiterlichtaussendevorrichtung
abdeckt, und das Lichtdurchlassteil kann aufweisen: ein hinteres
Dichtungsteil, das die Form einer Viertelkugel aufweist, deren Zentrum
um die Halbleiterlichtaussendevorrichtung angeordnet ist, wobei
das hintere Dichtungsteil die Halbleiterlichtaussendevorrichtung
von hinten aus abdichtet; und ein vorderes Dichtungsteil, welches
eine Form aufweist, bei welcher ein Krümmungsradius einer Oberfläche im Querschnitt
parallel zur Richtung der Lichtaussendung durch den Fahrzeugscheinwerfer
kleiner ist als der Krümmungsradius
einer Oberfläche
der Viertelkugel, wobei das vordere Dichtungsteil einstückig mit
dem hinteren Dichtungsteil ausgebildet ist, um die Halbleiterlichtaussendevorrichtung
von deren Vorderseite aus abzudichten.
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Der Fahrzeugscheinwerfer kann weiterhin eine
Linse aufweisen, die das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung
erzeugte Licht in Vorwärtsrichtung
des Kraftfahrzeuges richten kann, wobei der Reflektor das reflektierte
Licht auf die Linse einfallen lässt,
und das Lichtdurchlassteil einen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung
erzeugten Lichtes in Vorwärtsrichtung
ablenkt, damit dieser Teil des Lichtes auf die Linse einfällt.
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Der Fahrzeugscheinwerfer kann weiterhin ein
Lichtsperrteil aufweisen, das zwischen dem Halbleiterlichtaussendeteil
und der Linse angeordnet ist, und einen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung
erzeugten Lichtes blockieren kann, wobei der Reflektor das reflektierte
Licht in der Nähe
eines Randes des Lichtsperrteils sammelt, die Linse zumindest einen
Teil einer Abschneidelinie ausbildet, zum Festlegen einer Grenze
zwischen einem hellen Bereich und einem dunklen Bereich in einem
Lichtverteilungsmuster des Fahrzeugscheinwerfers, auf Grundlage
der Form des Randes des Lichtsperrteils, und das Lichtdurchlassteil
in Vorwärtsrichtung
einen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugten
Lichtes ablenkt, damit der Teil des Lichtes in der Nähe des Randes
des Lichtsperrteils hindurchgeht.
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Der Reflektor kann das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung
erzeugte Licht im wesentlichen in Horizontalrichtung reflektieren,
und das Lichtdurchlassteil kann einen Teil des Lichtes, das in Vorwärtsrichtung
von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugt wird, im wesentlichen
zur Horizontalrichtung ablenken.
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Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden
Erfindung weist ein Lichtaussendemodul zur Erzeugung von Licht,
das in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird, auf: eine
Halbleiterlichtaussendevorrichtung; und ein Lichtdurchlassteil, das
aus Material besteht, welches das Licht durchlässt, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugt
wird, und einen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung
erzeugten Lichtes in eine Richtung entsprechend der Vorwärtsrichtung
eines Kraftfahrzeuges ablenken kann, und einen anderen Teil des
Lichtes geradlinig durchlassen kann.
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Die voranstehende Zusammenfassung
der Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichen
Merkmale der vorliegenden Erfindung. Weiterhin kann die vorliegende
Erfindung auch eine Unterkombination der voranstehend geschilderten Merkmale
darstellen. Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter
Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.
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So kann beispielsweise ein Fahrzeugscheinwerfer,
bei welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird, als üblicher
Scheinwerfer ausgebildet sein, als Nebelleuchte, oder als Abbiegeleuchte,
für Kraftfahrzeuge,
Schienenfahrzeuge, Motorräder
und dergleichen.
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In den Figuren zeigt:
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1 ein
Beispiel für
den Aufbau eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 ein
Beispiel für
den Aufbau einer Lichtquelleneinheit;
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3 einen
Vertikalquerschnitt B-B einer Lichtquelle;
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4 einen
Horizontalquerschnitt A-A der Lichtquelle;
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5 eine
Darstellung eines Beispiels für ein
Lichtverteilungsmuster;
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6 einen
Vertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle;
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7 einen
Vertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle;
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8 einen
Vertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle;
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9 einen
Vertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle;
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10 ein
weiteres Beispiel für
den Aufbau der Lichtquelleneinheit;
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11 ein
weiteres Beispiel für
den Aufbau der Lichtquelleneinheit; und
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12 ein
weiteres Beispiel für
den Aufbau der Lichtquelleneinheit.
