DE102018207482A1 - Optische Einheit - Google Patents

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Abstract

Eine optische Einheit umfasst eine Lichtquelle und einen Drehreflektor, der dazu eingerichtet ist, ein von der Lichtquelle emittiertes Licht zu reflektieren und sich um eine Drehachse in einer Richtung zu drehen. Der Drehreflektor ist mit einer reflektierenden Oberfläche versehen, so dass ein gewünschtes Lichtverteilungsmuster durch Abtasten eines Lichts einer Lichtquelle ausgebildet wird, das von dem Drehreflektor reflektiert wird, während der Drehreflektor gedreht wird. Die Lichtquelle umfasst einen ersten lichtemittierenden Abschnitt, der dazu eingerichtet ist, eingeschaltet zu werden, wenn ein erstes Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird, das hauptsächlich einen Bereich unterhalb einer horizontalen Linie beleuchtet, und einen zweiten lichtemittierenden Abschnitt, der dazu eingerichtet ist, eingeschaltet zu werden, wenn ein zweites Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird, das einen Bereich beleuchtet, der wenigstens höher als die horizontale Linie ist.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht die Priorität der am 17. Mai 2017 beim Japanischen Patentamt eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2017-098227 , auf deren Offenbarung hiermit in vollem Umfang Bezug genommen wird.
  • TECHNISCHER BEREICH
  • Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine optische Einheit und insbesondere auf eine optische Einheit, die für eine Fahrzeuglampe verwendet wird.
  • HINTERGRUND
  • Kürzlich wurde eine Vorrichtung vorgeschlagen, die ein vorbestimmtes Lichtverteilungsmuster durch Reflektieren des von einer Lichtquelle zu der Vorderseite eines Fahrzeugs emittierten Lichts und durch Abtasten des Bereichs vor dem Fahrzeug mit dem reflektierten Licht erzeugt. Zum Beispiel wurde eine optische Einheit vorgeschlagen, die einen Drehreflektor, der sich in einer Richtung um eine Drehachse dreht, während von einer Lichtquelle emittiertes Licht reflektiert wird, und eine Vielzahl von Lichtquellen umfasst, die lichtemittierende Elemente umfassen. Der Drehreflektor ist mit einer reflektierenden Oberfläche versehen, so dass ein gewünschtes Lichtverteilungsmuster durch das Licht der Lichtquelle gebildet wird, das von dem Drehreflektor reflektiert wird, während der Drehreflektor gedreht wird (siehe z.B. die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2015-026628).
  • ÜBERSICHT
  • Eine Lampeneinheit mit der oben beschriebenen optischen Einheit dient zum Ausbilden eines Lichtverteilungsmusters für Fernlicht wobei eine separate Lampeneinheit erforderlich ist, um ein Lichtverteilungsmuster für Abblendlicht zu bilden.
  • Die vorliegende Offenbarung wurde angesichts dieser Situation gemacht. Zu diesem Zweck gibt die vorliegende Offenbarung eine neue optische Einheit an, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Lichtverteilungsmustern mit einer einfachen Struktur zu bilden.
  • Um das oben beschriebene Problem zu lösen, umfasst eine optische Einheit gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung: eine Lichtquelle; und einen Drehreflektor, der sich in einer Richtung um eine Drehachse dreht, während er ein von der Lichtquelle emittiertes Licht reflektiert. Der Drehreflektor ist mit einer reflektierenden Oberfläche versehen, so dass ein gewünschtes Lichtverteilungsmuster durch Abtasten eines Lichts einer von dem Drehreflektor reflektierten Lichtquelle erzeugt wird, während der Drehreflektor gedreht wird, wobei die Lichtquelle umfasst: einen ersten lichtemittierenden Abschnitt, der dazu eingerichtet ist eingeschaltet zu werden, wenn ein erstes Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird, das hauptsächlich einen Bereich beleuchtet, der niedriger als eine horizontale Linie ist; und einen zweiten lichtemittierenden Abschnitt, der dazu eingerichtet ist, dass er eingeschaltet wird, wenn ein zweites Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird, das einen Bereich beleuchtet, der wenigstens höher als die horizontale Linie ist.
  • Gemäß diesem Aspekt kann eine Mehrzahl von Lichtverteilungsmustern mit unterschiedlichen Beleuchtungsweiten unter Verwendung eines Drehreflektors ausgebildet werden, der sich in einer Richtung um die Drehachse dreht, während er das von der Lichtquelle emittierte Licht reflektiert. Zusätzlich können der erste lichtemittierende Abschnitt und der zweite lichtemittierende Abschnitt ein oder mehrere lichtemittierende Elemente aufweisen.
  • Die Lichtquelle kann ferner einen dritten lichtemittierenden Abschnitt aufweisen, der dazu eingerichtet ist, ein Licht auszusenden, das eine eigene fahrzeugseitige Abschaltlinie nahe der horizontalen Linie bildet, wenn das erste Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird. Der dritte lichtemittierende Abschnitt kann in einem Bereich zwischen dem ersten lichtemittierenden Abschnitt und dem zweiten lichtemittierenden Abschnitt angeordnet sein. Somit ist es möglich, die Position der eigenen fahrzeugseitigen Abschaltlinie zu ändern, indem das von dem dritten Lichtemissionsabschnitt emittierte Licht abgetastet wird und das Licht-ein/Licht-aus des dritten Lichtemissionsabschnitts gesteuert wird.
