DE102006045446A1

DE102006045446A1 - Fahrzeuglicht

Info

Publication number: DE102006045446A1
Application number: DE102006045446A
Authority: DE
Inventors: Takashi Futami
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2005-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2007-04-26
Anticipated expiration: 2026-09-27
Also published as: US7325954B2; DE102006045446B4; US20070070642A1

Abstract

Ein Fahrzeuglicht mit einer Glühlampe, welche in seitlicher Ausrichtung angebracht ist, was die Länge der gesamten Leuchte mittels einer einfachen Anordnung verringern kann, ohne die Helligkeit zu beeinträchtigen. Der Fahrzeugfrontscheinwerfer weist eine Lichtquelle auf, welche in seitlicher Ausrichtung auf einer optischen Achse angebracht ist, welche sich horizontal in Längsrichtung eines Fahrzeugs erstreckt, erste und zweite Projektionslinsen, welche vor der Lichtquelle über und unter der optischen Achse angebracht sind, erste und zweite reflektierende Oberflächen, um von der Lichtquelle abgestrahltes Licht zur jeweiligen ersten und zweiten Lichtquelle zu reflektieren, eine dritte reflektierende Oberfläche, um Licht, welches von der Lichtquelle nach oben abgestrahlt wird, in Richtung eines Gebiets unterhalb der Lichtquelle zu reflektieren, und einen Planspiegel um Licht, welches von der dritten reflektierenden Oberfläche reflektiert wird, zu einem hinteren Brennpunkt der zweiten Projektionslinse zu leiten.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeuglicht, das als Frontscheinwerfer, als zusätzlicher Frontscheinwerfer, als Blinker und ähnliches, das zum Beispiel an der Vorderseite eines Automobils angebracht ist, verwendet wird.

1A und 1B zeigen einen herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer nach Bauart eines Projektors.

Der Fahrzeugfrontscheinwerfer 1, der hier gezeigt ist, ist als Einzelleuchte ausgeführt. Der Fahrzeugfrontscheinwerfer 1 ist ausgeführt, um eine Glühlampe 2, die als Lichtquelle dient, eine elliptische reflektierende Oberfläche 3, eine Projektionslinse 4, und eine Licht abschirmende Blende 5 zu umfassen. Die elliptische reflektierende Oberfläche 3 weist einen ersten Brennpunkt F1 auf. Das Lichtabstrahlungszentrum der Glühlampe 2 ist diesmal nahe des ersten Brennpunkts F1 angebracht. Zusätzlich ist die elliptische reflektierende Oberfläche derart angeordnet, dass ihre Hauptachse mit der optischen Achse der Glühlampe 2 zusammenfällt und Licht von der Glühlampe 2 nach vorne reflektiert. Die Projektionslinse 4 ist derart angeordnet, dass die Position ihres Brennpunkts auf der Seite der Lichtquelle nahe der Position eines zweiten Brennpunkts F2 der reflektierenden Oberfläche 3 ist. Diese Anordnung ermöglicht es der Projektionslinse 4, Licht von der Glühlampe 2 oder der reflektierenden Oberfläche 3 zu fokussieren. Die Licht abschirmende Blende 5 ist ebenso im Lichtweg von der Glühlampe 2 zur Projektionslinse 4 wie auch nahe dem zweiten Brennpunkt F2 der reflektierenden Oberfläche 3 angeordnet, um einen Teil des abgestrahlten Lichts abzuschirmen und einen abgetrennten Bereich in der Lichtverteilung zu formen.

In diesem Fall verwendet der Fahrzeugfrontscheinwerfer eine Glühlampe, die als C-8-Lichtquelle bezeichnet wird, als Glühlampe 2. Die Glühlampe 2 ist derart nach vorne gerichtet angeordnet, dass ihre Mittelachse sich fast waagrecht nach vorne erstreckt und dabei mit der optischen Achse der Projektionslinse 4 zusammenfällt.

Die Helligkeitsverteilung der C-8-Lichtquelle ist vergleichsweise niedrig im vorderen und hinteren Teil (Längsrichtung) und ist ebenso vergleichsweise hoch in oben/unten- und recht/links- Richtung (die senkrechte Richtung (radiale Richtung)).

Daher wird die Glühlampe 2 von der Rückseite der reflektierenden Oberfläche 3 her angebracht, und das Licht, das in diese senkrechte Richtung (radiale Richtung) abgestrahlt wird, wird an der reflektierenden Oberfläche nach vorne reflektiert. Somit wird die Leuchtintensität des abgestrahlten Lichts verstärkt.

Die Projektionslinse 4 wird, beispielsweise von einer konvexen Linse mit asphärischer Oberfläche gebildet, und wird befestigt und in seiner Position bezüglich der reflektierenden Oberfläche 3 gehalten mittels eines Linsenhalters 6.

Die Licht abschirmende Blende 5 ist zwischen der reflektierenden Oberfläche 3 und dem Linsenhalter 6 angebracht.

Das von der Glühlampe 2 abgestrahlte Licht in dem Fahrzeugfrontscheinwerfer 1 mit dieser Anordnung fällt entweder direkt auf die Projektionslinse 4 oder wird an der reflektierenden Oberfläche 3 reflektiert und fällt dann auf die Projektionslinse 4, nachdem es in Richtung des zweiten Brennpunkts F2 dieser reflektierenden Oberfläche 3 fokussiert wurde. Das einfallende Licht wird durch die Projektionslinse fokussiert und dann nach vorne abgestrahlt.

Hierbei wird ein Licht, das auf die Projektionslinse 4 fällt, von der Licht abschirmenden Blende 5 blockiert. Dadurch wird ein Ausschnitt im Lichtverteilungsmuster gebildet, ohne entgegenkommende Fahrzeug blendendem Licht auszusetzen. Mit anderen Worten, es werden gewünschte Lichtverteilungseigenschaften (Bezug auf 2) erreicht, die die Leuchtweite auf der Gegenfahrbahn verringern. Ein so genannter „Vorbeifahrlichtstrahl" (passing-by beam) wird geformt (im weiteren Text als Abblendlicht (low beam) bezeichnet).

Beim Formen eines „Reiselichtstrahls" („travel beam", hier im weiteren Text als Fernlicht (high beam) bezeichnet) wird die Licht abschirmende Blende aus dem Lichtweg entfernt, sodass kein Ausschnitt gebildet wird.

Die C-8-Lichtquelle in dem Fahrzeugfrontscheinwerfer 1 mit dieser Anordnung ist derart nach vorne gerichtet angebracht, dass die Längsausdehnung der Glühlampe mit der optischen Achse zusammenfällt. Daher wird die Länge der gesamten Leuchte sowohl in die vordere als auch die rückwärtige Richtung vergleichsweise länger, weshalb sie einen großen Einbauraum in Bezug auf die Karosserie des Fahrzeugs benötigt. Zusätzlich wird der Grad der Freiheit, in welchem der Einbau durchgeführt werden kann, beschränkt, und erlegt damit dem Karosseriedesign des Fahrzeugs Beschränkungen auf.

Insbesondere bei Verwendung einer Hochintensitäts-Entladungslichtquelle (HID) als Glühlampe 2, wird ein vergleichsweise großer Sockel, der einen Teil der Zündvorrichtung aufnimmt, zur Energiezufuhr benötigt, um die HID-Lichtquelle zu betreiben und zu beleuchten. In diesem Fall ist die Länge der HID-Lichtquelle selbst in Längsrichtung ungefähr 100mm. Daraus folgend ist die Länge des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfers 1 ungefähr 180mm.

Der Überhang (der Teil, der sich von der Achse bis zum Ende des Fahrzeugs erstreckt) der Fahrzeugfront eines modernen Automobils ist kurz. Zusätzlich werden oft Fahrzeugkarosserieformen, die die aerodynamischen Eigenschaften in Betracht ziehen und die vier Ecken der Fahrzeugkarosserie abrunden, um die Oberfläche in großem Umfang zu reduzieren, eingesetzt. Es gibt auch Trends, Breitreifen niedrigen Querschnitts mit Rädern großen Durchmessers zu kombinieren. Dieser verursachen gravierende Einschränkungen des für den Einbau eines Fahrzeugfrontscheinwerfers benötigten Einbauraums. Dies hat einen gestiegenen Bedarf hervorgerufen, Fahrzeugfrontscheinwerfer in ihrer Längsrichtung zu verkürzen.

Andererseits, vom Blickpunkt der Verbesserung der Sicherheit und den Unterschieden in der Leistung ist die Einbaurate von HID-Lichtquellen, die in Längsrichtung lang sind, hoch, um die Leuchtstärke zu erhöhen. In den vergangenen Jahren wurde die Verwendung einer variablen Lichtverteilung für kurvige Strecken als „Anpassendes Frontscheinwerfersystem" (AFS, „adaptive front lighting system") bekannt. Als Reaktion darauf werden Fahrzeugfrontscheinwerfer nach Bauart des Projektors wegen der Nachfrage nach kleineren Ausleuchtungsflächen oft verwendet.

Im Kontrast dazu offenbaren die japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 2004-127830 und Nr. 2005-10766 Fahrzeugfrontscheinwerfer mit in Längsrichtung seitwärts gerichteten Glühlampen, welche niedriger als die optische Achse der Projektionslinse angebracht sind. Daher ermöglicht es die seitwärts gerichtete Anordnung der Glühlampe, die gesamte Länge der Leuchte zur verringern.

In dieser Art eines Fahrzeugfrontscheinwerfers nach Art eines Projektors wird ein Zerstreuungsbereich im Lichtverteilungsmuster durch das Gebiet an der Seite der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche geformt, welches Licht von der Glühlampe reflektiert und es zur Projektionslinse leitet. In diesem Fahrzeugfrontscheinwerfer ist die Glühlampe unterhalb der optischen Achse angebracht und wird von der Seite in die Leuchte eingesetzt. Daher ist im Gebiet seitlich der optischen Achse der reflektierenden Oberfläche keine Ausklinkung nötig. Dies ermöglicht es, einen Zerstreuungsbereich zu formen, welcher eine ausreichende Menge an Licht aufweist, ohne die Menge an Licht des Zerstreuungsbereichs im Lichtverteilungsmuster zu verringern.

Bei dem Fahrzeugfrontscheinwerfer, welcher in den japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. 2004-127830 und Nr. 2005-10766 offenbart wird, ist die Glühlampe jedoch seitwärts gerichtet angebracht, und verkürzt dadurch die Länge des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfers in Richtung der optischen Achse, und führt im Ergebnis zu einer insgesamt kürzeren Anordnung in der Längsrichtung.

Bei Verwendung einer HID-Lichtquelle als Glühlampe beträgt der Verkürzungseffekt durch die seitwärts gerichtete Glühlampe jedoch ungefähr 50 mm.

Dadurch ist es schwierig, auf Forderungen nach kleineren Ausgestaltungen für Fahrzeugfrontscheinwerfer zu reagieren, was in der Nachfrage nach noch kleineren Ausgestaltungen resultiert.

Bei Verwendung einer HID-Lichtquelle, bei der die Glühlampe seitwärts ausgerichtet angebracht ist, wird das Licht in Richtung der Hauptachse mit der stärksten Lichtintensität in den Zerstreuungsbereich abgestrahlt, ohne in Richtung des Gebiets nahe der Mitte in vorderer Richtung abgestrahlt zu werden. Dies resultiert darin, dass die Effizienz der Lichtausbeute der Glühlampe fällt, und die stärkste Leuchtkraft, nahe der Mitte des Lichtverteilungsmusters, geringer wird.

Von dem Licht, das von der Glühlampe nach vorne abgestrahlt wird, ist das Licht, das nicht auf die Projektionslinse fällt, nicht in jenem abgestrahltem Licht enthalten, das nach vorne abstrahlt. Daher leistet es keinen Beitrag zur Bildung des Lichtverteilungsmusters, und daraus resultiert, dass der Lichtstrom insgesamt unzureichend wird.

Bei einer HID-Lichtquelle, kann die Länge in Richtung der optischen Achse der Leuchte nur um ca. 50mm verringert werden, auch wenn die Glühlampe in seitlicher Richtung ausgerichtet angeordnet wird. Dies machte es unmöglich, eine signifikante Verkürzung in der Tiefe zu erreichen.

Ein Fahrzeugfrontscheinwerfer mit variabler Lichtverteilung ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr. 2005-166282 offenbart. Eine fest zugeordnete reflektierende Oberfläche zur variablen Lichtverteilung, eine Projektionslinse und eine bewegliche reflektierende Oberfläche werden diesem Fahrzeugfrontscheinwerfer hinzugefügt. Die bewegliche reflektierende Oberfläche wird geöffnet und geschlossen, um die Lichtverteilung zu variieren, und vermeidet dadurch plötzliche Wechsel in der Form der Lichtverteilung. In diesem Fahrzeugfrontscheinwerfer wird jedoch, da die Lichtquelle entlang der optischen Achse ausgerichtet ist, keine Verkürzung in der Tiefe in Richtung der optischen Achse erreicht.

Im Gegensatz dazu zeigt 3 einen herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer des sogenannten länglichen Typs. Der Fahrzeugfrontscheinwerfer 1 ist als Einzelleuchte ausgeführt. Der Fahrzeugfrontscheinwerfer 1 ist derart gestaltet, dass er eine als Lichtqueile dienende Glühlampe 2, eine parabolische reflektierende Oberfläche 3 und eine Frontlinse 4 umfasst. Die parabolische reflektierende Oberfläche 3 weist einen Brennpunkt F auf. Das Lichtabstrahlungszentrum der Glühlampe 2 ist hierbei nahe dem Brennpunkt F positioniert. Zusätzlich ist die parabolische reflektierende Oberfläche derart angebracht, dass sich die Hauptachse fast waagrecht zur Abstrahlungsrichtung des Lichts erstreckt. Daher reflektiert die parabolische reflektierende Oberfläche 3 Licht von der Glühlampe 2 nach vorne. Die Frontlinse 4 befindet sich vor der Glühlampe 2 und ist fast senkrecht zur optischen Achse angebracht.

Die Glühlampe 2 verwendet die oben erwähnte, als C-8-Lichtquelle bezeichnete Glühlampe. Die Glühlampe 2 ist so angeordnet, dass sie derart seitwärts gerichtet ist, dass die Mittelachse sich in Richtung der Vorderseite fast horizontal und senkrecht zur optischen Achse der Projektionslinse erstreckt.

Die Helligkeitsverteilung der C-8-Lichtquelle ist vergleichsweise niedrig im vorderen und hinteren Teil (Längsrichtung) und ist ebenso vergleichsweise hoch in oben/unten- und recht/links- Richtung (senkrechte Richtung).

Die reflektierende Oberfläche 3 wurde in eine vergleichsweise schmale längliche Form gebracht, die der länglichen Form des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfers 1 entspricht. Daher ist die reflektierende Oberfläche 3 nicht gut geeignet, um Lichtverteilungseigenschaften zu erzielen, welche sich horizontal nach links und rechts erstrecken.

Durch Bereitstellung eines Linsenzuschnitts 4a, welcher die Eigenschaften der reflektierenden Oberfläche 3 berücksichtigt, strahlt die Linse 4 ebenso Licht ab, das von der reflektierenden Oberfläche 3 reflektiert wurde, wie auch Licht, das direkt von der Glühlampe 2 in horizontaler Richtung nach links und rechts abgestrahlt wird.

Das Licht, das von der Glühlampe 2 im Fahrzeuglicht 1 mit dieser Anordnung abgestrahlt wird, fällt entweder auf die Projektionslinse 4, oder wird von der reflektierenden Oberfläche 3 reflektiert, wobei ein fast paralleler Lichtstrahl gebildet wird, welcher dann auf die Projektionslinse 4 fällt. Das einfallende Licht wird durch die Projektionslinse 4 in horizontaler Richtung nach rechts und links abgestrahlt und wird dann nach vorne abgestrahlt.

Die reflektierende Oberfläche 3 in der oben beschriebenen herkömmlichen Anordnung des Fahrzeugfrontscheinwerfer 1 des länglichen Typs weist auch ein längliche Form und eine schmale Breite auf. Daher wird die Menge des von der Glühlampe abgestrahlten, auf die reflektierende Oberfläche 3 einfallenden Lichts verringert, und die Effizienz der Lichtausbeute der Glühlampe sinkt.

Beispielsweise beträgt die größte Helligkeit im Lichtverteilungsmuster bei Verwendung einer Wolfram-Halogenlampe als Glühlampe in der oben beschriebenen Anordnung 2 ungefähr 260 lm, was vergleichsweise dunkel ist, wie in 4(A) gezeigt.

In dieser Form des herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfers 1 wird das durch die reflektierende Oberfläche 3 reflektierte Licht in waagrechter Richtung durch die Frontlinse 4 nach rechts und links abgestrahlt. Daher ist ein Linsenzuschnitt 4a in der Frontlinse, welcher in horizontaler Richtung nach links und rechts abstrahlt, unentbehrlich. Dies resultiert in einer Einschränkung der Freiheit bei der Gestaltung der Linse.

Wenn die Frontlinse 4 in einer fast rechtwinkligen Art angebracht ist, wird ein angemessenes Lichtverteilungsmuster erreicht, wie in 4A gezeigt. Wenn die Gestaltung derart ist, dass die Frontlinse geneigt angebracht ist, wird der Lichtverteilungsbereich im Gebiet der jeweiligen Enden des Lichtverteilungsmusters abfallen oder ansteigen, wie in 4B gezeigt. Als Ergebnis ist das Lichtverteilungsmuster nicht als Lichtverteilungsmuster eines Fahrzeugfrontscheinwerfers geeignet.

Im Gegensatz dazu wird auch die Verwendung einer so genannten C-6-Lichtquelle, in welcher sich die längliche Ausrichtung des Licht abstrahlenden Elements in einem rechten Winkel zur optischen Achse befindet, als Glühlampe wird in Betracht gezogen. Obwohl diese Lichtquelle verwendet wird, verschlechtert sich die Einstrahlungseffizienz in Richtung der reflektierenden Oberfläche 3 und die Effizienz der Lichtausbeute sinkt. In diesem Fall ist es aufgrund der schmale Breite der reflektierende Oberfläche 3 schwierig, ein helles Lichtverteilungsmuster zusammen mit einer niedrigen Einstrahlungs-Reflektionseffizienz zu erreichen.

Zusammenfassung der Erfindung

Unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Punkte ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Fahrzeuglicht nach Projektorbauart mit einer quer bzw. transversal angebrachten Glühlampe bzw. Lichtquelle bereitzustellen, um die Tiefe der gesamten Leuchte unter Verwendung einer einfachen Anordnung zu reduzieren, ohne die Helligkeit zu verringern.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Fahrzeuglicht von länglicher Ausgestaltung bereitzustellen, welches einen Freiheitsgrad in der Gestaltung, wie das Neigen der Front, bei geeignetem Lichtverteilungsmuster unter Verwendung einer einfachen Anordnung aufweist.

