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Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Leuchteneinheit und
dergleichen, die in einem Fahrzeugscheinwerfer zur Ausbildung einer
Abschneidelinie eingesetzt wird.
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Wie
im Patentdokument 1 (JP-2001-270383-A) geschildert, ist ein Fahrzeugscheinwerfer
bekannt, der so ausgebildet ist, dass er die Geometrie eines Lichtverteilungsmusters
mit einer Abschneidelinie in dessen oberer Zone durch Abstrahlung
von Licht von mehreren Leuchteneinheiten ausbildet.
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Weiterhin
beschreibt das Patentdokument 2 (JP-2003-31011-A) eine geradlinige
Lichtquelleneinheit, bei welcher mehrere lichtemittierende Dioden
in einer geradlinigen Gruppe angeordnet sind, und die so ausgebildet
ist, dass das Licht von der geradlinigen Lichtquelleneinheit in
Vorwärtsrichtung
durch ein vorbestimmtes, reflektierendes Teil reflektiert wird.
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Falls
die geradlinige Lichtquelle, die im Patentdokument 2 beschrieben
ist, bei einem Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird, wird ermöglicht,
die Anordnung zu verkleinern, und die Geometrie des Lichtverteilungsmusters
mit der Abschneidelinie in der oberen Zone auszubilden. Allerdings
führt dies
zu Schwierigkeiten in der Hinsicht, deutliche Abschneidelinien zu
erhalten.
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Angesichts
der voranstehend geschilderten Unzulänglichkeit besteht ein Ziel
der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Leuchteneinheit, die
in einem Fahrzeugscheinwerfer zur Ausbildung einer Abschneidelinie
eingesetzt wird, der eine deutliche Abschneidelinie mit einem einfachen
Aufbau erzeugen kann.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch Verwendung eines Halbleiter-Lichtemissionselements
als Lichtquelle, eines vorbestimmten Lichtabschirmteils, und einer
Projektionslinse erreicht.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird eine Leuchteneinheit für einen Fahrzeugscheinwerfer
eingesetzt, die so ausgebildet ist, dass die Geometrie eines Lichtverteilungsmusters
mit einer vorbestimmten Abschneidelinie in einer oberen Zone abgestrahlten Lichts
erzeugt wird. Die Leuchteneinheit, die zur Ausbildung der vorbestimmten
Abschneidelinie verwendet wird, weist eine Projektionslinse auf,
die auf einer optischen Achse angeordnet ist, die sich in Längsrichtung
eines Fahrzeugs erstreckt, ein Lichtabschirmteil, das in der Nähe eines
Brennpunkts an der Rückseite
der Projektionslinse angeordnet ist, so dass eine oberer Rand des
Lichtabschirmteils in der Nähe
der optischen Achse angeordnet ist, so wie ein Halbleiter-Lichtemissionselement,
das etwas hinter dem Lichtabschirmteil angeordnet ist. Ein Lichtstrahl, der
von dem Halbleiter-Lichtemissionselement ausgesandt wird, das teilweise
durch das Lichtabschirmteil abgeschirmt wird, wird in Vorwärtsrichtung über die
Projektionslinse abgestrahlt, um einen Teil der Abschneidelinie
als invertiertes Bild mit der Form des oberen Randes des Lichtabschirmteils
auszubilden.
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Das
Lichtverteilungsmuster, das eine vorbestimmte Abschneidelinie in
seinem oberen Abschnitt aufweist, kann typischerweise bei einem
sogenannten Abblendlicht-Verteilungsmuster
eingesetzt werden. Es kann jedoch auch bei jedem anderen Lichtverteilungsmuster
eingesetzt werden.
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Die
Geometrie der vorbestimmten Abschneidelinie ist nicht speziell beschränkt. Sie
kann aus einer Kombination aus einer horizontalen Abschneidelinie,
die horizontal verläuft,
und einer schrägen
Abschneidelinie bestehen, die sich von der horizontalen Abschneidelinie
aus schräg
nach oben erstreckt. Weiterhin kann sie aus mehreren Paaren rechter
und linker, horizontaler Abschneidelinien bestehen, die stufenförmig angeordnet
sind.
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Die „Leuchteneinheit" ist so ausgebildet, dass
sie „einen
Teil der Abschneidelinie erzeugt".
Ein anderer Teil der Abschneidelinie kann durch Abstrahlung von
Licht von denselben Arten von Leuchteneinheiten ausgebildet werden,
wie voranstehend erläutert,
oder von anderen Arten von Leuchteneinheiten.
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Das „Lichtabschirmteil" ist nicht auf einen speziellen
Aufbau beschränkt,
obwohl es vorzugsweise in der Nähe
der Rückseite
eines Brennpunkts an der Rückseite
der Projektionslinse so angeordnet ist, dass der obere Rand des
Lichtabschirmteils in der Nähe
der optischen Achse angeordnet ist.
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Das „Halbleiter-Lichtemissionselement" ist ebenfalls nicht
auf einen speziellen Typ beschränkt. So
können
beispielsweise eine lichtemittierende Diode, eine Laserdiode und
dergleichen verwendet werden.
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Wie
voranstehend erwähnt,
wird die Leuchteneinheit zur Ausbildung der vorbestimmten Abschneidelinie
eingesetzt, und weist eine Projektionslinse auf, die auf einer optischen
Achse angeordnet ist, die sich in Längsrichtung eines Fahrzeugs
erstreckt, ein Lichtabschirmteil, das in der Nähe eines Brennpunkts an der
Rückseite
der Projektionslinse so angeordnet ist, dass ein oberer Rand in
der Nähe der
optischen Achse angeordnet ist, sowie ein Halbleiter-Lichtemissionselement,
das hinter dem Lichtabschirmteil angeordnet ist. Daher wird ein
Lichtstrahl, der von dem Halbleiter-Lichtemissionselement ausgesandt
wird, das teilweise durch das Lichtabschirmteil abgeschirmt wird,
in Vorwärtsrichtung über die
Projektionslinse abgestrahlt, um einen Teil der Abschneidelinie
als invertiertes Bild der Form des oberen Randes des Lichtabschirmteils
auszubilden. Daher wird hierdurch ermöglicht, dass die Leuchteneinheit
eine deutliche Abschneidelinie zur Verfügung stellt. Das Halbleiter-Lichtemissionselement
wird als Lichtquelle verwendet, und das Lichtabschirmteil ist um
die Lichtquelle an ihrer Vorderseite herum vorgesehen. Weiterhin
ist die Projektionslinse an der Vorderseite des Lichtabschirmteils
angeordnet. Hierdurch kann ermöglicht
werden, die Leuchteneinheit zu verkleinern.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung kann die Leuchteneinheit, die in dem Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt
wird, verkleinert werden, und kann eine deutliche Abschneidelinie
erzeugen.
