DE102006003615A1

DE102006003615A1 - Fahrzeug-Scheinwerfer

Info

Publication number: DE102006003615A1
Application number: DE102006003615A
Authority: DE
Inventors: Naoki Uchida
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2005-02-01
Filing date: 2006-01-25
Publication date: 2006-08-17
Anticipated expiration: 2026-01-26
Also published as: CN1815079A; DE102006003615B4; US20060170379A1; JP2006216251A; CN1815079B

Abstract

Ein Fahrzeug-Scheinwerfer umfasst eine erste Lampeneinheit, die eine Entladungslampe als Lichtquelle verwendet, und eine zweite Lampeneinheit, die ein Halbleiter-Lichtemissionselement als Lichtquelle verwendet. Der Betrieb der ersten und der zweiten Lampeneinheit wird im Wesentlichen gleichzeitig gestartet, wobei in Verbindung damit die zweite Lampeneinheit während einer Periode bis zum Übergang der Entladungslampe zu einem stabilen Leuchtzustand leuchtet. Auf diese Weise wird die nicht ausreichende Leuchtenergie während der Übergangsperiode kompensiert. Die Beleuchtungsmuster aus einer Vielzahl von Lampeneinheiten werden überlagert, um ein Abblend-Lichtverteilungsmuster zu erhalten.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht ausländische Priorität aus der japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-025019 vom 1. Februar 2005, deren Inhalt hier vollständig unter Bezugnahme eingeschlossen ist.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeug-Scheinwerfer, der als Lichtquelle eine Lampeneinheit, die ein Halbleiter-Lichtemissionselement wie etwa eine Lichtemissionsdiode umfasst, und eine Entladungslampe verwendet. Weil das Halbleiter-Lichtemissionselement unmittelbar aufleuchtet, kann der Scheinwerfer ein Abblend-Lichtverteilungsmuster ohne Anlegen einer schweren Ladung während einer Übergangsleistungssteuerung erhalten.

Es ist ein Fahrzeug-Scheinwerfer bekannt, der eine Vielzahl von Lampeneinheiten umfasst, die jeweils eine Lichtemissionsdiode als Lichtquelle verwenden. Ein Abblend-Lichtverteilungsmuster kann erhalten werden, indem Lichtverteilungsmuster überlagert werden, die durch eine Vielzahl von Lampeneinheiten mit verschiedenen optischen Konfigurationen gebildet werden (siehe zum Beispiel die japanische Patentveröffentlichung Nr. 2004-95480).

Außerdem sind für einen Fahrzeug-Scheinwerfer, der eine Hochdruck-Entladungslampe wie etwa eine Metallhalogenlampe als Lichtquelle verwendet, die folgenden Verfahren bekannt, um das Starten der Entladungslampe zu verbessern:

(A) ein Verfahren zum Kompensieren einer nicht ausreichenden Leuchtenergie durch das Betreiben einer Hilfslichtquelle wie etwa einer Glühlampe während einer Übergangsperiode von dem Starten einer Entladungslampe bis zu dem Übergang zu einem stabilen Leuchtzustand;
(B) ein Verfahren zum Vorsehen einer Vorheizschaltung für eine Entladungslampe, die ein Vorheizen durchführt, wenn sie das Einschalten eines Lampenschalters erfasst oder eine Verminderung der Helligkeit um ein Fahrzeug herum feststellt, sodass die Zeit von dem Starten einer Entladungslampe bis zu dem Übergang zu einem stabilen Leuchtzustand verkürzt wird (siehe zum Beispiel die japanische Patentveröffentlichung Nr. 03-30816); und
(C) ein Verfahren für eine Übergangsleistungssteuerung während einer frühen Phase des Leuchtbetriebs zum vorübergehenden Zuführen einer elektrischen Leistung über einer Nennleistung einer Entladungslampe, um die Lichtemission aus einer Entladungslampe zu beschleunigen, wobei danach ein Übergang zu einem stabilen Leuchtzustand veranlasst wird.

Die oben genannten Verfahren (A) bis (C) weisen jedoch die folgenden Probleme auf.

Erstens erfordert das Verfahren (A) das Vorsehen einer Hilfslichtquelle wie etwa einer Glühlampe zusätzlich zu einer Entladungslampe. Dadurch entstehen Probleme hinsichtlich der Kosten, wobei auch das Nutzungsverhältnis der Lichtquelle niedrig ist, weil das Betreiben der Hilfslichtquelle nicht erforderlich ist, nachdem die Entladungslampe einen stabilen Leuchtzustand erreicht hat. Ein weiteres denkbares Verfahren besteht darin, eine Lichtquelle eines Hilfsscheinwerfers wie etwa einer Nebelleuchte vorübergehend zu betreiben, sodass diese als Ersatzlichtquelle verwendet wird. Dieses Verfahren bringt jedoch ebenfalls Probleme mit sich, wobei etwa die Nutzungshäufigkeit der Lichtquelle erhöht wird.

Das Verfahren (B) erhöht den Stromverbrauch aufgrund des Vorheizens und erhöht die Komplexität der Schaltungskonfiguration, weil zusätzlich eine Schaltung zum Vorheizen vorgesehen ist, wodurch die Kosten erhöht werden, usw.

Das Verfahren (C) induziert eine rasche Lichtemission der Entladungslampe während der Übergangsleistungssteuerung. In diesem Fall wird der Schaltungsaufbau komplexer; und es muss ein entsprechender Aufbau der Birne vorgesehen werden, wobei etwa der Durchmesser einer Elektrode an der Birne vergrößert werden muss. Mit anderen Worten wird zur Verlängerung der Nutzlebensdauer und aus anderen Gründen die Leistungssteuerung vorzugsweise mit einem Nennleistungswert oder innerhalb eines an dem Nennleistungswert zentrierten zulässigen Bereichs durchgeführt, auch wenn eine derartige Leistungssteuerung eine Startzeit erfordert, die wenigstens eine gewisse Länge aufweist. Dies ist besser als eine Übergangsleistungssteuerung, bei der das Leuchten gestartet wird, indem eine übermäßige Ladung an der Entladungslampe angelegt wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeug-Scheinwerfer mit einer Lampeneinheit, die eine Entladungslampe als Lichtquelle verwendet, und bezweckt, Hindernisse für die Bildung eines Abblend-Lichtverteilungsmusters ohne Durchführung einer Leistungssteuerung oder ähnlichem zu beseitigen, wobei die Startzeit nach dem Starten der Entladungslampe unter Verwendung des unmittelbaren Aufleuchtens eines Halbleiter-Lichtemissionselements verkürzt wird.

Die Erfindung gibt einen Fahrzeug-Scheinwerfer an, der eine erste Lampeneinheit, die eine Entladungslampe als Lichtquelle verwendet, und eine zweite Lampeneinheit, die ein Halbleiter-Lichtemissionselement als Lichtquelle verwendet, umfasst. Der Fahrzeug-Scheinwerfer kann derart konfiguriert sein, dass eine zum Aufleuchten der Lampeneinheit erforderliche Zeitperiode kürzer als eine Zeitperiode ist, die von dem im wesentlichen gleichzeitigen Starten der ersten und der zweiten Lampeneinheit bis zu dem Übergang der Entladungslampe zu einem stabilen Leuchtzustand erforderlich ist, wobei aus den entsprechenden Lampeneinheiten stammende Beleuchtungsmuster überlagert werden, um ein Abblend-Lichtverteilungsmuster zu erhalten.

Wenn dementsprechend der Betrieb der ersten und der zweiten Lampeneinheit gestartet wird, leuchtet zuerst die zweite Lampeneinheit unmittelbar auf, wobei danach die erste Lampeneinheit zu dem stabilen Leuchtzustand übergeht. Dadurch kann auf das Zuführen einer Leistung über der Nennleistung während einer Übergangsperiode der Leistungssteuerung zum Verkürzen der Startzeit der Entladungslampe verzichtet werden.

Weil außerdem ein schneller Übergang zum Leuchtzustand oder Auszustand möglich ist, ist ein Halbleiter-Lichtemissionselement eine geeignete Lichtquelle, um die nicht ausreichende Leuchtenergie während des Startens einer Entladungslampe zu kompensieren. Weil ein Abblend-Lichtverteilungsmuster durch die Verwendung von Beleuchtungslichtmustern aus der ersten und der zweiten Lampeneinheit erhalten werden kann, entsteht kein Problem eines niedrigen Nutzungsverhältnisses der Lichtquelle (das Lichtemissionselement wird nicht nur vorübergehend betrieben, sondern trägt in Kombination mit der Entladungslampe zu dem Lichtverteilungsmuster bei).