Einer der Ausführungen der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeuglicht. Das Fahrzeuglicht kann aufweisen:
eine Lichtquelle, die einen Licht emittierenden Teil in Längsrichtung aufweist, wobei die Lichtquelle auf einer waagrechten, sich in einer von vorne nach hinten gerichteten Richtung eines Fahrzeugs erstreckenden optischen Achse angeordnet ist, sodass die Längsrichtung die optische Achse unter einem gewissen Winkel schneidet;
eine erste Projektionslinse mit konvexer Form, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und über der optischen Achse angebracht ist;
eine zweite Projektionslinse mit konvexer Form, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und unterhalb der optischen Achse angebracht ist;
eine erste elliptische, reflektierende Oberfläche, die über der optischen Achse angebracht ist, wobei die erste elliptische reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht emittierenden Teils der Lichtquelle aufweist, und einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse aufweist, wobei die erste elliptische Oberfläche Licht reflektiert, das von der Lichtquelle rückwärts und aufwärts abgestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse zu fokussieren;
eine zweite elliptische Oberfläche, die unterhalb der optischen Achse angebracht ist, wobei die zweite elliptische reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht emittierenden Teils der Lichtquelle aufweist, und einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse aufweist, wobei die zweite elliptische Oberfläche Licht reflektiert, das von der Lichtquelle rückwärts und abwärts abgestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse zu fokussieren;
eine dritte reflektierende Oberfläche, die derart vor der Lichtquelle angebracht ist, dass die Oberfläche einfallendes Licht nicht beeinträchtigt, das von der ersten und zweiten reflektierenden Oberfläche auf die jeweilige erste und zweite Projektionslinse reflektiert wird, wobei die dritte reflektierende Oberfläche Licht, das von der Lichtquelle nach vorne abgestrahlt wird, zu einer Gegend unterhalb der Lichtquelle reflektiert; und
einen Planspiegel der in der Gegend unterhalb der Lichtquelle angeordnet ist, um das Licht von der dritten reflektierenden Oberfläche in Richtung des hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse zu reflektieren. Im Fahrzeuglicht mit der oben beschriebenen Anordnung kann die dritte reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt aufweisen, welcher sich in der Nähe des Licht emittierenden Teils der Lichtquelle befindet, und einen zweiten Brennpunkt, welcher an einer Position angebracht ist, die mit dem hinteren Brennpunkt der zweiten Projektionslinse mittels des Planspiegels konjugiert ist.

In diesem oben gestalteten Fahrzeuglicht kann zumindest einer der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen aus einer Kombination streifenförmiger elliptischer Oberflächen bestehen. Alternativ dazu kann zumindest eine der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen auf einer Freiformfläche bestehen, die auf einer Ellipse basiert.

Das Fahrzeuglicht mit der obigen Anordnung kann weiterhin eine Licht abschirmende Blende aufweisen, die an zumindest einer der ersten und zweiten Projektionslinsen angebracht ist, wobei die Licht abschirmende Blende in der Nähe des hinteren Brennpunkts der entsprechenden Projektionslinse angebracht ist, um eine Trennlinie zu formen, um dadurch ein festgelegtes Lichtverteilungsmuster zu definieren.

In diesem Fall kann die Licht abschirmende Blende als zur optischen Achse senkrechte, ebene Fläche ausgebildet sein, oder in einer kreisförmigen oder elliptischen Form nach vorne gekrümmt sein.

Das Fahrzeuglicht mit der obigen Anordnung kann weiterhin aufweisen:
eine vierte elliptische reflektierende Oberfläche, die vor und über der ersten reflektierenden Oberfläche angebracht ist, wobei die vierte elliptische reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht emittierenden Teils der Lichtquelle aufweist, und einen zweiten Brennpunkt vor der Licht abschirmenden Blende aufweist, wobei die vierte elliptische reflektierende Oberfläche Licht, das von der Lichtquelle nach vorne und oben abgestrahlt wird reflektiert, um das Licht in Richtung der Vorderseite der Licht abschirmenden Blende zu fokussieren; und
eine reflektierende Platte, die vor und unter der Licht abschirmenden Blende angebracht ist, um das Licht von der vierten reflektierenden Oberfläche in die Richtung zu reflektieren, die einer Schilderbrücke über dem Fahrzeug entspricht.

Im Fahrzeuglicht mit der oben beschriebenen Anordnung kann die vierte reflektierende Oberfläche aus einer Kombination streifenförmiger elliptischer Oberflächen bestehen, oder aus einer Freiformfläche bestehen, die auf einer Ellipse basiert.

Eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeuglicht. Das Fahrzeuglicht kann umfassen:
eine Lichtquelle, die einen Licht emittierenden Teil in Längsrichtung aufweist, wobei die Lichtquelle auf einer waagrechten, sich in einer von vorne nach hinten gerichteten Richtung erstreckenden optischen Achse angeordnet ist, sodass die Längsrichtung die optische Achse unter einem gewissen Winkel schneidet;
eine erste Projektionslinse, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und über- oder unterhalb der optischen Achse angebracht ist;
eine zweite Projektionslinse, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und an spitzendigen Seite der Lichtquelle angebracht ist;
eine erste elliptische, reflektierende Oberfläche, welche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht ausstrahlenden Elements der Lichtquelle aufweist, und einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse aufweist, wobei die erste elliptische Oberfläche Licht reflektiert, das von der Lichtquelle rückwärts und aufwärts oder abwärts abgestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse zu fokussieren;
eine zweite reflektierende Oberfläche, die vor der Lichtquelle angebracht ist, um Licht, das von der Lichtquelle nach vorne ausgestrahlt wird, in Richtung eines Gebiets seitlich der Spitze der Lichtquelle zu reflektieren; und
eine dritte reflektierende Oberfläche, die im Gebiet der Spitze der Lichtquelle, um Licht von der zweiten reflektierenden Oberfläche in Richtung eines hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse zu reflektieren, wobei,
die zweite reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt aufweist, der in der Nähe des Licht ausstrahlenden Teils der Lichtquelle angebracht ist, und einen zweiten Brennpunkt aufweist, der sich an einer Position befindet, die mit dem hinteren Brennpunkt der zweiten Projektionslinse mittels der dritten reflektierenden Oberfläche konjugiert ist.

Das Fahrzeuglicht mit der oben beschriebenen Anordnung kann weiterhin umfassen: eine dritte Projektionslinse, die sich vor der Lichtquelle und auf der anderen Seite der ersten Projektionslinse in Bezug auf die optische Achse befindet; und eine vierte elliptische reflektierende Oberfläche, die einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht emittierenden Teils aufweist, und die einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der dritten Projektionslinse aufweist, wobei die vierte elliptische reflektierende Oberfläche Licht, das von der Lichtquelle rückwärts und abwärts oder aufwärts abgestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der dritten Projektionslinse zu fokussieren.

Das Fahrzeuglicht mit der oben beschriebenen Anordnung kann weiterhin eine Licht abschirmende Blende aufweisen, angebracht an zumindest einer der ersten, zweiten oder dritten Projektionslinsen, wobei die Licht abschirmende Blende in der Nähe des hinteren Brennpunkts der jeweiligen Projektionslinse angebracht ist, um eine Trennlinie zur Bestimmung eines vorbestimmten Lichtverteilungsmusters zu formen.

In diesem Fall, kann die Licht abschirmende Blende als ebene, zur optischen Achse senkrechte Fläche ausgebildet sein, oder in einer bogenförmigen Form oder elliptischen Form nach vorne gekrümmt sein.

Ebenso kann in diesem Fall zumindest eine Licht abschirmende Blende mit einem Schlitz versehen sein, um es hindurchtretendem Licht zu ermöglichen, eine Schilderbrücke über dem Fahrzeug zu beleuchten, wobei der Schlitz in vorderer Richtung fort vom hinteren Brennpunkt der entsprechenden Projektionslinse angeordnet ist.

Noch eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrzeuglicht. Das Fahrzeuglicht kann umfassen:
eine Lichtquelle, die einen Licht emittierenden Teil in Längsrichtung aufweist, wobei die Lichtquelle auf einer waagrechten, sich in einer von vorne nach hinten gerichteten Richtung erstreckenden optischen Achse angeordnet ist, sodass die Längsrichtung die optische Achse unter einem gewissen Winkel schneidet;
eine erste Projektionslinse, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und überhalb der optischen Achse angebracht ist;
eine zweite Projektionslinse, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und unterhalb der optischen Achse angebracht ist;
eine dritte Projektionslinse, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und unterhalb der zweiten Projektionslinse angebracht ist;
eine erste elliptische reflektierende Oberfläche, welche oberhalb der optischen Achse angebracht ist, wobei die erste elliptische reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht emittierenden Teils der Lichtquelle und einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse aufweist, wobei die erste elliptische reflektierende Oberfläche Licht reflektiert, das von der Lichtquelle rückwärts und aufwärts abgestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse zu fokussieren;
eine zweite elliptische reflektierende Oberfläche welche unterhalb der optischen Achse angebracht ist, wobei die zweite elliptische reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht emittierenden Teils der Lichtquelle und einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse aufweist, wobei die zweite elliptische reflektierende Oberfläche Licht reflektiert, das von der Lichtquelle rückwärts und abwärts abgestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse zu fokussieren;
eine erste zusätzliche reflektierende Oberfläche, welche vor der Lichtquelle in einer solchen Weise angeordnet ist, dass die Oberfläche eingestrahltes Licht nicht beeinträchtigt, welches von den ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen auf die jeweiligen ersten und zweiten reflektierenden Projektionslinsen reflektiert wird, wobei die erste zusätzliche reflektierende Oberfläche Licht, welches von einer Lichtquelle vorwärts in Richtung eines Gebiets unterhalb der Lichtquelle abgestrahlt wird, rückwärts reflektiert;
eine zweite zusätzliche reflektierende Oberfläche, welche unterhalb der ersten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche derart angebracht ist, dass die Oberfläche eingestrahltes Licht, welches von der zweiten reflektierenden Oberfläche auf die zweite Projektionslinse reflektiert wird, und Licht welches von der ersten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche reflektiert wird, nicht beeinträchtigt, wobei die zweite zusätzliche reflektierende Oberfläche Licht, das von der Lichtquelle nach vorne und unten abgestrahlt wird, in Richtung eines Gebiets hinter der Lichtquelle reflektiert;
einen ersten Planspiegel, welcher unter der zweiten reflektierenden Oberfläche angeordnet ist, um das Licht von der ersten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche in Richtung des hinteren Brennpunkts der dritten Projektionslinse zu reflektieren;
ein zweiter Planspiegel, welcher unter der zweiten reflektierenden Oberfläche angebracht ist, um das Licht von der zweiten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche in Richtung des hinteren Brennpunkts der dritten Projektionslinse zu reflektieren.

Im Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 weist die erste zusätzliche reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt auf, der in der Nähe des Licht emittierenden Teils der Lichtquelle angebracht ist, und einen zweiten Brennpunkt, welcher sich in einer Position befindet, die mit dem hinteren Brennpunkt der dritten Projektionslinse mittels des ersten Planspiegels konjugiert ist, und
Es weist die zweite zusätzliche Oberfläche einen ersten Brennpunkt, der in der Nähe des Licht abstrahlenden Elements der Lichtquelle angebracht ist, auf und einen zweiten Brennpunkt, welcher sich in einer Position befindet, die mit dem hinteren Brennpunkt der dritten Projektionslinse mittels des zweiten Planspiegels konjugiert ist.

Das Fahrzeuglicht mit der obigen Anordnung kann weiterhin aufweisen:
eine dritte elliptische zusätzliche reflektierende Oberfläche, welche vor und überhalb der ersten reflektierenden Oberfläche angebracht ist; und
einen dritten Planspiegel, welcher vor der Lichtquelle und überhalb der ersten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche derart angebracht ist, dass der Spiegel einfallendes Licht nicht beeinträchtigt, welches von der ersten reflektierenden Oberfläche auf die erste Projektionslinse reflektiert wird, wobei der dritte Planspiegel Licht von der dritten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche in Richtung der ersten Projektionslinse reflektiert, und wobei
die dritte zusätzliche reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt, der in der Nähe des Licht emittierenden Teils angebracht ist, und einen zweiten Brennpunkt, welcher sich an einer Position befindet, die mit dem hinteren Brennpunkt der ersten Projektionslinse mittels des dritten Planspiegels konjugiert ist, aufweist.

Das Fahrzeuglicht mit der obigen Anordnung kann weiterhin umfassen eine Licht abschirmende Blende, angebracht an mindestens einer der ersten, zweiten oder dritten Projektionslinsen, wobei die Licht abschirmende Blende in der Nähe des hinteren Brennpunkts der entsprechenden Projektionslinse angebracht ist, um eine Trennlinie zur Bestimmung eines vorbestimmten Lichtverteilungsmusters zu formen.

In diesem Fall kann die Licht abschirmende Blende als eine ebene, zur optischen Achse senkrechte Fläche ausgebildet sein, oder in einer bogenförmigen Form oder elliptischen Form nach vorne gekrümmt sein.

Ebenso kann in diesem Fall zumindest eine Licht abschirmende Blende mit einem Schlitz versehen sein, um es hindurchtretendem Licht zu gestatten, eine Schilderbrücke über dem Fahrzeug zu beleuchten, wobei der Schlitz in vorderer Richtung fort vom hinteren Brennpunkt der entsprechenden Projektionslinse angeordnet ist.

Das Fahrzeuglicht mit der obigen Anordnung kann weiterhin umfassen:
eine elliptische reflektierende Oberfläche zur Bildung eines Lichtverteilungsmusters zur Beleuchtung von Schilderbrücken, welche vor und überhalb der ersten reflektierenden Oberfläche angebracht ist, wobei die reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht abstrahlenden Teils der Lichtquelle aufweist, und welche einen zweiten Brennpunkt an einer Position, die sich ein wenig vor der Licht abschirmenden Blende und in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse befindet, aufweist, wobei die reflektierende Oberfläche Licht, welches von der Lichtquelle aufwärts abgestrahlt wird, zu einer Position, welche nach vorne vom hinteren Brennpunkt der ersten Projektionslinse weg gerichtet ist, reflektiert; und
eine reflektierende Platte, welche vor der Licht abschirmenden Blende an einer solchen Position angebracht ist, dass die reflektierende Platte Licht von der reflektierenden Oberfläche reflektiert, um ein Schilderbrücken-Lichtverteilungsmuster in Richtung einer Schilderbrücke zu bilden, um das Lichtverteilungsmuster zur Beleuchtung von Schilderbrücken zu bilden.