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Wenn
die Leuchteneinheit einen solchen Aufbau aufweist, dass mehrere
der Halbleiter-Lichtemissionselemente und mehrere der Lichtabschirmteile
vorgesehen sind, kann die Lichtmenge des von der Leuchteneinheit
abgestrahlten Lichts weiter erhöht werden,
und kann eine Anzahl von Abschneidelinien erzeugt werden.
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Wenn
bei zumindest zweien der Lichtabschirmteile deren obere Ränder jeweils
eine unterschiedliche Form aufweisen, lässt sich eine frei wählbare Geometrie
der Abschneidelinie einfach durch das von der Leuchteneinheit abgestrahlte
Licht erzeugen.
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In
diesem Fall kann, wenn die mehreren Lichtabschirmteile einstückig oder
vereinigt ausgebildet sind, die Positionsbeziehung zwischen diesen Lichtabschirmteilen
exakt eingestellt werden, so dass die Abschneidelinie exakt ausgebildet
wird.
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Wenn
der Fahrzeugscheinwerfer mit mehreren der Leuchteneinheiten gemäß der vorliegenden Erfindung
versehen ist, kann der Scheinwerfer selbst verkleinert werden, und
wird darüber
hinaus ermöglicht,
das Lichtverteilungsmuster mit deutlichen Abschneidelinien zu erhalten.
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Andere
Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung,
den beigefügten
Zeichnungen, und den beigefügten
Patentansprüchen
deutlich werden.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine Vorderansicht eines
Fahrzeugscheinwerfers mit mehreren Leuchteneinheiten gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 schematisch das Profil
von Lichtverteilungsmustern auf einer gedachten, vertikalen Leinwand,
die durch Licht erzeugt werden, das von. einer Lichtquelle gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung abgestrahlt wird;
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3 eine teilweise vergrößerte Darstellung von 1, wobei eine der Leuchteneinheiten
gezeigt ist, die zur Ausbildung horizontaler Abschneidelinien des
Fahrzeugscheinwerfers dient;
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4 eine Querschnitts-Seitenansicht
der Leuchteneinheit von 3;
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5 eine Aufsicht auf die
Leuchteneinheit von 3;
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6 eine Perspektivansicht
zur Erläuterung
des Profils eines Lichtverteilungsmusters auf der gedachten, vertikalen
Leinwand, das durch Licht erzeugt wird, das von der in 3 gezeigten Leuchteneinheit
abgestrahlt wird;
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7 eine Querschnitts-Seitenansicht
einer anderer Leuchteneinheit zur Ausbildung einer horizontalen
Abschneidelinie;
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8 eine teilweise vergrößerte Ansicht
von 1, wobei eine der
Leuchteneinheiten zur Erzeugung schräger Abschneidelinien dargestellt
ist;
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9 eine Perspektivansicht
zur Erläuterung
des Profils eines Lichtverteilungsmusters auf der gedachten, vertikalen
Leinwand, das durch Licht erzeugt wird, das von der in 8 gezeigten Leuchteneinheit
abgestrahlt wird;
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10 eine Querschnitts-Seitenansicht
von 1, wobei eine der
Leuchteneinheiten zur Ausbildung eines diffusen Bereichs dargestellt
ist;
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11 eine Perspektivansicht
zur Erläuterung
des Profils eines diffusen Bereichs, der durch Licht erzeugt wird,
das von der in 10 gezeigten Leuchteneinheit
abgestrahlt wird;
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12 eine teilweise vergrößerte Ansicht
einer Leuchteneinheit gemäß einem
abgeänderten Beispiel
einer Ausführungsform
der Erfindung;
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13 eine Aufsicht auf die
Leuchteneinheiten von 12;
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14 eine Perspektivansicht
zur Erläuterung
des Profils zu Lichtverteilungsmustern auf der gedachten, vertikalen
Leinwand, die durch Licht erzeugt werden, das von der in 12 gezeigten Leuchteneinheit
abgestrahlt wird;
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15 eine teilweise vergrößerte Vorderansicht
einer Leuchteneinheit gemäß einem
anderen, abgeänderten
Beispiel einer Ausführungsform
der Erfindung und
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16 eine Perspektivansicht
zur Erläuterung
des Profils eines Lichtverteilungsmusters auf der gedachten, vertikalen
Leinwand, das durch Licht erzeugt wird, das von der in 15 gezeigten Leuchteneinheit
abgestrahlt wird.
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1 ist eine Vorderansicht
eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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In 1 weist ein Fahrzeugscheinwerfer 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung zwölf
Leuchteneinheiten auf, die in Vertikalrichtung in drei Stufen angeordnet
sind, innerhalb einer Leuchtenkammer, die aus einem Leuchtengehäuse 12 und einer
lichtdurchlässigen
Abdeckung 14 besteht, die an einer Öffnung am Vorderende des Leuchtengehäuses 12 angebracht
ist. Im Einzelnen sind vier Leuchteneinheiten 20A und 20B ausgerichtet
in der unteren Stufe vorhanden, vier Leuchteneinheiten 40A und 40B ausgerichtet
in der mittleren Stufe, und vier Leuchteneinheiten 60A und 60B in
der oberen Stufe.