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Die Erfindung wird nunmehr auf Grundlage der
bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben, wobei nicht der Umfang der vorliegenden Erfindung begrenzt
werden soll, sondern die Erfindung erläutert werden soll. Es sind
nicht sämtliche
Merkmale und deren Kombinationen, die bezüglich der Ausführungsformen
beschrieben werden, unbedingt für
die Erfindung erforderlich.
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1 zeigt
ein Beispiel für
den Aufbau eines Fahrzeugscheinwerfers 400 gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Bei dem Fahrzeugscheinwerfer 400 gemäß diesem
Beispiel wird angestrebt, das von einer Lichtquelle erzeugte Licht
mit hohem Wirkungsgrad zu nutzen. Der Fahrzeugscheinwerfer 400 ist
ein Fahrzeugscheinwerfer zum Aussenden von Abblendlicht, und in
ihm sind mehrere Lichtquelleneinheiten 100 aufgenommen, die
im wesentlichen entlang einer Horizontallinie angeordnet sind, wobei
eine Leuchtenkammer durch eine transparente Abdeckung 402 und
einen Leuchtenkörper 404 gebildet
wird.
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Die Lichtquelleneinheiten 100 weisen
den gleichen oder einer ähnlichen
Aufbau auf, und sind so in der Leuchtenkammer aufgenommen, dass
ihre optischen Achsen in einem Winkel nach unten von etwa 0,3 bis
0,6 Grad in bezug auf die Längsrichtung eines
Kraftfahrzeuges verlaufen, wenn der Fahrzeugscheinwerfer 400 an
der Karosserie des Fahrzeuges befestigt ist.
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Der Fahrzeugscheinwerfer 400 sendet
Licht in Vorwärtsrichtung
des Kraftfahrzeuges aus, auf Grundlage des Lichtes, das von diesen
Lichtquelleneinheiten 100 ausgesandt wird, um so ein vorbestimmtes
Lichtverteilungsmuster auszubilden. Der Fahrzeugscheinwerfer 400 kann
mehrere Lichtquelleneinheiten 100 aufweisen, die jeweils
unterschiedliche Lichtverteilungseigenschaften haben. Alternativ kann
der Fahrzeugscheinwerfer 400 eine einzelne Lichtquelleneinheit 100 aufweisen,
um ein Lichtverteilungsmuster auf Grundlage des Lichtes zu erzeugen,
das von dieser einzelnen Lichtquelleneinheit 100 ausgesandt
wird.
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2 zeigt
ein Beispiel für
den Aufbau der Lichtquelleneinheit 100. Die Lichtquelleneinheit 100 bei
diesem Beispiel ist eine Lichtquelleneinheit des Projektortyps,
welche Licht aussendet, das reflektiert und an einem Ort in der
Nähe der
optischen Achse gesammelt wurde, in Vorwärtsrichtung über eine
Linse. Die Lichtquelleneinheit 100 weist eine Lichtquelle 114 auf,
einen Reflektor 102, ein Lichtsperrteil 112 und
eine Linse 110.
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Die Lichtquelle 114 ist
ein Beispiel für
ein Lichtaussendemodul, welche das in dem Fahrzeugscheinwerfer 400 (vgl. 1) eingesetzte Licht erzeugt.
Bei diesem Beispiel ist die Lichtquelle 114 ein LED-Modul,
welches weißes
Licht erzeugt, und umfasst eine Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104, ein
Substrat 106, und ein Lichtdurchlassteil 108.
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Bei diesem Beispiel ist die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 eine
Vorrichtung mit einer lichtemittierenden Diode (LED), die blaues
Licht erzeugt, und das blaue Licht auf Phosphore (nicht gezeigt) auffallen
lässt,
die zwischen der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 und
dem Lichtdurchlassteil 108 vorgesehen sind, wodurch die
Phosphore zur Erzeugung von gelbem Licht veranlasst werden, also der
Komplementärfarbe
zu blau. Auf diese Weise erzeugt die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 weißes Licht.
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Bei einem alternativen Beispiel kann
die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 die Phosphore
zur Erzeugung von weißem
Licht veranlassen, durch Bestrahlung der Phosphore mit ultraviolettem Licht.
Auf diese Weise kann die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 auch
weißes
Licht erzeugen.