In jeder Ausführung der vorliegenden Erfindung kann zumindest eine der ersten, zweiten oder dritten Projektionslinsen aus einer Fresnellinse bestehen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Eigenschaften, Merkmale und Vorteile des offenbarten Gegenstandes werden durch die folgenden Beschreibungen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen deutlich werden.
1A und 1B sind jeweils ein Querschnitt und ein Längsschnitt entlang der optischen Achse, die ein Beispiel der Anordnung eines herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfers zeigen;
2 ist ein Graph, der das Lichtverteilungsmuster im Fahrzeugfrontscheinwerfer der 1A und 1B zeigt;
3 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die die Anordnung eines herkömmlichen länglichen Fahrzeugfrontscheinwerfers zeigt;
4A und 4B sind Graphen, die ein Lichtverteilungsmuster im Fahrzeugfrontscheinwerfer der 3 zeigen, wenn die Front darin rechtwinklig (4A) und geneigt (4B) ist;
5 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein Beispiel der Anordnung eines Fahrzeugfrontscheinwerfers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
6A ist eine schematische Draufsicht des Fahrzeugfrontscheinwerfer in 5, betrachtet aus der +Y-Richtung, 6B ist eine schematische Frontansicht, betrachtet aus der +Z-Richtung, und 6C ist ein Längsschnitt, betrachtet aus der +X-Richtung;
7 ist eine erläuternde Ansicht, welche die optischen Vorgänge eines ersten Projektionssystems und eines zweiten Projektionssystems in dem Fahrzeugfrontscheinwerfer der 5 zeigt;
8A ist ein Graph, der die Leuchtstärkenverteilung zeigt, betrachtet von der Vorderseite, und 8B ist ein Graph, der die Leuchtstärkenverteilung zeigt, betrachtet von der Seite;
9 ist eine erläuternde Ansicht, welche die optischen Vorgänge eines dritten Projektionssystems in dem Fahrzeugfrontscheinwerfer der 5 zeigt;
10A ist ein Graph, der ein Lichtverteilungsmuster gemäß dem ersten Projektionssystem zeigt, 10B ist ein Lichtverteilungsmuster gemäß dem zweiten Projektionssystem, und 10C ist ein gesamtes Lichtverteilungsmuster im Fahrzeugfrontscheinwerfer gemäß 5;
11 ist ein Graph, der ein Lichtverteilungsmuster auf der Straßenoberfläche des Fahrzeugfrontscheinwerfers gemäß 5 zeigt;
12 ist eine schematische perspektivische Ansicht, welche ein Beispiel der Anordnung eines Fahrzeugfrontscheinwerfers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
13 ist eine schematische Draufsicht des Fahrzeugfrontscheinwerfers in 12, betrachtet aus der +Y-Richtung;
14 ist eine schematische Frontansicht des Fahrzeugfrontscheinwerfer in 12 betrachtet aus der +Z-Richtung;
15 ist ein Längsschnitt des Fahrzeugfrontscheinwerfers in 12, gesehen aus +X-Richtung;
16A ist ein Graph, der ein Lichtverteilungsmuster gemäß einem ersten Projektionssystem zeigt, 16B ist ein Lichtverteilungsmuster gemäß einem zweiten Projektionssystem, und 16C ist ein Lichtverteilungsmuster gemäß einem dritten Projektionssystem im Fahrzeugfrontscheinwerfer in 12;
17A ist ein gesamtes Lichtverteilungsmuster im Fahrzeugfrontscheinwerfer in 12, und 17B ist ein gesamtes Lichtverteilungsmuster in dem herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer;
18 ist eine schematische perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel der Anordnung eines Fahrzeugfrontscheinwerfers gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
19 ist ein schematischer Querschnitt des Fahrzeugfrontscheinwerfers in 18, betrachtet aus der +X-Richtung;
20 ist ein schematischer Querschnitt, der den Lichtweg gemäß einem System zeigt, das eine erste reflektierende Oberfläche und eine erste Projektionslinse im Fahrzeugfrontscheinwerfer in 18 umfasst;
21 ist ein schematischer Querschnitt, der den Lichtweg gemäß einem System zeigt, das eine zweite reflektierende Oberfläche und eine zweite Projektionslinse im Fahrzeugfrontscheinwerfer in 18 umfasst;
22 ist ein schematischer Querschnitt, der den Lichtweg gemäß einem System zeigt, das eine erste zusätzliche reflektierende Oberfläche, einen ersten Planspiegel, und eine dritte Projektionslinse in dem Fahrzeugfrontscheinwerfer in 18 umfasst;
23 ist ein schematischer Querschnitt, der den Lichtweg gemäß einem System zeigt, das eine zweite zusätzliche reflektierende Oberfläche, einen zweiten Planspiegel, und die dritte Projektionslinse in dem Fahrzeugfrontscheinwerfer in 18 umfasst;
24 ist ein schematischer Querschnitt, der den Lichtweg gemäß einem System zeigt, das eine dritte zusätzliche reflektierende Oberfläche, einen dritten Planspiegel, und die erste Projektionslinse in dem Fahrzeugfrontscheinwerfer in 18 umfasst;
25 ist ein schematischer Querschnitt, der den Lichtweg gemäß einem System zeigt, das eine reflektierende Oberfläche zur Bildung eines Lichtverteilungsgebiets für Schilderbrücken, eine reflektierende Platte auf der Abschirmplatte, und die erste Projektionslinse des Fahrzeugfrontscheinwerfers in 18 umfasst;
26 ist ein Graph, der das Ergebnis einer Simulation des Lichtverteilungsmusters im Fahrzeugfrontscheinwerfer in 18 zeigt.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen Gemäß der oben beschriebenen Anordnung der vorliegenden Erfindung wird Licht, das von der Lichtquelle überhalb der Rückseite abgestrahlt wird, durch die erste reflektierende Oberfläche reflektiert, in Richtung des zweiten Brennpunkts, und zwar des Brennpunkts an der hinteren Seite der ersten Projektionslinse, fokussiert, und dann leicht gestreut und in horizontaler Richtung in einem vorher bestimmten Lichtverteilungsmuster in vorderer Richtung durch die erste Projektionslinse ausgestrahlt.
Weiterhin wird Licht, das von der Lichtquelle unterhalb der Rückseite abgestrahlt wird, durch die zweite reflektierende Oberfläche reflektiert, in Richtung des zweiten Brennpunkts, und zwar des Brennpunkts an der hinteren Seite der zweiten Projektionslinse, fokussiert, und dann in ähnlicher Weise in einem vorher bestimmten Lichtverteilungsmuster in vorderer Richtung durch die zweite Projektionslinse ausgestrahlt.
Noch weitergehend fällt Licht, das von der Lichtquelle nach vorne abgestrahlt wird, ein auf und wird reflektiert von der dritten reflektierenden Oberfläche und läuft nach hinten und leicht nach unten zu einem Planspiegel und wird dann von diesem Spiegel reflektiert. Danach wird das in Richtung des Brennpunkts auf der hinteren Seite der zweiten Projektionslinse fokussierte Licht in vorderer Richtung durch die zweite Projektionslinse abgestrahlt.
Folglich wird das von der Lichtquelle nach vorne abgestrahlte Licht mittels der zweiten reflektierenden Oberfläche durch die zweite Projektionslinse nach vorne abgestrahlt. Dies verbessert die Lichtausnutzungseffizienz des Lichts der Lichtquelle und verstärkt den gesamten Lichtstrom, der das Lichtverteilungsmuster bildet.
Weil das von der dritten reflektierenden Oberfläche und dem Planspiegel reflektierte Licht in einem vergleichsweise kleinen Einfallswinkel auf die zweite Projektionslinse fällt, wird das Licht konzentriert und vergleichsweise nahe der Mitte nach vorne abgestrahlt. Daher kann die größte Helligkeit des nach vorne abgestrahlten Lichts nahe der Mitte des Lichtverteilungsmusters in ausreichender Weise verbessert werden.
Weil sich dadurch die Lichtausnutzungseffizienz des Lichts von der Lichtquelle weiterhin verbessert, wird der gesamte Lichtstrom, der das Lichtverteilungsmuster bildet, weiter gesteigert, zusammen mit der Fähigkeit, die größte Helligkeit nahe der Mitte des Lichtverteilungsmusters des nach vorne abgestrahlten Lichts noch mehr zu erhöhen.
Aus diesem Grund kann die gesamte Leuchte des Fahrzeugfrontscheinwerfers durch seitlich ausgerichtete Anbringung der Lichtquelle bezüglich der optischen Achse vergleichsweise kurz angeordnet werden, und das von der ersten und zweiten reflektierenden Oberfläche reflektierte Licht wird sowohl durch die erste und die zweite Projektionslinse nach vorne abgestrahlt. Das macht es möglich, die doppelten Lichtkonzentrations-Eigenschaften verglichen mit der Ausstrahlung durch eine einzelne Projektionslinse erzielen. Nicht nur die Helligkeit des Lichtverteilungsmusters ist reduziert, sondern auch Durchmesser und Brennweite jeder Projektionslinse kann geringer gestaltet werden als bei einem Fahrzeugfrontscheinwerfer herkömmlicher Einzelbauart.
Daher macht es die Verkürzung der Brennweite jeder Projektionslinse möglich, die Länge des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfers in Richtung der optischen Achse weiter zu verkürzen. Die Höhe des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfer kann ebenfalls reduziert werden, indem der Durchmesser jeder Projektionslinse kleiner gemacht wird.
Weiterhin ermöglicht es die Verwendung einer Projektionslinse mit kurzer Brennweite, ein Lichtverteilungsmuster mit bemerkenswert breiter Streuung in horizontaler Richtung zu erreichen, und zwar ein Lichtverteilungsmuster mit einer breiten Sichtspanne, verglichen mit einem herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer nach Projektorbauart, und auch die Sicherheit weiter zu erhöhen.
Zusätzlich wird eine Hitzekonzentration auf jeder der Projektionslinsen vermieden, indem es dem Licht der Lichtquelle ermöglicht wird, verteilt (geteilt) zu werden und auf einer Mehrzahl von Linsen aufzutreffen. Auf diese Weise können Temperatursteigerungen jeder Projektionslinse vermieden werden. Daher kann die Entfernung zwischen jeder Projektionslinse und der Lichtquelle kleiner eingestellt werden, was es möglich macht, die Länge des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfers noch weiter zu kürzen.
Eine ursprüngliche attraktive äußere Erscheinung kann ebenfalls durch Anordnung mehrerer Projektionslinsen in einer Reihe dargestellt werden.
Wenn zumindest eine der oben genannten ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen aus einer Kombination streifenförmiger, senkrechter elliptischer Oberflächen oder aus einer auf einer Ellipse basierenden Freiformoberfläche besteht, können die ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen leicht gestaltet und geformt werden.
Das bedeutet, eine Kombination streifenförmiger vertikaler elliptischer Oberflächen kennzeichnet eine Kombination mehrerer reflektierender Oberflächen in welcher ein Teil einer rotierten elliptischen Oberfläche lang und schmal zugeschnitten ist, als wäre es ein kurzer vertikaler Streifen.
Um diese Art streifenförmiger vertikaler elliptischer Oberflächen herzustellen, wird ein erster elliptischer Brennpunkt in einer Lichtquelle festgelegt, und dann wird ein zweiter Brennpunkt eingerichtet, der zu einem gewünschten Lichtverteilungsmuster (linker/rechter Streuwinkel) passt. Danach wird durch Rückverfolgung von Lichtstrahlen von der Abstrahlungsseite einer asphärischen Linse eine imaginäre Brennpunktkurve der asphärischen Linse gezeichnet, welche die Position der in Richtung der asphärischen Linse einfallenden Reflektion bestimmt, die dem linken/rechten Streuwinkel entspricht, und die Form der rotierten elliptischen Oberfläche wird durch den Übergang zu dieser imaginären Brennpunktkurve gefunden. Dann werden die rotierten elliptischen Oberflächen, die gefunden wurden, in gewünschte Formen aufgeteilt (zum Beispiel die Form eines kurzen vertikalen Streifens, welcher klein und schmal ist) und zusammengesetzt, um streifenförmige vertikale elliptische Oberflächen zu bilden.
Wenn eine Licht abschirmende Blende, die eine Trennlinie bildet und ein vorher festgelegtes Lichtverteilungsmuster herstellt, nahe dem Brennpunkt an der hinteren Seite zumindest einer der ersten und zweiten Projektionslinse angebracht ist, wird der Schatten der Licht abschirmenden Blende durch das nahe dem Brennpunkt an der hinteren Seite dieser Projektionslinse konvergierende Licht nach vorne projiziert. Daher wird beispielsweise eine Trennlinie eines Abblendlichts im Lichtverteilungsmuster gebildet.
Weiterhin wird eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster basierend auf der Form einer Licht abschirmenden Blende geformt, wenn die Licht abschirmende Blende in einer Bogenform oder in einer elliptischen Form geformt ist, die sich von einer zur optischen Achse senkrechten Ebene oder der optischen Achse nach vorne krümmt.
Zusätzlich, in einem Fall dass eine vierte reflektierende Oberfläche und eine reflektierende Platte vorgesehen sind, ist der erste Brennpunkt der vierten reflektierenden Oberfläche nahe dem Punkt der Lichtabstrahlung der Lichtquelle an der oberen Vorderseite der ersten reflektierenden Oberfläche angebracht, wobei der zweite Brennpunkt derselben vor der Licht abschirmenden Blende angebracht ist, wo sich der zweite Brennpunkt nahe dem Brennpunkt an der hinteren Seite der ersten Projektionslinse befindet. In diesem Fall besteht die vierte reflektierende Oberfläche aus einer konkaven, elliptischen Systemoberfläche oder noch vorteilhafterweise einer Kombination streifenförmiger vertikaler elliptischer Oberflächen oder eine auf einer Ellipse basierenden Freiformoberfläche, die von dieser Lichtquelle ausgestrahltes Licht über die Vorderseite reflektiert und dann das Licht in Richtung der Vorderseite der Licht abschirmenden Blende bündelt, ist ebenso vorgesehen wie dass die reflektierende Platte unterhalb und an der Vorderseite der Licht abschirmenden Blende angebracht ist und das Licht von der vierten reflektierenden Oberfläche reflektiert und das Licht dann in einer Richtung abstrahlt, die einer Schilderbrücke entspricht. Bei dieser Anordnung ermöglicht das Abstrahlen von Licht nach vorne mittels der vierten reflektierenden Oberfläche dem Licht, ein über der Vorderseite angebrachtes Schild zu beleuchten, was es einfach macht, das Schild zu sehen.
Diesmal sind durch das Versetzen und Anbringen des zweiten Brennpunkts der vierten reflektierenden Oberfläche weg vom Brennpunkt an der hinteren Seite der entsprechenden ersten Projektionslinse die Silhouetten des Lichtquellenbildes, welche nach vorne projiziert werden, verschwommen. Daher wird die Trennlinie zwischen Helligkeit und Dunkelheit vage und verbessert dabei die Sichtbarkeit von Schilderbrücken und anderen ähnlichen Objekten.
Wenn mindestens eine der oben genannten ersten und zweiten Projektionslinsen als Fresnellinse ausgeführt ist, kann die Tiefe der Projektionslinse verkürzt werden, und macht es damit möglich, die Länge des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfers in Richtung der optischen Achse weiter zu verkürzen.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Lichtausnutzungseffizienz der Lichtquelle verbessert werden und die größte Helligkeit nahe der Mitte im Lichtverteilungsmuster wird erhöht, gemeinsam mit der Erhöhung des gesamten Lichtstroms. Dies wird erreicht, indem die Lichtquelle seitlich ausgerichtet angebracht wird, zusammen mit der Reflektion von Licht, welches von der Lichtquelle überhalb der Rückseite, unterhalb der Rückseite und in Richtung der Vorderseite abgestrahlt wird auf der ersten, zweiten und dritten reflektierenden Oberfläche, und durch die anschliessende Fokussierung desselben in Richtung der jeweiligen Brennpunkte auf der hinteren Seite der ersten und zweiten Projektionslinse.
Zusätzlich kann der Durchmesser jeder Projektionslinse kleiner gemacht werden und die Brennweite verkürzt werden, weil das Licht auf die erste und zweite Projektionslinse verteilt wird und auf diese einfällt. Dies ermöglicht es, die Größe jeder der Projektionslinsen zu verringern und auch die Größe des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfers zu verringern.
Weiterhin wird, wenn die dritte reflektierende Oberfläche zwischen einem Lichtweg von Licht, das von der ersten reflektierenden Oberfläche reflektiert wird und auf die erste Projektionslinse trifft und einem Lichtweg von Licht, das von der zweiten reflektierenden Oberfläche reflektiert wird und auf die zweite Projektionslinse trifft, angebracht ist, die dritte reflektierende Oberfläche nicht in Querrichtung vorstehen, und es damit möglich machen, die Größe des Fahrzeugfrontscheinwerfers in Querrichtung zu verringern.
Weiterhin ist es durch Bereitstellung einer vierten reflektierenden Oberfläche und einer reflektierenden Platte möglich, Licht in einer einer Schilderbrücke entsprechenden Richtung in einer Spanne von beispielsweise einer horizontalen Linie bis zu 4 Grad aufwärts abzustrahlen, selbst wenn ein Fahrzeugfrontscheinwerfer nach Projektorbauart verwendet wird. Dies macht es möglich, in diesem Bereich auf einfache Weise eine minimale Beleuchtungsstärke zu realisieren.
Weiterhin ist mindestens eine der Licht abschirmenden Blenden mit einem Schlitz an einer Position versehen, die einer Schilderbrücke entspricht. Wenn der Schlitz vom Brennpunkt an der Rückseite der entsprechenden Projektionslinse in vorderer Richtung angebracht und versetzt ist, kann Licht durch diesen Schlitz nach vorne abgestrahlt werden. Dieses Licht kann ein über der Vorderseite angebrachtes Schild beleuchten, was es einfach macht, das Schild zu sehen.
In diesem Fall sind die Silhouetten des Lichtquellenbildes durch Versetzung und Anbringung des Schlitzes fort vom Brennpunkt an der Rückseite der entsprechenden Projektionslinse verschwommen. Dadurch kann die Erscheinung des Lichtverteilungsmusters verbessert werden.
Exemplarische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind derart gestaltet, dass eine reflektierende Oberfläche vor einer Lichtquelle vorgesehen ist, um Licht, welches von der Lichtquelle nach oben, oder seitwärts wenn gewünscht, abgestrahlt wird, zu einer entsprechenden reflektierenden Oberfläche zu reflektieren, welche Licht reflektieren kann, um Licht in die Abstrahlungssrichtung abzustrahlen. Daher kann die Vielzahl speziell gestalteter reflektierender Oberflächen einen Fahrzeugfrontscheinwerfer von länglichem Typ oder querliegendem Typ bilden. Zusätzlich dazu ist die Lichtquelle seitwärts ausgerichtet angebracht und ein Lichtweg wird auf kompakte Weise durch die reflektierenden Oberflächen und Linsen gebildet. Dies kann die gesamte Größe des Fahrzeugfrontscheinwerfer verringern und ebenso die Lichtausnutzungseffizienz der Lichtquelle verbessern. Weiterhin kann die größte Helligkeit nahe der Mitte des Lichtverteilungsmusters weiter erhöht werden.
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung im Detail beschrieben werden, mit Bezug auf 5 bis 11.
Weil die unten beschriebenen beispielhaften Ausführungsformen bevorzugte Beispiele der vorliegenden Erfindung sind, gibt es technische Beschränkungen bei einigen Präferenzen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung wird nicht in besonderer Weise auf die beschriebenen Beispiele begrenzt, und ist nicht auf diese Modi beschränkt.
In den unten angeführten Ausführungsformen ist die nach vorne gerichtete Richtung die Z+ Richtung als Fahrzeuglängsrichtung, die aufwärts gerichtete Richtung ist die Y+ Richtung als Richtung senkrecht zum Fahrzeug, und die von der Mitte des Fahrzeugs zur Seite gerichtete Richtung ist die X+ Richtung als Querrichtung des Fahrzeugs.
Gleiche Symbole werden für identische Bauteile in jeder Ausführungsform verwendet.
[Erste beispielhafte Ausführungsform]
