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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte, die mit einer
LED (einer lichtemittierenden Diode) ausgerüstet ist. Spezieller betrifft
die Erfindung eine Fahrzeugleuchte, die mit einer LED versehen ist,
und einen Abschnitt mit normaler Reflexion und einen Abschnitt mit
innerer Reflexion aufweist, die dann, wenn sie zusammen mit mehreren
Reflexionselementen eingesetzt werden, die in mehreren Konfigurationen
angeordnet sind, dazu dienen, die Reflexion und das abgegebene Licht
zu steuern.
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Seit
einiger Zeit werden zahlreiche Fahrzeugleuchten eingesetzt, die
mit einer LED versehen sind. In diesem Zusammenhang beschreibt die
JP 61-153201 U eine
Fahrzeugleuchte, die mit einer LED-Lichtquelle versehen ist, die
in Vorwärtsrichtung der
Fahrzeugleuchte weist. Weiterhin ist ein lichtdurchlässiges Teil
so angeordnet, das von der LED-Lichtquelle ausgehendes Licht dazu
veranlasst wird, in das lichtdurchlässige Teil hinein zu gelangen. Das
Licht, das von der LED-Lichtquelle ausgesandt wurde und in das lichtdurchlässige Teil
hineingelangt ist, wird durch eine vordere Oberfläche des
lichtdurchlässigen
Teils nach hinten reflektiert. Das auf diese Art und Weise nach
hinten reflektierte Licht wird dann durch eine hintere Oberfläche nach
vorn reflektiert, so dass das Licht aus dem lichtdurchlässigen Teil
die Leuchte in Vorwärtsrichtung
verlässt.
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Eine
derartige Fahrzeugleuchte kann mit Hilfe der inneren Reflexion Licht
nach hinten reflektieren, das in das lichtdurchlässige Teil in einem großen Winkel
in Bezug auf eine optische Achse der LED-Lichtquelle hineingelangt,
also einen gewissen Anteil des Lichts, das von der LED-Lichtquelle
ausgegangen ist und in die vordere Oberfläche des lichtdurchlässigen Teils
hineingelangt ist. Für
das Licht, das in das lichtdurchlässige Teil in einem kleinen Winkel
in Bezug auf die optische Achse hineingelangt, gibt es jedoch einen
Einfallswinkel, der kleiner oder gleich einem kritischen Winkel
ist. Daher kann das Licht durch innere Reflexion nicht nach hinten
reflektiert werden.
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Wie
dies in der japanischen Patentveröffentlichung beschrieben ist,
kann dann, wenn eine Fläche
auf der vorderen Oberfläche
des lichtdurchlässigen
Teils, die in der Nähe
der optischen Achse liegt, als ausgenommener Abschnitt mit einem
keilförmigen
Profil in Querschnittsrichtung versehen ist, das von der LED-Lichtquelle
ausgehende Licht dazu veranlasst werden, dass es auf den keilförmigen,
ausgenommenen Abschnitt in einem Winkel einfällt, der den kritischen Winkel überschreitet.
Daher kann das Licht, das von der LED-Lichtquelle ausgeht, effizient als
Beleuchtungslicht der Leuchte eingesetzt werden.
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Wenn
eine derartige Ausbildung einer Leuchte eingesetzt wird, tritt allerdings
eine Überlappung
zwischen einer Fläche
auf der hinteren Oberfläche
des lichtdurchlässigen
Teils, an welcher das Licht einfällt,
das innen auf dem keilförmigen,
ausgenommenen Abschnitt reflektiert wurde, und einer Fläche auf
der vorderen Oberfläche
des lichtdurchlässigen Teils
auf, an welcher das Licht einfällt,
das innen auf Flächen
mit Ausnahme des keilförmigen,
ausgenommenen Abschnitts reflektiert wurde (also allgemein reflektiertes
Licht). Ist die Geometrie der hinteren Oberfläche des lichtdurchlässigen Teils
so gewählt, dass
eine ordnungsgemäße Steuerung
der Reflexion des allgemein reflektierten Lichts erfolgt, tritt
die Schwierigkeit auf, dass die Reflexion des an der keilförmigen Ausnehmung
reflektierten Lichts nicht ordnungsgemäß gesteuert werden kann.