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Das Substrat 106 ist ein
plattenförmiges Bauteil,
welches die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 festlegt,
die sich auf seiner oberen Oberfläche befindet. Das Lichtdurchlassteil 108 ist
ein Formteil, das aus einem Material besteht, welches weißes Licht
durchlassen kann, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugt
wird, und so ausgebildet ist, dass es die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 abdeckt.
Das Lichtdurchlassteil 108 ist dazu vorgesehen, die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 von
oberhalb so abzudichten, dass das Lichtdurchlassteil gegenüberliegend
dem Substrat 106 angeordnet ist, wobei die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 sandwichartig
dazwischen eingeschlossen ist.
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Bei diesem Beispiel weist das Lichtdurchlassteil 108 eine
Form auf, bei welchem ein Teil, das nahe an der Vorderseite des
Kraftfahrzeuges angeordnet werden soll, ebener ist als ein Teil,
das nahe an der Rückseite
des Kraftfahrzeuges angeordnet werden soll. Infolge dieser Form
kann das Lichtdurchlassteil 108 im wesentlichen das gesamte
Licht in Vorwärtsrichtung
ablenken, das nach oben in Vorwärtsrichtung
durch die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugt
wird, so dass dieses Licht auf die Linse 110 auftrifft.
In diesem Fall kann das Lichtdurchlassteil 108 zumindest
einen Teil des in Vorwärtsrichtung
von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 ausgesandten
Lichtes ablenken, in Richtung zur Vorderseite des Kraftfahrzeuges
hin, also im wesentlichen in Horizontalrichtung.
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Das Lichtauslassteil 108 lässt im wesentlichen
das gesamte Licht, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 nach
oben in Rückwärtsrichtung
erzeugt wird, zum Reflektor
102 durch, beispielsweise dadurch,
dass es das Licht geradlinig durchlässt. Daher kann das Lichtdurchlassteil 108 zumindest
den Hauptanteil des Lichtes, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugt
wird, auf die Linse 110 oder den Reflektor 102 mit
geeignetem Einfallswinkel auffallen lassen.
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Der Reflektor 102 ist ein
kombinierter elliptischer, reflektierender Spiegel, der so vorgesehen
ist, dass er sich über
der Lichtquelle 114 von hinten bis zu einer Position oberhalb
und vor der Lichtquelle 114 erstreckt, und ist so ausgebildet,
dass er annähernd
die Lichtquelle von hinten, von oben und von den Seiten der Lichtquelle 114 aus
umgibt. Auf diese Weise reflektiert der Reflektor 102 annähernd das gesamte
von Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 ausgesandte
Licht in Vorwärtsrichtung
zum Reflektor 102 hin, so dass das reflektierte Licht auf
die Linse 110 einfällt.
Der Reflektor 102 kann so ausgebildet sein, dass er das
Lichtdurchlassteil 108 von der Rückseite der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 abdeckt.
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Zumindest ein Teil des Reflektors 102 weist Brennpunkte
F1 und F2 einer elliptischen Oberfläche in der Horizontalebene
auf, die im wesentlichen die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 enthält. Bei diesem
Beispiel weist dieser Teil des Reflektors 102 den Brennpunkt
F1 auf der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 auf,
und den Brennpunkt F2 in der Nähe
des Vorderrandes des Lichtsperrteils 112. Der Reflektor 102 sammelt
daher das reflektierte Licht an einem Ort in der Nähe des Vorderrandes
des Lichtsperrteils 112. Es wird darauf hingewiesen, dass die
Brennpunkte F1 und F2 ein Beispiel für ein optisches Zentrum sind,
das ein Brennpunkt ist, ein Bezugspunkt bei der optischen Konstruktion,
oder dergleichen. Weiterhin kann in Abhängigkeit von der Genauigkeit,
die zur Ausbildung einer Abschneidelinie erforderlich ist, dieses
Teil des Reflektors 102 den Brennpunkt F1 in einem vorbestimmten
Bereich auf der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 aufweisen,
welcher der erforderlichen Genauigkeit entspricht.
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Das Lichtsperrteil 112 in
ein plattenförmiges Bauteil,
das zwischen der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 und
der Linse 110 in der Horizontalebene vorgesehen ist, welche
im wesentlichen die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 enthält und sperrt
einen Teil des Lichtes, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugt
wird, an seinem Vorderrand ab. Bei diesem Beispiel ist die obere Oberfläche des
Lichtsperrteils 112 als reflektierender Spiegel ausgebildet.