5 und 6 zeigen ein Anordnungsbeispiel eines Fahrzeugfrontscheinwerfers gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 5 und 6 stellt der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 einen Frontscheinwerfer auf der linken Seite beispielsweise eines Automobils dar Der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 ist derart gestaltet, dass er aufweist: eine Glühlampe 11, die als Lichtquelle dient; eine erste reflektierende Oberfläche 12 und eine zweite reflektierende Oberfläche 13, welche Licht von der Glühlampe 11 nach vorne reflektieren; eine dritte reflektierende Oberfläche 14, welche vor der Glühlampe 11 nach hinten gerichtet angebracht ist; einen Planspiegel 15, der von der dritten reflektierenden Oberfläche reflektiertes Licht nach vorne reflektiert; eine erste Projektionslinse 16 und eine zweite Projektionslinse 17; eine erste Licht abschirmende Blende 18 und eine zweite Licht abschirmende Blende 19; einer vierte reflektierende Oberfläche 20, welche über der Vorderseite der ersten reflektierenden Oberfläche 12 angebracht ist; und eine reflektierende Platte 21, welche von der vierten reflektierenden Oberfläche 20 reflektiertes Licht nach oben in vorderer Richtung reflektiert.
Die Glühlampe 11 ist eine Glühlampe, die im Allgemeinen als Scheinwerfer oder zusätzlicher Scheinwerfer eines Automobils verwendet wird. Beispielsweise können Glühlampen wie Glühdrahtlampen, Wolfram-Halogenlampen oder Entladungslampen, welche ebenso Halogen-Metalldampflampen umfassen, verwendet werden. Die Glühlampe 11 wird sicher durch einen Sockel gehalten, welcher auch Strom zur Glühlampe 11 leitet.
Für die hier veranschaulichte beispielhafte Ausführungsform wird eine HID-Lichtquelle mit einer Länge von ungefähr 100 mm als Glühlampe 11 verwendet.
Wie in 1 gezeigt, ist die Glühlampe 11 fast seitwärts bezogen auf die optische Achse O angebracht, welche sich horizontal längs des Fahrzeugs von vorne nach hinten erstreckt, und das Distalende erstreckt sich ebenso in Richtung der Aussenseite der Seite des Fahrzeugs (in anderen Worten, in +X Richtung). Zusätzlich ist die Glühlampe 11 derart angeordnet, dass das Abstrahlungszentrum 11a auf der optischen Achse O positioniert ist. Beim Einbau der Glühlampe 11 wird diese von der Mitte des Fahrzeugs aus eingesetzt, und zwar aus der -X Richtung aus dem Motorraum heraus und dann sicher gehalten.
Die erste reflektierende Oberfläche 12 ist über (Bereich in +Y Richtung) der Rückseite (Bereich in -Z Richtung) angebracht.
Wie in 6C gezeigt, besteht die erste reflektierende Oberfläche 12 aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, welche konkav in Richtung der Vorderseite ist, um Licht, das von der Glühlampe nach oben und hinten abgestrahlt wird, nach vorne (+Z Richtung) zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche 12 weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt F2 auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 ist nahe dem ersten Brennpunkt F1 angebracht. Der zweite Brennpunkt F2 befindet sich vor und über der optischen Achse O.
Die hier als Beispiel dienende beschriebene elliptische reflektierende Oberfläche kann, wie andere Bauteile in dieser Beschreibung eine rotierte elliptische Oberfläche, einen elliptischen Zylinder, eine elliptische Oberfläche, und eine auf einer rotierten elliptischen Oberfläche basierende Freiformoberfläche umfassen.
Das erste Projektionssystem besteht aus der Glühlampe 11, der ersten reflektierenden Oberfläche 12, der ersten Projektionslinse 16, und der ersten Licht abschirmenden Blende 18. Durch dieses Projektionssystem wird Licht, das von der Glühlampe 11 in -Z Richtung ebenso wie nach oben abgestrahlt wird, durch die erste reflektierende Oberfläche 12 reflektiert und läuft dann in Richtung eines hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse 16 (später beschrieben). Das Licht läuft dann nahe der ersten Licht abschirmenden Blende 18 vorbei, durchdringt die erste Projektionslinse 16, und wird nach vorne abgestrahlt.
Die zweite reflektierende Oberfläche 13 ist unter (Bereich in -Y Richtung) der Rückseite (Bereich in -Z Richtung) angebracht.
Wie in 6C gezeigt, besteht die zweite reflektierende Oberfläche 13 aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, welche konkav in Richtung der Vorderseite ist, um Licht, das von der Glühlampe nach unten und hinten abgestrahlt wird, nach vorne zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche 13 weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt F2 auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 ist nahe dem ersten Brennpunkt F1 angebracht. Der zweite Brennpunkt F2 befindet sich vor und unterhalb der optischen Achse O.
Das zweite Projektionssystem besteht aus der Glühlampe 11, der zweiten reflektierenden Oberfläche 13, der zweiten Projektionslinse 17, und der zweiten Licht abschirmenden Blende 18. Durch dieses Projektionssystem wird Licht, das von der Glühlampe 11 in -Z Richtung ebenso wie nach unten abgestrahlt wird, durch die zweite reflektierende Oberfläche 13 reflektiert und läuft dann in Richtung eines hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse 17 (später beschrieben). Das Licht läuft dann nahe der zweiten Licht abschirmenden Blende 19 vorbei, durchdringt die zweite Projektionslinse 17, und wird nach vorne abgestrahlt.
Die oben beschriebenen erste reflektierende Oberfläche 12 und die zweite reflektierende Oberfläche 13 sind genau genommen aus einer Kombination rotierter elliptischer Oberflächen, welche wie kurze vertikale Streifen geformt sind, oder einer auf einer Ellipse basierenden Freiformoberfläche zusammengesetzt. Um einen höheren Grad der Gestaltungsfreiheit zu erreichen, kann die reflektierende Oberfläche über und unter der optischen Achse der jeweiligen ersten und zweiten Projektionslinse 16 und 17 geteilt werden, so dass die geteilten reflektierenden Oberflächen mit teilweise unterschiedlichen Krümmungen kombiniert werden können.
Die Kombination von streifenförmigen elliptischen Oberflächen kennzeichnet eine Kombination einer Mehrzahl von reflektierenden Oberflächen, bei welcher ein Teil einer rotierten elliptischen Oberfläche lang und schmal ausgeschnitten ist, als wäre es ein kurzer horizontaler Streifen. Um diese Art streifenförmiger vertikaler elliptischer Oberflächen herzustellen, wird ein erster elliptischer Brennpunkt in einer Lichtquelle festgelegt, und dann wird ein zweiter Brennpunkt eingerichtet, der zu einem gewünschten Lichtverteilungsmuster (linker/rechter Streuwinkel) passt. Danach wird durch Rückverfolgung von Lichtstrahlen von der Abstrahlungsseite einer asphärischen Linse eine imaginäre Brennpunktkurve der asphärischen Linse gezeichnet, welche die Position der in Richtung der asphärischen Linse einfallenden Reflektion bestimmt, die dem linken/rechten Streuwinkel entspricht, und die Form der rotierten elliptischen Oberfläche wird durch den Übergang zu dieser imaginären Brennpunktkurve gefunden. Dann werden die rotierten elliptischen Oberflächen, die gefunden wurden, in gewünschte Formen aufgeteilt (zum Beispiel die Form eines kurzen vertikalen Streifens, welcher klein und schmal ist) und zusammengesetzt, um streifenförmige vertikale elliptische Oberflächen zu bilden.
Der Name der Kombination streifenförmiger elliptischer Oberflächen in der vorliegenden Erfindung ist beinhaltet in einem Konzept, welches als mehrfache Kombination elliptischer Oberflächen bezeichnet wird. Dieses Konzept verbindet Teile einer rotierten elliptischen Oberfläche, welche mit der oben beschriebenen Methode gefunden wurden. Daher ist die Form der unterteilten rotierten elliptischen Oberfläche nicht immer auf die Form eines kurzen vertikalen Streifens beschränkt, sondern kann viele verschiedene Formen annehmen.
Die erste reflektierende Oberfläche 12 und die zweite reflektierende Oberfläche 13 sind nicht nur dazu gestaltet, Licht in Richtung der optischen Achse O auszubreiten, sondern auch um gestreutes Licht in horizontaler Richtung sowohl nach recht als auch nach links zu erzeugen, um die Strassenoberflächenausleuchtung des Lichtverteilungsmusters zu berücksichtigen.
In diesem beschriebenen Beispiel ist die erste reflektierende Oberfläche 12 mit einer reflektierende Oberfläche versehen, um eine sogenannte „heisse Zone" (hot zone) in einem sich über der Glühlampe 11 befindlichen Bereich zu formen.
Als nächstes wird die dritte reflektierende Oberfläche 14 beschrieben werden.
Die dritte reflektierende Oberfläche 14 ist vor (Bereich in +Z Richtung) der Glühlampe 11 an einer Stelle angebracht, welche nicht mit dem einfallenden Licht, welches von den reflektierenden Oberflächen 12 und 13 zu den Projektionslinsen 16 und 17 reflektiert wurde, in Konflikt kommt. Sie ist auf der optischen Achse O angebracht.
Die dritte reflektierende Oberfläche 14 besteht aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, welche konkav in rückwärtiger Richtung ist, um Licht, welches von der Glühlampe 11 nach vorne abgestrahlt wurde, nach hinten wie auch nach unten geneigt zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt F2c auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 befindet sich nahe dem ersten Brennpunkt F1. Der zweite Brennpunkt F2c ist derart gestaltet, dass es den Planspiegel 15 verwendet, um sich an einer Position zu befinden, die mit dem Brennpunkt an der hinteren Seite der zweiten Projektionslinse konjugiert ist.
Daher wird Licht, dass von der Glühlampe 11 beinahe in +Z Richtung abgestrahlt wird, durch die dritte reflektierende Oberfläche 14 und dann weiter durch den Planspiegel 15 reflektiert. Das reflektierte Licht läuft in Richtung des Brennpunkts an der hinteren Seite der zweiten Projektionslinse 17, läuft nahe der zweiten Licht abschirmenden Blende 19 vorbei, durchdringt die zweite Projektionslinse 17, und tritt dann nach vorne aus.
Die dritte reflektierende Oberfläche 14 ist derart gestaltet, dass sie, unter Berücksichtung der Strassenoberflächenausleuchtung des Lichtverteilungsmusters, nicht nur das in Richtung der optischen Achse O ausgestrahlte Licht erzeugt, sondern auch das in horizontaler Richtung sowohl nach rechts als auch nach links gestreute Licht erzeugt.
Wie in 6C gezeigt, ist der Planspiegel 15 in einem Bereich angeordnet, welcher der optischen Achse der zweiten Projektionslinse 17 entspricht und in einem Bereich unter (-Z Richtung) der Glühlampe 11. Der Planspiegel 15 kann einteilig mit dem Bereich unterhalb der zweiten reflektierenden Oberfläche 13 ausgeformt sein. Der Planspiegel 15 ist in einem solchen Neigungswinkel angebracht, dass er das von der dritten reflektierende Oberfläche 14 reflektierte Licht reflektiert und das Licht zum hinteren Brennpunkt der zweiten Projektionslinse 17 lenkt.
Die erste Projektionslinse 16 besteht aus einer konvexen Linse, und noch besser aus einer asphärischen Linse. Der Brennpunkt auf der hinteren Seite (Seite der Lichtquelle) der ersten Projektionslinse 16 ist derart eingerichtet, dass er sich nahe des zweiten Brennpunkts F2a der ersten reflektierenden Oberfläche 12 überhalb der optischen Achse O und auf einer optischen Achse O1 befindet, welche parallel zur optischen Achse O ist.
In gleicher Weise besteht die zweite Projektionslinse 17 aus einer konvexen Linse, und noch besser aus einer asphärischen Linse. Der Brennpunkt auf der hinteren Seite (Seite der Lichtquelle) der zweiten Projektionslinse 17 ist derart eingerichtet, dass er sich nahe des zweiten Brennpunkts F2b der zweiten reflektierenden Oberfläche 13 überhalb der optischen Achse O und auf einer optischen Achse O2 befindet, welche parallel zur optischen Achse O ist.
Die erste Licht abschirmende Blende 18 wird durch ein durchscheinendes Material geformt. Die obere Kante 18a der Blende 18 ist nahe dem Brennpunkt auf der hinteren Seite (Seite der Lichtquelle) der ersten Projektionslinse 16 angebracht. Die erste Licht abschirmende Blende 18 ist derart gestaltet, dass die obere Kante 18a der Blende 18 eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster beispielsweise eines Abblendlichts bildet. Weiterhin können beide Seiten der ersten Licht abschirmenden Blende 18 in einer Bogenform oder einer elliptischen Form in Richtung der entsprechenden ersten Projektionslinse 16 gekrümmt sein. In diesem Fall ist die gekrümmte Form der ersten Licht abschirmenden Blende 18 unter Berücksichtigung des Streuungszustandes des nach links/rechts in horizontaler Richtung durch die Projektionslinse 16 nach vorne abgestrahlten Lichts gestaltet. Die erste Licht abschirmende Blende 18 kann auch in einer ebenen Form ausgeformt sein.
Die zweite Licht abschirmende Blende 19 wird durch ein durchscheinendes Material geformt. Die obere Kante 19a der Blende 19 ist nahe dem Brennpunkt auf der hinteren Seite (Seite der Lichtquelle) der ersten Projektionslinse 17 angebracht. Die zweite Licht abschirmende Blende 19 ist derart gestaltet, dass die obere Kante 19a der Blende 19 eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster beispielsweise eines Abblendlichts bildet. Weiterhin können, in selber Weise wie bei der Licht abschirmende Blende 18, beide Seiten der zweiten Licht abschirmenden Blende 19 in einer Bogenform oder einer elliptischen Form in Richtung der entsprechenden zweiten Projektionslinse 17 gekrümmt sein.
Die vierte reflektierende Oberfläche 20 ist von der ersten Projektionslinse 16 entfernt vor (Bereich in +Z Richtung) der Glühlampe 11 an einer Position angebracht, die nicht mit dem einfallenden Licht in Konflikt kommt, welches von der ersten reflektierende Oberfläche 12 zur ersten Projektionslinse 16 reflektiert wird. Wie erläutert, ist die vorliegende Erfindung, obwohl die vierte reflektierende Oberfläche 20 einteilig mit der vorderen oberen Kante der ersten reflektierenden Oberfläche 12 ausgeformt ist, nicht auf diese Anordnung eingeschränkt.
Die vierte reflektierende Oberfläche 20 besteht aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, welche konkav nach unten zeigt, um Licht, welches von der Glühlampe 11 nach vorne oder oben abgestrahlt wurde, nach vorne wie auch nach unten geneigt zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt F3 auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 befindet sich nahe dem ersten Brennpunkt F1. Der zweite Brennpunkt F3 ist derart ausgelegt, dass er sich etwas in Richtung der Vorderseite, entfernt vom hinteren Brennpunkt der ersten Projektionslinse 16 befindet.
Die reflektierende Platte 21 wird durch eine flache Platte oder eine konkave Oberfläche mit grossem Krümmungsradius geformt. Die reflektierende Platte 21 reflektiert Licht von der vierten reflektierenden Oberfläche 20, um einen sogenannten Schilderbrückenbereich zu bilden, um die minimale Stärke der Beleuchtung von der Waagrechten bis zu 4 Grad aufwärts im Lichtverteilungsmuster bereitzustellen.
Daher wird das von der Glühlampe 11 sowohl nach vorne als auch nach oben abgestrahlte Licht durch die reflektierende Platte 21 reflektiert, nachdem sie von der vierten reflektierenden Oberfläche 20 reflektiert wurde, durchdringt dann die erste Projektionslinse 16 und wird dann nach vorne abgestrahlt.
Um die Silhouetten des Schilderbrückenbereichs abzuschatten, ist der zweite Brennpunkt der vierten reflektierenden Oberfläche 20 vom hinteren Brennpunkt der ersten Projektionslinse 16 leicht nach vorne (+Z Richtung) versetzt angebracht.
Wenn der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform, die wie oben beschrieben angeordnet ist, die Glühlampe 11 mit Energie versorgt und Licht abstrahlt durchläuft das Licht einen Lichtweg wie unten beschrieben.
Zuerst wird im ersten Projektionssystem, wie in 7C gezeigt, das von der Glühlampe 11 überhalb der Rückseite abgestrahlte Licht L1 durch die erste reflektierende Oberfläche 12 reflektiert und läuft in Richtung des zweiten Brennpunkts F2a (nämlich nahe dem Brennpunkt an der hinteren Seite der ersten Projektionslinse 16). Dieses Licht L1 läuft dann nahe der ersten Licht abschirmenden Blende 18 vorbei und wird unter Fokussierung durch die erste Projektionslinse 16 nach vorne abgestrahlt.
Das Licht L2, das im zweiten Projektionssystem von der Glühlampe 11 unterhalb der Rückseite abgestrahlt wird, wird durch die zweite reflektierende Oberfläche 13 reflektiert und läuft in Richtung des zweiten Brennpunkts F2b (nämlich nahe dem Brennpunkt an der Hinteren Seite der zweiten Projektionslinse 17). Dieses Licht L2 läuft denn nahe der zweiten Licht abschirmende Blende 19 vorbei und wird unter Fokussierung durch die zweite Projektionslinse 17 nach vorne abgestrahlt.
Zusätzlich wird das Licht L3, das von der Glühlampe 11 nach vorne abgestrahlt wird, durch die dritte reflektierende Oberfläche 14 reflektiert und fällt dann auf den entsprechenden Planspiegel 15. Das durch den Planspiegel 15 reflektierte Licht läuft zu einem Punkt nahe des Brennpunkts an der hinteren Seite der zweiten Projektionslinse 17. Dieses Licht L3 läuft dann nahe der zweiten Licht abschirmenden Blende 19 vorbei und wird unter Fokussierung durch die zweite Projektionslinse 17 nach vorne abgestrahlt.
Hier wird das Licht L1,L2, und L3 teilweise durch die oberen Kanten 18a, 19a der ersten Licht abschirmenden Blende 18 beziehungsweise der zweiten Licht abschirmenden Blende 19 blockiert. Das nach dem Blockieren und Formen noch passierende Licht wird durch jede der beiden Projektionslinsen 16 und 17 verstärkt und nach vorne projiziert Dies bildet eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster und erzeugt ein Lichtverteilungsmuster eines Abblendlichts.
Der Planspiegel befindet sich im Bereich der optischen Achse 02 der zweiten Projektionslinse 17. Daher fällt das Licht L3 in einem vergleichsweise schmalen Winkelbereich auf die zweite Projektionslinse 17 und wird in Richtung der Mitte des Bereichs des Lichtverteilungsmusters abgestrahlt.
Nun gibt es die Möglichkeit, wenn die Lichtquelle eine HID Lichtquelle ist, dass Leuchtstoff, welcher sich nicht in Gas umwandelt, in der Bogenentladungsröhre verbleibt, wenn diese normal gezündet wird. Dieser verbleibende Leuchtstoff könnte Licht, welches von der Glühlampe 11 nach unten abgestrahlt wird, blockieren. Wenn dies auftritt, wird die Stärke der Lichtabstrahlung nach unten stark zurückgehen, wie in 8B gezeigt. Wenn der untere Bereich der zweiten reflektierende Oberfläche 13 als Planspiegel 15 ausgebildet ist, wird das Lichtverteilungsmuster durch das Licht L2 in einem nicht so großen Maße beeinträchtigt.
Weiterhin wird, wie in 9 gezeigt, Licht L4, das von der Glühlampe nach oben und vorne abgestrahlt wird, durch die oben erwähnte vierte reflektierende Oberfläche 20 reflektiert und läuft etwas in Richtung der Vorderseite, fort vom dritten Brennpunkt F3 (nämlich dem Brennpunkt an der hinteren Seite der ersten Projektionslinse 16). Dieses Licht L4 wird durch die reflektierende Platte 21 reflektiert und wird unter Fokussierung durch die erste Projektionslinse 16 nach vorne abgestrahlt.
Hierbei ist, durch Positionierung des zweiten Brennpunkts der vierten reflektierende Oberfläche 20 vorne etwas entfernt vom hinteren Brennpunkt der ersten Projektionslinse 16 ein sogenannter Schilderbrückenbereich verschwommen und wird projiziert. In anderen Worten, die Abgrenzung zwischen Hell und Dunkel im Schilderbrückenbereich ist verschwommen. Folglich kann das Licht L4 den Schilderbrückenbereich im Lichtverteilungsmuster bilden und kann auf Schilder, welche sich überhalb der Vorderseite des Fahrzeugs befinden, projiziert werden, was die Sichtbarkeit des Schildes verbessert.
Unter Berücksichtigung eines Lichtverteilungsstandards muss eine minimale Beleuchtungshelligkeit in einer Spanne von einer horizontalen Linie bis zu 4 Grad aufwärts als Schilderbrückenbereich gesichert sein, um es Schildern, die sich vor und über dem Fahrzeug befinden, zu ermöglichen, gesehen zu werden. Das Fahrzeuglicht gemäß der vorliegenden Erfindung ermöglicht es, die Vorraussetzungen dieses Standards zu erfüllen.