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Die
EP 1 167 870 A2 beschreibt
eine Leuchte für
Fahrzeuge mit einer Lichtquelle, einem Reflektor und einem Lichtleitelement,
das auf einer Vorderseite eine Lichtaustrittsfläche und auf einer Rückseite eine
Reflexionsfläche
aufweist. Die Lichtaustrittsfläche
des Lichtleitelements ist als Teil der Abschlussscheibe der Leuchte
ausgebildet.
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Die
Erfindung wurde zu dem Zweck entwickelt, diese beim Stand der Technik
vorhandenen Probleme zu überwinden,
und ihr Ziel besteht in der Bereitstellung einer Fahrzeugleuchte,
die mit einer LED-Lichtquelle versehen ist, und eine effiziente
Nutzung des Lichtes ermöglicht,
das von der LED-Lichtquelle ausgeht, als Leuchten-Beleuchungslicht,
und eine ordnungsgemäße Steuerung
des Leuchten-Beleuchtungslichtes ermöglicht.
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Dieses
Ziel wird gemäß der Erfindung
dadurch erreicht, dass die Ausbildung einer vorderen Oberfläche eines
lichtdurchlässigen
Teils entsprechend gewählt
wird.
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Genauer
gesagt stellt die Erfindung eine Fahrzeugleuchte zur Verfügung, die
eine Lichtquelle aufweist, vorzugsweise eine LED-Lichtquelle, die
zur Vorderseite der Leuchte ausgerichtet ist, sowie ein lichtdurchlässiges Teil,
das so angeordnet ist, dass von der LED-Lichtquelle ausgehendes
Licht dazu veranlasst wird, in das lichtdurchlässig Teil hinein zu gelangen,
und das so ausgebildet ist, dass es das Licht nach hinten reflektiert,
das von der LED-Lichtquelle stammt und in das lichtdurchlässige Teil
hineingelangt ist, durch eine vordere Oberfläche des lichtdurchlässigen Teils,
und dann das Licht durch eine hintere Oberfläche des lichtdurchlässigen Teils reflektiert,
um hierdurch das Licht dazu zu veranlassen, ausgehend von dem lichtdurchlässigen Teil
aus der Vorderseite der Leuchte hinaus zu gelangen, wobei
ein
Bereich auf der vorderen Oberfläche
des lichtdurchlässigen
Teils, der in der Nähe
der optischen Achse der LED-Lichtquelle angeordnet ist, als normal reflektierender
Abschnitt ausgebildet ist, bei dem eine Behandlung der reflektierenden
Oberfläche
vorgenommen wurde, und ein Bereich der vorderen Oberfläche des
lichtdurchlässigen
Teils mit Ausnahme des normal reflektierenden Abschnitts als intern reflektierender
Abschnitt ausgebildet ist, der das hinausgehende LED-Licht, das
in das lichtdurchlässige Teil
hineingelangt ist, dazu veranlasst, intern reflektiert zu werden;
und wobei
mehrere Reflexionselemente auf der hinteren Oberfläche des
lichtdurchlässigen
Teils vorgesehen sind, damit das herausgehende LED-Licht, das von
der vorderen Oberfläche
reflektiert wurde, so reflektiert wird, dass es in den Abschnitt
mit interner Reflexion mit einem Einfallswinkel einfällt, der
kleiner oder gleich dem kritischen Winkel ist.