Die Vorteile, die Beschaffenheit und verschiedene weitere Merkmale der Erfindung werden durch die folgende Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.

1 ist eine schematische Ansicht, die eine beispielhafte Grundkonfiguration eines Fahrzeug-Scheinwerfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der Erfindung zeigt.
2 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer ersten Lampeneinheit der beispielhaften Ausführungsform zeigt.
3 ist eine Ansicht, die eine weitere beispielhafte Konfiguration der ersten Lampeneinheit der beispielhaften Ausführungsform zeigt.
4 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Konfiguration einer zweiten Lampeneinheit der beispielhaften Ausführungsform zeigt.
5 ist eine Ansicht, die eine weitere beispielhafte Konfiguration der zweiten Lampeneinheit der beispielhaften Ausführungsform zeigt.
6 ist eine Ansicht, die schematisch eine beispielhafte Konfiguration einer Lampeneinheit zeigt, die Licht verwendet, das aus Lichtemissionsdioden stammt und dann reflektiert wird, wobei ein vertikaler Querschnitt der Konfiguration gezeigt ist.
7 ist eine entsprechende Ansicht in einer perspektivischen Ansicht.
8 ist eine Ansicht, die eine beispielhafte Anwendung der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung auf einen Fahrzeug-Scheinwerfer zeigt, wobei eine Vorderansicht der Lampe gezeigt ist.
9 ist eine entsprechende Ansicht, die schematisch ein Abblend-Lichtverteilungsmuster zeigt.
10 ist eine Ansicht, die eine andere beispielhafte Anwendung der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung auf einen Fahrzeug-Scheinwerfer zeigt, wobei eine Vorderansicht der Lampe gezeigt ist.
11 ist eine entsprechende Ansicht, die schematisch ein Abblend-Lichtverteilungsmuster zeigt.
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Konfiguration einer Beleuchtungsschaltung zeigt.
13 ist eine beispielhafte Ansicht, die eine beispielhafte Konfiguration von entsprechenden Lampeneinheiten zeigt.
14 ist ein Kurvendiagramm, das ein Beispiel für die Änderungen der zu einer Entladungslampe zugeführten Eingangsleistung in der Zeit zeigt.
15 ist ein Kurvendiagramm, das ein Beispiel für die Änderungen beim Aufbau eines Leuchtflusses der Entladungslampe zeigt.
16 ist ein Kurvendiagramm, das ein Beispiel für die Änderungen im Erhaltungsfaktor des Leuchtflusses zeigt, wobei der Anfangswert mit 100 (%) angenommen wird.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf diese beispielhafte Ausführungsform beschränkt ist.
1 ist eine schematische Ansicht, die eine Grundkonfiguration eines Fahrzeug-Scheinwerfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Ein Fahrzeug-Scheinwerfer 1 wird zum Ausstrahlen eines Abblendlichts verwendet und umfasst eine Vielzahl von Lampeneinheiten 2A und 2B. Von diesen Lampeneinheiten verwendet die erste Einheit 2A eine Entladungslampe als Lichtquelle, während jede der zweiten Lampeneinheiten 2B ein Halbleiter-Lichtemissionselement wie etwa eine Lichtemissionsdiode als Lichtquelle verwendet.
Eine HID-Lampe (Entladungslampe mit hoher Intensität) wie zum Beispiel eine Metallhalogenlampe wird als Lichtquelle der ersten Lampeneinheit 2A verwendet. Die Farbtemperatur einer Entladungslampe 3 fällt in den Bereich zwischen 4000 und 5000 K (Kelvin). Allgemein weist eine Entladungslampe eine hohe Intensität auf, erfordert jedoch eine gewisse Zeit, bis sich die Helligkeit nach dem Starten stabilisiert.
Die Lampeneinheit 2A umfasst optische Glieder 4 (z.B. einen Reflexionsspiegel, eine Linse und ähnliches), um das aus der Entladungslampe 3 stammende Licht nach vorne zu richten.
Ein Halbleiter-Lichtemissionselement 5 wie zum Beispiel eine weißes Licht emittierende Diode wird als Lichtquelle für jede der zweiten Lampeneinheiten 2B verwendet. Die Farbtemperatur des Halbleiter-Lichtemissionselements 5 fällt in einen Bereich zwischen 4000 und 6500 K. Die Lichtemissionsdiode weist eine Farbtemperatur nahe derjenigen der HID-Lampe auf. Wenn also ein Lichtverteilungsmuster durch das Überlagern des Lichts aus der Lichtemissionsdiode und des Lichts aus der Entladungslampe gebildet wird, macht das Muster keinen unnatürlichen Eindruck. Im Vergleich zu der Entladungslampe weist die Lichtemissionsdiode jedoch eine niedrige Intensität auf. Deshalb sind eine Vielzahl von Lampeneinheiten erforderlich, um einen vorbestimmten Leuchtfluss zu erhalten.
Jede der Lampeneinheiten 2B umfasst optische Glieder 6 (z.B. einen Reflexionsspiegel, eine Linse und ähnliches), um das aus dem Halbleiter-Lichtemissionselement 5 stammende Licht nach vorne zu richten.
Eine Schaltungseinrichtung zum Betreiben der entsprechenden Lampeneinheiten umfasst eine Gleichstromquelle 7, einen Schalter 8 und Beleuchtungsschaltungen 9 und 10.
Die erste Beleuchtungsschaltung 9 ist eine Schaltung zum Betreiben der Entladungslampe 3 der ersten Lampeneinheit 2A.
Wenn der Schalter 8 (ein Beleuchtungsschalter) geschlossen ist, erhält die Schaltung 9 eine Gleichspannung von der Gleichstromquelle 7, wandelt die Spannung zu einem Wechselstrom und führt die Spannung zu der Entladungslampe 3.
Die zweite Beleuchtungsschaltung 10 ist eine Schaltung zum Betreiben der Halbleiter-Lichtemissionselemente 5 der zweiten Lampeneinheiten 2B. Wenn der Schalter 8 (der Beleuchtungsschalter) geschlossen ist, erhält die Schaltung 10 eine Gleichspannung von der Gleichstromquelle 7 und führt eine stabilisierte Ausgangsspannung zu den Halbleiter-Lichtemissionselementen 5 zu. In der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform wird eine gemeinsame Beleuchtungsschaltung 10 für die Vielzahl von Lampeneinheiten 2B, 2B, ... verwendet.
Wenn der Schalter 8 geschlossen ist, beginnen die Beleuchtungsschaltungen damit, die entsprechenden Lampeneinheiten (2A und 2B) im wesentlichen gleichzeitig zu betreiben. Dabei ist die zum Aufleuchten der zweiten Lampeneinheit 2B erforderliche Zeitdauer kürzer als die bis zum Übergang der Entladungslampe 3 zu einem stabilen Leuchtzustand erforderliche Zeitdauer. Der Grund hierfür ist, dass die Lichtemissionselemente 5 unmittelbar aufleuchten. Wenn also mit dem Leuchten der ersten und zweiten Lampeneinheiten begonnen wird, leuchten zuerst die zweiten Lampeneinheiten 2B und geht danach die erste Lampeneinheit 2A zu dem stabilen Leuchtzustand über, wobei zu diesem Zeitpunkt die Helligkeit stabilisiert ist.
Das Beleuchtungslicht (siehe LB1 in 1) aus der Lampeneinheit 2A und das Beleuchtungslicht (siehe LB2 in 1) werden zu einem Beleuchtungslicht überlagert, das von einem Fahrzeug nach vorne gestrahlt wird. Daraus resultiert ein Abblend-Lichtverteilungsmuster, wobei die Grenzlinie zwischen dunklen und hellen Zonen als eine so genannte Abschneidungslinie definiert ist.
2 zeigt eine beispielhafte Konfiguration 11 der ersten Lampeneinheit 2A in einer Lampenkammer.
Ein Reflexionsspiegel 14 ist in der Lampenkammer angeordnet, die eine Abdeckung 12 aus einem transparenten Material und einen Lampenkörper 13 aus einem Kunstharz umfasst. Der Reflexionsspiegel ist an dem Lampenkörper 13 über einen Mechanismus 15 zum Einstellen der optischen Achse (einschließlich von entsprechenden Halteabschnitten, die jeweils einen Drehpunkt, einen lateralen Einstellpunkt und einen vertikalen Einstellpunkt bilden) befestigt. Die Zeichnung zeigt einen Halteabschnitt 15a, der einen Teil des Mechanismus 15 zum Einstellen der optischen Achse bildet, sowie ein Antriebsglied 15b für die vertikale Einstellung der optischen Achse.
Die Reflexionsfläche 14a des Reflexionsspiegels 14 kann zum Beispiel ein Drehungsparaboloid, eine Fläche mit einer freien Form, deren Grundfläche ein Drehungsparaboloid ist, oder eine zusammengesetzte Reflexionsfläche sein, die durch das Überlagern einer Vielzahl von kleinen Reflexionsflächen (Segmenten) gebildet wird.
Eine Metallhalogenlampe 16 (mit z.B. einem Leuchtfluss vom 3000 lm, einer Lichtintensität von ungefähr 12000 cd/cm² und einer Farbtemperatur im Bereich zwischen 4000 und 5000 K) dient als Entladungslampe und ist an dem Reflexionsspiegel 14 befestigt. Das Leuchtzentrum einer Bogenröhre 16a der Metallhalogenlampe 16 ist an einem Brennpunkt oder Bezugspunkt der Reflexionsfläche 14a gesetzt. Ein Lichtschirmglied (eine Blende) 17 ist eine kurze Distanz vor der Metallhalogenlampe 16 angeordnet.
3 zeigt ein weiteres Beispiel für die erste Lampeneinheit 2A und zeigt eine beispielhafte Konfiguration einer Lampeneinheit des so genannten Projektortyps.
Eine Lampeneinheit 18 umfasst einen Reflexionsspiegel 19 und eine Projektionslinse 20, zwischen denen eine Blende (ein Lichtschirmabschnitt) 21 angeordnet ist.
Beispiele für eine Reflexionsfläche 19a des Reflexionsspiegels 14 sind ein Sphäroid und eine Oberfläche mit einer freien Form, der Grundfläche ein Sphäroid ist.
Die Metallhalogenlampe 16 ist an dem Reflexionsspiegel 19 befestigt. Das Leuchtzentrum der Bogenröhre 16a der Metallhalogenlampe 16 ist auf einen Brennpunkt (einen ersten Brennpunkt) bzw. einen Bezugspunkt der Reflexionsfläche 19a gesetzt.
Die Blende 21 definiert mittels der Form ihres oberen Randes eine Grenzlinie zwischen dunklen und hellen Zonen für ein Abblendlicht. Ein Teil des von dem Reflexionsspiegel 19 reflektierten Lichts geht dabei durch die Projektionslinse 20, ohne durch die Blende 21 abgeschirmt zu werden, sodass dieser Teil des Lichts nach vorne ausgestrahlt wird.
Als Projektionslinse 20 wird eine plankonvexe Linse oder ähnliches verwendet.
Der Reflexionsspiegel 19, die Blende 21 und die Projektionslinse 20 sind fest miteinander verbunden und bilden eine Einheit. Die Einheit ist in der Lampenkammer angeordnet, die durch den Lampenkörper und die transparente Abdeckung umschlossen wird und auf einem Lampenhauptkörper (dem Lampenkörper) unter Verwendung des Mechanismus zum Einstellen der optischen Achse in der vertikalen und lateralen Richtung gehalten wird (nicht gezeigt).
Der Mechanismus zum Einstellen der optischen Achse ist vorgesehen, um die Beleuchtungsrichtung einzustellen und zu ändern, indem die Richtung der optischen Achse jeder der Lampeneinheiten innerhalb einer horizontalen oder vertikalen Ebene geändert wird. Beispielhafte Konfigurationen für den Mechanismus zum Einstellen der optischen Achse können jeweils einen eigenen Mechanismus zum Einstellen der optischen Achse für jede der Lampeneinheiten oder einen gemeinsamen Mechanismus zum Einstellen der optischen Achse für eine Vielzahl von Lampeneinheiten vorsehen.
4 bis 7 zeigen beispielhafte Konfigurationen der zweiten Lampeneinheit 2B.
Beispiele für einen Modus zum Erzeugen eines fokussierten Beleuchtungsmusters, das zu einem entfernten Bereich vor dem Fahrzeug ausgestrahlt wird, sind:

– ein Modus mit einer direkten Beleuchtung, der nur eine Linse als optisches Glied verwendet (siehe 4), und
– ein Modus mit einer reflektierten Beleuchtung, der einen Reflexionsspiegel und eine Linse als optische Glieder verwendet (siehe 5).

4 ist eine Ansicht, die schematisch einen vertikalen Querschnitt einer beispielhaften Konfiguration einer Lampeneinheit 22 zeigt, die direkt aus einer Lichtemissionsdiode emittiertes Licht verwendet.
Eine weißes Licht emittierende Diode (LED) 23a (mit z.B. einem Leuchtfluss pro Chip von ungefähr 100 lm, einer Lichtintensität von ungefähr 2000 cd/cm² und einer Farbtemperatur im Bereich zwischen 4000 und 6500 K) wird in einem Lichtquellenabschnitt 23 verwendet. Es können entweder ein einzelner LED-Chip pro Einheit oder zwei oder mehr LED-Chips pro Einheit verwendet werden.
Ein Lichtabschirmabschnitt 23b ist vor der Lichtemissionsdiode 23a angeordnet; und eine Projektionslinse 24 ist davor an einer Position mit einer vorbestimmten Distanz angeordnet.
Wenn ein Abblendlicht ausgestrahlt wird, wird die Lichtemissionsdiode 23a betrieben, wobei ein Teil des daraus emittierten weißen Lichts durch die Projektionslinse 24 hindurchgeht und damit nach außen ausgestrahlt wird.
5 ist eine Ansicht, die einen vertikalen Querschnitt einer beispielhaften Konfiguration einer Lampeneinheit 25 zeigt, die das Licht verwendet, das aus einer Lichtemissionsdiode emittiert wird und danach durch einen Reflexionsspiegel reflektiert wird.
Eine weißes Licht emittierende Diode 26a wird in einem Lichtquellenabschnitt 26 verwendet, wobei ein Licht emittierender Abschnitt desselben an einer Position an oder in der Nähe des Brennpunkts einer Reflexionsfläche 27a des Reflexionsspiegel 27 positioniert ist.
Eine Projektionslinse 28 ist vor dem Lichtquellenabschnitt 26 angeordnet, und ein hinterer Brennpunkt ist in der Nähe des Konvergenzpunktes des reflektierten Lichts gesetzt. Die Projektionslinse 28 und der Lichtquellenabschnitt 26 sind an einem Halteglied 29 befestigt, sodass sie an demselben gehalten werden. Das Halteglied 29 weist zum Beispiel ein kurbelförmiges Querschnittprofil auf; der Reflexionsspiegel 27 ist an dem Halteglied 29 an einem Teil in der Nähe eines hinteren Endes fixiert, und die Projektionslinse 28 ist an demselben Teil in der Nähe eines vorderen Endes fixiert.
Während des Ausstrahlens eines Abblendlichts wird das von der Lichtemissionsdiode 26a emittierte Licht von der Reflexionsfläche 27a (d.h. einem Sphäroid) reflektiert und dabei konvergiert, wobei das Licht danach durch die Projektionslinse 28 geht und nach außen ausgestrahlt wird.
Beispielhafte Konfigurationen zum Erzeugen eines in der horizontalen Richtung gestreuten Musters zum Beleuchten eines nahen oder mittleren Bereichs vor dem Fahrzeug verwenden eine Streufläche, die wie folgt gebildet wird: Vorsehen von Vorsprüngen und Vertiefungen auf einer zylindrisch gekrümmten Fläche, einem Hyperboloid oder einer Grundreflexionsfläche, einer Fläche mit einer freien Form oder einer zusammengesetzten Reflexionsfläche.
6 und 7 zeigen schematisch ein Beispiel für eine Lampeneinheit 30, die das von einer Lichtemissionsdiode emittierte und danach von einem Reflexionsspiegel (einem Reflexionsspiegel auf einer zylindrisch gekrümmten Fläche) reflektierte Licht nutzt. 6 zeigt eine vertikale Querschnittansicht der Konfiguration, und 7 zeigt eine perspektivische Ansicht.
Eine weißes Licht emittierende Diode 31a wird in einem Lichtquellenabschnitt 31 verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Lichtquellenabschnitt 31 an einem Halteabschnitt 31b in einem nach unten ausgerichteten Zustand befestigt.
Eine Reflexionsfläche 32a des Reflexionsspiegels 32 weist eine zylindrische Form auf. Zum Beispiel kann die Reflexionsfläche eine zylindrisch gekrümmte Fläche sein, deren vertikaler Querschnitt eine Parabel bildet und die als Bewegungsort für die Bewegung der Parabel in einer horizontalen Richtung ausgebildet ist. Licht emittierende Abschnitte von einer oder mehreren Licht emittierenden Dioden 31a sind an einem Brennpunkt der Parabel (auf einer lokalen Linie der zylindrisch gekrümmten Fläche) positioniert. Während des Ausstrahlens eines Abblendlichts wird das von der Diode (von den Dioden) emittierte Licht von der Reflexionsfläche 32a reflektiert. Dabei wird das reflektierte Licht derart gerichtet, dass es in der Form eines Lichtstrahls parallel zu der optischen Achse in der die optische Achse enthaltenden optischen Ebene austritt und nach rechts und links in der die optische Achse enthaltenden horizontalen Ebene gestreut wird.
Das aus den entsprechenden Lampeneinheiten ausgetretene Licht geht durch eine Blende (nicht gezeigt) und wird aus der Lampe ausgestrahlt. Außerdem ist ein Mechanismus zum Einstellen der optischen Achse für jede der Lampeneinheiten oder ein gemeinsamer Mechanismus für alle Lampeneinheiten vorgesehen.
Beispiele dieser beispielhaften Ausführungsform umfassen eine Konfiguration, die jeweils nur eine Einheit der entsprechenden Typen verwendet, sowie eine Konfiguration, die jeweils eine Vielzahl von Einheiten der entsprechenden Typen kombiniert. Wenn eine Konfiguration mit einer Kombination aus einer Vielzahl von Einheiten verwendet wird, kann eine gewünschte Lichtverteilung erhalten werden.
8 und 9 zeigen eine beispielhafte Anwendung der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung als Fahrzeug-Scheinwerfer. 8 ist eine Ansicht von vorne, und 9 ist eine Ansicht, die ein Abblend-Lichtverteilungsmuster schematisch darstellt.
Ein Fahrzeug-Scheinwerfer 33 weist eine Vielzahl von Lampeneinheiten 36 bis 39 in einer Lampenkammer auf, die durch eine transparente Abdeckung 34 und einen Lampenkörper 35 umschlossen wird.
Die Lampeneinheit 36 verwendet eine Entladungslampe als Lichtquelle (siehe 2 und 3) und wird betrieben, wenn ein Abblendlicht ausgestrahlt wird.
Die Lampeneinheit 37 wird betrieben, wenn ein Fernlicht ausgestrahlt wird. Die Lichtquelle der Lampeneinheit 27 ist nicht auf einen bestimmten Typ beschränkt, wobei es sich zum Beispiel um eine Glühlampe, eine Entladungslampe, ein Lichtemissionselement oder ähnliches handeln kann.
Die Lampeneinheiten 38 und 39 sind zwischen den Lampeneinheiten 36 und 37 angeordnet. Jede der Lampeneinheiten 38 und 39 verwendet eine Lichtemissionsdiode als Lichtquelle. Die Lampeneinheiten 38 und 39 werden betrieben, wenn das Abblendlicht ausgestrahlt wird. Insbesondre ist die Lampeneinheit 38 an einem oberen Teil angeordnet, während die Lampeneinheit 39 an einem unteren Teil angeordnet ist. Jede der Lampeneinheiten 38 und 39 weist eine Konfiguration zum Erzeugen eines fokussierten Beleuchtungsmusters auf (siehe 4 und 5).
9 zeigt ein Lichtverteilungsmuster 40 eines Abblendlichts, wobei die Linie H-H eine horizontale Linie angibt und die Linie V-V eine vertikale Linie angibt.
Das Muster 41 ist das Beleuchtungsmuster, das durch die betriebene Lampeneinheit 36 gebildet wird. Die Linie CL1 ist die Abschneidungslinie auf einer Seite der eigenen Fahrspur und ist mit einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die Linie H-H geneigt. Die Linie CL2 gibt eine Abschneidungslinie an, die sich parallel zu der Linie H-H auf der Seite der entgegenkommenden Fahrspur erstreckt und etwas unter der Linie H-H liegt. Das Muster 41 wird über seinen gesamten Bereich horizontal gestreut.
Im Gegensatz dazu zeigt das Muster 42 ein Beleuchtungsmuster, das gebildet wird, wenn die Lampeneinheiten 38 und 39 betrieben werden, und hauptsächlich zu einem entfernten Bereich von dem Fahrzeug ausgestrahlt wird. Insbesondere trägt das Muster 42 zum Bilden eines Zentrums der Lichtintensität (einer so genannten Heißzone) des Lichtverteilungsmusters 40 sowie zu einem zentralen Teil des Musters 41 bei. Die Lampeneinheiten 38 und 39 sind derart gesetzt oder eingestellt, dass die optische Achse jeder der Lampeneinheiten 38 und 39 im Vergleich zu der Linie H-H etwas nach unten gerichtet ist.
Wenn wie oben beschrieben das Abblendlicht ausgestrahlt wird, werden die Lampeneinheiten 36, 38 und 39 gleichzeitig gestartet, sodass eine Lichtverteilung (eine Abblend-Lichtverteilung) erhalten wird, in der die Muster 41 und 42 einander überlagern.
10 und 11 zeigen eine weitere beispielhafte Anwendung der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung als Fahrzeug-Scheinwerfer. 10 ist eine Ansicht von vorne, und 11 ist eine Ansicht, die schematisch ein Abblend-Lichtverteilungsmuster zeigt.
Ein Fahrzeug-Scheinwerfer 43 umfasst eine Vielzahl von Lampeneinheiten 46 bis 49 in einer Lampenkammer, die durch eine transparente Abdeckung 44 und einen Lampenkörper 45 gebildet wird.
Die Lampeneinheit 46 ist unter Verwendung einer Entladungslampe als Lichtquelle (siehe 2 und 3) konfiguriert und wird betrieben, wenn ein Abblendlicht ausgestrahlt wird.
Die Lampeneinheit 47 wird betrieben, wenn ein Fernlicht ausgestrahlt wird. Die Lichtquelle der Lampeneinheit 47 kann von einem beliebigen Typ sein. Die Lampeneinheiten 48 und 49 sind unter der Lampeneinheit 46 angeordnet. Jede der Lampeneinheiten 48 und 49 verwendet eine Lichtemissionsdiode als Lichtquelle. Die Lampeneinheiten 48 und 49 werden betrieben, wenn das Abblendlicht ausgestrahlt wird. Jede der Lampeneinheiten 48 und 49 weist eine Konfiguration auf, die ein horizontal gestreutes Beleuchtungsmuster erzeugt (siehe 6 und 7).