Weiterhin ermöglicht die seitwärts gerichtete Anbringung der Glühlampe 11 die Länge der gesamten Leuchte in Längsrichtung zu verringern. Weiterhin wird das Licht von dieser Glühlampe 11 durch die zwei Projektorsysteme nach vorne abgestrahlt. Mit anderen Worten, die Lichtsammelfähigkeiten können verdoppelt werden. Daher können Brennweite und Durchmesser jeder der Projektionslinsen 16 und 17 kleiner gemacht werden. Folglich ist jede der Projektionslinsen 16 und 17 in einer kleinen Form ausgelegt, und macht es dadurch möglich, die Länge des Fahrzeugfrontscheinwerfers in Richtung der optischen Achse als Ganzes ebenso wie die Dicke in obiger/unterer Richtung noch stärker zu verringern. Also kann der ganze Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 kürzer hergestellt werden.
Zusätzlich kann durch die Verwendung von Projektionslinsen 16 und 17 mit kurzer Brennweite ein Lichtverteilungsmuster mit einem großen Sichtbereich erreicht und die Sicherheit noch weiter verbessert werden.
Beispielsweise kann die Brennweite jeder der Projektionslinsen 16 und 17 derart gestaltet sein, dass sie ungefähr 15 bis 40 mm beträgt, was kürzer als die Brennweite einer Projektionslinse eines Fahrzeugfrontscheinwerfers herkömmlicher Bauart ist, und der Durchmesser kann mit ungefähr 20 bis 50 mm in der selben Weise klein gestaltet werden.
In einem herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer nach Einzelprojektorbauart mit einer quer angebrachten Glühlampe, war die Tiefe ungefähr 130 mm. Im Gegensatz dazu kann bei dem Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich zur obigen Anordnung die Brennweite der elliptischen reflektierenden Oberflächen 12,13, und 14 verkürzt werden, zusammen mit der Kürzung der Gesamtlänge auf 100mm oder weniger.
Durch Verteilung der Lichtmenge, die auf jede der Projektionslinsen 16 und 17 im Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 mit dieser Art von Anordnung fällt, wird die Lichtmenge, verglichen mit einem herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer nach Einzelbauart jeweils fast um die Hälfte reduziert. Nachdem die Wärmeerzeugung in jeder der Projektionslinsen 16 und 17 in der selben Weise um fast die Hälfe reduziert wird, kann jede der Projektionslinsen 16 und 17 aus einem Harzmaterial geformt sein.
In diesem Beispiel kann jede der Projektionslinsen 16 und 17 als Fresnellinse ausgeführt sein. Dies macht es möglich, die Dicke jeder der Projektionslinsen 16 und 17 in Richtung der optischen Achse um 10mm oder mehr zu verringern, und ebenso die Länge des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfers 10 noch weiter zu verkürzen.
10A bis 10C zeigen Simulationsergebnisse von Lichtverteilungsmustern gemäß dem Fahrzeugfrontscheinwerfer 10.
10A zeigt ein Lichtverteilungsmuster gemäß Licht L1 und Licht L4 in dem ersten Projektionssystem. Das Licht L1 von der Glühlampe 11 wird durch die erste reflektierende Oberfläche 12 reflektiert, durchdringt die erste Projektionslinse 16 und wird nach vorne abgestrahlt. Das Licht L4 wird durch die vierte reflektierende Oberfläche 20 und die reflektierende Platte 21 reflektiert, durchdringt die erste Projektionslinse 16 und wird nach vorne abgestrahlt. In diesem Fall ist zu verstehen, dass ein Schilderbrückenbereich durch die vierte reflektierende Oberfläche 20 und die reflektierende Platte 21 geformt wird.
10B zeigt ein Lichtverteilungsmuster gemäß Licht L2 und Licht L3 im zweiten Projektionssystem. Das Licht L2 von der Glühlampe 11 wird durch die zweite reflektierende Oberfläche 13 reflektiert, durchdringt die zweite Projektionslinse 17 und wird nach vorne abgestrahlt. Das Licht L3 wird durch die dritte reflektierende Oberfläche 14 und den Planspiegel 15 reflektiert, durchdringt die zweite Projektionslinse 17 und wird nach vorne abgestrahlt. In diesem Fall ist zu verstehen, dass die Lichtstärke nahe der Mitte des Lichtverteilungsmusters durch die dritte reflektierende Oberfläche 14 und den Planspiegel 15 verbessert wird.
Folglich ist das Lichtverteilungsmuster des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfers 10 gemäß Licht L1, L2, L3 und L4 im Lichtverteilungsmuster der 10C sowie im Lichtverteilungsmuster auf der Straßenoberfläche von 11 gezeigt. Wie aus diesen Mustern ersichtlich ist, erhöht sich der gesamte Lichtstrom zusammen mit der ausreichenden Erhöhung der größten Helligkeit nahe des Zentrums des Lichtverteilungsmusters. Für das gesamte Lichtverteilungsmuster wird eine breite Abstrahlungsbreite von ungefähr 58 Grad sowohl nach rechts und links, verglichen mit einer Abstrahlungsbreite 35 bis 40 Grad sowohl nach rechts und links gemäß einem herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer erreicht.
Das Lichtverteilungsmuster eines Fahrzeugfrontscheinwerfers gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Helligkeit erreichen, die ungefähr 1100 lm entspricht, im Gegensatz zum gesamten Lichtverteilungsmuster gemäß einem herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer in Einzelbauart. Die Streuungseigenschaften nach rechts und links sind ebenfalls günstig und die Sichtbarkeit einer Schilderbrücke kann gewährleistet werden.
Obwohl der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 in der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform als so genannter Doppeltyp gestaltet ist, ist er nicht darauf beschränkt. Die erste reflektierende Oberfläche 12, die erste Projektionslinse 16, und die erste Licht abschirmende Blende 18 können weggelassen werden. In diesem Fall können Reduzierungen der Lichtausnutzungseffizienz des Lichts der Glühlampe 11 durch das Vergrößern der verbleibenden zweiten reflektierenden Oberfläche 13 und/oder der dritten reflektierenden Oberfläche 14 ausgeglichen werden.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung, obwohl sowohl das erste Projektionssystem als auch das zweite Projektionssystem mit den Licht abschirmenden Blenden 18 und 19 zur Verwendung bei Abblendlicht ausgestattet sind, nicht darauf beschränkt. Jedes Projektionssystem kann durch Weglassen einer der Licht abschirmenden Blenden für den Fernlichtgebrauch eingerichtet werden. Alternativ kann auch eine bewegliche Blende anstelle der unbeweglichen Blende verwendet werden. In diesem Fall kann sowohl ein Fernlicht wie auch ein Abblendlicht mit einem einzelnen Fahrzeugscheinwerfer gebildet werden.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung, obwohl durch die vierte reflektierende Oberfläche 20 und die reflektierende Platte 21 ein Schilderbrückenbereich im Lichtverteilungsmuster geformt wird, nicht darauf beschränkt. Die vierte reflektierende Oberfläche 20 und die reflektierende Platte 21 können weggelassen werden.
[Zweite beispielhafte Ausführungsform]
12 bis 15 zeigen eine Anordnung gemäß eines Fahrzeugfrontscheinwerfers gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 12 bis 15 stellt der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 beispielsweise einen Frontscheinwerfer auf der linken Seite eines Automobils dar. Der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 ist derart gestaltet, dass er umfasst:
Eine Glühlampe 11, die als eine Lichtquelle dient; eine erste reflektierende Hauptoberfläche 12 und eine zweite reflektierende Hauptoberfläche 13, welche Licht von der Glühlampe 11 nach vorne reflektieren; eine reflektierende Nebenoberfläche 14, welche vor der Glühlampe 11 nach hinten gerichtet angebracht ist; einen Planspiegel 15, der Licht von der reflektierenden Nebenoberfläche 14 nach vorne reflektiert; eine erste Hauptprojektionslinse 16, eine zweite Hauptprojektionslinse 17, und eine Nebenprojektionslinse 18; und eine erste Licht abschirmende Hauptblende 19, eine zweite Licht abschirmende Hauptblende 20, und eine Licht abschirmende Nebenblende 21.
Die Glühlampe 11 wird ebenso wie die in der ersten beispielhaften Ausführungsform verwendete eingesetzt, und sie kann beispielsweise eine HID-Lichtquelle mit einer Länge von ungefähr 100 mm sein.
Wie in den 13 und 14 gezeigt, ist die Glühlampe 11 fast seitwärts in Bezug auf die optische Achse angebracht, welche sich in horizontaler Richtung längs des Fahrzeugs von vorne nach hinten erstreckt, und das Distalende erstreckt sich ebenso in Richtung der Aussenseite der Seite des Fahrzeugs (in anderen Worten, in +X Richtung). Zusätzlich ist die Glühlampe 11 derart angeordnet, dass das Abstrahlungszentrum 11a auf der optischen Achse O positioniert ist. Beim Einbau der Glühlampe 11 wird diese von der Mitte des Fahrzeugs aus eingesetzt, und zwar aus der -X Richtung aus dem Motorraum heraus, und dann mit bekannten Mitteln (nicht gezeigt) sicher gehalten.
Wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform ist die erste reflektierende Hauptoberfläche über (Bereich der +Y Richtung) der Rückseite (Bereich der -Z Richtung) der Glühlampe 11 angebracht.
Wie in 15 gezeigt, besteht die erste reflektierende Hauptoberfläche 12 aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, welche nach vorne gerichtet konkav ist, um das von der Glühlampe 11 nach oben und hinten abgestrahlte Licht nach vorne (+Z Richtung) zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche 12 weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt F2a auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 ist nahe dem ersten Brennpunkt F1 angebracht. Der zweite Brennpunkt F2a befindet sich vor und über der optischen Achse O.
Beispiele der elliptischen reflektierenden Oberfläche in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform können die in der ersten beispielhaften Ausführungsform beispielhaft erläuterten enthalten.
Licht, das von der Glühlampe 11 in -Z Richtung ebenso wie nach oben abgestrahlt wird, wird von der ersten reflektierenden Hauptoberfläche 12 reflektiert, und läuft dann in Richtung eines hinteren Brennpunkts der ersten Hauptprojektionslinse 16 (wird später beschrieben). Das Licht läuft dann nahe der ersten Licht abschirmenden Hauptblende 19 vorbei, durchdringt die erste Hauptprojektionslinse 16 und wird nach vorne abgestrahlt.
Wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform ist die zweite reflektierende Hauptoberfläche 13 dieser beispielhaften Ausführungsform unter (Bereich in -Y Richtung) der Rückseite (Bereich in -Z Richtung) der Glühlampe angebracht.
Wie in 15 gezeigt, besteht die zweite reflektierende Hauptoberfläche 13 aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, die nach vorne gerichtet konkav ist, um das von der Glühlampe 11 nach unten und hinten abgestrahlte Licht nach vorne zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche 13 weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt F2b auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 ist nahe dem ersten Brennpunkt F1 angebracht. Der zweite Brennpunkt F2b befindet sich vor und unter der optischen Achse O.
In dieser Anordnung wird Licht, das von der Glühlampe 11 in -Z Richtung ebenso wie nach unten abgestrahlt wird, von der zweiten reflektierenden Hauptoberfläche 13 reflektiert, und läuft dann in Richtung eines hinteren Brennpunkts der zweiten Hauptprojektionslinse 17 (wird später beschrieben). Das Licht läuft dann nahe der zweiten Licht abschirmenden Hauptblende 20 vorbei, durchdringt die zweite Hauptprojektionslinse 17 und wird nach vorne abgestrahlt.
In dieser beispielhaften Ausführungsform sind die erste reflektierende Hauptoberfläche 12 und die zweite reflektierende Hauptoberfläche 13 aus einer Kombination streifenförmiger elliptischer Oberflächen wie in der vorhergehenden beispielhaften Ausführungsform zusammengesetzt, deren Details hier weggelassen werden, weil sie hierin zuvor beschrieben wurde. Die erste reflektierende Hauptoberfläche 12 und die zweite reflektierende Hauptoberfläche 13 sind ebenfalls derart gestaltet, um Licht in horizontaler Richtung sowohl nach rechts und links zu streuen. Zusätzlich kann die erste reflektierende Hauptoberfläche 12 mit einer reflektierenden Oberfläche ausgestattet sein, um einen so genannten „heissen Bereich" wie in der vorhergehenden beispielhaften Ausführungsform zu bilden.
Als nächstes wird die reflektierende Nebenoberfläche 14 beschrieben werden.
Die reflektierende Nebenoberfläche 14 ist vor (Bereich in +Z Richtung) der Glühlampe 11 an einer Position, die nicht mit dem von den reflektierenden Hauptoberflächen 12 und 13 reflektierten, auf die Hauptprojektionslinsen 16 und 17 einfallenden Licht in Konflikt kommt, wie auch auf der optischen Achse O, angebracht.
Die reflektierende Nebenoberfläche 14 besteht aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, die nach hinten gerichtet konkav ist, um das von der Glühlampe 11 nach vorne abgestrahlte Licht nach hinten und leicht nach unten geneigt zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche 13 weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt F2c auf.
Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 ist nahe dem ersten Brennpunkt F1 angebracht. Der zweite Brennpunkt F2c ist derart gestaltet, dass er den Planspiegel 15 verwendet, um an einer Position (oder nahe der Position) positioniert zu sein, die mit dem hinteren Brennpunkt der Nebenprojektionslinse 18 konjugiert ist.
Daher wird das Licht, das von der Glühlampe 11 beinahe in +Z Richtung abgestrahlt wird, von der reflektierenden Nebenoberfläche 14 reflektiert und dann weiter vom Planspiegel 15 reflektiert. Das reflektierte Licht läuft in Richtung des hinteren Brennpunkts der Nebenprojektionslinse 18, läuft dann nahe der Licht abschirmenden Nebenblende 21 vorbei, durchdringt die Nebenprojektionslinse 19 und wird dann nach vorne abgestrahlt.
Die reflektierende Nebenoberfläche 14 ist unter Berücksichtigung der Beleuchtung der Straßenoberfläche des Lichtverteilungsmusters gestaltet, um nicht nur die Lichtstreuung in Richtung der optischen Achse O, sondern auch das gestreute Licht in horizontaler Richtung sowohl nach rechts als auch links zu verursachen.
Wie in 13 gezeigt, ist der Planspiegel 15 in einem Bereich angeordnet, der der verlängerten Linie der Richtung von vorne nach hinten (+X-Richtung) der Glühlampe 11 entspricht. Der Planspiegel 15 ist in einem solchen Neigungswinkel angebracht, dass er das von der reflektierenden Nebenoberfläche 14 reflektierte Licht reflektiert und das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der Nebenprojektionslinse 18 leitet. In dieser beispielhaften Ausführungsform ist dieser Winkel wie in 13 gezeigt auf ungefähr 45 Grad eingestellt.
Es sollte festgestellt werden, dass die Helligkeitsverteilung der Glühlampe 11 in den vorderen und hinteren Endteilen relativ gering ist. Weiterhin sind die erste und zweite reflektierende Hauptoberfläche 12 und 13 derart angeordnet, dass sie Licht von der Glühlampe 11 in einem Winkel von ungefähr 55 Grad in vertikaler Richtung empfangen, bezogen auf das Lichtabstrahlungszentrum 11a. Nachdem sowohl die erste und zweite reflektierende Hauptoberfläche 12 und 13 nicht an der Seite der Spitze der Glühlampe 11 angebracht sind, kommt der Planspiegel 15 nicht mit den ersten und der zweiten reflektierenden Hauptoberflächen 12 und 13 in Konflikt.
Die erste Hauptprojektionslinse 16 besteht aus einer konvexen Linse, und noch vorteilhafterweise aus einer asphärischen Linse. Der hintere (Lichtquellenseite) Brennpunkt der ersten Hauptprojektionslinse 16 ist derart angeordnet, dass er sich nahe des zweiten Brennpunkts F2a der ersten reflektierenden Hauptoberfläche 12 über der optischen Achse O und auf der zur optischen Achse O parallelen optischen Achse O1 befindet.
In der selben Weise besteht die zweite Hauptprojektionslinse 17 aus einer konvexen Linse, und noch vorteilhafterweise aus einer asphärischen Linse. Der hintere (Lichtquellenseite) Brennpunkt der zweiten Hauptprojektionslinse 17 ist derart angeordnet, dass er sich nahe des zweiten Brennpunkts F2b der zweiten reflektierenden Hauptoberfläche 13 unterhalb der optischen Achse O und auf der zur optischen Achse O parallelen optischen Achse O2 befindet.
In der selben Weise besteht die Projektionsnebenlinse 18 aus einer konvexen Linse, und noch vorteilhafterweise aus einer asphärischen Linse. Der hintere (Lichtquellenseite) Brennpunkt der Projektionsnebenlinse 18 ist derart angeordnet, dass er sich neben (+X-Richtung) der optischen Achse O und auf der zur optischen Achse O parallelen optischen Achse O3 befindet. Gleichzeitig ist ihr hinterer Brennpunkt derart gestaltet, dass er den Planspiegel verwendet, um sich an einer Position zu befinden, die mit dem zweiten Brennpunkt F2c der Projektionsnebenlinse 14 verbunden ist (nahe dem Brennpunkt).
Die erste Licht abschirmende Haupt-Blende 19 wird aus einem lichtundurchlässigen Material geformt. Die obere Kante 19a der Blende 19 ist nahe dem Brennpunkt auf der hinteren Seite (Seite der Lichtquelle) der ersten Hauptprojektionslinse 16 angebracht. Die erste Licht abschirmende Hauptblende 19 ist derart gestaltet, dass die obere Kante 19a der Blende 19 eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster beispielsweise eines Abblendlichts bildet. Weiterhin können beide Seiten der ersten Licht abschirmenden Hauptblende 19 in einer Bogenform oder einer elliptischen Form in Richtung der entsprechenden ersten Hauptprojektionslinse 16 gekrümmt sein. In diesem Fall ist die gekrümmte Form der ersten Licht abschirmenden Hauptblende 19 unter Berücksichtigung des Streuungszustandes des nach links/rechts in horizontaler Richtung durch die erste Hauptprojektionslinse 16 nach vorne abgestrahlten Lichts gestaltet. Die erste Licht abschirmende Hauptblende 19 kann auch in einer ebenen Form ausgeformt sein.
Die zweite Licht abschirmende Hauptblende 20 wird ebenfalls aus einem lichtundurchlässigen Material geformt. Die obere Kante 20a der Blende 20 ist nahe dem Brennpunkt auf der hinteren Seite (Seite der Lichtquelle) der zweiten Hauptprojektionslinse 17 angebracht. Die zweite Licht abschirmende Hauptblende 20 ist derart gestaltet, dass die obere Kante 20a der Blende 20 eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster beispielsweise eines Abblendlichts bildet. Weiterhin können in gleicher Weise als bei der ersten Licht abschirmenden Hauptblende 19 beide Seiten der zweiten Licht abschirmenden Hauptblende 20 in einer Bogenform oder einer elliptischen Form in Richtung der entsprechenden ersten Hauptprojektionslinse 17 gekrümmt sein.
Weiterhin wird die Licht abschirmende Nebenblende 21 ebenfalls aus einem lichtundurchlässigen Material geformt. Die obere Kante 21a der Blende 21 ist nahe dem Brennpunkt auf der hinteren Seite (Seite der Lichtquelle) der Projektionsnebenlinse 18 angebracht. Die Licht abschirmende Nebenblende 21 ist derart gestaltet, dass die obere Kante 21a der Blende 21 eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster beispielsweise eines Abblendlichts bildet. Weiterhin können beide Seiten der Licht abschirmenden Hauptblende 21 in einer Bogenform oder einer elliptischen Form in Richtung der entsprechenden Projektionsnebenlinse 18 gekrümmt sein.
In dieser beispielhaften Ausführungsform, sind die zweite Licht abschirmende Hauptblende 20 und die Licht abschirmende Nebenblende 21 jeweils mit Schlitzen 20b und 21b versehen. Diese Schlitze können verwendet werden, um einen sogenannten Schilderbrückenbereich zu bilden, um die minimale Stärke der Beleuchtung von der Horizontalen bis zu 4 Grad im Lichtverteilungsmuster zu gewährleisten. Um Silhouetten vom Schilderbrückenbereich abzuschirmen, sind die Schlitze 20b und 21b leicht nach vorne (+z-Richtung) versetzt angeordnet.
Wenn der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform, der wie oben beschrieben angeordnet ist, die Glühlampe 11 mit Energie versorgt und Licht abstrahlt, durchläuft das Licht einen Lichtweg wie unten beschrieben.