  • Der erste lichtemittierende Abschnitt weist mehrere erste lichtemittierende Elemente auf, die in einer Zickzackform entlang einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind, und die ersten lichtemittierenden Elemente haben jeweils eine rechteckige lichtemittierende Oberfläche, wobei eine Seite der rechteckigen lichtemittierenden Oberfläche entlang der vorbestimmten Richtung angeordnet ist. Der zweite lichtemittierende Abschnitt weist mehrere zweite lichtemittierende Elemente auf, die in einer Zickzackform entlang der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, wobei die zweiten lichtemittierenden Elemente jeweils eine rechteckige lichtemittierende Oberfläche haben und eine Seite der rechteckigen lichtemittierenden Oberfläche entlang der vorbestimmten Richtung angeordnet ist. Der dritte lichtemittierende Abschnitt hat dritte lichtemittierende Elemente, die zwischen den ersten lichtemittierenden Elementen und den zweiten lichtemittierenden Elementen angeordnet sind, und eine Seite der rechteckigen lichtemittierenden Oberfläche des dritten lichtemittierenden Elements ist entlang der vorbestimmten Richtung angeordnet. Daher treten im Lichtverteilungsmuster aufgrund von Lücken zwischen den Elementen weniger dunkle Bereiche auf.
  • Die optische Einheit kann ferner eine Steuerung aufweisen, die dazu eingerichtet ist, den Licht-ein-Zustand der Lichtquelle zu steuern, so dass die Licht-ein-Zeit des dritten lichtemittierenden Abschnitts, wenn das erste Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird, kürzer wird als die Licht-ein-Zeit des ersten lichtemittierenden Abschnitts. So wird es beispielsweise möglich, nur das obere Ende der eigenen fahrzeugseitigen Abschaltlinie anzuheben.
  • Der erste lichtemittierende Abschnitt kann eingeschaltet werden, wenn das zweite Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird. Somit kann ein neues Lichtverteilungsmuster eingesetzt werden, das anders als das erste Lichtverteilungsmuster und das zweite Lichtverteilungsmuster ist.
  • Die optische Einheit kann ferner eine Projektionslinse umfassen, die dazu eingerichtet ist, das von dem Drehreflektor reflektierte Licht in einer Lichtbeleuchtungsrichtung der optischen Einheit zu projizieren. Somit kann ein Lichtquellenbild klar vor die optische Einheit projiziert werden.
  • Weiterhin ist eine beliebige Kombination der oben beschriebenen Komponenten und eine Umwandlung der Ausdrücke der vorliegenden Offenbarung unter beispielsweise einem Verfahren, einer Vorrichtung und einem System ebenso als ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung wirksam.
  • Gemäß der vorliegenden Offenbarung kann eine Mehrzahl von Lichtverteilungsmustern mit einer einfachen Struktur ausgebildet werden.
  • Die vorstehende Zusammenfassung dient nur der Veranschaulichung und soll in keiner Weise einschränkend sein. Zusätzlich zu den oben beschriebenen veranschaulichenden Aspekten, Ausführungsformen und Merkmalen werden weitere Aspekte, Ausführungsformen und Merkmale unter Bezugnahme auf die Zeichnungen und die folgende detaillierte Beschreibung verständlich.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine horizontale Schnittansicht eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß einer beispielhaften Ausführungsform.
    • 2 ist eine Vorderansicht des Fahrzeugscheinwerfers gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform.
    • 3 ist eine Seitenansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Drehreflektors gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zeigt.
    • 4 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Konfiguration des Drehreflektors gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zeigt.
    • 5 ist eine schematische Ansicht einer ersten Lichtquelle gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei der die erste Lichtquelle von vorne betrachtet wird.
    • 6A ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein erster lichtemittierender Abschnitt und ein dritter lichtemittierender Abschnitt in einem eingeschalteten Zustand durch einen stationären Drehreflektor reflektiert werden und als ein Lichtquellenbild nach vorne projiziert werden. 6B ist eine Ansicht, die ein erstes Lichtverteilungsmuster zeigt, das ausgebildet wird, wenn das Lichtquellenbild, das in 6A gezeigt ist, aufgrund der Drehung des Drehreflektors abgetastet wird.
    • 7A ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein zweiter Lichtemissionsabschnitt in einem eingeschalteten Zustand durch einen stationären Drehreflektor reflektiert wird und als ein Lichtquellenbild nach vorne projiziert wird. 7B ist eine Ansicht, die ein zweites Lichtverteilungsmuster darstellt, das ausgebildet wird, wenn das Lichtquellenbild, das in 7A dargestellt ist, aufgrund der Drehung des Drehreflektors abgetastet wird.
    • 8A ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein vierter lichtemittierender Abschnitt in einem eingeschalteten Zustand durch einen stationären Drehreflektor reflektiert wird und als ein Lichtquellenbild nach vorne projiziert wird. 8B ist eine Ansicht, die ein drittes Lichtverteilungsmuster darstellt, das ausgebildet wird, wenn das Lichtquellenbild, das 8A dargestellt ist, aufgrund der Drehung des Drehreflektors abgetastet wird.
    • 9 ist eine Ansicht, die ein Lichtverteilungsmuster PH' für Fernlicht veranschaulicht, das ausgebildet wird, wenn sämtliche lichtemittierenden Elemente der ersten Lichtquelle und einer zweite Lichtquelle eingeschaltet und abgetastet werden.