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Hierbei
können,
dadurch dass der normal reflektierende Abschnitt und der intern
reflektierende Abschnitt aus kontinuierlichen, gekrümmten Oberflächen bestehen,
der Bereich auf der hinteren Oberfläche des lichtdurchlässigen Teils,
in welchen das von dem normal reflektierenden Abschnitt reflektierte Licht
hineingelangt, und der Bereich auf der hinteren Oberfläche, in
welchen das Licht hineingelangt, das in dem intern reflektierenden
Abschnitt intern reflektiert wurde, nebeneinander angeordnet werden,
ohne dass eine Überlappung
oder eine Trennung vorhanden ist. Hierdurch kann das Risiko ausgeschaltet werden,
dass ein dunkler Fleck oder dergleichen auf der hinteren Oberfläche des
lichtdurchlässigen
Teils auftritt, bei Beobachtung von der Vorderseite der Fahrzeugleuchte
aus, wenn die LED-Lichtquelle leuchtet.
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Hierbei
ist der Begriff "Fahrzeugleuchte" nicht auf eine Fahrzeugleuchte
eines speziellen Typs beschränkt.
Die Fahrzeugleuchte kann beispielsweise eine Rückleuchte sein, eine Bremsleuchte,
oder eine andere Leuchte.
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Darüber hinaus
ist der Begriff "lichtdurchlässiges Teil" nicht auf ein spezielles
Material beschränkt,
soweit das Material ein Teil bildet, das lichtdurchlässig ist.
So kann beispielsweise ein Material eingesetzt werden, das aus transparentem
Kunstharz oder Glas besteht.
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Es
gibt keine speziellen Einschränkungen
in Bezug auf den Bereich, in welchem der "normal reflektierende Abschnitt" und der "intern reflektierende Abschnitt" vorgesehen sind,
und es sind keine speziellen Formen für die Ebenen erforderlich.
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In
Bezug auf die jeweiligen "Reflexionselemente" ist die Form der
reflektierenden Oberfläche nicht
auf eine spezielle Form beschränkt,
soweit die Reflexionsoberfläche
das Licht reflektiert, das von der LED-Lichtquelle ausgegangen ist,
und von der vorderen Oberfläche
des lichtdurchlässigen
Teils reflektiert wird, so dass es in den Abschnitt mit innerer Reflexion
mit einem Einfallswinkel einfällt,
der kleiner oder gleich dem kritischen Winkel ist. So kann beispielsweise
ein Reflexionselement eingesetzt werden, das nur eine übliche Reflexion
des Lichts bewirkt, das von der vorderen Oberfläche des lichtdurchlässigen Teils
ausgeht. Alternativ kann ein Reflexionselement eingesetzt werden,
das so ausgebildet ist, dass es das von der vorderen Oberfläche des lichtdurchlässigen Teils
diffus reflektiert.
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Wie
aus den voranstehenden Ausführungen deutlich
geworden sein sollte, ist eine Fahrzeugleuchte gemäß der Erfindung
so ausgebildet, dass ein lichtdurchlässiges Teil so angeordnet ist,
dass es Licht, das von einer LED-Lichtquelle ausgeht, die zur Vorderseite
der Leuchte hin ausgerichtet ist, dazu veranlasst, in das lichtdurchlässige Teil
hinein zu gelangen, so dass in das lichtdurchlässige Teil hineingelangtes
Licht, welches das Teil verlässt,
durch eine vordere Oberfläche
nach hinten reflektiert wird, und dann nach vorn durch eine hintere
Oberfläche
reflektiert wird, so dass es von dem lichtdurchlässigen Teil aus die Leuchte
in Vorwärtsrichtung
verlässt.
Ein Bereich auf der vorderen Oberfläche des lichtdurchlässigen Teils,
der in der Nähe
der optischen Achse der LED-Lichtquelle angeordnet ist, ist als
normal reflektierender Abschnitt ausgebildet, bei dem eine Bearbeitung
oder Behandlung der reflektierenden Oberfläche durchgeführt wurde.