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Der
Hauptanteil der lichtdurchlässigen
Abdeckung 14 ist eben ausgebildet. Der obere Bereich der lichtdurchlässigen Abdeckung 14 weist
mehrere Diffusorlinsenelemente auf, die wie vertikale Streifen ausgerichtet
sind, um das von den vier Leuchteneinheiten 60A und 60B in
der oberen Stufe abgestrahlte Licht diffus auszubilden. Ein inneres
Feld 16 ist an der Rückseite
der lichtdurchlässigen
Abdeckung 14 so angeordnet, dass es die zwölf Leuchteneinheiten umgibt.
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2 zeigt schematisch die
Geometrie von Lichtverteilungsmustern P auf einer gedachten, vertikalen
Leinwand, die in Vorwärtsrichtung
in einer Entfernung von 25 Metern angeordnet ist, erzeugt durch Licht,
das in Vorwärtsrichtung
von dem Fahrzeugscheinwerfer 10 abgestrahlt wird.
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Das
Lichtverteilungsmuster P ist ein Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster für Lichtverteilung an
der linken Seite. Das Muster P weist eine horizontale Abschneidelinie
CL1 in der oberen Zone und eine schräge Abschneidelinie CL2 auf,
die in einem vorbestimmten Winkel θ (beispielsweise θ = 15 Grad) in
Bezug zur horizontalen Abschneidelinie CL1 verläuft. Ein Abknickpunkt E als
Schnittpunkt der Abschneidelinien CL1 und CL2 befindet sich an einer Position
unterhalb von H-V als Fluchtpunkt zur Vorderseite der Leuchteneinheit
um etwa 0,5 bis 0,6 Grad. Eine „heiße Zone" HZ als Bereich mit hoher Lichtintensität ist so
vorgesehen, dass sie den Abknickpunkt E geringfügig nach links umgibt.
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Das
Lichtverteilungsmuster P wird durch Zusammensetzen von Lichtverteilungsmustern
erzeugt, die festgelegt sind durch Muster P1a und P1b zur Ausbildung
der horizontalen Abschneidelinie, Muster P2a und P2b zur Ausbildung
der schrägen
Abschneidelinie, und Muster P3a und P3b zur Ausbildung des diffusen
Bereichs.
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Die
Muster P1a und P1b sind Lichtverteilungsmuster zur Ausbildung der
horizontalen Abschneidelinie CL1. Die Muster P1a und P1b werden durch
das Licht erzeugt, das von den vier Leuchteneinheiten 20A und 20B in
der unteren Stufe abgestrahlt wird. Die Muster P1a, also zwei Muster
zur Ausbildung der horizontalen Abschneidelinie, werden durch die
zwei Leuchteneinheiten 20A erzeugt, die sich im Zentrum
befinden, und befinden sich in der Nähe des Abknickpunktes E. Die
Muster P1a sind relativ kleine und helle Muster. Die Muster P1b,
also zwei Muster zur Ausbildung der horizontalen Abschneidelinie,
werden von den zwei Leuchteneinheiten 20B erzeugt, die
an beiden Seiten der Stufe angeordnet sind, und sind so angeordnet,
dass sie die beiden Muster P1a rechts umgeben. Die Muster P1b sind
relativ große
Muster.
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Die
Muster P2a und P2b sind Lichtverteilungsmuster zur Erzeugung der
schrägen
Abschneidelinie CL2. Diese Muster werden durch das von den vier
Leuchteneinheiten 40A und 40B, die in der mittlern
Stufe ausgerichtet angeordnet sind, abgestrahlte Licht erzeugt.
Die relativ kleinen und hellen Muster P2a, also zwei Muster zur
Ausbildung der schrägen Abschneidelinie,
die von den zwei Leuchteneinheiten 40A erzeugt werden,
die im Zentrum angeordnet sind, liegen in der Nähe des Abknickpunktes E. Die relativ
großen
Muster P2b, also zwei Muster zur Ausbildung der schrägen Abschneidelinie, die
von den zwei Leuchteneinheiten 40B erzeugt werden, die
an beiden Seiten in dieser Stufe liegen, sind so angeordnet, dass
sie die beiden Muster P2a nach links umgeben.
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Die
Muster P3a und P3b sind Lichtverteilungsmuster zur Ausbildung des
diffusen Bereichs des Lichtverteilungsmusters P. Die Muster P3a
und P3b werden so erzeugt, dass sie in weitem Ausmaß diffus
in Querrichtung unterhalb der horizontalen Abschneidelinie CL1 ausgebildet
sind. Die Muster P3a und P3b werden durch mehrere Diffusorlinsenelemente 14s erzeugt,
welche in Querrichtung das von den vier Leuchteneinheiten 60A und 60B in
der oberen Stufe abgestrahlte Licht diffus ausbilden. Der Winkel
des diffusen Lichts in Querrichtung des Musters P3b, das zur Ausbildung
des diffusen Bereichs dient, der von den Leuchteneinheiten 20B erzeugt wird,
die an beiden Seiten in dieser Stufe angeordnet sind, ist größer als
jener des Musters P3a, das durch die Leuchteneinheiten 20A im
Zentrum der Stufe ausgebildet wird.
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Nachstehend
wird der spezielle Aufbau jeder der Leuchteneinheiten 20A, 20B, 40A, 40B, 60A und 60B beschrieben.
Zunächst
wird der jeweilige Aufbau der Leuchteneinheiten 20A und 20B zur
Ausbildung horizontaler Abschneidelinien geschildert.
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3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht einer
der in 1 gezeigten Leuchteneinheiten 20A. Die 4 und 5 sind eine Querschnitts-Seitenansicht
bzw. eine Aufsicht, welche die Leuchteneinheit 20A als
einzelne Einheit zeigen.