    • 10 ist eine Ansicht, die eine Steuervorrichtung eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform darstellt.
    • 11 ist eine horizontale Schnittansicht eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • In der folgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, die einen Teil derselben bilden. Die veranschaulichenden Ausführungsformen, die in der detaillierten Beschreibung, den Zeichnungen und den Ansprüchen beschrieben sind, sollen nicht einschränkend sein. Andere Ausführungsformen können verwendet werden, und andere Änderungen können vorgenommen werden, ohne vom Geist oder Umfang des hier vorgestellten Gegenstands abzuweichen.
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Gleiche oder äquivalente Komponenten, Elemente und Vorgänge, die in jeder der Zeichnungen dargestellt sind, werden mit den gleichen Symbolen bezeichnet, wobei auf überlappende Beschreibungen derselben in geeigneter Weise verzichtet wird. Weiterhin soll die beispielhafte Ausführungsform die vorliegende Offenbarung nicht einschränken, sondern die vorliegende Offenbarung veranschaulichen. Sämtliche in der beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Merkmale oder Kombinationen davon sind nicht notwendigerweise wesentlich für die vorliegende Offenbarung.
  • Die optische Einheit der vorliegenden Offenbarung kann für verschiedene Arten von Fahrzeuglampen verwendet werden. Nachstehend wird eine Beschreibung eines Falles gegeben, bei dem die optische Einheit der vorliegenden Offenbarung auf die Fahrzeugscheinwerfer unter den Fahrzeuglampen angewendet wird.
  • [Erste beispielhafte Ausführungsform]
  • (Fahrzeuglampe)
  • 1 ist eine horizontale Schnittansicht eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform. 2 ist eine Vorderansicht des Fahrzeugscheinwerfers gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform. In 2 sind einige der Komponenten weggelassen.
  • Ein Fahrzeugscheinwerfer 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform ist ein rechtsseitiger Scheinwerfer, der an der rechten Seite des vorderen Endes eines Automobils montiert ist und die gleiche Struktur wie der an der linken Seite montierte Scheinwerfer hat, mit der Ausnahme, dass er bilateral symmetrisch ist. Daher wird im Folgenden der rechte Fahrzeugscheinwerfer 10 im Detail beschrieben, und auf eine Beschreibung des linken Fahrzeugscheinwerfers verzichtet.
  • Wie in 1 gezeigt, umfasst der Fahrzeugscheinwerfer 10 einen Lampenkörper 12 mit einem konkaven Abschnitt, der sich nach vorne öffnet. Die vordere Öffnung des Lampenkörpers 12 ist mit einer transparenten vorderen Abdeckung 14 geschlossen, um eine Lampenkammer 16 zu bilden. Die Lampenkammer 16 fungiert als ein Raum, in dem eine optische Einheit 18 untergebracht ist. Die optische Einheit 18 ist eine Lampeneinheit, die dazu eingerichtet ist, sowohl das variable Fernlicht als auch das Abblendlicht abzustrahlen. Das variable Fernlicht wird gesteuert, um die Form des Lichtverteilungsmusters für das Fernlicht zu ändern. Zum Beispiel kann ein nicht beleuchteter Bereich (Lichtabschirmbereich) in einem Bereich des Lichtverteilungsmusters erzeugt werden.
  • Eine optische Einheit 18 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform umfasst: eine erste Lichtquelle 20; eine Kondensorlinse 23 als primäres optisches System (optisches Element), das dazu eingerichtet ist, einen optischen Pfad eines ersten Lichts L1, das von einer ersten Lichtquelle 20 emittiert wird, zu ändern und den geänderten optischen Pfad zu einer Lamelle 22a eines Drehreflektors 22 zu lenken; wobei der Drehreflektor 22 so konfiguriert ist, dass er das erste Licht L1 reflektiert, während er sich um eine Drehachse R dreht; eine Projektionslinse 24; eine zweite Lichtquelle 26, die zwischen der ersten Lichtquelle 20 und der Projektionslinse 24 angeordnet ist; eine Streulinse 28 als primäres optisches System (optisches Element), das dazu eingerichtet ist, ein zweites Licht L2, das von der zweiten Lichtquelle 26 emittiert wird, in Richtung auf die Lamelle 22a zu richten; und eine Steuereinheit 29.
  • Bei der ersten Lichtquelle 20 sind sechzehn Elemente in Form einer Matrix angeordnet. Bei der zweiten Lichtquelle 26 sind vier Elemente in einer Reihe angeordnet.
  • Die Projektionslinse 24 umfasst: einen Kondensorabschnitt 24a, der dazu eingerichtet ist, das erste Licht L1, das durch den Drehreflektor 22 reflektiert wird, in der Lichtbeleuchtungsrichtung der optischen Einheit (nach links in 1) zu kondensieren und zu projizieren; und eine Streueinheit 24b, die dazu eingerichtet ist, das zweite Licht L2, das von dem Drehreflektor 22 reflektiert wird, in der Lichtbeleuchtungsrichtung der optischen Einheit zu streuen und zu projizieren. Somit kann ein Lichtquellenbild klar vor die optische Einheit 18 projiziert werden.
  • 3 ist eine Seitenansicht, die schematisch eine Konfiguration eines Drehreflektors gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zeigt. 4 ist eine Draufsicht, die schematisch eine Konfiguration des Drehreflektors gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform zeigt.