Ein Bereich der vorderen Oberfläche
des lichtdurchlässigen
Teils mit Ausnahme des normal reflektierenden Abschnitts ist als
intern reflektierender Abschnitt ausgebildet, der das hinaustretende
LED-Licht, das in das lichtdurchlässige Teil hineingelangt ist,
dazu veranlasst, intern reflektiert zu werden. Mehrere Reflexionselemente
sind auf der hinteren Oberfläche
des lichtdurchlässigen Teils
vorgesehen, um das herausgehende LED-Licht, das von der vorderen
Oberfläche
des lichtdurchlässigen
Teils reflektiert wurde, so zu reflektieren, dass es in den Abschnitt
mit innerer Reflexion bei einem Einfallswinkel hineingelangt, der
kleiner oder gleich dem kritischen Winkel ist. Daher lassen sich
die folgenden Auswirkungen erzielen.
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Selbst
wenn der normal reflektierende Abschnitt, bei dem eine Behandlung
der reflektierenden Oberfläche
durchgeführt
wurde, so angeordnet ist, dass das Licht, das von der LED-Lichtquelle
ausgegangen ist, und in das lichtdurchlässige Teil hineingelangt ist,
so in den normal reflektierenden Abschnitt mit einem Einfallswinkel
hineingelangt, der kleiner oder gleich dem kritischen Winkel ist,
kann das Licht fehlerfrei reflektiert werden. Daher kann die Geometrie
der Oberfläche
des normal reflektierenden Abschnitts frei gewählt werden. Daher können der
Bereich auf der hinteren Oberfläche
des lichtdurchlässigen
Teils, in welchen das von dem normal reflektierenden Abschnitt reflektierte
Licht hineingelangt, und der Bereich auf der hinteren Oberfläche, in
welchen das Licht, das an dem intern reflektierenden Abschnitt intern
reflektiert wurde, hineingelangt, so gewählt werden, dass sie nicht
einander überlappen. Die
Steuerung der Reflexion kann daher ordnungsgemäß mit Hilfe einer hinteren
Oberfläche
des lichtdurchlässigen
Teils durchgeführt
werden.
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Gemäß der Erfindung
ermöglicht
daher die Fahrzeugleuchte, die mit einer LED-Lichtquelle versehen
ist, eine effiziente Nutzung des Lichts, das von der LED-Lichtquelle
ausgeht, als Leuchten-Beleuchtungslicht, sowie eine ordnungsgemäße Steuerung des
Leuchten-Beleuchtungslichtes.
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Wie
voranstehend erwähnt,
gibt es keine speziellen Einschränkungen
in Bezug auf die Geometrie der Oberfläche des normal reflektierenden
Abschnitts und des intern reflektierenden Abschnitts. Vorausgesetzt,
dass der normal reflektierende Abschnitt als im wesentlichen trichterförmige, gekrümmte Oberfläche ausgebildet
ist, die rotationssymmetrisch zur optischen Achse ist, und der intern
reflektierende Abschnitt als eine im wesentlichen ringförmige, kuppelartige,
gekrümmte
Oberfläche
ausgebildet ist, die rotationssymmetrisch zur optischen Achse ist, lassen
sich folgende Auswirkungen erzielen.
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Speziell
kann das Licht, das von der LED-Lichtquelle ausgeht, durch die vordere
Oberfläche
des lichtdurchlässigen
Teils über
den gesamten Umfang der optischen Achse reflektiert werden, um hierdurch
das Licht dazu zu veranlassen, in eine hintere Oberfläche des
lichtdurchlässigen
Teils hinein zu gelangen. Daher kann ein breiter Beleuchtungsbereich
mit Hilfe einer einzigen LED-Lichtquelle sichergestellt werden.
Darüber
hinaus kann die LED-Lichtquelle im Zentrum der Leuchte angeordnet
werden, so dass die Außenform
der Leuchte frei gewählt
werden kann.
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Folgende
Auswirkungen können
dadurch erzielt werden, dass die Position einer Grenzlinie zwischen
dem normal reflektierenden Abschnitt und dem intern reflektierenden
Abschnitt auf eine Position eingestellt wird, bei welcher der Einfallswinkel
des Lichts, das von der LED-Lichtquelle ausgeht, im wesentlichen
gleich dem kritischen Winkel wird.