In diesem Fall sperrt das Lichtsperrteil 112 das auf es
einfallende Licht dadurch, dass es dieses reflektiert. Das Lichtsperrteil 112 kann
zulassen, dass das reflektierte Licht auf die Linse 110 einfällt. Hierdurch
wird ermöglicht,
das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte Licht
mit hohem Wirkungsgrad zu nutzen.
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Die Linse 110 ist eine aus
Harz bestehende Linse, beispielsweise aus Polyethersulfon (PES), und
bildet zumindest einen Teil des Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugscheinwerfers 400 dadurch aus,
dass sie das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte
Licht in Vorwärtsrichtung des
Fahrzeuges schickt. Bei diesem Beispiel weist die Linse 110 ihren
Brennpunkt in der Nähe
des Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 auf, und richtet
das Licht, das im wesentlichen in der Nähe des Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 durch
den Reflektor 102 gesammelt wurde, in Vorwärtsrichtung
des Kraftfahrzeuges, als im wesentlichen kollimiertes Licht. Auf
diese Weise bildet die Linse 110 zumindest einen Teil einer
Abschneidelinie aus, welche eine Grenze zwischen einem hellen Bereich
und einem dunklen Bereich in dem Lichtverteilungsmuster festlegt,
auf Grundlage der Form des Vorderrandes des Lichtsperrteils 112.
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Es wird hierbei ein Fall betrachtet,
bei dem ein Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugten
Lichtes zwischen dem Reflektor 102 und der Linse 110 hindurchgeht.
In diesem Fall fällt
das Licht weder auf den Reflektor 102 noch auf die Linse 110 ein.
Daher bringt dieses Licht keinen Beitrag zur Lichtverteilung infolge
der Lichtquelleneinheit 100. Das Licht wird daher nicht
effizient genutzt.
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Beim vorliegenden Beispiel trifft
jedoch zumindest der Hauptanteil des Lichtes, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugt
wird, auf den Reflektor 102 oder die Linse 110 mit
einem geeigneten Einfallswinkel auf. Daher kann das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte Licht
mit hohem Wirkungsgrad genutzt werden.
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Weiterhin kann, wenn beispielsweise
die Richtung des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugten
Lichtes unter Verwendung einer Form gesteuert wurde, eine ausreichende
Genauigkeit nicht erzielt werden, wenn die Richtung des Lichtes
ungeeignet war, das durch die Form hindurchgegangen ist. Daher konnte
dieses Licht nicht zur Ausbildung des Lichtverteilungsmusters des
Fahrzeugscheinwerfers eingesetzt werden. Beim vorliegenden Beispiel
werden jedoch das Lichtdurchlassteil 108, das Lichtsperrteil 112,
und die Linse 110 geeignet in bezug auf die Position der
Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 geformt, um das
Lichtverteilungsmuster auszubilden. Daher wird bei diesem Beispiel ermöglicht,
das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte
Licht mit hohem Wirkungsgrad zu nutzen, so dass ein geeignetes Lichtverteilungsmuster
erzeugt wird.
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Die 3 und 4 zeigen Einzelheiten des
Aufbaus der Lichtquelle 114. 3 ist
ein Vertikalquerschnitt BB der Lichtquelle 114, während 4 ein entsprechender Horizontalquerschnitt
AA ist.
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In diesem Beispiel weist das Lichtdurchlassteil 108 ein
hinteres Dichtungsteil 202 und ein vorderes Dichtungsteil 204 auf,
welche zwei Teilen des Lichtdurchlassteils 108 entsprechen.
Das hintere Dichtungsteil 202 weist eine Form wie eine
Viertelkugel auf, deren Zentrum um die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 herum
angeordnet ist, und dichtet die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 von
hinten aus ab. Das hintere Dichtungsteil 202 lässt daher das
von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte
Licht nach oben in Richtung nach hinten durchgehen, im wesentlichen
geradlinig.