11 zeigt ein Lichtverteilungsmuster 50 eines Abblendlichts (die Linie H-H und die Linie V-V wurden bereits beschrieben).
Das Muster 51 ist ein Beleuchtungsmuster, das durch die Lampeneinheit 46 erzeugt wird. Wie oben beschrieben, geben CL1 und CL2 die Abschneidungslinien für ein Abblendlicht an.
Das Muster 52 ist ein Beleuchtungsmuster, das durch die Lampeneinheiten 48 und 49 gebildet wird und im Vergleich zu dem Muster 51 horizontal gestreut ist. Das Muster 52 wird über einen nahen und mittleren Bereich vor dem Fahrzeug ausgestrahlt. Die Lampeneinheiten 48 und 49 sind derart gesetzt oder eingestellt, dass die optische Achse jeder der Lampeneinheiten im Vergleich zu der Linie H-H etwas nach unten geneigt ist.
Wenn wie oben beschrieben ein Abblendlicht ausgestrahlt wird, werden die Lampeneinheiten 46, 48 und 49 gleichzeitig gestartet, sodass eine Lichtverteilung (eine Abblend-Lichtverteilung) erhalten wird, in der die Muster 51 und 52 einander überlagern.
Wie oben beschrieben, wird das Licht aus der Lampeneinheit mit einer Entladungslampe und das Licht aus den Lampeneinheiten mit Halbleiter-Lichtemissionselementen zu einem entfernten Bereich vor dem Fahrzeug gestrahlt. Dabei ist die Lampeneinheit, die eine Entladungslampe mit einer hohen Intensität umfasst, effektiv, um ein fokussiertes Muster innerhalb eines Abblend-Lichtverteilungsmusters zu bilden, das zu einem entfernten Bereich vor dem Fahrzeug ausgestrahlt wird.
Die Lampeneinheiten, die Halbleiter-Lichtemissionselemente verwenden, sind effektiv, um ein gestreutes Muster zu bilden, das in einer horizontalen Richtung innerhalb des Abblend-Lichtverteilungsmusters gestreut wird. Wie in 10 und 11 gezeigt, wird vorzugsweise eine Konfiguration verwendet, in der das Licht aus der Lampeneinheit, die eine Entladungslampe verwendet, primär zu einem Bereich ausgestrahlt wird, der den entfernten Bereich vor dem Fahrzeug umfasst, und in der das Licht aus den Lampeneinheiten, die Halbleiter-Lichtemissionselemente verwenden, in der horizontalen Richtung gestreut wird. Alternativ hierzu kann auch eine Konfiguration verwendet werden, bei der das Licht aus der Lampeneinheit mit einer Entladungslampe und das Licht aus den Lampeneinheiten mit Halbleiter-Lichtemissionselementen ausgestrahlt und in der horizontalen Richtung gestreut wird. Wie oben beschrieben, wird eine Lampeneinheit mit einer Entladungslampe als Lichtquelle hauptsächlich zum Bilden eines fokussierten Musters verwendet, weil die Entladungslampe eine hohe Intensität aufweist, während die Lampeneinheit mit einer Lichtemissionsdiode als Lichtquelle hauptsächlich für die Bildung eines in der horizontalen Richtung gestreuten Musters verwendet wird. Indem beide Muster überlagert werden, kann ein gewünschtes Abblend-Lichtverteilungsmuster erhalten werden.
12 ist eine Ansicht, die ein Beispiel 53 einer Beleuchtungsschaltung zeigt, die einen Fahrzeug-Scheinwerfer bildet.
In dem vorliegenden Beispiel wird eine Gleichspannung von einer Gleichstromquelle 54 über einen Schalter SWa zu einer Beleuchtungsschaltung 55 zugeführt und wird eine Gleichspannung von der Gleichstromquelle 54 über einen Schalter SWb zu einer Beleuchtungsschaltung 56 zugeführt. Die entsprechenden Schalter SWa und SWb sind Schalter (Beleuchtungsschalter), die synchron geschlossen werden, wenn der Betrieb der ersten Lampeneinheit und der zweiten Lampeneinheit gestartet wird. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt und es kann auch eine Konfiguration verwendet werden, in der nur ein einzelner Leuchtschalter für die gemeinsame Verwendung durch die Beleuchtungsschaltungen 55 und 56 angeordnet ist, um die gleichzeitige Stromzufuhr und Unterbrechung beider Schaltungen zu ermöglichen.
Die Beleuchtungsschaltung 55 ist eine Schaltung zum Betreiben einer Entladungslampe 57 (der Lichtquelle der ersten Lampeneinheit in den beigefügten Ansprüchen), wenn ein Abblendlicht ausgestrahlt wird. Die Beleuchtungsschaltung 55 umfasst zum Beispiel eine Gleichstrom-Versorgungsschaltung 58, eine Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlungsschaltung 59, eine Startschaltung 60 und eine Steuerschaltung 61.
Die Gleichstromzufuhr von der Gleichstromquelle 54 über den Schalter SWa wird zu der Gleichstrom-Versorgungsschaltung 58 zugeführt und zu einer gewünschten Spannung gewandelt. Die Gleichstrom-Versorgungsschaltung 58 weist zum Beispiel die Konfiguration eines Schaltreglers mit einem Halbleiter-Schaltelement und einem Gleichstrom-Gleichstrom-Wandler des Chopper-, Flyback- oder eines ähnliches Typs auf. Die Ausgangsspannung aus der Gleichstrom-Versorgungsschaltung 58 wird durch den Empfang eines Steuersignals aus der Steuerschaltung 61 gesteuert.
Die Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlungsschaltung 59 ist in einer auf die Gleichstrom-Versorgungsschaltung 58 folgenden Stufe angeordnet und führt eine Wandlung der eingehenden Gleichspannung aus der Gleichstrom-Versorgungsschaltung 58 zu einem Wechselstrom durch. Die Gleichstrom-Wechselstrom- Wandlungsschaltung 59 umfasst zum Beispiel eine Vollbrückenschaltung, die zwei Paar von Halbleiter-Schaltungselementen verwendet, und eine entsprechende Antriebsschaltung, wobei sie eine Rechteckspannung zu der Entladungslampe 57 ausgibt.
Die Startschaltung 60 ist vorgesehen, um ein Startsignal an die Entladungslampe 57 auszugeben. Zum Beispiel wird eine Ausgabe aus einer Startimpuls-Erzeugungsschaltung 60a durch einen Transformator 60b verstärkt, wobei die verstärkte Ausgabe auf eine Wechselspannung gelagert und an der Entladungslampe 57 angelegt wird.
Die Steuerschaltung 61 ist eine Schaltung zum Kontrollieren der Eingangsleistung zu der Entladungslampe 57 sowie zum Erfassen einer anormalen Bedingung der Entladungslampe und/oder der Schaltungen, um eine Sicherheitsmaßnahme vorzusehen. Die Steuerschaltung 61 erhält zum Beispiel Signale aus einem Erfassungsabschnitt 62, der vorgesehen ist, um die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom aus der Gleichstromschaltung 58 zu erfassen. Die Steuerschaltung 61 sendet ein Steuersignal zu der Gleichstrom-Versorgungsschaltung 58, um die Ausgangsspannung aus derselben zu steuern, und sendet weiterhin ein Steuersignal zu der Gleichstrom-Wechselstrom-Umwandlungsschaltung 59, um eine Ansteuerung derselben durchzuführen. Die Steuerschaltung 61 führt jedoch keine Steuerung zum Beschleunigen der Lichtemission der Entladungslampe während einer Übergangsperiode von dem Starten der Entladungslampe 57 bis zu dem Übergang der Entladungslampe zu einem stabilen Leuchtzustand durch. Insbesondere wird keine vorübergehende Eingabe einer übermäßigen Leistung zum Reduzieren der Startzeit der Entladungslampe vorgesehen, wobei der Wert der Eingangsleistung für die Entladungslampe während der Übergangsperiode auf den Nennleistungswert oder darunter bzw. auf einen Leistungswert für den stabilen Leuchtzustand oder darunter gesetzt wird.
Der optische Sensor LS ist in der Konfiguration vorgesehen, um die Leuchtenergie oder eine Änderung der Leuchtenergie zu erfassen. Ein durch den optischen Sensor LS erfasstes Signal wird zu der Steuerschaltung 61 oder zu (einer Steuerschaltung) der Beleuchtungsschaltung 56 gegeben. Alternativ hierzu kann eine Konfiguration für die beispielhafte Ausführungsform der Erfindung verwendet werden, bei der keine Gleichstrom-Wechselstrom-Wandlungsschaltung vorgesehen ist.
Die Beleuchtungsschaltung 56 ist eine Schaltung zum Betreiben von Halbleiter-Lichtemissionselementen 63, 63, ... (als Lichtquelle der zweiten Lampeneinheit) bei Empfang der Gleichspannung aus der Gleichstromquelle 54 über den Schalter SWb.
Eine Gleichstrom-Versorgungsschaltung 64 ist ein Element, das die Gleichspannung zu den Halbleiter-Lichtemissionselementen 63, 63, ... zuführt und durch den Empfang eines Signals aus einer Steuerschaltung 65 gesteuert wird.
Die Steuerschaltung 65 erfasst eine Ausgangsspannung, eine Eingangsgleichspannung und ähnliches der Gleichstrom- Versorgungsschaltung 64 und führt Steueroperationen wie etwa eine Konstantstromsteuerung in Bezug auf die Gleichstrom-Versorgungsspannung 64 sowie eine Steuerung zum Ausblenden der Halbleiter-Lichtemissionselemente 63 durch. Außerdem weist die Steuerschaltung 65 eine Funktion in Bezug auf die Halbleiter-Lichtemissionselemente 63 zum Erfassen eines nicht-Beleuchtungszustands, zum Schützen der Schaltungen und ähnlichem auf. In einem Modus, in dem ein Erfassungssignal aus dem optischen Sensor LS zu der Steuerschaltung 65 gesendet wird, kann das Ausblenden der Halbleiter-Lichtemissionselemente 63 in Übereinstimmung mit der Helligkeit der Entladungslampe 57 durchgeführt werden (zum Beispiel werden die Lichtemissionselemente während der Zeitdauer ab dem Zeitpunkt, zu dem die Entladungslampe gestartet wird, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem der Leuchtfluss der Entladungslampe einen vorbestimmten Wert erreicht und stabilisiert wird, hell betrieben; sobald sich die Helligkeit der Entladungslampe stabilisiert hat, wird dann ein Ausblenden der Lichtemissionselemente durchgeführt).