  • Der Drehreflektor 22 dreht sich in einer Richtung um die Drehachse R mittels einer Antriebsquelle, wie beispielsweise eines Motors 34. Weiterhin ist der Drehreflektor 22 mit einer Lamelle 22a versehen, die als eine reflektierende Oberfläche dient, um ein gewünschtes Lichtverteilungsmuster durch Abtasten des Lichts jeder Lichtquelle, die von dem Drehreflektor reflektiert wird, zu bilden, während der Drehreflektor gedreht wird. Das heißt, der Drehreflektor emittiert durch seinen Drehvorgang sichtbares Licht von einem Lichtemissionsabschnitt als Beleuchtungsstrahl und bildet das gewünschte Lichtverteilungsmuster durch Abtasten des Beleuchtungsstrahls aus.
  • Der Drehreflektor 22 ist mit zwei Lamellen 22a derselben Form versehen, die als eine reflektierende Oberfläche um einen zylindrischen Drehabschnitt 22b wirken. Die Drehachse R des Drehreflektors 22 ist in Bezug auf eine optische Achse Ax geneigt und ist in einer Ebene vorgesehen, die die optische Achse Ax und jede Lichtquelle umfasst. Das heißt, die Drehachse R ist im Wesentlichen parallel zu einer Abtastebene des Lichts (Beleuchtungsstrahls) jeder Lichtquelle angeordnet, die in der seitlichen Richtung durch die Drehung abgetastet wird. Somit kann die Dicke der optischen Einheit reduziert werden. Hier kann die Abtastebene als eine fächerförmige Ebene verstanden werden, die durch kontinuierliches Verbinden der Lichtbahnen der jeweiligen Lichtquellen ausgebildet wird, die beispielsweise Abtastlichter sind.
  • Weiterhin ist die Form der Lamelle 22a des Drehreflektors 22 so verdreht, dass sich ein Winkel, der durch die optische Achse Ax und die reflektierende Oberfläche gebildet wird, in einer Umfangsrichtung ändert, die auf der Drehachse R zentriert ist. Somit ist es, wie in 4 gezeigt, möglich, eine Abtastung unter Verwendung des Lichts der ersten Lichtquelle 20 oder der zweiten Lichtquelle 26 auszuführen.
  • Für jede Lichtquelle werden lichtemittierende Halbleiterelemente, wie z.B. LEDs, EL-Elemente und LD-Elemente verwendet. Die Form der konvexen Projektionslinse 24 mit einem Kondensorabschnitt 24a und einem Diffusorabschnitt 24b kann in geeigneter Weise in Übereinstimmung mit Lichtverteilungscharakteristiken, wie dem erforderlichen Lichtverteilungsmuster und der Beleuchtungsstärkeverteilung ausgewählt werden, wobei jedoch auch eine asphärische Linse oder eine frei gekrümmte Vorderlinse verwendet werden können.
  • Die Steuereinheit 29 steuert die Licht-Ein-/Aus-Steuerung der ersten Lichtquelle 20 und der zweiten Lichtquelle 26 und die Drehsteuerung des Motors 34 basierend auf einem externen Steuersignal. Die erste Lichtquelle 20 ist an einer Wärmesenke 30 angebracht, und die zweite Lichtquelle 26 Ist an einer Wärmesenke 32 angebracht.
  • 5 ist eine schematische Ansicht einer ersten Lichtquelle gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, bei der die erste Lichtquelle von vorne betrachtet wird. In 5 wird auf die Darstellung der Kondensorlinse 23 verzichtet. Darüber hinaus wird das Lichtquellenbild von 5 durch die Projektionslinse 24 nach oben und unten umgekehrt.
  • Wie in 5 gezeigt, umfasst die erste Lichtquelle 20: einen ersten lichtemittierenden Abschnitt 36, der eingeschaltet wird, wenn ein erstes Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird, das hauptsächlich einen Bereich beleuchtet, der niedriger als die horizontale Linie ist; einen zweiten lichtemittierenden Abschnitt 38, der eingeschaltet wird, wenn ein zweites Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird, das wenigstens einen Bereich beleuchtet, der höher ist als die horizontale Linie; und einen dritten lichtemittierenden Abschnitt 40, der Licht emittiert, das eine eigene fahrzeugseitige Abschaltlinie nahe der horizontalen Linie bildet, wenn das erste Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird. Der dritte lichtemittierende Abschnitt 40 ist in einem Bereich zwischen dem ersten lichtemittierenden Abschnitt 36 und dem zweiten lichtemittierenden Abschnitt 38 angeordnet.
  • Der erste lichtemittierende Abschnitt 36 ist derart konfiguriert, dass fünf erste lichtemittierende Elemente S11 bis S15 entlang einer horizontalen Richtung (Linie H-H) in einer Zickzackform angeordnet sind (d.h. eine vertikale Position eines bestimmten Elements ist nach oben oder abwärts relativ zu einem benachbarten Element verschoben). Jedes der ersten lichtemittierenden Elemente S11 bis S15 hat eine rechteckige lichtemittierende Oberfläche, wobei eine Seite der rechteckigen lichtemittierenden Oberfläche so angeordnet ist, dass sie parallel zu der horizontalen Richtung ist.