Zuerst wird das von der Glühlampe 11 überhalb der Rückseite abgestrahlte Licht L1 durch die erste reflektierende Hauptoberfläche 12 reflektiert und läuft in Richtung des zweiten Brennpunkts F2a (nämlich nahe dem Brennpunkt an der hinteren Seite der ersten Hauptprojektionslinse 16). Dieses Licht L1 läuft dann nahe der ersten Licht abschirmende Hauptblende 19 vorbei und wird unter Fokussierung durch die erste Hauptprojektionslinse 16 nach vorne abgestrahlt.
Das Licht L2, das von der Glühlampe 11 unterhalb der Rückseite abgestrahlt wird, wird durch die zweite reflektierende Hauptoberfläche 13 reflektiert und läuft in Richtung des zweiten Brennpunkts F2b (nämlich nahe dem Brennpunkt an der hinteren Seite der zweiten Hauptprojektionslinse 17). Dieses Licht L2 läuft dann nahe der zweiten Licht abschirmenden Hauptblende 20 vorbei und wird unter Fokussierung durch die zweite Hauptprojektionslinse 17 nach vorne abgestrahlt.
Zusätzlich wird das Licht L3, das von der Glühlampe 11 nach vorne abgestrahlt wird, durch die dritte reflektierende Nebenoberfläche 14 reflektiert und fällt dann auf den entsprechenden Planspiegel 15. Das durch den Planspiegel 15 reflektierte Licht L3 läuft zu einem Punkt nahe des Brennpunkts an der hinteren Seite der zweiten Nebenprojektionslinse 18. Dieses Licht L3 läuft dann nahe der zweiten Licht abschirmenden Nebenblende 21 vorbei und wird unter Fokussierung durch die zweite Nebenprojektionslinse 18 nach vorne abgestrahlt.
Diesmal wird das Licht L1, L2 und L3 teilweise durch die oberen Kanten 19a, 20a und 21a jeweils der ersten Licht abschirmenden Hauptblende 18 (19), der zweiten Licht abschirmenden Hauptblende 20, und der Licht abschirmenden Nebenblende 21 blockiert. Das nach dem Blockieren und Formen noch passierende Licht wird durch jede der drei Projektionslinsen 16, 17, und 18 verstärkt und nach vorne projiziert. Dieses formt eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster und erzielt ein Lichtverteilungsmuster eines Abblendlichts.
Zusätzlich strahlt das Licht L2 und L3 durch die Schlitze 20b und 21b jeweils der Blenden 20 und 21, um einen Schilderbrückenbereich im Lichtverteilungsmuster zu bilden. Folglich kann das Licht im Schilderbrückenbereich auf Schildern bzw. Anzeigen positioniert werden, die sich überhalb der Vorderseite des Fahrzeugs befinden, und damit die Sichtbarkeit des Schildes verbessern.
In der obigen Anordnung wird das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht dreigeteilt, und zwar Licht L1, L2, und L3. Weiterhin wurde bestätigt, dass die Helligkeit von L2 und L3 im Vergleich mit L1 schwächer ist. Daher kann, selbst wenn der Schilderbrückenbereich durch Licht gebildet wird, das durch die Schlitze 20b und 20c passiert, dessen Stärke im Rahmen der Erfindung liegen.
Da die Lichtquelle seitwärts angeordnet ist, kann die Länge des gesamten Fahrzeuglichts verkürzt werden. Weiterhin wird das Licht der Lichtquelle 11 dreigeteilt und das Licht wird durch die drei Projektionslinsen 16, 17, und 18 nach vorne projiziert. Mit anderen Worten, die Lichtsammelfähigkeiten können verdreifacht werden. Daher können Brennweite und Durchmesser jeder der Projektionslinsen 16, 17, und 18 kleiner gemacht werden. Folglich ist jede der Projektionslinsen 16, 17, und 18 in einer kleinen Form ausgelegt, und macht es dadurch möglich, die Länge des Fahrzeugfrontscheinwerfers in Richtung der optischen Achse als Ganzes ebenso wie die Dicke in obiger/unterer Richtung noch stärker zu verkürzen. Also kann der ganze Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 kürzer hergestellt werden.
Beispielsweise kann die Brennweite jeder der Projektionslinsen 16, 17, und 18 derart gestaltet sein, dass sie ungefähr 15 bis 40 mm beträgt, was kürzer als die Brennweite einer Projektionslinse eines Fahrzeugfrontscheinwerfers herkömmlicher Bauart ist, und der Durchmesser kann mit ungefähr 20 bis 50 mm in der selben Weise klein gestaltet werden.
Zusätzlich zur obigen Anordnung kann die Brennweite jeder der elliptischen reflektierenden Oberflächen 12, 13, und 14 verkürzt werden, zusammen mit der Kürzung der Gesamtlänge des Fahrzeugfrontscheinwerfers 10 gemäß der vorliegenden Erfindung auf 100mm oder weniger.
Durch Verteilung der Lichtmenge, die auf jede der Projektionslinsen 16, 17, und 18 im Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 mit dieser Art der Anordnung fällt, wird die Lichtmenge jeder einzelnen, verglichen mit einem herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer nach Einzelbauart jeweils fast um ein Drittel reduziert. Nachdem die Wärmeerzeugung in jeder der Projektionslinsen 16, 17, und 18 in der selben Weise um fast ein Drittel reduziert wird, kann jede der Projektionslinsen 16,17, und 18 aus einem Harzmaterial geformt sein.
In diesem Beispiel kann jede der Projektionslinsen 16, 17, und 18 als Fresnellinse ausgeführt sein. Dies macht es möglich, die Dicke jeder der Projektionslinsen 16,17, und 18 in Richtung der optischen Achse um 10mm oder mehr zu verringern, und ebenso die Länge des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfers 10 noch weiter zu verkürzen.
16A bis 16C zeigen Simulationsergebnisse von Lichtverteilungsmustern gemäß dem Fahrzeugfrontscheinwerfer 10.
16A zeigt ein Lichtverteilungsmuster entsprechend dem Licht L1. Das Licht L1 von der Glühlampe 11 wird von der ersten reflektierenden Hauptoberfläche 12 reflektiert, durchdringt die erste Hauptprojektionslinse 16 und wird nach vorne abgestrahlt.
16B zeigt ein Lichtverteilungsmuster entsprechend dem Licht L2. Das Licht L2 von der Glühlampe 11 wird von der zweiten reflektierenden Hauptoberfläche 13 reflektiert, durchdringt die zweite Hauptprojektionslinse 17 und wird nach vorne abgestrahlt. In diesem Fall ist ersichtlich, dass durch den Schlitz 20b der zweiten Licht abschirmenden Hauptblende 20 eine obenliegende Linie gebildet wird.
16C zeigt ein Lichtverteilungsmuster entsprechend dem Licht L3. Das Licht L3 von der Glühlampe 11 wird von der reflektierenden Nebenoberfläche 14 in Richtung des Planspiegels 15 reflektiert. Dann wird das Licht L3 vom Planspiegel 15 reflektiert, durchdringt die Nebenprojektionslinse 18 und wird nach vorne abgestrahlt. In diesem Fall wird das Licht in der Nähe der Mitte des Lichtverteilungsmusters konzentriert. Zusätzlich ist aus der Zeichnung ersichtlich, dass durch den Schlitz 21b der Licht abschirmenden Nebenblende 21 eine obenliegende Linie gebildet wird.
Folglich ist das Lichtverteilungsmuster des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 entsprechend den Lichtern L1, L2, und L3 im Lichtverteilungsmuster der 17A gezeigt. Wie aus diesem Muster ersichtlich ist, erhöht sich der gesamte Lichtstrom zusammen mit der ausreichenden Erhöhung der größten Helligkeit nahe des Zentrums des Lichtverteilungsmusters.
Das Lichtverteilungsmuster des Fahrzeuglichts gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine ungefähr 1000 lm entsprechende Helligkeit bereitstellen, verglichen mit dem gesamten Lichtverteilungsmuster eines Fahrzeugfrontscheinwerfers wie in 17B gezeigt. Die Streuungseigenschaften nach links und rechts sind ebenfalls erwünscht und die Sichtbarkeit einer Schilderbrücke kann sichergestellt werden.
Obwohl der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 in der oben beschriebenen beispielhaften Ausführungsform als so genannter Dreifachtyp gestaltet ist, ist er nicht darauf beschränkt. Die erste reflektierende Hauptoberfläche 12, die erste Hauptprojektionslinse 16, und die erste Licht abschirmende Hauptblende 19 können weggelassen werden. Alternativ können die zweite reflektierende Hauptoberfläche 13, die zweite Hauptprojektionslinse 17, und die zweite Licht abschirmende Hauptblende 20 weggelassen werden. In diesem Fall können Reduzierungen der Lichtausnutzungseffizienz des Lichts der Glühlampe 11 durch das Vergrößern der verbleibenden zweiten reflektierenden Hauptoberfläche 13 oder der ersten reflektierenden Hauptoberfläche 14 und/oder der reflektierenden Nebenoberfläche 14 ausgeglichen werden. In diesem Fall kann ein sich von der ersten beispielhaften Ausführungsform unterscheidender Fahrzeugfrontscheinwerfer von der Bauart des Doppeltyps zusammengestellt werden, und daher kann auch eine ursprüngliche attraktive äußere Erscheinung dargestellt werden.
Weiterhin sind die Schlitze 20b und 21b in der obigen beispielhaften Ausführungsform in der zweiten Licht abschirmenden Hauptblende 20 und der Licht abschirmenden Nebenblende 21 ausgeformt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zumindest einer der Schlitze kann in einer der Licht abschirmenden Blenden 19, 20, und 21 ausgeformt sein, oder es kann kein Schlitz vorgesehen sein.
In der obigen beispielhaften Ausführungsform wird der Planspiegel 15 dazu verwendet, Licht, das von der reflektierenden Nebenoberfläche 14 reflektiert wird, in die Nähe des Brennpunkts der Nebenprojektionslinse 18 (oder Zweit-Projektionslinse) zu reflektieren, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Eine andere Art der reflektierenden Oberfläche (z.B. parabolische reflektierende Oberflächen, und ähnliches) kann anstelle der ebenen reflektierenden Oberfläche verwendet werden. In diesem Fall wird der Brennpunkt der reflektierenden Oberfläche derart gestaltet sein, dass er sich in der Nähe des Brennpunkts der Nebenprojektionslinse 18 befindet, und dadurch den selben Effekt erreichen wie im Falle des Planspiegels 15.
[Dritte beispielhafte Ausführungsform]
18 und 19 zeigen ein Anordnungsbeispiel eines Fahrzeugfrontscheinwerfers gemäß der vorliegenden Erfindung.
In 18 und 19 stellt der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 beispielsweise einen Frontscheinwerfer zur Abstrahlung eines Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters dar. Der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 dieser beispielhaften Ausführungsform ist derart gestaltet, dass er umfasst:
Eine Glühlampe 11, die als eine Lichtquelle dient; eine erste reflektierende Oberfläche 12 und eine zweite reflektierende Oberfläche 13, welche Licht von der Glühlampe 11 nach vorne reflektieren; eine erste reflektierende Zusatzoberfläche 14 und eine zweite reflektierende Zusatzoberfläche 15, welche vor der Glühlampe 11 nach hinten gerichtet angebracht sind; einen ersten Planspiegel 17, einen zweiten Planspiegel 18, und einen dritten Planspiegel 19, die Licht jeweils von den ersten bis dritten reflektierenden Zusatzoberflächen 14 bis 16 nach vorne (in eine Abstrahlungsrichtung) reflektieren; eine erste Projektionslinse 20, eine zweite Projektionslinse 21, und eine dritte Projektionslinse 22; eine erste Licht abschirmende Blende 23, eine zweite Licht abschirmende Blende 24, und eine dritte Licht abschirmende Blende 25; eine reflektierende Oberfläche 26, welche in der Nähe einer oberen Kante der ersten reflektierenden Oberfläche 12 vorgesehen ist, um ein Lichtverteilungsmuster für Schilderbrücken zu bilden; und eine reflektierende Platte 27, die von der reflektierenden Platte 26 reflektiertes Licht nach vorne in die Abstrahlungsrichtung reflektiert.
Die Glühlampe 11 wird als die Gleiche angenommen, die in der ersten beispielhaften Ausführungsform verwendet wird, und sie wird durch einen Sockel gehalten, um von diesem mit Energie versorgt zu werden. In der dargestellten beispielhaften Ausführungsform kann die Glühlampe 11 beispielsweise eine Halogenlampe des sogenannten Typs C-8 sein.
Wie in 18 und 19 gezeigt, ist die Glühlampe 11 fast in seitlicher Ausrichtung in Bezug auf die optische Achse angebracht, welche sich in horizontaler Richtung längs des Fahrzeugs von vorne nach hinten erstreckt, und das Distalende erstreckt sich ebenso in Richtung der Aussenseite der Seite des Fahrzeugs (in anderen Worten, in +X Richtung). Zusätzlich ist die Glühlampe 11 derart angeordnet, dass das Abstrahlungszentrum 11a auf der optischen Achse O positioniert ist. Beim Einbau der Glühlampe 11 wird diese von der Mitte des Fahrzeugs aus eingesetzt, und zwar aus der -X Richtung aus dem Motorraum heraus, und dann mit bekannten Mitteln (nicht gezeigt) sicher gehalten.
Die erste reflektierende Oberfläche 12 ist über (Bereich in +Y-Richtung) der Rückseite (Bereich in -Z-Richtung) der Glühlampe 11 angebracht.
Wie in 20 gezeigt, besteht die erste reflektierende Oberfläche 12 aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, welche nach vorne gerichtet konkav ist, um das von der Glühlampe 11 nach oben und hinten abgestrahlte Licht nach vorne zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche 12 weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt F2a auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 ist nahe dem ersten Brennpunkt F1 angebracht. Der zweite Brennpunkt F2a befindet sich vor und über der optischen Achse O und auf einer optischen Achse O1 der ersten Projektionslinse 20.
Beispiele der elliptischen reflektierenden Oberflächen in der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform können die in der ersten beispielhaften Ausführungsform beispielhaft erläuterten enthalten.
In dieser beispielhaften Ausführungsform wird Licht, das von der Glühlampe 11 in -Z Richtung ebenso wie nach oben abgestrahlt wird, von der ersten reflektierenden Oberfläche 12 reflektiert, und läuft dann in Richtung eines hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse 20 (wird später beschrieben). Das Licht läuft dann nahe der ersten Licht abschirmenden Blende 23 vorbei, durchdringt die erste Projektionslinse 20 und wird nach vorne (in +Z-Richtung, oder Licht) abgestrahlt.
Die zweite reflektierende Oberfläche 13 dieser beispielhaften Ausführungsform ist unter (Bereich in -Y-Richtung) der Rückseite (Bereich in -Z-Richtung) der Glühlampe angebracht.
Wie in 21 gezeigt, besteht die zweite reflektierende Oberfläche 13 aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, die nach vorne gerichtet konkav ist, um das von der Glühlampe 11 nach unten und hinten abgestrahlte Licht nach vorne zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche 13 weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt F2b auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 ist nahe dem ersten Brennpunkt F1 angebracht. Der zweite Brennpunkt F2b befindet sich vor und unter der optischen Achse O sowie auf einer optischen Achse O2 der zweiten Projektionslinse 21.
In dieser Anordnung wird Licht, das von der Glühlampe 11 in -Z-Richtung ebenso wie nach unten abgestrahlt wird, von der zweiten reflektierenden Oberfläche 13 reflektiert, und läuft dann in Richtung eines hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse 21 (wird später beschrieben). Das Licht läuft dann nahe der zweiten Licht abschirmenden Blende 24 vorbei, durchdringt die zweite Projektionslinse 21, und wird dann nach vorne abgestrahlt.
In dieser beispielhaften Ausführungsform sind die oben beschriebene erste reflektierende Oberfläche 12 und die zweite reflektierende Oberfläche 13 ebenso wie die erste bis dritte zusätzlichen Oberflächen 14, 15, und 16, welche später beschrieben werden, tatsächlich aus einer Kombination streifenförmiger elliptischer Oberflächen zusammengesetzt, welche wie in der vorhergehenden beispielhaften Ausführungsform geformt sind, deren Details hier weggelassen werden, da sie hierin bereits beschrieben wurden.
Die erste reflektierende Oberfläche 12 und die zweite reflektierende Oberfläche 13 sind ebenfalls gestaltet, um Licht unter Berücksichtigung der Strassenoberflächenausleuchtung des Lichtverteilungsmusters in horizontaler Richtung sowohl nach rechts als auch nach links zu streuen.
Die erste zusätzliche reflektierende Oberfläche 14 ist vor (Bereich in +Z-Richtung) der Glühlampe 11 an einer Position angebracht, die nicht mit dem von der ersten und zweiten reflektierenden Oberfläche 12 und 13 reflektierten, auf die erste und zweite Projektionslinse 16 und 17 einfallenden Licht in Konflikt kommt, sowie in der Nähe der optischen Achse O.
Die erste zusätzliche reflektierende Oberfläche 14 besteht aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, welche konkav in rückwärtiger Richtung ist, um Licht, welches von der Glühlampe 11 nach vorne abgestrahlt wurde, nach hinten wie auch nach unten (in -Y-Richtung) geneigt zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 befindet sich nahe dem ersten Brennpunkt F1. Der zweite Brennpunkt ist derart gestaltet, dass es den Planspiegel 17 verwendet, um sich an einer Position zu befinden, die mit dem Brennpunkt F2c an der hinteren Seite der zweiten Projektionslinse 22 konjugiert ist.
Daher wird Licht, dass von der Glühlampe 11 beinahe in +Z Richtung abgestrahlt wird, durch die erste zusätzliche reflektierende Oberfläche 14 und dann weiter durch den Planspiegel 17 reflektiert. Das reflektierte Licht läuft in Richtung des Brennpunkts F2c an der hinteren Seite der dritten Projektionslinse 22, läuft nahe der dritten Licht abschirmenden Blende 25 vorbei, durchdringt die dritte Projektionslinse 22, und tritt dann nach vorne aus.
Es soll hierbei festgestellt werden, dass die erste zusätzliche reflektierende Oberfläche 14 gestaltet ist, um das gestreute Licht in horizontaler Richtung sowohl nach rechts und links zu erzeugen.
Die zweite zusätzliche reflektierende Oberfläche 15 ist derart unter (Bereich in -Y-Richtung) der Vorderseite (Bereich in +Z-Richtung) angeordnet, dass sie nicht mit auf die ersten und zweiten Projektionslinsen 21 und 22 einfallendem Licht, welches von der Glühlampe 11 einfällt oder von der zweiten reflektierenden Oberfläche 12 und dem ersten Planspiegel 17 reflektiert wird, in Konflikt kommt. Gleichzeitig ist sie zwischen den optischen Achsen O2 und O3 angeordnet.
Wie in 23 gezeigt, besteht die zweite zusätzliche reflektierende Oberfläche 15 aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, welche konkav in rückwärtiger Richtung ist, um Licht, welches von der Glühlampe 11 nach vorne abgestrahlt wurde, nach hinten wie auch nach unten geneigt zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 befindet sich nahe dem ersten Brennpunkt F1. Der zweite Brennpunkt ist derart gestaltet, dass es den Planspiegel 18 verwendet, um sich an einer Position zu befinden, die mit dem Brennpunkt F2c an der hinteren Seite der dritten Projektionslinse 22 konjugiert ist.
Daher wird Licht, das von der Glühlampe 11 nach vorne und unten abgestrahlt wird, durch die zweite zusätzliche reflektierende Oberfläche 15 und dann weiter durch den Planspiegel 18 reflektiert. Das reflektierte Licht läuft in Richtung des Brennpunkts F2c an der hinteren Seite der dritten Projektionslinse 22, läuft nahe der dritten Licht abschirmenden Blende 25 vorbei, durchdringt die dritte Projektionslinse 22, und tritt dann nach vorne aus. In dieser Anordnung ist die erste zusätzliche reflektierende Oberfläche 14 gestaltet, um das gestreute Licht in horizontaler Richtung sowohl nach links als auch nach rechts zu erzeugen.
Die dritte zusätzliche reflektierende Oberfläche 16 ist über der Vorderseite (Bereich in +Z-Richtung) der ersten reflektierenden Oberfläche 12 angeordnet (in dieser geschilderten Ausführungsform am vorderen Ende der ersten reflektierenden Oberfläche 12).
Wie in 24 gezeigt, besteht die dritte zusätzliche reflektierende Oberfläche 16 aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, welche nach unten hin konkav ist, um Licht, welches von der Glühlampe 11 nach oben abgestrahlt wurde, nach vorne wie auch nach unten geneigt zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 befindet sich nahe dem ersten Brennpunkt F1. Der zweite Brennpunkt ist derart gestaltet, dass es den dritten Planspiegel 19 verwendet, um sich an einer Position zu befinden, die mit dem Brennpunkt F2c an der hinteren Seite der ersten Projektionslinse 20 konjugiert ist.