Die vorliegende beispielhafte Ausführungsform wurde mit Bezug auf eine Konfiguration beschrieben, in der die Vielzahl von Halbleiter-Lichtemissionselementen 63, 63 in Reihe geschaltet sind und mit der Ausgangsspannung aus der Gleichstrom-Versorgungsschaltung 64 versorgt werden. Es kann jedoch auch eine Konfiguration verwendet werden, in der die Halbleiter-Lichtemissionselemente parallel zueinander verbunden sind.
Außerdem sind die entsprechenden Lampeneinheiten in der Konfiguration von 8 oder 10 in einer einzelnen Lampenkammer angeordnet. Die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt, wobei auch eine andere Konfiguration verwendet werden kann, in der die entsprechenden Lampeneinheiten an unterschiedlichen Positionen an der Vorderseite eines Fahrzeugs positioniert sind.
Beispiele hierfür sind eine Konfiguration, bei der wie in 13 gezeigt Scheinwerfer 66, 66, die jeweils eine Lampeneinheit mit einer Entladungslampe umfassen, an der Vorderseite eines Fahrzeugs angeordnet sind und Lampeneinheiten 67, 67 mit jeweils einem Lichtemissionselement (oder Lampen 67, 67 einschließlich der Lampeneinheit) etwas unterhalb der Scheinwerfer 66, 66 angeordnet sind. Wenn alternativ hierzu Lampeneinheiten 67', 67' mit jeweils einem Lichtemissionselement (oder Lampen 67', 67' einschließlich der Lampeneinheiten) an höheren Positionen an der Vorderseite eines Fahrzeugs wie durch die Strichlinien in der Zeichnung angegeben vorgesehen sind, dann kann eine Blendschutzvorrichtung oder ähnliches vorgesehen sein.
Wenn bei einer derartigen Konfiguration die Schalter SWa oder SWb von 12 geschlossen sind, wird die Ausgangsspannung aus der Beleuchtungsschaltung 55 zu den Entladungslampen der Scheinwerfer 66 zugeführt. Mit dieser Zufuhr wird der Betrieb der Lampeneinheiten mit den Entladungslampen gestartet. In Verbindung damit wird die Ausgangsspannung aus der Beleuchtungsschaltung 55 zu den Halbleiter-Lichtemissionselementen 63 zugeführt. Mit der Zufuhr zu den Halbleiter-Lichtemissionselementen 63 wird der Betrieb der Lampeneinheiten oder Lampen 67 (oder 67') einschließlich der Lampeneinheiten an anderen Position mit einem Abstand zu den Scheinwerfern 66 gestartet.
Im Folgenden werden die Eingangsleistung, die Aufbaueigenschaften des Leuchtflusses und eine Änderung in dem Leuchtfluss-Erhaltungsverhältnis während einer frühen Phase (d.h. während einer Übergangsperiode) der Entladungslampe, bei der die Eingangsleistung den Nennleistungswert während der Übergangsperiode überschreitet, im Vergleich zu einer Entladungslampe der beispielhaften Ausführungsform beschrieben.
14 ist ein Kurvendiagramm eines Beispiels einer Änderung der Eingangsleistung in Bezug auf die Zeit. Die X-Achse gibt die Leuchtzeit (Einheit: Sekunde) wieder, wobei der Ursprung auf den Zeitpunkt gesetzt ist, zu dem der Betrieb gestartet wird; und die Y-Achse gibt die elektrische Leistung (Einheit: W) wieder, die zu der Entladungslampe (Nennleistungswert: 35 W) geführt wird. Die Strichlinie G1 der Kurve gibt einen Zustand während der Übergangsperiode von dem Zeitpunkt des Betriebsstarts der Entladungslampe bis zu dem Zeitpunkt des Übergangs der Entladungslampe zu dem stabilen Leuchtzustand wieder, wobei zuerst eine Leistungssteuerung mit einer wesentlichen Überschreitung des Nennleistungswerts durchgeführt wird und dann die Eingangsleistung dem Nennleistungswert angenähert wird. Außerdem gibt die durchgezogene Linie G2 des Kurvendiagramms einen Zustand wieder, während dem die Eingangsleistung den Nennleistungswert in der Übergangsperiode nicht überschreitet und die oben beschriebene Leistungskontrolle nicht durchgeführt wird.
15 ist ein Kurvendiagramm, das ein Beispiel für das Aufbauen einer Änderung in dem Leuchtfluss erläutert. Die X-Achse gibt die Leuchtzeit (beliebige Einheit) wieder, wobei der Ursprung auf den Zeitpunkt gesetzt ist, zu dem der Betrieb gestartet wird; und die Y-Achse gibt den Leuchtfluss (beliebige Einheit) der Entladungslampe (Nennleistungswert: 35 W) wieder. Die Strichlinie L1 in der Zeichnung gibt die Änderung in dem Leuchtfluss wieder, wobei während der Übergangsperiode vom dem Starten der Entladungslampe bis zu dem Übergang zu dem stabilen Leuchtzustand zuerst eine Leistungssteuerung mit einer wesentlichen Überschreitung des Nennleistungswerts durchgeführt wird und dann die Eingangsleistung an den Nennleistungswert angenähert wird. Weiterhin gibt die durchgezogene Linie L2 in dem Kurvendiagramm die Änderung in dem Leuchtfluss für den Fall an, dass keine derartige Leistungssteuerung durchgeführt wird.
Wie aus den Differenzen zwischen den Eingangsleistungs-Steueroperationen während der Übergangsperiode hervorgeht, kehrt die Linie L1 des Kurvendiagramms unmittelbar nach dem Überschwingen zu dem Nennleuchtflusswert zurück. Im Gegensatz dazu baut sich der Leuchtfluss bei der Linie L2 des Kurvendiagramms langsam auf, wobei er einige Zeit braucht, um den Nennwert zu erreichen.
16 ist ein Kurvendiagramm für ein Beispiel, wobei die X-Achse die Betriebszeit (beliebige Einheit) wiedergibt und der Ursprung auf den Zeitpunkt gesetzt ist, zu dem die Entladungslampe zum ersten Mal verwendet wird, und wobei die Y-Achse ein Leuchtfluss-Erhaltungsverhältnis (einen relativen Wert, dessen Anfangswert mit 100 angenommen wird) der Entladungslampe wiedergibt. Die Strichlinie g1 des Kurvendiagramms gibt einen Fall wieder, in dem während der Übergangsperiode zwischen dem Starten der Entladungslampe und dem Übergang zu dem stabilen Leuchtzustand die Eingangsleistung derart gesteuert wird, dass sie den Nennleistungswert immer wesentlich überschreitet. Außerdem gibt die durchgezogene Linie g2 des Kurvendiagramms einen Fall wieder, in dem keine derartige Leistungssteuerung durchgeführt wird.
Aus einem Vergleich zwischen den beiden Linien wird deutlich, dass das Leuchtfluss-Erhaltungsverhältnis der Linie g1 in dem Kurvendiagramm mit zunehmender Betriebszeit abnimmt, sodass die Differenz zwischen den Linien g1 und g2 größer wird.
Wenn wie oben beschrieben keine übermäßige Eingangsleistung in der frühen Phase des Leuchtbetriebs der Entladungslampe erforderlich ist, kann angesichts der auf die Nutzlebensdauer der Entladungslampe ausgeübten Einflüsse eine Verminderung des Leuchtfluss-Erhaltungsverhältnisses unterdrückt werden und dadurch die Betriebszeit verlängert werden. Wenn alternativ hierzu eine Konfiguration verwendet wird, bei der die Steuerung in einem Bereich durchgeführt wird, in dem der Leistungswert niedriger als die Nennleistung der Entladungslampe ist (d.h. eine konstante Leistungssteuerung auf der Basis von α·Pc, wobei ein Koeffizientenparameter durch α (0 < α < 1, z.B. α ≈ 0,7) wiedergegeben wird und die Nennleistung durch Pc wiedergegeben wird), können vorteilhafte Effekte angesichts der Einflüsse wie etwa der Nutzlebensdauer, der Verschlechterung und ähnlichem der Entladungslampe erhalten werden.
Dass keine hohe Leistung während der Übergangssteuerung der Entladungslampe erforderlich ist, ist vorteilhaft, weil die Schaltungskonfiguration vereinfacht und dadurch Kosten reduziert werden können. Zum Beispiel wird in 12 die Größe der Gleichstrom-Versorgungsschaltung 58 vergrößert und werden die Kosten beträchtlich erhöht, wenn die Eingangsleistung erhöht wird. Wenn die während der Übergangsperiode zu der Entladungslampe zugeführte Eingangsleistung niedrig gehalten werden kann, können Komponenten verwendet werden, die kostengünstig sind, weil sie geringere Anforderungen hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit gegenüber Drücken, Wärme und ähnlichem erfüllen müssen. Außerdem kann dadurch ein Beitrag zu einer Miniaturisierung und einer Größenreduktion geleistet werden. Weiterhin ist die Konfiguration der Steuerschaltung vereinfacht (es kann auf den Konfigurationsteil für die Verwendung bei der Übergangsleistungssteuerung zur Reduktion der Startleistung verzichtet werden). In einem Modus, in dem die Steuerschaltung als ein LSI-Chip montiert ist, ist die Erfindung effektiv, um eine Miniaturisierung des LSI-Chips zu erzielen, wobei die Anazahl der Elemente und peripheren Einrichtungen in dem Chip reduziert werden kann.
Bei der oben beschriebenen Konfiguration mit einem Fahrzeug-Scheinwerfer, in dem eine Lampeneinheit mit einer Entladungslampe und Lampeneinheiten mit Halbleiter-Lichtemissionselementen überlagert sind, wird der durch die Halbleiter-Lichtemissionselemente vorgesehene Leuchtfluss unmittelbar nach dem Betriebsstart aufgebaut, sodass ein Grundpegel an Leuchtenergie und Lichtverteilung sichergestellt wird, wobei dann nach der Stabilisierung des Leuchtzustands der Entladungslampe die durch die entsprechenden Lampeneinheiten gebildeten Beleuchtungsmuster überlagert werden, um ein Abblend-Lichtverteilungsmuster zu erhalten.
Dementsprechend können bei einer Anwendung auf einen Fahrzeug-Scheinwerfer oder ähnliches die folgenden Vorteile erhalten werden:

– Die Konfiguration der Beleuchtungsschaltung einer Entladungslampe wird vereinfacht, was zu einer Kostenreduktion beiträgt.
– Weil die an der Entladungslampe angelegten Ladungen reduziert sind, kann die Nutzlebensdauer der Lichtemissionsdioden verlängert werden, wodurch entsprechend die Nutzlebensdauer des gesamten Lampensystems verlängert wird.
– Weil die Lichtemissionsdioden eine Farbtemperatur nahe derjenigen der Entladungslampe aufweisen, wird auch dann, wenn ein Lichtverteilungsmuster durch das Überlagern des Lichts aus der Lichtemissionsdiode und des Lichts aus der Entladungslampe gebildet wird, ein weniger unnatürlicher Eindruck geschaffen.
– Der langsame Aufbau der Entladungslampe wird durch das unmittelbare Aufleuchten der Lichtemissionsdioden kompensiert. Außerdem kann durch die Verwendung der Lichtemissionsdioden eine Miniaturisierung der gesamten Lampe erzielt werden.
– Die Beleuchtungsmuster aus den Lichtemissionsdioden werden stets für die Bildung eines Lichtverteilungsmusters verwendet (weil die Lichtemissionsdioden nicht nur als vorübergehende Ersatzlichtquellen verwendet werden, ist das Nutzungsverhältnis der Lichtquelle hoch).