  • Bei dem zweiten lichtemittierenden Abschnitt 38 sind neun zweite lichtemittierende Elemente S21 bis S29 in einer Zickzackform entlang der horizontalen Richtung angeordnet. Jedes der zweiten lichtemittierenden Elemente S21 bis S29 hat eine rechteckige lichtemittierende Oberfläche, wobei eine Seite der rechteckigen lichtemittierenden Oberfläche so angeordnet ist, dass sie parallel zu der horizontalen Richtung ist.
  • Der dritte lichtemittierende Abschnitt 40 weist zwei dritte lichtemittierende Elemente S31 und S32 auf, die zwischen den ersten lichtemittierenden Elementen S11 bis S15 und den zweiten lichtemittierenden Elementen S21 bis S29 angeordnet sind, wobei eine Seite der rechteckigen lichtemittierende Oberfläche so angeordnet ist, dass sie parallel zu der horizontalen Richtung ist. Daher treten im Lichtverteilungsmuster aufgrund von Lücken zwischen den Elementen weniger dunkle Bereiche auf.
  • Zusätzlich eignet sich für jedes lichtemittierende Element ein lichtemittierendes Halbleiterelement, das das Licht-ein/Licht-aus in kurzer Zeit auf einfache Welse steuern kann. Beispiele für solche lichtemittierenden Elemente umfassen eine lichtemittierende Vorrichtung (LED), eine Laserdiode (LD) und ein Elektrolumineszenzelement.
  • 6A ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein erster lichtemittierender Abschnitt und ein dritter lichtemittierender Abschnitt in einem eingeschalteten Zustand durch einen stationären Drehreflektor reflektiert werden und als ein Lichtquellenbild nach vorne projiziert werden. 6B ist eine Ansicht, die ein erstes Lichtverteilungsmuster darstellt, das ausgebildet wird, wenn das Lichtquellenbild, das in 6A dargestellt ist, infolge der Drehung des Drehreflektors abgetastet wird.
  • Die Lichtquellenbilder L11 bis L15, die in 6A dargestellt sind, entsprechen den jeweiligen lichtemittierenden Oberflächen der ersten lichtemittierenden Elemente S11 bis S15. Weiterhin entsprechen Lichtquellenbilder L31 und L32 den jeweiligen lichtemittierenden Oberflächen der dritten lichtemittierenden Elemente S31 und S32. Zudem entsprechen die Lichtquellenbilder L31 und L32 den jeweiligen lichtemittierenden Oberflächen der dritten lichtemittierenden Elemente S31 und S32. Weiterhin werden die Abtastmuster P11 bis P15, P31 und P32, die in 6B gezeigt sind, ausgebildet, wenn die Lichtquellenbilder L11 bis L15, L31 und L32 abgetastet werden, wobei ein Lichtverteilungsmuster PL für Abblendlicht als ein erstes Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird, das hauptsächlich einen Bereich unterhalb einer horizontalen Linie beleuchtet, wenn die entsprechenden Abtastmuster überlappen.
  • Wenn darüber hinaus die dritten lichtemittierenden Elemente S31 und S32 kontinuierlich auf die gleiche Weise wie die ersten lichtemittierenden Elemente S11 bis S15 eingeschaltet werden, wie es in 6B dargestellt ist, wird nicht nur die Abschaltlinie CL1 der eigenen Fahrzeugseite, sondern auch die Abschaltlinie CL2 der entgegengesetzten Fahrspurseite in dem Lichtverteilungsmuster PL für Abblendlicht oberhalb der horizontalen Linie ausgebildet. In diesem Fall kann der Insasse des gegenüberliegenden Fahrzeugs geblendet werden.
  • Daher steuert die Steuereinheit 29 den eingeschalteten Zustand der ersten Lichtquelle 20 derart, dass die Licht-Ein-Zeit der dritten lichtemittierenden Elemente S31 und S32, wenn das Lichtverteilungsmuster PL für Abblendlicht gebildet wird, kürzer wird als die Licht-Ein-Zeit der ersten lichtemittierenden Elemente S11 bis S15. Genauer gesagt schaltet die Steuereinheit 29 die entsprechenden Elemente zu dem Zeitpunkt ein, zu dem die Lichtquellenbilder L31 und L32 der dritten lichtemittierenden Elemente S31 und S32 einen linken Bereich der in 6B 3 dargestellten Linie V-V durchlaufen, und schaltet die entsprechenden Elemente zu dem Zeitpunkt aus, zu dem sie den rechten Bereich der Linie V-V durchlaufen. Somit wird es beispielsweise möglich, nur das obere Ende der eigenen fahrzeugseitigen Abschaltlinie CL1 anzuheben. Ferner kann die Position (Länge) der eigenen fahrzeugseitigen Abschaltlinie CL1 durch Steuern von Licht-ein/Licht-aus der dritten lichtemittierenden Elemente S31 und S32 geändert werden, während das von den dritten lichtemittierenden Elementen emittierte Licht abgetastet wird S31 und S32.
  • 7A ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein zweiter lichtemittierender Abschnitt in einem eingeschalteten Zustand durch einen stationären Drehreflektor reflektiert wird und als ein Lichtquellenbild nach vorne projiziert wird. 7B ist eine Ansicht, die ein zweites Lichtverteilungsmuster darstellt, das ausgebildet wird, wenn das Lichtquellenbild, das in 7A dargestellt ist, aufgrund der Drehung des Drehreflektors abgetastet wird.