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Wenn
die Fahrzeugleuchte von der Vorderseite aus betrachtet wird, während die
LED-Lichtquelle leuchtet, sieht der normal reflektierende Abschnitt
dunkel aus, bei dem eine Behandlung der reflektierenden Oberfläche durchgeführt wurde.
Daher wird der Bereich des normal reflektierenden Abschnitts, bei
dem eine Behandlung der reflektierenden Oberfläche durchgeführt wird,
vorzugsweise minimiert. Aus diesem Grund kann, wenn die Position der
Grenzlinie zwischen dem normal reflektierenden Abschnitt und dem
intern reflektierenden Abschnitt auf eine Position eingestellt wird,
an welcher der Einfallswinkel des Lichts, das von der LED-Lichtquelle ausgeht
und in die vordere Oberfläche
des lichtdurchlässigen
Teils hineingelangt, im wesentlichen gleich dem kritischen Winkel
wird, der normal reflektierende Abschnitt eine minimale Größe aufweisen, wobei
das Licht, das von der LED-Lichtquelle ausgeht, von der vorderen
Oberfläche
des lichtdurchlässigen
Teils so nach hinten reflektiert wird, dass praktisch kein Licht
verloren geht.
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In
Bezug auf die Konfiguration wird dadurch hingewiesen, dass dann,
wenn die mehreren Reflexionselemente, die auf der hinteren Oberfläche des lichtdurchlässigen Teils
vorgesehen sind, an Positionen hinter dem Leuchtzentrum der LED-Lichtquelle angeordnet
sind, die LED-Lichtquelle und das diese halternde Substrat so angeordnet
werden können, dass
sie nicht wesentlich über
die hintere Oberfläche des
lichtdurchlässigen
Teils vorspringen, wodurch die Leuchte schlank ausgebildet werden
kann.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele
näher erläutert, aus
welchen sich weitere Vorteile und Merkmale ergeben. Es zeigt:
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1 eine
Vorderansicht einer Fahrzeugleuchte gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung;
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2 eine
Querschnittsansicht entlang der Linie II-II in 1;
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3 eine
Detailansicht eines Abschnitts der in 2 dargestellten
Fahrzeugleuchte (Teil 1);
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4 eine
Detailansicht eines Abschnitts der in 2 gezeigten
Fahrzeugleuchte (Teil 2);
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5 eine
Vorderansicht der Fahrzeugleuchte im eingeschalteten Zustand;
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6 eine ähnliche
Ansicht wie 4, wobei ein lichtdurchlässiges Teil
gemäß einer
ersten Abänderung
der Ausführungsform
dargestellt ist;
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7 eine ähnliche
Ansicht wie 4, wobei ein lichtdurchlässiges Teil
gemäß einer
zweiten Abänderung
der Ausführungsform
dargestellt ist;
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8 eine ähnliche
Ansicht wie 4, wobei ein lichtdurchlässiges Teil
gemäß einer
dritten Abänderung
der Ausführungsform
dargestellt ist;
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9 eine ähnliche
Ansicht wie 5, wobei ein lichtdurchlässiges Teil
gemäß einer
vierten Abänderung
der Ausführungsform
dargestellt ist; und
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10 eine ähnliche
Ansicht wie 5, wobei ein lichtdurchlässiges Teil
gemäß einer
fünften Abänderung
der Ausführungsform
dargestellt ist.
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1 ist
eine Vorderansicht einer Fahrzeugleuchte gemäß einer Ausführungsform. 2 ist
eine Querschnittsansicht entlang der Linie II-II von 1. Die 3 und 4 sind
Detailansichten eines in 2 dargestellten Abschnitts.
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Die 3 und 4 sind
Detailansichten eines in 2 dargestellten Abschnitts.
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Die
dargestellte Fahrzeugleuchte 10 gemäß der Ausführungsform ist eine Rückleuchte,
die in einem hinteren Endabschnitt eines Fahrzeugs vorgesehen ist,
und eine LED-Lichtquelle 12 und ein lichtdurchlässiges Teil 14 aufweist.