Die vorliegende beispielhafte Ausführungsform der Erfindung, die sich auf das unmittelbare Aufleuchten eines Halbleiter-Lichtemissionselements konzentriert, kann einen Mangel an Leuchtenergie während einer Übergangsperiode bis zur Stabilisierung des Leuchtzustands einer Entladungslampe verhindern. Außerdem ist bei der beispielhaften Ausführungsform der Erfindung keine Steuerung mit einer vorübergehend übermäßigen Eingangsleistung für die Entladungslampe direkt nach dem Starten zum raschen Stabilisieren der Entladungslampe erforderlich. Die beispielhafte Ausführungsform der Erfindung ist also effektiv, um eine Vereinfachung der Schaltungskonfiguration zu erzielen, eine Verschlechterung der Entladungslampe zu verhindern usw. Die Erfindung trägt auch zu einer Kostenreduktion bei, weil der Aufbau der Birne vereinfacht werden kann, die Spezifikationen niedriger angesetzt werden können usw. Weiterhin ist die Verwendung eines Halbleiter-Lichtemissionselements effektiv für eine Miniaturisierung des gesamten Lampe.
Die erste Lampeneinheit, die eine Entladungslampe mit einer hohen Intensität und Leuchtenergie verwendet, ist effektiv für das Erzeugen eines fokussierten Musters in einem Abblend-Lichtverteilungsmuster, das einen entfernten Bereich vor einem Fahrzeug beleuchtet. Insbesondere wird das Licht aus der betriebenen ersten Lampeneinheit oder das Licht aus der betriebenen ersten Lampeneinheit und der betriebenen zweiten Lampeneinheit vorzugsweise zu einem entfernten Bereich vor dem Fahrzeug gestrahlt. Zum Beispiel wird in einem Konfigurationsmodus das Licht aus der betriebenen ersten Lampeneinheit hauptsächlich zu dem entfernten Bereich von dem Fahrzeug gestrahlt, während das Licht aus der betriebenen zweiten Lampeneinheit in der horizontalen Richtung gestreut wird (die Lampeneinheit mit einem Halbleiter-Lichtemissionselement ist effektiv, um ein Streumuster in der horizontalen Richtung eines Abblend-Lichtverteilungsmusters zu bilden).
Die Konfiguration, die einen Schalter, der beim Starten des Betriebs der ersten und zweiten Lampeneinheiten geschlossen wird, eine erste Beleuchtungsschaltung zum Betreiben der Entladungslampe bei Empfang einer Gleichspannung und eine zweite Beleuchtungsschaltung zum Betreiben des Halbleiter-Leuchtemissionselements bei Empfang einer Gleichspannung umfasst und derart konfiguriert ist, dass beim Schließen des Schalters eine Ausgangsspannung aus der ersten Beleuchtungsschaltung zu der Entladungslampe zugeführt wird, wodurch der Betrieb der ersten Lampeneinheit an der Vorderseite eines Fahrzeugs gestartet wird, und in Verbindung damit eine Ausgangsspannung von der zweiten Beleuchtungsschaltung zu dem Halbleiter-Lichtemissionselement zugeführt wird, wodurch der Betrieb der zweiten Lampeneinheit an einer anderen Position an der Vorderseite des Fahrzeugs gestartet wird, trägt zu einer Miniaturisierung der zweiten Lampeneinheit mit dem Halbleiter-Lichtemissionselement bei.
Weil außerdem die Lampeneinheiten frei an verschiedenen Positionen angeordnet werden können, wird ein hoher Grad an Flexibilität beim Fahrzeugentwurf erhalten (zum Beispiel können Positionen gewählt werden, die zu einer Reduktion des Luftwiderstands beitragen oder effektiv ein Blenden verhindern können).
Wenn während einer Übergangsperiode von dem Starten der Entladungslampe bis zu dem Übergang der Entladungslampe zu einem stabilen Leuchtzustand der Eingangsleistungswert zu der Entladungslampe auf einen Nennleistungswert oder darunter bzw. auf einen Leistungswert für den stabilen Leuchtzustand oder darunter in einer Konfiguration gesteuert wird, in der eine Beleuchtungsschaltung für die Entladungslampe eine Startschaltung zum Zuführen eines Startsignals zu der Entladungslampe und eine Steuerschaltung zum Steuern der Eingangsleistung zu der Entladungslampe umfasst, können Vorteile wie etwa eine Reduktion einer Ladung oder ähnliches erzielt werden. Insbesondere wird die während einer Übergangsleistungs-Steuerperiode zum Reduzieren der Startzeit der Entladungslampe angelegte Last reduziert. Daraus resultiert, dass die Einflüsse auf die Nutzlebensdauer oder ähnliches beseitigt oder abgeschwächt werden. Außerdem ist die Beleuchtungsschaltung der Entladungslampe vereinfacht und es können die technischen Anforderungen für den Aufbau und/oder die Spezifikationen für die Entladungslampe niedriger angesetzt werden, was vorteilhaft zu einer Kostenreduktion beiträgt.
Wenn eine weißes Licht emittierende Diode als Halbleiter-Lichtemissionselement verwendet wird, fällt die Farbtemperatur der weißes Licht emittierenden Diode in einen Bereich zwischen 4000 und 6500 K, wobei auch die Farbtemperatur der Entladungslampe in einen Bereich zwischen 4000 und 6500 K fällt. Bei der Konfiguration mit der weißes Licht emittierenden Diode ist also die Farbtemperatur derselben nahe derjenigen der Entladungslampe. Dementsprechend kann ein zusammengesetztes Muster erhalten werden, das einen weniger unnatürlichen Eindruck schafft. Im Vergleich zu einer Glühlampe weist eine Licht emittierende Diode zudem eine lange Nutzlebensdauer auf. Deshalb kann die Nutzlebensdauer der gesamten Lampe einschließlich der Nutzlebensdauer der Entladungslampe verlängert werden (d.h. die Lichtquelle usw. müssen weniger häufig ausgetauscht werden).
Die Erfindung wurde mit Bezug auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben, wobei die Erfindung nicht auf die beschriebene beispielhafte Ausführungsform beschränkt ist. Dem Fachmann sollte deutlich sein, dass verschiedene Änderungen oder Verbesserungen vorgenommen werden können, ohne dass deshalb der durch die beigefügten Ansprüche definierte Erfindungsumfang verlassen wird.