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Wie
in den 4 und 5 gezeigt, weist die Leuchteneinheit 20A eine
Projektionslinse 22A auf, die auf einer optischen Achse
Ax angeordnet ist, die in Längsrichtung
eines Fahrzeugs verläuft,
ein Lichtabschirmteil 24, das hinter dem Brennpunkt Fa
der Projektionslinse 22A angeordnet ist, und ein Halbleiter-Lichtemissionselement 26,
das um den Ort herum hinter dem Lichtabschirmteil 24 angeordnet
ist.
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Die
Projektionslinse 22A ist als Plankonvexlinse ausgebildet,
mit einer konvexen Oberfläche
an der Vorderseite und mit einer ebenen Oberfläche an der Rückseite.
Ihre Brennweite fa ist auf einen relativ großen Wert eingestellt. Die Projektionslinse 22A ist fest
an einem Halterungsteil 30 über ein Verbindungsteil (nicht
gezeigt) angebracht. Das Lichtabschirmteil 24 ist als plattenförmiges Teil
ausgebildet, das sich entlang der vertikalen Oberfläche erstreckt, die
in rechtem Winkel die optische Achse Ax kreuzt. Ein oberer Rand 24a des
Lichtabschirmteils 24 ist fest so an dem Halterungsteil 30 angebracht,
dass es in Horizontalrichtung über
die optische Achse Ax in Horizontalrichtung herübergeht. Das Halbleiter-Lichtemissionselement 26 ist
eine lichtemittierende Diode, die weißes Licht aussendet, und die
fest an dem Halterungsteil 30 über ein Substrat 28 so
angebracht ist, dass ein Lichtemissionschip 26a zur Vorderseite
der Leuchteneinheit auf der optischen Achse Ax gerichtet ist.
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In
der Leuchteneinheit 20A wird das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 26 in
Vorwärtsrichtung
abgestrahlte Licht durch die Projektionslinse 22A umgekehrt,
die dazu führt,
dass das durchgelassene Licht geringfügig zur optischen Achse Ax
hin gesammelt wird. Das Licht, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 26 ausgesandt
wird, und nach unterhalb der optischen Achse Ax gerichtet ist, wird
durch das Lichtabschirmteil 24 abgeschirmt. Hierdurch wird
verhindert, dass die Leuchteneinheit 20A Licht nach oben
hin abstrahlt.
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6 ist eine Perspektivansicht
zur Erläuterung
der Geometrie eines Lichtverteilungsmusters auf der gedachten, vertikalen
Leinwand, das durch von der in 3 gezeigten
Leuchteneinheit abgestrahltes Licht erzeugt wird, als Perspektivansicht von
der Rückseite
aus.
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Wie
in der Figur gezeigt, dient die Leuchteneinheit 20A zur
Erzeugung des Musters P1a, das einen Teil der horizontalen Abschneidelinie
CL1 enthält,
als das invertierte Bild des oberen Randes 24a des Lichtabschirmteils 24.
Die Leuchteneinheit 20A ist so angeordnet, dass sich die
optische Achse Ax etwas nach unten und rechts in Bezug auf die Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt. Die Orientierung der optischen Achse Ax
ist in Horizontalrichtung versetzt bei den beiden Leuchteneinheiten 20A.
Dies führt
dazu, dass die beiden Muster P1a erhalten werden können, die
horizontale Abschneidelinien aufweisen.
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7 ist eine Querschnitts-Seitenansicht,
in welcher die Leuchteneinheit 20B als einzelne Einheit dargestellt
ist.
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Wie
aus dieser Figur hervorgeht, weist die Leuchteneinheit 20B einen ähnlichen
Aufbau auf wie die Leuchteneinheit 20A. Die Projektionslinse 22B weist
eine unterschiedliche Brennweite auf. Genauer gesagt, ist die Brennweite
fb der Projektionslinse 22B kürzer gewählt als die Brennweite fa der
Projektionslinse 22A der Leuchteneinheit 20A.
Das Lichtabschirmteil 24 ist an der Rückseite des Brennpunktes Fb
der Projektionslinse 22B angeordnet, wie bei der Leuchteneinheit 20A.
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Bei
der Leuchteneinheit 20B wird das Licht, das in Vorwärtsrichtung
von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 26 ausgesandt
wird, durch die Projektionslinse 22B umgekehrt, was dazu
führt,
dass das von ihr durchgelassene Licht zur optischen Achse Ax hin
gesammelt wird, verglichen mit der Projektionslinse 22A.
Hierdurch wird ermöglicht,
dass die Leuchteneinheit 20B die Muster P1b erzeugt, die
größer sind
als die Muster P1a, die in 2 gezeigt
sind. Weiterhin ist die Leuchteneinheit 20B so ausgebildet, dass
die optische Achse Ax etwas nach unten und rechts in Bezug auf die
Längsrichtung
des Fahrzeugs verläuft.
Die Orientierung der optischen Achse Ax ist in Horizontalrichtung
bei den beiden Leuchteneinheiten 20B versetzt angeordnet,
um so zwei Muster P1b zur Ausbildung horizontaler Abschneidelinien
zu erzeugen.
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Als
nächstes
wird der jeweilige Aufbau der Leuchteneinheiten 40A und 40B zur
Ausbildung schräger
Abschneidelinien geschildert.
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8 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der
Leuchteneinheit 40A von 1.
Weiterhin ist 9 eine
Perspektivansicht zur Erläuterung
der Geometrie eines Lichtverteilungsmusters auf der gedachten, vertikalen
Leinwand, das durch das von der Leuchteneinheit 40A abgestrahlte
Licht erzeugt wird, in Perspektivansicht von der Rückseite
aus.
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Wie
aus den Figuren hervorgeht, weist die Leuchteneinheit 40A eine
Projektionslinse 42A auf, die auf der optischen Achse Ax
vorgesehen ist, die sich in Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt, ein Lichtabschirmteil 44, das
an der Rückseite
des Brennpunkts der Projektionslinse 42A angeordnet ist,
und ein Halbleiter-Lichtemissionselement 46, das um eine
Position herum hinter dem Lichtabschirmteil 44 angeordnet
ist. Der Aufbau der Leuchteneinheit 40A ist ähnlich wie
bei der Leuchteneinheit 20A, einschließlich der Brennweite der Projektionslinse 42A, jedoch
mit Ausnahme des Lichtabschirmteils 44.