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Das vordere Dichtungsteil 204 weist
eine ebenere Form auf als das hintere Dichtungsteil 202. Das
vordere Dichtungsteil 204 ist einstückig mit dem hinteren Dichtungsteil 202 ausgebildet,
wodurch die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 von
ihrer Vorderseite aus abgedichtet wird. Das vordere Dichtungsteil 204 lenkt
daher das in Vorwärtsrichtung nach
oben von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte
Licht ab. Das vordere Dichtungsteils 204 weist eine Form
auf, bei welcher ein Krümmungsradius
einer Oberfläche
im Querschnitt parallel zu jener Richtung, in welcher der Fahrzeugscheinwerfer 400 (vgl. 4) Licht aussendet, kleiner
ist als der Krümmungsradius
des Bauteils, das wie eine Viertelkugel ausgebildet ist, und beispielsweise
als das hintere Dichtungsteil 202 dient. Bei diesem Beispiel
wird ermöglicht,
das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte
Licht mit hohem Wirkungsgrad in der Lichtquelleneinheit 100 (vgl. 2) zu nutzen.
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5 zeigt
schematisch ein Beispiel für
ein Lichtverteilungsmuster 502, das von der Lichtquelleneinheit 100 erzeugt
wird. Das Lichtverteilungsmuster 102 ist ein Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster,
das auf einer gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt wird, die an
einem Ort 25 Meter von der Lichtquelleneinheit 100 angeordnet
ist.
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Der Reflektor 102 bildet
eine Grenze zwischen einem hellen Bereich und einem dunklen Bereich
auf Grundlage der Form des Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 aus,
durch Fokussieren des Lichtes am Brennpunkt F2 in der Nähe des Vorderrandes des
Lichtsperrteils 112. Die Linse 110 schickt dann das
in der Nähe
des Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 fokussierte Licht
nach vorne, um so eine horizontale Abschneidelinie 504 und
eine diagonale Abschneidelinie 506 auszubilden, welche
die Grenze zwischen hellen und dunklen Bereichen im Lichtverteilungsmuster 502 festlegen,
auf Grundlage der Grenze zwischen den hellen und dunklen Bereichen, die
in der Nähe
des Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 vorhanden ist.
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Der Vorderrand des Lichtsperrteils 112 kann so
geformt sein, dass beide Enden nach unten gedreht sind, gesehen
von der Vorderseite aus, beispielsweise entsprechend der horizontalen
Abschneidelinie 504 und der diagonalen Abschneidelinie 506.
Weiterhin kann die Linse 110 das zu einer Position weg
vom Brennpunkt F2 durch den Reflektor 102 reflektierte
Licht auf einen Bereich mit Ausnahme der horizontalen Abschneidelinie 504 und
der diagonalen Abschneidelinie 506 in dem Lichtverteilungsmuster 502 beispielsweise
als diffuses Licht richten.
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Bei diesem Beispiel lenkt das Lichtdurchlassteil 108 einen
Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugten
Lichtes nach vorne ab, so dass dieser Teil des Lichtes in der Nähe der Position
des Brennpunktes der Linse 110 durchgeht, damit dieser
Teil des Lichtes direkt auf die Linse 110 einfällt. In
diesem Fall richtet die Linse 110 dieses einfallende Licht
zu einem Bereich 508 direkt unterhalb eines Schnittpunktes
der horizontalen Abschneidelinie 504 und der diagonalen
Abschneidelinie 506, wobei der Bereich 508 der
zentrale Bereich des Lichtverteilungsmusters 506 ist. Daher
erzeugt die Lichtquelleneinheit 100 deutlich die horizontale
Abschneidelinie 504 und die diagonale Abschneidelinie 506 in dem
Zentralbereich (der sogenannten „heißen Zone") des Lichtverteilungsmusters 502.
Daher wird bei diesem Beispiel ermöglicht, wirksam das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte Licht
zu nutzen, damit ein geeignetes Lichtverteilungsmuster 502 ausgebildet
wird.
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6 ist
eine Vertikalquerschnittsansicht eines anderen Beispiels für eine Lichtquelle 114.
Bei diesem Beispiel ist die vordere Oberfläche des vorderen Dichtungsteils 204 wie
eine Fresnel-Linse ausgebildet. In diesem Fall können die Abmessungen des vorderen
Dichtungsteils 204 verringert werden, verglichen mit jenen
des vorderen Dichtungsteils 204, das unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wurde, und
mit gestrichelten Linien in 6 dargestellt ist.
Weiterhin können
in diesem Fall die Abmessungen der Lichtquelle 114 verkleinert
werden. Abgesehen von den voranstehend geschilderten Ausnahmen,
weisen die in 6 dargestellten
Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 3 gleiche oder ähnliche Funktionen auf wie
die Bauteile in 3, und
daher wird auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.