Daher wird das Licht, welches von der Glühlampe 11 hauptsächlich nach oben abgestrahlt wird, durch die dritte zusätzliche reflektierende Oberfläche 16 reflektiert, und dann weiter durch den dritten Planspiegel 19 reflektiert. Das reflektierte Licht läuft dann in Richtung des Brennpunkts F2a an der Rückseite der ersten Projektionslinse 20 , läuft nahe der ersten Licht abschirmenden Blende 23 vorbei, durchdringt die erste Projektionslinse 20 und strahlt dann nach vorne ab. In dieser Anordnung ist die dritte zusätzliche reflektierende Oberfläche 16 gestaltet, um das gestreute Licht in horizontaler Richtung sowohl nach links als auch nach rechts zu erzeugen.
Wie in 22 gezeigt, ist der erste Planspiegel 17 in der Nähe einer unteren Seite der optischen Achse O3 der dritten Projektionslinse 22 angebracht. Der erste Planspiegel 17 ist in einem solchen Neigungswinkel angebracht, dass er das von der ersten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche 14 reflektierte Licht reflektiert, und das Licht in Richtung des Brennpunkts F2c an der Rückseite der dritten Projektionslinse 22 richtet.
Wie in 23 ist der zweite Planspiegel 18 in der Nähe einer Oberseite der optischen Achse O3 der dritten Projektionslinse 22 angebracht. Der zweite Planspiegel 18 (17) ist in einem solchen Neigungswinkel angebracht, dass er das von der zweiten reflektierenden Oberfläche 15 reflektierte Licht reflektiert, und das Licht in Richtung des Brennpunkts F2c an der Rückseite der dritten Projektionslinse 22 richtet
Wie in 24 gezeigt, ist der dritte Planspiegel 19 in der Nähe der optischen Achse O1 derart angebracht, dass er mit dem von der Glühlampe 11 kommenden oder von der ersten und zweiten reflektierenden Oberfläche 12 und 13 reflektierten, auf die erste und zweite Projektionslinse 20 und 21 einfallendem Licht nicht in Konflikt kommt. Der dritte Planspiegel 19 ist in einem solchen Neigungswinkel angebracht, dass er das von der dritten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche 16 reflektierte Licht reflektiert, und das Licht in Richtung des Brennpunkts F2a an der Rückseite der ersten Projektionslinse 20 richtet. Es soll festgestellt werden, dass die erläuterte beispielhafte Ausführungsform den Planspiegel 19 umfasst, welcher auf der Rückseite der ersten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche (in +Y- und +Z-Richtung) vorgesehen ist.
Die erste Projektionslinse 20 besteht aus einer konvexen Linse, und noch vorteilhafterweise aus einer asphärischen Linse. Der Brennpunkt auf der Rückseite (Lichtquellenseite) der ersten Projektionslinse 20 ist derart angeordnet, dass er sich nahe dem zweiten Brennpunkt F2a der ersten reflektierenden Hauptoberfläche 12 überhalb der optischen Achse O und auf der zur optischen Achse O parallelen optischen Achse O1 befindet.
In der selben Weise besteht die zweite Projektionslinse 21 aus einer konvexen Linse, und noch vorteilhafterweise aus einer asphärischen Linse. Der Brennpunkt auf der Rückseite (Lichtquellenseite) der ersten Projektionslinse 21 ist derart angeordnet, dass er sich nahe dem zweiten Brennpunkt F2b der zweiten reflektierenden Oberfläche 13 unterhalb der optischen Achse O und auf der zur optischen Achse O parallelen optischen Achse O2 befindet.
In der selben Weise besteht die dritte Projektionslinse 22 aus einer konvexen Linse, und noch vorteilhafterweise aus einer asphärischen Linse. Der Brennpunkt auf der Rückseite (Lichtquellenseite) der ersten Projektionslinse 22 ist derart angeordnet, dass er sich unterhalb der optischen Achse O und auf einer zur optischen Achse O parallelen optischen Achse O3 unterhalb der zweiten Projektionslinse 21 befindet. Gleichzeitig ist der Brennpunkt an ihrer Rückseite derart angeordnet, dass er die ersten und zweiten Planspiegel 17 und 18 verwendet, um sich an einer mit den zweiten Brennpunkten der ersten und zweiten reflektierenden Oberfläche konjugierten Position zu befinden.
Die erste Licht abschirmende Blende 23 ist aus einem lichtundurchlässigen Material geformt. Die obere Kante 23a der Blende 23 ist nahe dem Brennpunkt F2a auf der hinteren Seite (Seite der Lichtquelle) der ersten Projektionslinse 20 angebracht. Die erste Licht abschirmende Blende 23 ist derart gestaltet, dass die obere Kante 23a der Blende 23 eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster beispielsweise eines Abblendlichts bildet.
Die zweite Licht abschirmende Blende 24 ist auch aus einem lichtundurchlässigen Material geformt. Die obere Kante 24a der Blende 24 ist nahe dem Brennpunkt F2b auf der hinteren Seite (Seite der Lichtquelle) der zweiten Projektionslinse 21 angebracht. Die zweite Licht abschirmende Blende 24 ist derart gestaltet, dass die obere Kante 24a der Blende 24 eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster beispielsweise eines Abblendlichts bildet.
Weiterhin ist die dritte Licht abschirmende Blende 25 aus einem lichtundurchlässigen Material geformt. Die obere Kante 25a der Blende 25 ist nahe dem Brennpunkt F2c auf der hinteren Seite (Seite der Lichtquelle) der dritten Projektionslinse 22 angebracht. Die dritte Licht abschirmende Blende 25 ist derart gestaltet, dass die obere Kante 25a der Blende 25 eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster beispielsweise eines Abblendlichts bildet.
In diesem Fall können beide Seiten der ersten und zweiten Licht abschirmenden Blenden 23 und 25 in einer Bogenform in Richtung der entsprechenden ersten oder dritten Projektionslinse 20 oder 22 gekrümmt sein. Weiterhin können beide Seiten der zweiten Licht abschirmenden Blende 24 in einer elliptischen Form in Richtung der entsprechenden zweiten Projektionslinse 21 gekrümmt sein. Die gekrümmten Formen der ersten bis dritten Licht abschirmenden Blenden 23, 24, und 25 sind unter Berücksichtung des Streuungszustandes in horizontaler links/recht-Richtung des Lichtes gestaltet, welches jeweils durch die erste bis dritte Projektionslinse 20, 21, und 22 nach vorne abgestrahlt wird. Alternativ kann eine oder alle der ersten bis dritten Licht abschirmenden Blenden 23, 24, und 25 in einer flachen Form ausgeformt sein.
Die reflektierende Oberfläche 26 zur Bildung einer Schilderbrückenlichtverteilung ist einteilig mit der ersten reflektierenden Oberfläche 12 an ihrem oberen Ende ausgebildet, wie in 19 gezeigt. Die reflektierende Oberfläche 26 wird jedoch unabhängig von der reflektierenden Oberfläche 12 geformt.
Wie in 25 gezeigt, besteht die reflektierende Oberfläche 26 aus einer elliptischen reflektierenden Oberfläche, welche nach unten hin konkav ist, um Licht, welches von der Glühlampe 11 nach oben abgestrahlt wurde, nach vorne wie auch nach unten geneigt zu reflektieren. Diese elliptische reflektierende Oberfläche weist einen ersten Brennpunkt F1 und einen zweiten Brennpunkt F2f auf. Das Lichtabstrahlungszentrum 11a der Glühlampe 11 befindet sich nahe dem ersten Brennpunkt F1. Der zweite Brennpunkt F2f befindet sich vorne etwas vom hinteren Brennpunkt der ersten Projektionslinse 20 entfernt.
Gemäß dieser Anordnung wird Licht, das von der Glühlampe nach oben abgestrahlt wird, von der reflektierenden Oberfläche 26 auf die reflektierende Platte 27 reflektiert. Dann wird das Licht von der reflektierenden Platte 27 weiter reflektiert und durchdringt die erste Projektionslinse 20, um in die Abstrahlungsrichtung zum Schilderbrückenbeleuchtungsbereich abzustrahlen.
Die reflektierende Platte 27 ist vor der ersten Licht abschirmenden Blende 23 (welche sich nahe dem hinteren Brennpunkt der ersten Projektionslinse befindet) angebracht, in einer Position, die einer Schilderbrücke entspricht. Wie oben beschrieben, reflektiert die reflektierende Platte 27 Licht von der reflektierenden Oberfläche 26, um ein Schilderbrückenlichtverteilungsmuster zu bilden. Dazu ist die reflektierende Platte 27 in einem solchen Neigungswinkel angebracht, dass sie das Licht reflektiert und in Richtung des Schilderbrückenlichtverteilungsbereichs richtet.
Wenn der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 gemäß der wie oben beschrieben angeordneten beispielhaften Ausführungsform die Glühlampe 11 mit Energie versorgt und Licht abstrahlt, durchläuft das abgestrahlte Licht einen Lichtweg wie unten beschrieben.
Zuerst wird, wie in 20 beschrieben, das von der Glühlampe 11 überhalb der Rückseite abgestrahlte Licht L1 durch die erste reflektierende Oberfläche 12 reflektiert und läuft in Richtung des zweiten Brennpunkts F2a (und zwar nahe des hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse 20). Dieses Licht L1 läuft dann nahe der ersten Licht abschirmenden Blende 25 (23) vorbei und wird unter Fokussierung durch die erste Projektionslinse 20 nach vorne abgestrahlt.
Wie in 21 beschrieben, wird das von der Glühlampe 11 unterhalb der Rückseite abgestrahlte Licht L2 durch die zweite reflektierende Oberfläche 13 reflektiert und läuft in Richtung des zweiten Brennpunkts F2b (und zwar nahe des hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse 21). Dieses Licht L2 läuft dann nahe der zweiten Licht abschirmenden Blende 24 vorbei und wird unter Fokussierung durch die zweite Projektionslinse 21 nach vorne abgestrahlt.
Zusätzlich wird, wie in 22 gezeigt, das Licht L3, das von der Glühlampe 11 nach vorne abgestrahlt wird, von der ersten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche 14 reflektiert und fällt dann auf den ersten Planspiegel 17. Das Licht L3, das vom Planspiegel 17 reflektiert wird, läuft dann in Richtung eines Punkts nahe dem hinteren Brennpunkt der dritten Projektionslinse 22. Dieses Licht L3 läuft dann nahe der dritten Licht abschirmenden Blende 25 vorbei und wird unter Fokussierung durch die dritte Projektionslinse 22 nach vorne abgestrahlt.
Zusätzlich wird, wie in 23 gezeigt, das Licht L4, das von der Glühlampe 11 unterhalb der Vorderseite abgestrahlt wird, von der zweiten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche 15 reflektiert und fällt dann auf den zweiten Planspiegel 18. Das Licht L4 wird dann vom zweiten Planspiegel 18 reflektiert und läuft in Richtung eines Punkts nahe dem hinteren Brennpunkt der dritten Projektionslinse 22. Dieses Licht L4 läuft dann nahe der dritten Licht abschirmenden Blende 25 vorbei und wird unter Fokussierung durch die dritte Projektionslinse 22 nach vorne abgestrahlt.
Hierbei wird das Licht L1, L2, L3, und L4 teilweise durch die oberen Kanten 23a, 24a, und 25a jeweils der ersten bis dritten Licht abschirmenden Blenden 23, 24, und 25 blockiert. Das nach dem Blockieren und Formen noch passierende Licht wird durch jede der drei Projektionslinsen 20, 21, und 22 verstärkt und nach vorne projiziert. Dieses formt eine Trennlinie im Lichtverteilungsmuster und erzielt ein Lichtverteilungsmuster eines Abblendlichts.
Zusätzlich sind die jeweiligen reflektierenden Oberflächen 12,13,14, und 15 gestaltet, um Licht in horizontaler links/rechts-Richtung des Lichts zu streuen und ein gewünschtes, horizontal gestreutes Lichtverteilungsmuster bereitzustellen.
Weiterhin, wie in 24 gezeigt, wird das Licht L5, das von der Glühlampe 11 nach oben abgestrahlt wird, durch die dritte zusätzliche reflektierende Oberfläche 16 reflektiert und läuft in Richtung des dritten Planspiegels 19. Dieses vom Spiegel 19 reflektierte Licht L5 wird in Richtung des hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse 20 gerichtet. Dann läuft das Licht nahe der ersten Licht abschirmenden Blende 23 vorbei und wird unter Fokussierung durch die erste Projektionslinse nach vorne abgestrahlt. In diesem Fall fällt das Licht L5, welches durch die dritte zusätzliche reflektierende Oberfläche 16 und den dritten Planspiegel 19 reflektiert wurde, in einem vergleichsweise schmalen Einfallswinkel auf die erste Projektionslinse 20. Daher kann die größte Helligkeit in ausreichendem Maß nahe der Mitte des Lichtverteilungsmusters des Lichts verbessert werden, welches nach vorne abgestrahlt wird, weil das von der ersten Projektionslinse 20 abgestrahlte Licht L5 in der Nähe des Mittelbereichs fokussiert wird.
Das Licht L6, das von der Glühlampe 11 nach oben abgestrahlt wird, wird, wie in 25 gezeigt, durch die reflektierende Oberfläche 26 zur Bildung eines Schilderbrückenlichtverteilungsmusters und dann durch die reflektierende Platte 27 reflektiert. Das Licht L6 wird in Richtung des Schilderbrückenlichtverteilungsbereichs leicht nach oben abgestrahlt, während es durch die erste Projektionslinse 20 fokussiert wird. Diese Anordnung kann die minimale Beleuchtungsstärke von der Horizontalen bis zu 4 Grad aufwärts im Lichtverteilungsmuster sicherstellen. In diesem Fall wird das Licht L6 auf eine Position fokussiert, welche sich etwas nach vorne entfernt vom hinteren Brennpunkt der ersten Projektionslinse 20 befindet. Daher ist der von der ersten Projektionslinse 20 projizierte Schilderbrückenbeleuchtungsbereich in seiner Silhouette aufgrund der Brennpunktverschiebung etwas verschwommen.
Folglich kann der Schilderbrückenbereich Schilder, die über der Vorderseite des Fahrzeugs angebracht sind beleuchten, und dabei die Sichtbarkeit des Schilds verbessern.
Der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 kann dem Neigen einer Frontlinse in vertikaler Richtung durch Verschieben der jeweiligen Projektionslinsen 20, 21, und 22 in Längsrichtung entsprechen. Und zwar kann in diesem Fall die Korrektur der Neigung des Lichts durch Einstellung der Brennweite der jeweiligen Projektionslinse 20,21, und 22 erreicht werden.
Zusätzlich kann, wenn sich die Frontlinse von vorne gesehen in seitlicher Richtung neigt, die Korrektur der Neigung des Lichts durch Einstellung der seitlichen Positionen der jeweiligen Projektionslinse 20,21, und 22 erreicht werden.
Weiterhin kann, wie in den vorhergehenden beispielhaften Ausführungsformen, die Länge des gesamten Fahrzeuglichts verkürzt werden, da die Lichtquelle seitwärts angebracht ist. Weiterhin wird das von der Glühlampe abgestrahlte Licht dreigeteilt, und das Licht wird durch die drei Projektionslinsen 20, 21, und 22 nach vorne projiziert. Mit anderen Worten, die Lichtsammelfähigkeiten können verdreifacht werden. Daher können Brennweite und Durchmesser jeder der drei Projektionslinsen 20, 21, und 22 kleiner gemacht werden. Daher ist jede der Projektionslinsen 20, 21, und 22 in einer kleinen Form ausgeführt, und macht es dadurch möglich die Länge des Fahrzeugfrontscheinwerfers in Richtung der optischen Achse als Ganzes ebenso wie die Dicke in obiger/unterer Richtung noch stärker zu verringern. Und zwar kann der gesamte Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 kleiner gemacht werden.
Weiterhin kann die Brennweite (erste und zweite Brennpunkte) jeder der elliptischen reflektierenden Oberflächen 12, 13, 14, 15, und 16 verkürzt werden, Dies kann die gesamte Länge des Fahrzeugfrontscheinwerfers 10 weiter verkürzen.
Der Fahrzeugfrontscheinwerfer herkömmlicher Einzelbauart mit einer seitwärts angebrachten Glühlampe weist eine Tiefe von ungefähr 120 mm auf, während der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 der vorliegenden Erfindung eine verkürzte Gesamtlänge von 100 mm oder weniger haben kann.
Durch Verteilung der Lichtmenge, die auf jede der Projektionslinsen 20, 21, und 22 im Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 mit dieser Art der Anordnung fällt, wird die Lichtmenge jeder einzelnen, verglichen mit einem herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer nach Einzelbauart jeweils fast um ein Drittel reduziert. Nachdem die Wärmeerzeugung in jeder der Projektionslinsen 20, 21, und 22 in derselben Weise um fast ein Drittel reduziert wird, kann jede der Projektionslinsen 20, 21, und 22 aus einem Harzmaterial geformt sein.
In diesem Beispiel kann jede der Projektionslinsen 20, 21, und 22 als Fresnellinse ausgeführt sein. Dies macht es möglich, die Dicke jeder der Projektionslinsen 20, 21, und 22 in Richtung der optischen Achse um 10mm oder mehr zu verringern, und ebenso die Länge des gesamten Fahrzeugfrontscheinwerfers 10 noch weiter zu verkürzen.
26 zeigt Simulationsergebnisse eines Lichtverteilungsmusters gemäß des oben beschriebenen Fahrzeugfrontscheinwerfers 10. In diesem Beispiel wurden die Ergebnisse unter Verwendung einer Halogenlampe als Glühlampe 11 erzielt. Die Simulationsergebnisse enthüllen, dass die maximale Helligkeit des Lichts in der Mitte des Lichtverteilungsmusters ungefähr 475 lm beträgt, was im Vergleich mit dem herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer 1 länglicher Bauart eine deutliche Verbesserung ist. Dieses Ergebnis zeigt, dass das Licht L1 bis L4 gemäß der oben beschriebenen Anordnung den gesamten Lichtstrom im Lichtverteilungsmuster steigern kann. Zusätzlich kann das Licht L5 die größte Helligkeit im Mittelbereich des Lichtverteilungsmusters steigern. Das Fahrzeugfrontscheinwerferlichtverteilungsmuster gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine ausreichende Helligkeit bereitstellen, verglichen mit dem gesamten Lichtverteilungsmuster gemäß einem herkömmlichen Fahrzeugfrontscheinwerfer nach Einzelbauart, wie in 4A gezeigt. Zusätzlich sind die Streuungseigenschaften nach links und rechts ebenfalls erwünscht und die Sichtbarkeit einer Schilderbrücke kann sichergestellt werden.
Der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 gemäß der gegenwärtig offenbarten beispielhaften Ausführungsform kann eine Schilderbrückenlichtverteilung durch die dazu dienende reflektierende Oberfläche 26 und die Platte 27 formen, aber die Erfindung ist darauf nicht beschränkt. Beispielsweise kann jede der Licht abschirmenden Blenden 23, 24, und 25 mit einem Schlitz an einer bestimmten Stelle derselben versehen sein, um eine Schilderbrückenlichtverteilung zu formen. In diesem Fall wird Licht, das einen der Schlitze passiert, durch eine entsprechende Projektionslinse nach vorne und leicht nach oben abgestrahlt. Daher kann so ein Schlitz verwendet werden, um einen Schilderbrückenbereich zu bilden, um die minimale Beleuchtungsstärke von der Horizontalen bis zu 4 Grad aufwärts im Lichtverteilungsmuster sicherstellen. Folglich kann das Licht in dem Schilderbrückenbereich auf Schilder projiziert werden, die sich überhalb der Vorderseite des Fahrzeugs befinden, und damit die Sichtbarkeit des Schilds verbessern. Um die Silhouetten des Schilderbrückenbereichs abzuschatten, ist solch ein Schlitz vom hinteren Brennpunkt der entsprechenden Projektionslinse leicht nach vorne (+Z Richtung) versetzt angebracht.
Der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 der vorliegenden Erfindung ist mit den Licht abschirmenden Blenden 23, 24, und 25 versehen, entsprechend jeweils den Projektionslinsen 20, 21, und 22, aber die Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Alternativ können diese Blenden weggelassen werden, wenn dieser Frontscheinwerfer als Frontscheinwerfer zur Lichtverteilung eines Fernlichts eingesetzt wird.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung, obgleich der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 in den oben beschriebenen Ausführungsformen als linker Frontscheinwerfer eines Automobils beschrieben wurde, nicht darauf beschränkt. Der Fahrzeugfrontscheinwerfer kann als rechter Frontscheinwerfer mit beidseitig symmetrischer Anordnung oder als Fahrzeugfrontscheinwerfer in einem „Rechtsfahr"-Bereich durch Anordnung mit beidseitiger Symmetrie in Bezug zur optischen Achse O ausgestaltet werden.
Weiterhin ist die vorliegende Erfindung, obgleich der Fahrzeugfrontscheinwerfer 10 in den oben beschriebenen Ausführungsformen als so genanntes Frontlicht eines Automobils beschrieben wurde, nicht darauf beschränkt und kann als zusätzlicher Scheinwerfer wie eine Nebelleuchte, oder als Signalleuchte verwendet werden.