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Das
Lichtabschirmteil 44 ist ein plattenförmiges Teil, das sich entlang
der vertikalen Oberfläche erstreckt,
die in rechtem Winkel die optische Achse Ax kreuzt, sowie das Lichtabschirmteil 24.
Der obere Rand 44a des Lichtabschirmteils 44 ist
so ausgebildet, dass er so verläuft,
dass er die optische Achse Ax kreuzt, und gegen die Horizontalebene,
welche die optische Achse Ax enthält, um einen vorbestimmten
Winkel θ verkippt
ist.
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Bei
der Leuchteneinheit 40A wird, ebenso wie im Falle der Leuchteneinheit 20A,
das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 46 ausgesandte Licht
teilweise durch das Lichtabschirmteil 44 abgeschirmt, und
dann weiter in Vorwärtsrichtung über die Projektionslinse 42A abgestrahlt.
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Gemäß 9 dient die Leuchteneinheit 40A zur
Ausbildung der Muster P2a, um schräge Abschneidelinien aufzuweisen,
die einen Teil der schrägen
Abschneidelinie CL2 bilden, als invertiertes Bild des oberen Endrandes 44a des
Lichtabschirmteils 44. Die Leuchteneinheit 40A ist
so angeordnet, dass sich die optische Achse Ax etwas nach unten
und links in Bezug auf die Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt. Die Orientierung der optischen Achse Ax
ist im Winkel zwischen den beiden Leuchteneinheiten 40A um
einen vorbestimmten Winkel θ versetzt
angeordnet, um zwei Muster P2a auszubilden, die schräge Abschneidelinien
aufweisen.
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Weiterhin
ist die Leuchteneinheit 40B ähnlich ausgebildet wie die
Leuchteneinheit 40A. Allerdings unterscheidet sich die
Brennweite der Projektionslinse 42B von jener der Leuchteneinheit 40A.
Genauer gesagt, ist die Brennweite der Projektionslinse 42B kürzer als
die Brennweite der Projektionslinse 42A der Leuchteneinheit 40A.
Noch genauer ist die Brennweite der Projektionslinse 42B auf
einen Wert eingestellt, der gleich der Brennweite fb der Projektionslinse 22B der
Leuchteneinheit 20B ist.
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Bei
der Leuchteneinheit 40B wird das in Vorwärtsrichtung
von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 46 ausgesandte
Licht durch die Projektionslinse 42B umgekehrt, was dazu
führt,
dass das von ihr durchgelassene Licht zur optischen Achse Ax hin
gesammelt wird, im Vergleich zur Projektionslinse 42A. Wie
in 2 gezeigt, werden
die Muster P2b erzeugt, die größer sind
als die Muster P2a. Die Leuchteneinheit 40B ist so angeordnet,
dass sich die optische Achse Ax etwas nach unten und links in Bezug auf
die Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt. Die Orientierung der optischen Achse Ax
ist im Winkel versetzt zwischen den beiden Leuchteneinheiten 40A,
in einer Richtung, die um einen vorbestimmten Winkel θ verkippt
ist, um so zwei Muster P2b für schräge Abschneidelinien
auszubilden.
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Als
nächstes
wird der jeweilige Aufbau der Leuchteneinheiten 60A und 60B zur
Ausbildung eines diffusen Bereiches erläutert.
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10 ist eine Querschnitts-Seitenansicht der
Leuchteneinheit 60A zusammen mit der lichtdurchlässigen Abdeckung 14.
Weiterhin ist 11 eine
Perspektivansicht zur Erläuterung
der Geometrie eines diffusen Bereichs auf der gedachten, vertikalen
Leinwand, der durch das von der Leuchteneinheit 60A abgestrahlte
Licht erzeugt wird, in Perspektivansicht von der Rückseite
aus.
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Wie
in den Figuren gezeigt ist, weist die Leuchteneinheit 60A eine
Projektionslinse 62A auf, die auf der optischen Achse Ax
angeordnet ist, die in Längsrichtung
des Fahrzeugs verläuft,
sowie ein Halbleiter-Lichtemissionselement 66, das um den Brennpunkt
Fa an der Rückseite
der Projektionslinse 62A herum angeordnet ist. Die Leuchteneinheit 60A weist
einen ähnlichen
Aufbau wie die Leuchteneinheit 20A auf, mit Ausnahme der
Tatsache, dass die Leuchteneinheit 60A nicht mit einem
Lichtabschirmteil 24 versehen ist, das in der Leuchteneinheit 20A vorhanden
ist.
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Die
Leuchteneinheit 60A ist so ausgebildet, dass sie in Vorwärtsrichtung
von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 66 ausgesandtes
Licht über
die Projektionslinse 62A abstrahlt, ebenso wie die Leuchteneinheit 20A.
Das von der Projektionslinse 62A abgestrahlte Licht wird
in Querrichtung diffus ausgebildet, durch mehrere Diffusorlinsenelemente 14s der
lichtdurchlässigen
Abdeckung 14, die vor der Projektionslinse 62A angeordnet
sind.
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Wie
in 11 gezeigt, ist die
Leuchteneinheit 60A so ausgebildet, dass das in Horizontalrichtung
lange Muster P3a für
einen diffusen Bereich auf Grundlage der mehreren Diffusorlinsenelemente 14s ausgebildet
wird, die vor der Leuchteneinheit 60A vorgesehen sind,
um diffuses Licht in Querrichtung bereitzustellen. Die optische
Achse Ax der Leuchteneinheit 60A ist so gewählt, dass
sie nach unten in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs orientiert ist,
so dass der obere Rand des Musters P3a für den diffusen Bereich nicht über die
horizontale Abschneidelinie CL1 hinausgeht. Die andere dieser beiden Leuchteneinheiten 60A weist
einen ähnlichen
Aufbau wie voranstehend beschrieben auf.