  • Die Lichtquellenbilder L21 bis L29, die in 7A dargestellt sind, entsprechen den jeweiligen lichtemittierenden Oberflächen der zweiten lichtemittierenden Elemente S21 bis S29. Ferner werden Abtastmuster P21 bis P29, die in 7B dargestellt sind, erzeugt, wenn die Lichtquellenbilder L21 bis L29 abgetastet werden, wobei ein Lichtverteilungsmuster PH für Fernlicht als ein zweites Lichtverteilungsmuster, das einen Bereich wenigstens um eine höhere horizontale Linie beleuchtet, ausgebildet wird, wenn sich entsprechende Abtastmuster überlappen. Ferner kann der erste lichtemittierende Abschnitt 36 eingeschaltet werden, wenn das Lichtverteilungsmuster PH für Fernlicht ausgebildet wird. Somit ist es möglich, ein neues Lichtverteilungsmuster zu implementieren, bei dem das Lichtverteilungsmuster PL für Abblendlicht und das Lichtverteilungsmuster PH für Fernlicht überlappen.
  • Als nächstes wird die zweite Lichtquelle 26 ebenfalls beschrieben. Das von der zweiten Lichtquelle 26 emittierte zweite Licht L2 wird in der Lamelle des Drehreflektors 22 an einer Position näher an der Projektionslinse 24 reflektiert als an einer Position, an der das von der ersten Lichtquelle 20 emittierte erste Licht L1 von der Lamelle des Drehreflektors 22 reflektiert wird. Aus diesem Grund kann das von der zweiten Lichtquelle 26 emittierte Licht aufgeweitet werden, um einen großen Bereich zu beleuchten. Somit ist die Streulinse 28 nahe der lichtemittierenden Oberfläche der zweiten Lichtquelle 26 angeordnet. Infolgedessen kann das Lichtquellenbild durch das zweite Licht L2 vergrößert werden, das in dem Drehreflektor 22 reflektiert wird und den Streuabschnitt 24b der Projektionslinse 24 durchläuft. Ferner weist die zweite Lichtquelle 26 einen vierten lichtemittierenden Abschnitt 42 auf, in dem vier vierte lichtemittierende Elemente S41 bis S44 in einer Reihe angeordnet sind (siehe z.B. 1).
  • 8A ist eine schematische Ansicht, die einen Zustand darstellt, in dem ein vierter lichtemittierender Abschnitt in einem eingeschalteten Zustand durch einen stationären Drehreflektor reflektiert wird und als ein Lichtquellenbild nach vorne projiziert wird. 8B ist eine Ansicht, die ein drittes Lichtverteilungsmuster darstellt, das ausgebildet wird, wenn das Lichtquellenbild, das in 8A dargestellt ist, aufgrund der Drehung des Drehreflektors abgetastet wird.
  • Die Lichtquellenbilder L41 bis L44, die in 8A dargestellt sind, entsprechen den jeweiligen lichtemittierenden Oberflächen der vierten lichtemittierenden Elemente S41 bis S44. Ferner werden die Abtastmuster P41 bis P44, die in 8B dargestellt sind, ausgebildet, wenn die Lichtquellenbilder L41 bis L44 abgetastet werden, wobei ein Lichtverteilungsmuster PL' zum Streuen des Abblendlichts als drittes Lichtverteilungsmuster ausgebildet ist, das hauptsächlich einen Bereich beleuchtet, der einen unteren Teil hat, der breiter als eine horizontale Linie ist, wenn entsprechende Abtastmuster einander überlappen.
  • 9 ist eine Ansicht, die ein Lichtverteilungsmuster PH' für Fernlicht veranschaulicht, das ausgebildet wird, wenn sämtliche lichtemittierenden Elemente der ersten Lichtquelle und der zweiten Lichtquelle eingeschaltet und abgetastet werden. Wie in 9 gezeigt, ist es möglich, ein neues Lichtverteilungsmuster anzuwenden, das anders als das erste Lichtverteilungsmuster und das zweite Lichtverteilungsmuster ist.
  • Wie oben beschrieben, kann die optische Einheit 18 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform mehrere Lichtverteilungsmuster PL, PL', PH und PH' mit unterschiedlichen Beleuchtungsweiten unter Verwendung des Drehreflektors 22, der sich in einer Richtung um die Drehachse dreht, ausbilden, während das von der ersten Lichtquelle 20 und der zweiten Lichtquelle 26 emittierte Licht reflektiert wird.
  • Ferner können, obwohl der erste lichtemittierende Abschnitt 36 und der zweite lichtemittierende Abschnitt 38 als vollständig unterschiedliche Bereiche als die erste Lichtquelle 20 der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform vorgesehen sind, einige der lichtemittierenden Elemente oder die lichtemittierenden Bereiche einander überlappen. Das heißt, dass ein lichtemittierendes Element oder ein lichtemittierender Bereich entweder für das erste Lichtverteilungsmuster oder das zweite Lichtverteilungsmuster verwendet werden kann.
  • 10 ist eine Ansicht, die eine Steuervorrichtung eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform darstellt. Wie in 10 gezeigt, umfasst die Steuervorrichtung 10 des Fahrzeugscheinwerfers 10 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform: eine Kamera 44, die dazu eingerichtet ist, die Vorderseite eines Fahrzeugs und eine Umgebung davon zu fotografieren; ein Radar 46, das dazu eingerichtet ist, die Entfernung und das Vorhandensein eines anderen Fahrzeugs oder eines Fußgängers vor dem Fahrzeug zu erfassen; einen Schalter 48, der dazu eingerichtet ist, den Licht-ein-Zustand des Fahrzeugscheinwerfers und dessen Beleuchtungsmodus' (Auswahl eines Lichtverteilungsmusters für Fernlicht und eines Lichtverteilungsmusters für Abblendlicht, eines automatischen Steuermodus oder dergleichen) durch eine Ansteuereinrichtung zu steuern; eine Erfassungseinheit 50, die dazu eingerichtet ist, einen Lenkzustand zu erfassen; ein Sensor 52, wie etwa einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und einen Beschleunigungssensor; eine Steuereinheit 29; einen Motor 34; eine erste Lichtquelle 20; und eine zweite Lichtquelle 26.