Claims

Fahrzeug-Scheinwerfer, der umfasst: eine erste Lampeneinheit mit einer Entladungslampe als Lichtquelle, und eine zweite Lampeneinheit, die ein Halbleiter-Lichtemissionselement als Lichtquelle umfasst, wobei die Beleuchtungsmuster aus den genannten Lampeneinheiten einander überlagern, um ein Abblend-Lichtverteilungsmuster zu bilden.
Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der ersten Lampeneinheit emittierte Licht und das aus der zweiten Lampeneinheit emittierte Licht zu einem entfernten Bereich vor dem Fahrzeug gestrahlt wird.
Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch: einen Schalter, der geschlossen wird, wenn der Betrieb der ersten und der zweiten Lampeneinheit gestartet wird, eine erste Beleuchtungsschaltung zum Betreiben der Entladungslampe bei Empfang einer Gleichspannung, und eine zweite Beleuchtungsschaltung zum Betreiben des Halbleiter-Lichtemissionselements bei Empfang einer Gleichspannung, wobei wenn der Schalter geschlossen wird, eine Ausgangsspannung aus der ersten Beleuchtungsschaltung zu der Entladungslampe geführt wird, wodurch der Betrieb der ersten Lampeneinheit an der Vorderseite eines Fahrzeugs gestartet wird, und in Verbindung damit eine Ausgangsspannung aus der zweiten Beleuchtungsschaltung zu dem Halbleiter-Lichtemissionselement geführt wird, wodurch der Betrieb der zweiten Lampeneinheit gestartet wird, wobei die zweite Lampeneinheit an einer anderen Position als die erste Lampeneinheit an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet ist.
Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beleuchtungsschaltung der Entladungslampe umfasst: eine Startschaltung zum Zuführen eines Startsignals zu der Entladungslampe, und eine Steuerschaltung zum Steuern der Eingangsleistung zu der Entladungslampe, und wobei während einer Übergangsperiode von dem Zeitpunkt des Startens der Entladungslampe bis zu dem Übergang der Entladungslampe zu einem stabilen Leuchtzustand der Eingangsleistungswert zu der Entladungslampe gleich einem Nennleistungswert oder darunter oder gleich einem Leistungswert für den stabilen Leuchtzustand oder darunter ist.
Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: das Halbleiter-Lichtemissionselement eine weißes Licht emittierende Diode umfasst, deren Farbtemperatur in den Bereich zwischen 4000 und 6500 K fällt, und die Farbtemperatur der Entladungslampe in den Bereich zwischen 4000 und 6500 K fällt.
Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 2, weiterhin gekennzeichnet durch: einen Schalter, der geschlossen wird, wenn der Betrieb der ersten und der zweiten Lampeneinheit gestartet wird, eine erste Beleuchtungsschaltung zum Betreiben der Entladungslampe nach Empfang einer Gleichspannung, und eine zweite Beleuchtungsschaltung zum Betreiben des Halbleiter-Lichtemissionselements nach Empfang einer Gleichspannung, wobei wenn der Schalter geschlossen wird, eine Ausgangsspannung aus der ersten Beleuchtungsschaltung zu der Entladungslampe zugeführt wird, wodurch der Betrieb der ersten Lampeneinheit an der Vorderseite eines Fahrzeugs gestartet wird, und in Verbindung damit eine Ausgangsspannung aus der zweiten Beleuchtungsschaltung zu dem Halbleiter-Lichtemissionselement zugeführt wird, wodurch der Betrieb der zweiten Lampeneinheit gestartet wird, wobei die zweite Lampeneinheit an einer anderen Position als die erste Lampeneinheit an der Vorderseite des Fahrzeugs angeordnet ist.
Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Beleuchtungsschaltung der Entladungslampe umfasst: eine Startschaltung zum Zuführen eines Startsignals zu der Entladungslampe, und eine Steuerschaltung zum Steuern der Eingangsleistung zu der Entladungslampe, und wobei während einer Übergangsperiode von dem Zeitpunkt des Startens der Entladungslampe bis zu dem Übergang der Entladungslampe zu einem stabilen Leuchtzustand der Eingangsleistungswert zu der Entladungslampe gleich einem Nennleistungswert oder darunter oder gleich einem Leistungswert für den stabilen Leuchtzustand oder darunter ist.
Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass: das Halbleiter-Lichtemissionselement eine weißes Licht emittierende Lichtemissionsdiode umfasst, deren Farbtemperatur in einen Bereich zwischen 4.000 und 6.500 K fällt, und die Farbtemperatur der Entladungslampe in einen Bereich zwischen 4.000 und 6.500 K fällt.
Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass: das Halbleiter-Lichtemissionselement eine weißes Licht emittierende Lichtemissionsdiode umfasst, deren Farbtemperatur in einen Bereich zwischen 4.000 und 6.500 K fällt, und die Farbtemperatur der Entladungslampe in einen Bereich zwischen 4.000 und 6.500 K fällt.
Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass: das Halbleiter-Lichtemissionselement eine weißes Licht emittierende Lichtemissionsdiode umfasst, deren Farbtemperatur in einen Bereich zwischen 4.000 und 6.500 K fällt, und die Farbtemperatur der Entladungslampe in einen Bereich zwischen 4.000 und 6.500 K fällt.
Fahrzeug-Scheinwerfer nach Anspruch 1, weiterhin gekennzeichnet durch einen Steuerschaltungsaufbau, der gleichzeitig die Entladungslampe und das Halbleiter-Lichtemissionselement betreibt, wobei die zum Aufleuchten des Fahrzeug-Scheinwerfers erforderliche Zeitdauer kürzer ist als die Zeitdauer bis zum Übergang der Entladungslampe zu einem stabilen Leuchtzustand.