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7 zeigt
einen Vertikalquerschnitt bei einem weiteren Beispiel für eine Lichtquelle 114.
Bei diesem Beispiel weist das vordere Dichtungsteil 204 ein
erstes Teil 604 und ein zweites Teil 606 auf.
Das erste Teil 604 ist einstückig mit dem hinteren Dichtungsteil 202 ausgebildet,
besteht aus dem selben Material wie das hintere Dichtungsteil 202,
und dichtet die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 von deren
Vorderseite aus ab. Das zweite Teil 606 besteht aus einem
Material, dessen Brechungsindex größer ist als jener des ersten
Teils 604, und umgibt das erste Teil 604 von der
Vorderseite des ersten Teils 604 ab. Das zweite Teil 606 lenkt
daher Licht in Vorwärtsrichtung
ab, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 über das
erste Teil 604 aus einfällt.
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Bei diesem Beispiel besteht ein Teil
des vorderen Dichtungsteils 204 aus einem Material, dessen Brechungsindex
größer ist
als jener des Dichtungsteils 102. In diesem Fall kann die
Oberfläche
des vorderen Dichtungsteils 204 so ausgeformt sein, dass ihr
Krümmungsradius
größer ist
als jener des vorderen Dichtungsteils 204, das unter Bezugnahme
auf 3 beschrieben wurde.
Auch bei diesem Beispiel können
daher die Abmessungen des vorderen Dichtungsteils 204 verkleinert
werden.
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Abgesehen von den voranstehend geschilderten
Unterschieden weisen die in 7 dargestellten
Bauteile mit den selben Bezugszeichen wie in 3 die gleichen oder ähnliche Funktionen wie die Bauteile
in 3 auf, und daher
wird auf ihre erneute Beschreibung verzichtet. Bei einem anderen
Beispiel kann das vordere Dichtungsteil 204 vollständig aus einem
Material bestehen, dessen Brechungsindex größer ist als jener des hinteren
Dichtungsteils 202.
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8 zeigt
einen Vertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle 114.
Bei diesem Beispiel weist das Lichtdurchlassteil 108 zusätzlich ein
Ablenkteil 602 auf. Weiterhin sind das hintere Dichtungsteil 202 und
das vordere Dichtungsteil 204 einstückig oder vereinigt miteinander
ausgebildet, so dass sie annähernd
halbkugelförmig
sind. In diesem Fall kann das vordere Dichtungsteil 204 annähernd die
Form einer Viertelkugel aufweisen.
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Das Ablenkteil 602 besteht
aus einem Material, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtes
Licht durchlassen kann, beispielsweise aus dem selben Material wie
jenem des vorderen Dichtungsteils 204, und ist so ausgebildet,
dass es die Vorderseite des vorderen Dichtungsteils 204 abdeckt.
Weiterhin ist der Krümmungsradius
der vorderen Oberfläche
des Ablenkteils 602 kleiner als jener der vorderen Oberfläche des
vorderen Dichtungsteils 204. Das Ablenkteil 602 lenkt
daher Licht in Vorwärtsrichtung
ab, das über
das vordere Dichtungsteil 204 von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 aus einfällt. Auch
in diesem Fall wird ermöglicht,
das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte Licht
mit hohem Wirkungsgrad in der Lichtquelleneinheit (vgl. 2) zu nutzen. Weiterhin
kann bei diesem Beispiel die Lichtquelle 114 einfach dadurch ausgebildet
werden, dass das Ablenkteil 602 zu einem Allzweck-LED-Modul
hinzugefügt
wird, das beispielsweise halbkugelförmig ist.
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Das Ablenkteil 602 kann
aus einem Material bestehen, dessen Brechungsindex größer ist
als jener des vorderen Dichtungsteils 204. In diesem Fall können die
Abmessungen des Ablenkteils 602 verkleinert werden. Weiterhin
kann das Ablenkteil 602 so angeordnet sein, dass es getrennt
von dem vorderen Dichtungsteil 204 angeordnet ist, oder
an seiner hinteren Oberfläche
mit der vorderen Oberfläche
des vorderen Dichtungsteils 204 in Berührung steht. Abgesehen von
den voranstehend geschilderten Unterschieden, weisen die in 8 gezeigten Bauteile mit den
selben Bezugszeichen wie in 3 die
gleichen oder ähnliche
Funktionen auf wie die Bauteile in 3,
und daher wird auf deren erneute Beschreibung verzichtet.