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Die
LED-Lichtquelle 12 ist zur Vorderseite der Leuchte hin
ausgerichtet (also in Bezug auf das Fahrzeug nach hinten; und dies
betrifft auch irgendwelche Gegenstücke in der folgenden Beschreibung),
so dass eine optische Achse Ax mit der Zentrumsachse der Leuchte
ausgerichtet ist, die sich in Längsrichtung
des Fahrzeugs erstreckt. Die LED-Lichtquelle 12 weist einen
LED-Hauptkörper (LED-Chip) 12A auf,
und einen Kunststoff oder ein Harz 12B zur Abdichtung,
der bzw. das Leuchtzentrum O des LED-Hauptkörpers 12A abdeckt.
Die LED-Lichtquelle 12 ist an einem Substrat 16 befestigt.
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Das
lichtdurchlässige
Teil 14 ist ein im wesentlichen kuppelförmiges, aus transparentem Kunstharz
ausgeformtes Erzeugnis (beispielsweise ein aus Acrylharz geformtes
Erzeugnis), das so angeordnet ist, dass es die LED-Lichtquelle 12 von
vorn aus abdeckt. Das lichtdurchlässige 14 reflektiert
jenes Licht nach hinten, das von der LED-Lichtquelle 12 stammt,
und in das lichtdurchlässige
Teil 14 hineingelangt ist, mit Hilfe einer vorderen Oberfläche 14A des
lichtdurchlässigen
Teils 14. Dann wird das Licht nach vorn reflektiert, durch
eine hintere Oberfläche 14B des
lichtdurchlässigen
Teils 14, so dass es von dem lichtdurchlässigen Teil 14 aus
zur Vorderseite der Leuchte gelangt.
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Eine
Lichteinfallsausnehmung 14a ist im Zentrum der hinteren
Formoberfläche 14B des
lichtdurchlässigen
Teils 14 vorgesehen, damit das von der LED-Lichtquelle 12 ausgehende
Licht (auch bezeichnet als "herausgehendes
LED-Licht") in das lichtdurchlässige Teil 14 hineingelangt.
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Ein
Bereich auf der vorderen Oberfläche 14A des
lichtdurchlässigen
Teils 14, der in der Nähe
der optischen Achse Ax angeordnet ist, ist als normal reflektierender
Abschnitt 14A1 ausgebildet, bei dem durch Ablagerung von
Aluminium eine Behandlung der Oberfläche vorgenommen wurde, so dass
diese reflektiert. Ein Bereich auf der vorderen Oberfläche 14A des
lichtdurchlässigen
Teils 14 mit Ausnahme des normal reflektierenden Abschnitts 14A1 ist
als intern reflektierender Abschnitt 14A2 ausgebildet,
damit das herausgehende LED-Licht, das in das lichtdurchlässige Teil 14 hineingelangt
ist, intern reflektiert wird.
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Der
normal reflektierende Abschnitt 14A1 ist als im wesentlichen
trichterförmige,
gekrümmte Oberfläche ausgebildet,
die rotationssymmetrisch zur optischen Achse Ax ausgebildet ist.
Der intern reflektierende Abschnitt 14A2 ist als im wesentlichen ringförmige, kuppelartige,
gekrümmte
Oberfläche ausgebildet,
die rotationssymmetrisch zur optischen Achse Ax ist. Der normal
reflektierende Abschnitt 14A1 und der intern reflektierende
Abschnitt 14A2 sind als kontinuierliche, gekrümmte Oberflächen ausgebildet.
Die Position der Grenzlinie L ist so gewählt, dass ein Einfallswinkel θ, mit welchem
das herausgehende LED-Licht auf die vordere Oberfläche 14A des lichtdurchlässigen Teils 14 einfällt, im
wesentlichen gleich einem kritischen Einfallswinkel (etwa 42°) wird.