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Die
Leuchteneinheit 60B ist ähnlich ausgebildet wie die
Leuchteneinheit 60A, mit Ausnahme der Tatsache, dass die
Brennweite der Projektionslinse 62B anders ist als bei
der Leuchteneinheit 60A. Im Einzelnen ist die Brennweite
der Projektionslinse 62B kürzer als die Brennweite fa
der Projektionslinse 62A der Leuchteneinheit 60A.
Noch genauer ist die Brennweite der Projektionslinse 62B auf
jenen Wert eingestellt, der im Wesentlichen gleich der Brennweite
fb der Projektionslinse 22B der Leuchteneinheit 20B ist.
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Bei
der Leuchteneinheit 60B wird das in Vorwärtsrichtung
von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 66 ausgesandte
Licht durch die Projektionslinse 62B umgekehrt, was dazu
führt,
dass das von ihr durchgelassene Licht zur optischen Achse Ax hin
gesammelt wird, im Vergleich zur Projektionslinse 62A. Dies
führt dazu,
dass das Muster P3b für
den diffusen Bereich erzeugt wird, das größer ist als das Muster P3a.
Die optische Achse Ax der Leuchteneinheit 60B ist so eingestellt,
dass sie nach unten in Längsrichtung
des Fahrzeugs orientiert ist, so dass der obere Rand des Musters
P3b nicht über
die horizontale Abschneidelinie CL1 hinausgeht. Die andere der beiden Leuchteneinheiten 60B weist
einen ähnlichen
Aufbau auf wie die voranstehend geschilderte.
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Wie
voranstehend erwähnt,
weist der Fahrzeugscheinwerfer 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
vier Leuchteneinheiten 20A und 20B zur Ausbildung
der horizontalen Abschneidelinie CL1 des Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters
P auf. Weiterhin weist jede der Leuchteneinheiten 20A und 20B Projektionslinsen 22A und 22B auf,
die jeweils auf der optischen Achse Ax angeordnet sind, die sich
in Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt, die Lichtabschirmteile 24, die
jeweils in der Nähe
der Brennpunkte an der Rückseite
der Projektionslinsen 22A und 22B angeordnet sind,
so dass jeder der Oberränder
der Lichtabschirmteile 24 in der Nähe der optischen Achse Ax angeordnet
ist, sowie das Halbleiter-Lichtemissionselement 26,
das hinter dem Lichtabschirmteil 24 vorgesehen ist. Daher
wird das Licht, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 26 ausgesandt
wird, teilweise durch das Lichtabschirmteil 24 abgeschirmt,
und wird das teilweise abgeschirmte Licht infolge des Lichtabschirmteils 24 weiter in
Vorwärtsrichtung über die
Projektionslinsen 22A und 22B ausgesandt, so dass
ein Teil der horizontalen Abschneidelinie CL1 als das invertierte
Bild der Form des oberen Randes des Lichtabschirmteils erzeugt wird.
Dies führt
dazu, dass eine deutliche, horizontale Abschneidelinie CL1 erhalten
werden kann. Weiterhin wird das Halbleiter-Lichtemissionselement 26 als
Lichtquelle verwendet, und ist das Lichtabschirmteil 24 vor
dem Halbleiter-Lichtemissionselement 26 angeordnet. Jede
der Projektionslinsen 22A und 22B ist vor dem
Lichtabschirmteil 24 angeordnet. Der voranstehend geschilderte
Aufbau ermöglicht
es daher, dass jede der Leuchteneinheiten 20A und 20B kompakt
ausgebildet ist.
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Weiterhin
weist der Fahrzeugscheinwerfer 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform
vier Leuchteneinheiten 40A und 40B zur Ausbildung
der schrägen
Abschneidelinie CL2 des Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters P auf.
Weiterhin weist jede der Leuchteneinheiten 40A und 40B Projektionslinsen 42A und 42B auf,
die jeweils auf der optischen Achse Ax angeordnet sind, die sich
in Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt, die Lichtabschirmteile 44, die
jeweils in der Nähe
der Brennpunkte an der Rückseite
der Projektionslinsen 42A und 42B so angeordnet
sind, dass jeder der oberen Ränder
der Lichtabschirmteile 44 in der Nähe der optischen Achse Ax liegt,
sowie das Halbleiter-Lichtemissionselement 46, das hinter
dem Lichtabschirmteil 44 angeordnet ist. Das Licht, das
von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 46 ausgesandt
wird, wird daher teilweise durch das Lichtabschirmteil 44 abgeschirmt, und
das Licht, das teilweise durch das Lichtabschirmteil 44 abgeschirmt
wird, wird weiter in Vorwärtsrichtung über die
Projektionslinsen 42A und 42B so abgestrahlt,
dass die schräge
Abschneidelinie CL2 teilweise als das invertierte Bild der Form
des oberen Randes des Lichtabschirmteils 44 ausgebildet
wird. Dies führt
dazu, dass eine deutliche, schräge
Abschneidelinie CL2 erhalten werden kann. Weiterhin wird das Halbleiter-Lichtemissionselement 46 als Lichtquelle
eingesetzt, und ist das Lichtabschirmteil 44 vor dem Halbleiter-Lichtemissionselement 46 angeordnet.
Jede der Projektionslinsen 42A und 42B ist an
der Vorderseite des Lichtabschirmteils 44 angeordnet. Daher
ermöglicht
der voranstehend geschilderte Aufbau, jede der Leuchteneinheiten 40A und 40B kompakt
auszubilden.
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Wie
voranstehend erwähnt,
ermöglicht
es die vorliegende Ausführungsform,
jede der Leuchteneinheiten 20A, 20B, 40A und 40B zu
verkleinern, und das Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster P zur Verfügung zu
stellen, bei dem gemeinsam die deutliche, horizontale Abschneidelinie
CL1 und die deutliche, schräge
Abschneidelinie CL2 vorgesehen sind.