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9 zeigt
einen Vertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle 114.
Bei diesem Beispiel ist das Ablenkteil 602 so ausgebildet, dass
es die oberen Oberflächen
und die seitlichen Oberflächen
der hinteren und vorderen Dichtungsteile 202 bzw. 204 abdeckt.
Ein Teil des Ablenkteils 602, das nahe an der Hinterseite
des Kraftfahrzeuges angeordnet werden soll, kann eine Form in Form
einer Kugelschale aufweisen, deren Dicke im wesentlichen konstant
ist. Ein Teil des Ablenkteils 602, das nahe an der Vorderseite
des Kraftfahrzeuges angeordnet werden soll, kann eine Form aufweisen,
bei welcher die Dicke zur Vorderseite hin allmählich zunimmt.
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Infolge des voranstehend geschilderten
Aufbaus ermöglicht
es das Ablenkteil 602, dass Licht, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 über das
hintere Dichtungsteil 202 einfällt, geradlinig durch es hindurchgeht.
Weiterhin lenkt das Ablenkteil 602 Licht in Vorwärtsrichtung
ab, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 über das
vordere Dichtungsteil 204 aus einfällt. Auch bei diesem Beispiel
wird ermöglicht,
die Lichtquelle 114 einfach auszubilden. Abgesehen von
den voranstehend geschilderten Unterschieden, weisen die in 9 gezeigten Bauteile mit
den selben Bezugszeichen wie in 8 die
gleichen oder ähnliche
Funktionen wie die Bauteile in 8 auf,
und daher wird auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.
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10 zeigt
ein weiteres Beispiel für
den Aufbau der Lichtquelleneinheit 100. Bei diesem Beispiel
lenkt das Lichtdurchlassteil 108 Licht, das nach oben in
Vorwärtsrichtung
von der Lichtquelle 114 erzeugt wird, nach unten in Vorwärtsrichtung
ab. Das Lichtdurchlassteil 108 lässt vorzugsweise das abgelenkte
Licht in der Nähe
des Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 hindurchgehen.
In diesem Fall lässt
das Lichtdurchlassteil 108 dieses Licht auf einen Ort noch
näher an
der Abschneidelinie des Lichtverteilungsmusters auftreffen.
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Daher wird bei diesem Beispiel ermöglicht, das
Lichtverteilungsmuster in geeigneterer Weise auszubilden. Abgesehen
von den voranstehend geschilderten Unterschieden weisen die in 10 gezeigten Bauteile mit
den gleichen Bezugszeichen wie in 2 die
gleichen oder ähnliche
Funktionen wie in 2 auf,
und wird auf deren erneute Beschreibung verzichtet.
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11 zeigt
ein weiteres Beispiel für
die Lichtquelleneinheit 100. Bei diesem Beispiel ist die Lichtquelle 114 so
angeordnet, dass sie zur Vorderseite des Kraftfahrzeuges hin weist.
Das Lichtdurchlassteil 108 weist eine Form auf, bei welcher
ein Bereich um eine Spitze einer Halbkugel, deren Zentrum um die
Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 angeordnet ist,
zur Vorderseite des Kraftfahrzeuges vorspringt.
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Der voranstehend geschilderte, vorspringende
Bereich des Lichtdurchlassteils 108 lenkt in Vorwärtsrichtung
einen Teil des Lichtes ab, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugt
wird, das sich in einem Winkel innerhalb eines vorbestimmten Bereichs
in bezug zur optischen Achse der Lichtenquelleneinheit 100 befindet,
um diesen Teil des Lichtes in der Nähe eines vorbestimmten Brennpunktes
F2 zu sammeln, und lässt
dann diesen Teil des Lichtes auf die Linse 110 einfallen.
Weiterhin lässt
ein halbkugelförmiger
Bereich des Lichtdurchlassteils 108 mit Ausnahme des vorspringenden
Bereichs das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte
Licht geradlinig hindurchgehen. Zumindest ein Teil des halbkugelförmigen Bereichs lässt das
dort durchgehende Licht auf den Reflektor 102 auffallen.
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Bei diesem Beispiel ist der Reflektor 102 so ausgebildet,
dass sie die Lichtquelle 114 von oben aus abdeckt. Bei
einem alternativen Beispiel kann der Reflektor 102 so ausgebildet
sein, dass er die Lichtquelle 114 darüber hinaus von der Seite und/oder
von unten aus abdeckt. Der Reflektor 102 sammelt das reflektierte
Licht in der Nähe
des Brennpunktes F2.