  • Die Steuereinheit 29 steuert die Drehung des Motors 34 und das Licht-ein/Licht-aus jedes lichtemittierenden Elements in dem ersten lichtemittierenden Abschnitt 36 bis vierten lichtemittierenden Abschnitt 42 der ersten Lichtquelle 20 und der zweiten Lichtquelle 26 auf der Grundlage der von der Kamera 44, dem Radar 46, dem Schalter 48, der Detektionseinheit 50 und dem Sensor 52 erfassten Informationen. Somit kann eine neue optische Einheit 18, die in der Lage ist, eine Vielzahl von Lichtverteilungsmustern auszubilden, mit einer einfachen Konfiguration ausgeführt werden.
  • [Zweite beispielhafte Ausführungsform]
  • Bei dem Fahrzeugscheinwerfer 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Form der Lamelle 22a des Drehreflektors 22 so verdreht, dass sich ein Winkel, der durch die optische Achse Ax und die Reflexionsfläche ausgebildet ist, ändert, wenn die Form der Lamelle 22a in Umfangsrichtung zentriert auf der Drehachse R ausgerichtet ist. Daneben wird bei dem Fahrzeugscheinwerfer 10 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel ein Polygonspiegel als Drehreflektor verwendet, und es gibt keinen wesentlichen Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel. Daher wird in den folgenden Erläuterungen der Drehreflektor im Detail beschrieben. Die gleichen Komponenten wie in der ersten beispielhaften Ausführungsform werden mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet, wobei auf eine Beschreibung davon wird in geeigneter Weise verzichtet wird.
  • 11 ist eine horizontale Schnittansicht eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß der zweiten beispielhaften Ausführungsform. Der Fahrzeugscheinwerfer 110 gemäß der dritten Ausführungsform hat einen Lampenkörper 12 mit einem konkaven Abschnitt, der sich nach vorne öffnet. Die vordere Öffnung des Lampenkörpers 12 ist mit einer transparenten vorderen Abdeckung 14 bedeckt, um eine Lampenkammer 16 in dem Lampenkörper zu bilden. Die Lampenkammer 16 fungiert als ein Raum, in dem eine optische Einheit 118 untergebracht ist. Die optische Einheit 118 ist eine Lampeneinheit, die dazu eingerichtet ist, sowohl das variable Fernlicht als auch das Abblendlicht abzustrahlen.
  • Die optische Einheit 118 gemäß der vorliegenden beispielhaften Ausführungsform umfasst: eine Lichtquelle 220; eine Kondensorlinse 23 als primäres optisches System (optisches Element), das dazu eingerichtet ist, den optischen Pfad des ersten Lichts L1, das von der Lichtquelle emittiert wird, zu ändern und das erste Licht L1 In Richtung auf die reflektierende Oberfläche 122a eines Polygonspiegels 122 zu lenken; wobei der Polygonspiegel 122 dazu eingerichtet ist, dass er sich um die Drehachse R dreht, während er das erste Licht L1 reflektiert; eine Projektionslinse 124; und eine Steuereinheit 29.
  • Bei der Lichtquelle 220 sind mehrere Elemente in Form einer Matrix angeordnet. Die Projektionslinse 124 kondensiert und projiziert das erste Licht L1, das in dem Polygonspiegel 122 reflektiert wird, in der Lichtbeleuchtungsrichtung (nach links in 1) der optischen Einheit. Somit kann das Lichtquellenbild deutlich vor die optische Einheit 118 projiziert werden.
  • Der Polygonspiegel 122 dreht sich in einer Richtung um die Drehachse R herum durch eine Antriebsquelle wie etwa einen Motor. Zusätzlich ist der Polygonspiegel 122 mit einer reflektierenden Oberfläche 122a versehen, um ein gewünschtes Lichtverteilungsmuster zu bilden, indem das Licht jeder Lichtquelle abgetastet wird, die von dem Polygonspiegel reflektiert wird, während sich der Polygonspiegel dreht. Das heißt, der Polygonspiegel 122 emittiert durch seinen Drehvorgang sichtbares Licht von dem Lichtemissionsabschnitt als Beleuchtungsstrahl und bildet das gewünschte Lichtverteilungsmuster durch Abtasten des Beleuchtungsstrahls.
  • Die Drehachse R des Polygonspiegels 122 ist im Wesentlichen senkrecht zur optischen Achse Ax und so vorgesehen, dass sie eine Ebene schneidet, die die optische Achse Ax und die Lichtquelle 220 umfasst. Mit anderen Worten ist die Drehachse R so vorgesehen, dass sie im Wesentlichen orthogonal zu der Abtastebene des Lichts (Beleuchtungsstrahls) der Lichtquelle ist, das in der seitlichen Richtung durch die Drehung abgetastet wird. Es ist auch möglich, die oben beschriebenen verschiedenen Lichtverteilungsmuster in dem Fahrzeugscheinwerfer 110 unter Verwendung des Polygonspiegels 122 auszubilden.