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Bei
dieser Ausführungsform
ist jede der Leuchteneinheiten 60A und 60B im
Wesentlichen ebenso ausgebildet wie jede der Leuchteneinheiten 20A, 20B, 40A und 40B für die Erzeugung
der horizontalen und schrägen
Abschneidelinien. Daher kann der Fahrzeugscheinwerfer 10 verkleinert
ausgebildet werden.
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Da
jede der Projektionslinsen 22A und 22B der Leuchteneinheiten 20A und 20B zur
Erzeugung horizontaler Abschneidelinien unterschiedliche Brennweiten
fa und fb aufweisen, weisen die sich ergebenden Geometrien der Muster
P1a und P1b unterschiedliche Abmessungen auf. Dies ermöglicht es, die
Lichtintensitätsverteilung
des Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters
P um die horizontale Abschneidelinie CL1 herum zu vergleichförmigen,
wobei gleichzeitig eine ausreichende Fernsicht auf der Straße in Vorwärtsrichtung
sichergestellt wird.
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Weiterhin
weisen, da jede der Projektionslinsen 42A und 42B der
Leuchteneinheiten 40A und 40B zur Erzeugung schräger Abschneidelinien
unterschiedliche Werte fa und fb aufweisen, die sich ergebenden
Geometrien der Muster P2a und P2b unterschiedliche Abmessungen auf.
Dies ermöglicht
es, die Lichtintensitätsverteilung
des Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters
P um die schräge
Abschneidelinie CL2 herum zu vergleichförmigen, wobei gleichzeitig
eine ausreichende Fernsicht auf der Straße in Vorwärtsrichtung sichergestellt
wird.
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Da
die beiden Projektionslinsen 62A und 62B der Leuchteneinheiten 60A und 60B zur
Erzeugung des diffusen Bereichs unterschiedliche Brennweiten fa
und fb aufweisen, weisen die sich ergebenden Geometrien der Muster
P3a und P3b unterschiedliche Abmessungen auf. Dies ermöglicht es, dass
die Leuchteneinheiten 60A und 60B über einen weiten
Bereich Licht in den Bereich in kurzer Entfernung auf der Straße in Vorwärtsrichtung
abstrahlen, ohne eine ungleichmäßige Lichtverteilung
hervorzurufen.
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Bei
der vorliegenden Ausführungsform
sind vier Leuchteneinheiten 20A und 20B, vier
Leuchteneinheiten 40A und 40B, und vier Leuchteneinheiten 60A und 60B in
drei Stufen angeordnet. Die Anzahl dieser Leuchteneinheiten und
deren Anordnung können
jedoch abgeändert
werden, entsprechend dem angestrebten Lichtverteilungsmuster, der
angestrebten Lichtintensitätsverteilung,
und dergleichen.
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Nachstehend
wird ein erstes, abgeändertes Beispiel
für diese
Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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12 zeigt eine Leuchteneinheit 120A des abgeänderten
Beispiels, die ähnlich
wie in 3 ausgebildet
ist. Weiterhin ist 13 eine
Aufsicht, welche die Leuchteneinheit 120A als einzelne
Einheit zeigt.
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Wie
aus diesen Figuren hervorgeht, weist die Leuchteneinheit. 120A eine
Projektionslinse 122A auf, die auf der optischen Achse
Ax angeordnet ist, die sich in Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt, ein Lichtabschirmteil 124, das
in der Nähe
eines Brennpunkts Fa an der Rückseite
der Projektionslinse 122A angeordnet ist, und drei Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C,
die hinter dem Lichtabschirmteil 124 angeordnet sind. Die Leuchteneinheit 120A weist
einen ähnlichen
Aufbau auf, wie die Leuchteneinheit 20A, einschließlich der Brennweite
fa der Projektionslinse 122A, mit Ausnahme der Tatsache,
dass drei Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C eingesetzt werden.
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Die
drei Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C sind
in Horizontalrichtung in vorbestimmten Abständen entlang dem oberen Rand 124a des
Lichtabschirmteils 124 angeordnet. Das Halbleiter-Lichtemissionselement 126A im
Zentrum ist auf der optischen Achse Ax angeordnet.
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Bei
der Leuchteneinheit 120A wird, wie bei der Leuchteneinheit 20A,
das jeweilige Licht, das von den Halbleiter-Lichtemissionselementen 126A, 126B und 126C ausgesandt
wird, teilweise durch das Lichtabschirmteil 124 abgeschirmt,
und wird weiter über die
Projektionslinse 122A in Vorwärtsrichtung abgestrahlt.
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14 ist eine Perspektivansicht
zur Erläuterung
der Geometrie von Lichtverteilungsmustern auf der gedachten, vertikalen
Leinwand, die durch das von der Leuchteneinheit 120A abgestrahlte
Licht erzeugt werden, gesehen von der Rückseite aus.
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Wie
aus der Figur hervorgeht, dient die Leuchteneinheit 120A zur
Ausbildung des Musters P1aA für
die horizontale Abschneidelinie, welches ähnlich dem Muster P1a ist,
das von der Leuchteneinheit 20A erzeugt wird, auf Grundlage
des Aussendens von Licht von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 126A auf
der optischen Achse Ax, und zur Ausbildung von zwei Mustern P1aB
und P1aC für
horizontale Abschneidelinien, die sich teilweise mit dem Muster
P1aA überlappen,
auf Grundlage des Aussendens des Lichts von den Halbleiter-Lichtemissionselementen 126B und 126C an
beiden Seiten der Reihe.
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Bei
diesem abgeänderten
Beispiel können die
mehreren Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C die
Helligkeit des von der Leuchteneinheit 120A abgestrahlten
Lichts noch weiter verbessern, und den Bereich erweitern, der als
die horizontale Abschneidelinie CL1 ausgebildet werden soll.
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Weiterhin
wird das Lichtabschirmteil 124 gemeinsam für die mehreren
Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C eingesetzt.
Dies ermöglicht
es, die Positionsbeziehung zwischen den Lichtabschirmpositionen
entsprechend den jeweiligen Halbleiter-Lichtemissionselementen 126A, 126B und 126C exakt
einzustellen. Dies führt
dazu, dass die horizontale Abschneidelinie CL1 exakt ausgebildet
werden kann.