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Die Linse 110 richtet das
Licht, das auf sie aufgetroffen ist, nachdem es an dem Brennpunkt
F2 gesammelt wurde, nach vorne, wodurch das Lichtverteilungsmuster
erzeugt wird. Bei diesem Beispiel wird ermöglicht, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte
Licht mit hoher Genauigkeit zu steuern, und es effizient zu nutzen.
Weiterhin kann das Lichtverteilungsmuster in geeigneter Weise auf Grundlage
des mit hoher Genauigkeit gesteuerten Lichtes erzeugt werden.
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Die Lichtquelleneinheit 100 weist
weiterhin ein Lichtsperrteil (nicht gezeigt) zur Ausbildung der Abschneidelinie
auf, in der Nähe
des Brennpunktes F2. In diesem Fall kann die Linse 110 die
Abschneidelinie auf Grundlage der Form des Randes dieses Lichtsperrteils
ausbilden. Abgesehen von den voranstehend geschilderten Unterschieden,
weisen die in 11 gezeigten
Bauteile mit den selben Bezugszeichen wie in 2 die gleichen oder ähnliche Funktionen auf, wie
die Bauteile in 2, und
daher wird auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.
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12 zeigt
ein weiteres Beispiel für
den Aufbau der Lichtquelleneinheit 100. Die Lichtquelleneinheit 100 bei
diesem Beispiel ist eine parabelförmige Lichtquelleneinheit,
die Licht in Vorwärtsrichtung unter
Verwendung einer parabelförmigen,
reflektierenden Oberfläche
aussendet, und weist den Reflektor 102 und die Lichtquelle 114 auf.
Die Lichtquelle 114 weist die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 auf,
das Substrat 106, und das Lichtdurchlassteil 108.
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Bei diesem Beispiel lenkt das Lichtdurchlassteil
108 im wesentlichen das gesamte Licht, das nach oben in Vorwärtsrichtung
von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugt
wird, im wesentlichen in die Horizontalrichtung ab. Weiterhin lässt das
Lichtdurchlassteil 108 im wesentlichen das gesamte Licht,
das nach oben in Rückwärtsrichtung von
der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugt wird,
geradlinig durch es hindurchgehen, wodurch dieses Licht zum Reflektor 102 geschickt
wird.
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Der Reflektor 102 ist ein
parabelförmiger,
reflektierender Spiegel, der einen Brennpunkt in der Nähe der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 aufweist.
Der Reflektor 102 reflektiert das Licht, das nach oben
in Rückwärtsrichtung
von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugt
wird, im wesentlichen in Horizontalrichtung. Bei diesem Beispiel wird
ermöglicht,
im wesentlichen das gesamte Licht, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugt
wird, mit hohem Wirkungsgrad im wesentlichen in die Horizontalrichtung
zu schicken.
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Die Lichtquelleneinheit 100 kann
Licht, das von dem Lichtdurchlassteil 108 abgelenkt wird,
und Licht, das durch den Reflektor 102 reflektiert wird,
auf einen Bereich mit Ausnahme der Abschneidelinie in dem Lichtverteilungsmuster
beispielsweise als diffuses Licht einfallen lassen. Auch in diesem
Fall wird ermöglicht,
das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte
Licht mit hohem Wirkungsgrad zu nutzen, um so in geeigneter Weise
das Lichtverteilungsmuster auszubilden. Abgesehen von den voranstehend
geschilderten Unterschieden weisen die in 12 gezeigten Bauteile mit den selben
Bezugszeichen wie in 2 die
gleichen oder ähnliche Funktionen
wie die Bauteile in 2 auf,
und daher wird auf eine erneute Beschreibung verzichtet.
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Wie aus den voranstehenden Ausführungsformen
deutlich geworden sein sollte, wird gemäß der vorliegenden Erfindung
ermöglicht,
das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugte Licht mit
hohem Wirkungsgrad zu nutzen.
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Zwar wurde die vorliegende Erfindung
anhand beispielhafter Ausführungsformen
erläutert
und beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, dass Fachleute
auf diesem Gebiet zahlreiche Änderungen und
Substitutionen vornehmen können,
ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweisen,
die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergeben
und von den beigefügten
Patentansprüchen
umfasst sein sollen.