  • Aus dem Vorangehenden wird ersichtlich, dass verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung hierin zum Zweck der Veranschaulichung beschrieben wurden, und dass verschiedene Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von dem Umfang und Geist der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Dementsprechend sollen die verschiedenen hier offenbarten Ausführungsformen nicht einschränkend sein, wobei der wahre Umfang und Geist durch die folgenden Ansprüche angegeben wird.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2017 [0001]

Claims (11)

  1. Optische Einheit, umfassend: eine Lichtquelle; und einen Drehreflektor, der dazu eingerichtet ist, ein von der Lichtquelle emittiertes Licht zu reflektieren und sich um eine Drehachse in einer Richtung zu drehen, wobei der Drehreflektor mit einer reflektierenden Oberfläche versehen ist, so dass ein gewünschtes Lichtverteilungsmuster durch Abtasten eines Lichts einer Lichtquelle ausgebildet wird, das von dem Drehreflektor reflektiert wird, während der Drehreflektor gedreht wird, und die Lichtquelle umfasst: einen ersten lichtemittierenden Abschnitt, der dazu eingerichtet ist, eingeschaltet zu werden, wenn ein erstes Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird, das hauptsächlich einen Bereich beleuchtet, der niedriger als eine horizontale Linie ist; und einen zweiten lichtemittierenden Abschnitt, der dazu eingerichtet ist, eingeschaltet zu werden, wenn ein zweites Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird, das einen Bereich beleuchtet, der wenigstens höher als die horizontale Linie ist.
  2. Optische Einheit nach Anspruch 1, bei der die Lichtquelle ferner einen dritten lichtemittierenden Abschnitt umfasst, der dazu eingerichtet ist, ein Licht zu emittieren, das eine eigene fahrzeugseitige Abschaltlinie nahe der horizontalen Linie bildet, wenn das erste Lichtverteilungsmuster ausgebildet ist, und der dritte lichtemittierende Abschnitt in einem Bereich zwischen dem ersten lichtemittierenden Abschnitt und dem zweiten lichtemittierenden Abschnitt angeordnet ist.
  3. Optische Einheit nach Anspruch 2, bei der der erste lichtemittierende Abschnitt eine Vielzahl von ersten lichtemittierenden Elementen aufweist, die in einer Zickzackform entlang einer vorbestimmten Richtung angeordnet sind, wobei die ersten lichtemittierenden Elemente jeweils eine rechteckige lichtemittierende Oberfläche aufweisen und eine Seite der rechteckigen lichtemittierenden Oberfläche entlang der vorbestimmten Richtung angeordnet ist, der zweite lichtemittierende Abschnitt eine Vielzahl von zweiten lichtemittierenden Elementen aufweist, die in einer Zickzackform entlang der vorbestimmten Richtung angeordnet sind, wobei die zweiten lichtemittierenden Elemente jeweils eine rechteckige lichtemittierende Oberfläche aufweisen und eine Seite der rechteckigen lichtemittierenden Oberfläche entlang der vorbestimmten Richtung angeordnet ist, und der dritte lichtemittierende Abschnitt ein drittes lichtemittierendes Element aufweist, das zwischen den ersten lichtemittierenden Elementen und den zweiten lichtemittierenden Elementen angeordnet ist, wobei eine Seite der rechteckigen lichtemittierenden Oberfläche des dritten lichtemittierenden Elements entlang der vorbestimmten Richtung angeordnet ist.
  4. Optische Einheit nach Anspruch 2, weiterhin umfassend: eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, einen Licht-ein-Zustand der Lichtquelle derart zu steuern, dass eine Licht-ein-Zeit des dritten lichtemittierenden Abschnitts beim Ausbilden des ersten Lichtverteilungsmusters kleiner wird als eine Licht-ein-Zeit des ersten lichtemittierenden Abschnitts.
  5. Optische Einheit nach Anspruch 3, weiterhin umfassend: eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, einen Licht-ein-Zustand der Lichtquelle derart zu steuern, dass eine Licht-ein-Zeit des dritten lichtemittierenden Abschnitts beim Ausbilden des ersten Lichtverteilungsmusters kleiner als eine Licht-ein-Zeit des ersten lichtemittierenden Abschnitts wird.
  6. Optische Einheit nach Anspruch 1, bei der der erste lichtemittierende Abschnitt eingeschaltet ist, wenn das zweite Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird.
  7. Optische Einheit nach Anspruch 2, bei der der erste lichtemittierende Abschnitt eingeschaltet ist, wenn das zweite Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird.
  8. Optische Einheit nach Anspruch 3, bei der der erste lichtemittierende Abschnitt eingeschaltet ist, wenn das zweite Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird.
  9. Optische Einheit nach Anspruch 4, bei der der erste lichtemittierende Abschnitt eingeschaltet ist, wenn das zweite Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird.
  10. Optische Einheit nach Anspruch 5, bei der der erste lichtemittierende Abschnitt eingeschaltet ist, wenn das zweite Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird.
  11. Optische Einheit nach Anspruch 1, weiterhin umfassend: eine Projektionslinse, die dazu eingerichtet ist, ein von dem Drehreflektor reflektiertes Licht in einer Lichtbeleuchtungsrichtung der optischen Einheit zu projizieren.
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