Claims

Ein Fahrzeuglicht, welches umfasst: eine Lichtquelle, die ein Licht emittierenden Teil in Längsrichtung aufweist, wobei die Lichtquelle auf einer waagrechten, sich in einer von vorne nach hinten gerichteten Richtung eines Fahrzeugs erstreckenden optischen Achse angeordnet ist, sodass die Längsrichtung die optische Achse unter einem gewissen Winkel schneidet; eine erste Projektionslinse mit konvexer Form, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und über der optischen Achse angebracht ist; eine zweite Projektionslinse mit konvexer Form, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und unterhalb der optischen Achse angebracht ist; eine erste elliptische, reflektierende Oberfläche, die über der optischen Achse angebracht ist, wobei die erste elliptische reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht emittierenden Teils der Lichtquelle aufweist, und einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse aufweist, wobei die erste elliptische Oberfläche Licht reflektiert, das von der Lichtquelle rückwärts und aufwärts abgestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse zu fokussieren; eine zweite elliptische Oberfläche, die unterhalb der optischen Achse angebracht ist, wobei die zweite elliptische reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht emittierenden Teils der Lichtquelle aufweist, und einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse aufweist, wobei die zweite elliptische Oberfläche Licht reflektiert, das von der Lichtquelle rückwärts und abwärts angestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse zu fokussieren; eine dritte reflektierende Oberfläche, die derart vor der Lichtquelle angebracht ist, dass die Oberfläche einfallendes Licht nicht beeinträchtigt, das von der ersten und zweiten reflektierenden Oberfläche auf die jeweilige erste und zweite Projektionslinse reflektiert wird, wobei die dritte reflektierende Oberfläche Licht, das von der Lichtquelle nach vorne abgestrahlt wird, zu einem Bereich unterhalb der Lichtquelle reflektiert; und einen Planspiegel der in der Gegend unterhalb der Lichtquelle angeordnet ist, um das Licht von der dritten reflektierenden Oberfläche in Richtung des hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse zu reflektieren, wobei die dritte reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt aufweist, der sich in der Nähe des Licht emittierenden Teils der Lichtquelle befindet, und einen zweiten Brennpunkt, der sich an einer Position befindet, die mit dem hinteren Brennpunkt der zweiten Projektionslinse mittels des Planspiegels konjugiert ist.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 1, wobei zumindest eine der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen aus einer Kombination streifenförmiger elliptischer Oberflächen besteht.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 1, wobei zumindest eine der ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen aus einer Freiformfläche besteht, die auf einer Ellipse basiert.
Das Fahrzeuglicht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, das zudem eine Licht abschirmende Blende aufweist, die an zumindest einer der ersten und zweiten Projektionslinsen angebracht ist, wobei die Licht abschirmende Blende in der Nähe des hinteren Brennpunkts der entsprechenden Projektionslinse angebracht ist, um eine Trennlinie zu formen, um dadurch ein festgelegtes Lichtverteilungsmuster zu definieren.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 4, wobei die Licht abschirmende Blende als zur optischen Achse senkrechte, ebene Fläche ausgebildet ist, oder in einer kreisförmigen oder elliptischen Form in vorderer Richtung gekrümmt ist.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 4 oder 5, das weiterhin umfasst: eine vierte elliptische reflektierende Oberfläche, die vor und über der ersten reflektierenden Oberfläche angebracht ist, wobei die vierte elliptische reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht emittierenden Teils der Lichtquelle aufweist, und einen zweiten Brennpunkt vor der Licht abschirmenden Blende aufweist, wobei die vierte elliptische reflektierende Oberfläche Licht, das von der Lichtquelle nach vorne und oben abgestrahlt wird reflektiert, um das Licht in Richtung der Vorderseite der Licht abschirmenden Blende zu fokussieren; und eine reflektierende Platte, die vor und unter der Licht abschirmenden Blende angebracht ist, um das Licht von der vierten reflektierenden Oberfläche in die Richtung zu reflektieren, die einer Schilderbrücke über dem Fahrzeug entspricht.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 6 , wobei die vierte reflektierende Oberfläche aus einer Kombination streifenförmiger elliptischer Oberflächen besteht.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 6, wobei die vierte reflektierende Oberfläche aus einer Freiformfläche besteht, die auf einer Ellipse basiert.
Das Fahrzeuglicht gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei zumindest eine der ersten und zweiten Projektionslinsen aus einer Fresnel-Linse besteht.
Ein Fahrzeuglicht, welches umfasst: eine Lichtquelle, die ein Licht emittierenden Teil in Längsrichtung aufweist, wobei die Lichtquelle auf einer waagrechten, sich in einer von vorne nach hinten gerichteten Richtung erstreckenden optischen Achse angeordnet ist, sodass die Längsrichtung die optische Achse unter einem gewissen Winkel schneidet; eine erste Projektionslinse, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und über- oder unterhalb der optischen Achse angebracht ist; eine zweite Projektionslinse, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und der spitzen Endrichtung der Lichtquelle angebracht ist; eine erste elliptische, reflektierende Oberfläche, welche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht ausstrahlenden Elements der Lichtquelle aufweist, und einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse aufweist, wobei die erste elliptische Oberfläche Licht reflektiert, das von der Lichtquelle rückwärts und aufwärts oder abwärts abgestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse zu fokussieren; eine zweite reflektierende Oberfläche, die vor der Lichtquelle angebracht ist, um Licht, das von der Lichtquelle nach vorne ausgestrahlt wird, in Richtung eines Gebiets seitlich der Spitze der Lichtquelle zu reflektieren; und eine dritte reflektierende Oberfläche, die im Gebiet der Spitze der Lichtquelle angebracht ist, um Licht von der zweiten reflektierenden Oberfläche in Richtung eines hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse zu reflektieren, wobei, die zweite reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt aufweist, der in der Nähe des Licht ausstrahlenden Teils der Lichtquelle angebracht ist, und einen zweiten Brennpunkt aufweist, der sich an einer Position befindet, die mit dem hinteren Brennpunkt der zweiten Projektionslinse mittels der dritten reflektierenden Oberfläche verbunden ist.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 10, wobei es weiterhin aufweist: eine dritte Projektionslinse, die sich vor der Lichtquelle und auf der anderen Seite der ersten Projektionslinse in Bezug auf die optische Achse befindet; und eine vierte elliptische reflektierende Oberfläche, die einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht ausstrahlenden Teils aufweist, und die einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der dritten Projektionslinse, wobei die vierte elliptische reflektierende Oberfläche Licht, das von der Lichtquelle rückwärts und abwärts oder aufwärts abgestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der dritten Projektionslinse zu fokussieren.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 10 oder 11, das weiterhin eine Licht abschirmende Blende aufweist, angebracht an zumindest einer der ersten, zweiten oder dritten Projektionslinse, wobei die Licht abschirmende Blende in der Nähe des hinteren Brennpunkts der jeweiligen Projektionslinse angebracht ist, um eine Trennlinie zur Bestimmung eines vorbestimmten Lichtverteilungsmusters zu formen.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 12, wobei die Licht abschirmende Blende als ebene, zur optischen Achse senkrechte Fläche ausgebildet ist, oder in einer bogenförmigen Form oder elliptischen Form nach vorne gekrümmt ist.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 12 oder 13, wobei zumindest eine Licht abschirmende Blende mit einem Schlitz versehen ist, um es hindurchtretendem Licht zu ermöglichen, eine Schilderbrücke über dem Fahrzeug zu beleuchten, wobei der Schlitz in vorderer Richtung fort vom hinteren Brennpunkt der entsprechenden Projektionslinse angeordnet ist.
Das Fahrzeuglicht gemäß einem der Ansprüche 10 bis 14, wobei zumindest eine der ersten, zweiten und dritten Projektionslinse aus einer Fresnellinse besteht.
Ein Fahrzeuglicht, welches umfasst: eine Lichtquelle, die ein Licht ausstrahlendes Element in Längsrichtung aufweist, wobei die Lichtquelle auf einer waagrechten, sich in einer von vorne nach hinten gerichteten Richtung erstreckenden optischen Achse angeordnet ist, sodass die Längsrichtung die optische Achse unter einem gewissen Winkel schneidet; eine erste Projektionslinse, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und überhalb der optischen Achse angebracht ist; eine zweite Projektionslinse, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und unterhalb der optischen Achse angebracht ist; eine dritte Projektionslinse, die in Abstrahlungsrichtung vor der Lichtquelle und unterhalb der zweiten Projektionslinse angebracht ist; eine erste elliptische reflektierende Oberfläche, welche oberhalb der optischen Achse angebracht ist, wobei die erste elliptische reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht abstrahlenden Elements der Lichtquelle und einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse aufweist, wobei die erste elliptische reflektierende Oberfläche Licht reflektiert, das von der Lichtquelle rückwärts und aufwärts abgestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse zu fokussieren; eine zweite elliptische reflektierende Oberfläche, welche unterhalb der optischen Achse angebracht ist, wobei die zweite elliptische reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht abstrahlenden Elements der Lichtquelle und einen zweiten Brennpunkt in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse aufweist, wobei die zweite elliptische reflektierende Oberfläche Licht reflektiert, das von der Lichtquelle rückwärts und abwärts abgestrahlt wird, um das Licht in Richtung des hinteren Brennpunkts der zweiten Projektionslinse zu fokussieren; eine erste zusätzliche reflektierende Oberfläche, welche vor der Lichtquelle in einer solchen Weise angeordnet ist, dass die Oberfläche eingestrahltes Licht nicht beeinträchtigt, welches von den ersten und zweiten reflektierenden Oberflächen auf die jeweiligen ersten und zweiten Projektionslinsen reflektiert wird, wobei die erste zusätzliche reflektierende Oberfläche Licht, weiches von einer Lichtquelle vorwärts in Richtung eines Bereichs unterhalb der Lichtquelle abgestrahlt wird, rückwärts reflektiert; eine zweite zusätzliche reflektierende Oberfläche, welche unterhalb der ersten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche derart angebracht ist, dass die Oberfläche eingestrahltes Licht, welches von der zweiten reflektierenden Oberfläche auf die zweite Projektionslinse reflektiert wird, und Licht welches von der ersten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche reflektiert wird, nicht beeinträchtigt, wobei die zweite zusätzliche reflektierende Oberfläche Licht, das von der Lichtquelle nach vorne und unten abgestrahlt wird, in Richtung eines Bereichs hinter der Lichtquelle reflektiert; einen ersten Planspiegel, welcher unter der zweiten reflektierenden Oberfläche angeordnet ist, um das Licht von der ersten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche in Richtung des hinteren Brennpunkts der dritten Projektionslinse zu reflektieren; ein zweiter Planspiegel, welcher unter der zweiten reflektierenden Oberfläche angebracht ist, um das Licht von der zweiten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche in Richtung des hinteren Brennpunkts der dritten Projektionslinse zu reflektieren, wobei die erste zusätzliche reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt, der in der Nähe des Licht abstrahlenden Elements der Lichtquelle angebracht ist, und einen zweiten Brennpunkt, welcher sich in einer Position befindet, die mit dem hinteren Brennpunkt der dritten Projektionslinse mittels des ersten Planspiegels verbunden ist, aufweist, und die zweite zusätzliche Oberfläche einen ersten Brennpunkt, der in der Nähe des Licht abstrahlenden Elements der Lichtquelle angebracht ist, und einen zweiten Brennpunkt, welcher sich in einer Position befindet, die mit dem hinteren Brennpunkt der dritten Projektionslinse mittels des zweiten Planspiegels verbunden ist, aufweist.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 16, wobei es weiterhin umfasst: eine dritte elliptische zusätzliche reflektierende Oberfläche, welche vor und überhalb der ersten reflektierenden Oberfläche angebracht ist; und einen dritten Planspiegel, welcher vor der Lichtquelle und überhalb der ersten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche derart angebracht ist, dass der Spiegel einfallendes Licht nicht beeinträchtigt, welches von der ersten reflektierenden Oberfläche auf die erste Projektionslinse reflektiert wird, wobei der dritte Planspiegel Licht von der dritten zusätzlichen reflektierenden Oberfläche in Richtung der ersten Projektionslinse reflektiert, und wobei die dritte zusätzliche reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt, der in der Nähe des Licht abstrahlenden Elements angebracht ist, und einen zweiten Brennpunkt, welcher sich an einer Position befindet, die mit dem hinteren Brennpunkt der ersten Projektionslinse mittels des dritten Planspiegels verbunden ist, aufweist.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 16 oder 17, welches weiterhin eine Licht abschirmende Blende aufweist, angebracht an mindestens einer der ersten, zweiten oder dritten Projektionslinsen, wobei die Licht abschirmende Blende in der Nähe des hinteren Brennpunkts der entsprechenden Blende angebracht ist, um eine Trennlinie zur Bestimmung eines vorbestimmten Lichtverteilungsmusters zu formen.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 18, wobei die Licht abschirmende Blende als eine ebene, zur optischen Achse senkrechten Fläche ausgebildet ist, oder in einer bogenförmigen Form oder elliptischen Form nach vorne gekrümmt ist.
Das Fahrzeuglicht gemäß des Anspruchs 17 oder 18, wobei zumindest eine Licht abschirmende Blende mit einem Schlitz versehen ist, um es hindurchtretendem Licht zu gestatten, eine Schilderbrücke über dem Fahrzeug zu beleuchten, wobei der Schlitz in vorderer Richtung fort vom hinteren Brennpunkt der entsprechenden Projektionslinse angeordnet ist.
Das Fahrzeuglicht gemäß Anspruch 18 oder 19, welches weiterhin aufweist: eine elliptische reflektierende Oberfläche zur Bildung eines Lichtverteilungsmusters zur Beleuchtung von Schilderbrücken, welche vor und überhalb der ersten reflektierenden Oberfläche angebracht ist, wobei die reflektierende Oberfläche einen ersten Brennpunkt in der Nähe des Licht abstrahlenden Teils der Lichtquelle aufweist, und welche einen zweiten Brennpunkt an einer Position, die sich ein wenig vor der Licht abschirmenden Blende und in der Nähe eines hinteren Brennpunkts der ersten Projektionslinse befindet, aufweist, wobei die reflektierende Oberfläche Licht, welches von der Lichtquelle aufwärts abgestrahlt wird, zu einer Position, welche nach vorne vom hinteren Brennpunkt der ersten Projektionslinse weg gerichtet ist, reflektiert; und eine reflektierende Platte, welche vor der Licht abschirmenden Blende an einer solchen Position angebracht ist, dass die reflektierende Platte Licht von der reflektierenden Oberfläche reflektiert, um ein Lichtverteilungsmuster in Richtung einer Schilderbrücke zu bilden, um das Lichtverteilungsmuster zur Beleuchtung von Schilderbrücken zu bilden.
Das Fahrzeuglicht gemäß einem der Ansprüche 16 bis 21, wobei zumindest eine der ersten, zweiten und dritten Projektionslinsen aus einer Fresnellinse besteht.