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Selbstverständlich ist
es bei diesem abgeänderten
Beispiel möglich,
einen ähnlichen
Aufbau wie bei der Leuchteneinheit 120A bei der Leuchteneinheit
zur Erzeugung der schrägen
Abschneidelinie einzusetzen.
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Ein
zweites, abgeändertes
Beispiel für
die Ausführungsform
wird nachstehend geschildert.
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15 zeigt einen wesentlichen
Abschnitt einer Leuchteneinheit 140A des zweiten, abgeänderten
Beispiels, die im Wesentlichen ebenso ausgebildet ist wie in 12. Weiterhin ist 16 eine Perspektivansicht
zur Erläuterung
der Geometrie von drei Mustern PaA, PaB und PaC auf der gedachten,
vertikalen Leinwand, die durch das von der Leuchteneinheit 140A abgestrahlte
Licht erzeugt werden, in Perspektivansicht von der Rückseite
aus.
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Wie
aus diesen Figuren hervorgeht, weist die Leuchteneinheit 140A eine
Projektionslinse 142A auf, die auf der optischen Achse
Ax angeordnet ist, die sich in Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt, ein Lichtabschirmteil 144, das
in der Nähe
eines Brennpunktes an der Rückseite
der Projektionslinse 142A angeordnet ist, und drei Halbleiter-Lichtemissionselemente 146A, 146B und 146C,
die hinter dem Lichtabschirmteil 144 angeordnet sind. Die
Leuchteneinheit 140A weist einen ähnlichen Aufbau auf wie die
Leuchteneinheit 120A gemäß dem ersten, abgeänderten
Beispiel, mit Ausnahme der Ausbildung des Lichtabschirmteils 144.
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Ein
oberer Rand 144a des Lichtabschirmteils 144 besteht
aus drei Segmenten. Im Einzelnen erstrecken sich Segmente 144aB und 144aC an
beiden Seiten des oberen Randes 144a, welche den Halbleiter-Lichtemissionselementen 146B bzw. 146C entsprechen,
in Horizontalrichtung, wie der obere Endrand 124a des Lichtabschirmteils 124.
Das andere Segment 144aA, welches dem Halbleiter-Lichtemissionselement 146A entspricht,
erstreckt sich in einer Richtung, die in Bezug auf die Horizontalrichtung
um einen vorbestimmten Winkel θ verkippt
ist.
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Bei
der Leuchteneinheit 140A wird, wie im Falle der Leuchteneinheit 120A,
das von dem jeweiligen Halbleiter- Lichtemissionselement 146A, 146B und 146C ausgesandte
Licht teilweise durch das Lichtabschirmteil 144 abgeschirmt,
und weiter über die
Projektionslinse 142A in Vorwärtsrichtung abgestrahlt. In
diesem Fall kann das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 146A im
Zentrum der Reihe auf der optischen Achse Ax ausgesandte Licht das
Muster PaA für
die schräge
Abschneidelinie ausbilden, ähnlich
wie das Muster P2a für
die schräge Abschneidelinie
bei der Leuchteneinheit 40A. Weiterhin kann das von den
Halbleiter-Lichtemissionselementen 146B und 146C an
beiden Seiten der Reihe ausgesandte Licht zwei Muster PaB und PaC
für horizontale
Abschneidelinien ausbilden, die sich teilweise mit dem Muster P2A für die schräge Abschneidelinie überlappen.
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Bei
dem zweiten, abgeänderten
Beispiel weist jedes der Segmente 144aA, 144aB und 144aC der
oberen Endränder 144a,
von denen jeder einen der Halbleiter-Lichtemissionselemente 146A, 146B und 146C entspricht,
eine unterschiedliche Form auf. Das von der Leuchteneinheit 144A abgestrahlte
Licht kann daher einfach eine Abschneidelinie mit frei wählbarer
Form erzeugen.
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Weiterhin
sind das Lichtabschirmteil 124 bei dem ersten, abgeänderten
Beispiel, und das Lichtabschirmteil 144 des zweiten, abgeänderten
Beispiels jeweils einstückig
oder vereinigt ausgebildet. Weiterhin kann das Lichtabschirmteil 124 und/oder 144 individuell
für die
jeweiligen drei Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C und/oder 146A, 146B und 146C ausgebildet
sein.
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Weiterhin
sind bei der Ausführungsform
und deren abgeänderten
Beispielen jedes der Halbleiter-Lichtemissionselemente 26, 46, 66, 126A und 146A auf
der optischen Achse Ax angeordnet. Allerdings können diese Halbleiter-Lichtemissionselemente
auf einem Ort angeordnet sein, der geringfügig von der optischen Achse
Ax beabstandet ist. In diesem Fall kann jede Position der Halbleiter-Lichtemissionselemente 26, 46, 66, 126A und 146A nach oben
gegenüber
der optischen Achse Ax versetzt angeordnet sein. Hierdurch nimmt
die Lichtmenge zu, welche die jeweilige Projektionslinse 22A, 22B, 42A, 428, 62A, 62B, 122A und 142A erreicht,
da Licht um die optischen Achse Ax herum nicht durch das jeweilige
Lichtabschirmteil 24, 44, 124 bzw. 144 abgeschirmt
wird. Hierdurch wird ermöglicht,
den Lichtwirkungsgrad der Leuchteneinheit zu verbessern. Eine derartige
Anordnung kann bei den Halbleiter-Lichtemissionselementen 126B und 126C bzw. 146B und 146C eingesetzt
werden, die an beiden Seiten des Halbleiter-Lichtemissionselements 126A bzw. 146A angeordnet
sind.
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Zwar
wurde die Erfindung anhand einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen
beschrieben, jedoch werden Fachleute aufgrund der vorliegenden Offenbarung
erkennen, dass andere Ausführungsformen
möglich
sind, die nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen.
Der Umfang der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der Gesamtheit
der vorliegenden Anmeldeunterlagen und soll von den beigefügten Patentansprüchen umfasst sein.