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Bei
der Ausführungsform
ist die Richtung der Normalen auf der Grenzlinie L der vorderen
Oberfläche 14A des
lichtdurchlässigen
Teils 14 so gewählt, dass
sie parallel zur optischen Achse Ax liegt. Der Winkel, der zwischen
dem herausgehenden LED-Licht, das an der Position der Grenzlinie
einfällt, und
der optischen Achse Ax vorhanden ist, wird daher gleich dem Einfallswinkel θ des herausgehenden LED-Lichts auf der Grenzlinie
L.
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Bei
der Ausführungsform
ist das Querschnittsprofil des normal reflektierenden Abschnitts 14A1 innerhalb
einer Ebene, in welcher die optische Achse Ax liegt, als Parabel
gewählt,
mit dem Leuchtzentrum O als Brennpunkt. Das Querschnittsprofil des
intern reflektierenden Abschnitts 14A2 innerhalb dieser Ebene
ist hyperbelförmig,
mit dem Leuchtzentrum O als Brennpunkt.
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Wie
aus 3 hervorgeht, geht von dem herausgehenden LED-Licht, das von der
vorderen Oberfläche 14A des
lichtdurchlässigen
Teils 14 reflektiert wird, das herausgehende LED-Licht,
das von dem normal reflektierenden Abschnitt 14A1 reflektiert
wird, in einen inneren Umfangsabschnitt 14B1 der hinteren
Oberfläche 14B des
lichtdurchlässigen Teils 14 hinein.
Das herausgehende LED-Licht,
das von dem intern reflektierenden Abschnitt 14A2 reflektiert
wird, gelangt in einen äußeren Umfangsabschnitt 14B2 der
hinteren Formoberfläche 14B des lichtdurchlässigen Teils 14.
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Eine
ringförmige
Ausnehmung 14b ist um die Lichteinfallsausnehmung 14a der
hinteren Oberfläche 14B des
lichtdurchlässigen
Teils 14 herum ausgebildet. Weiterhin sind mehrere Reflexionselemente 14s um
die ringförmige
Ausnehmung 14b herum vorgesehen. Die Reflexionselemente 14s sind
in gleichen Abständen
angeordnet, und in Form eines sägezahnartigen
Musters in einer Ebene orthogonal zur optischen Achse Ax, die hinter
dem Leuchtzentrum O der LED-Lichtquelle 12 liegt, so dass
die hinteren Oberflächen 14B des
lichtdurchlässigen
Teils 14 in Radialrichtung und konzentrisch voneinander
getrennt sind. Bei einem Bereich auf der hinteren Oberfläche 14B des
lichtdurchlässigen
Teils 14 mit Ausnahme der Lichteinfallsausnehmung 14a wird
eine Behandlung zur Bereitstellung einer reflektierenden Oberfläche durchgeführt, beispielsweise
durch Ablagerung von Aluminium.
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Jedes
der Reflexionselemente 14s weist eine konvex gekrümmte Oberfläche auf,
die eine vorbestimmte Krümmung
in Radialrichtung und Umfangsrichtung in Bezug auf die optische
Achse Ax aufweist. Wie in 4 gezeigt,
ist das von der vorderen Oberfläche 14A des
lichtdurchlässigen
Teils 14 ausgehende LED-Licht diffus und wird in Radialrichtung
und Umfangsrichtung in Bezug auf die optische Achse Ax reflektiert.
Hierbei ist die Geometrie der Oberfläche jedes der Reflexionselemente 14s so
gewählt,
dass das herausgehende LED-Licht, das von der vorderen Oberfläche 14A des
lichtdurchlässigen Teils 14 reflektiert
wurde, dazu veranlasst wird, auf den intern reflektierenden Abschnitt 14A2 mit
einem Einfallswinkel einzufallen, der kleiner oder gleich dem kritischen
Winkel ist, durch die Reflexionswirkung der Reflexionselemente 14s.
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5 ist
eine Vorderansicht der Fahrzeugleuchte 10 gemäß dieser
Ausführungsform,
wenn die LED-Lichtquelle 12 leuchtet.
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Wie
dargestellt sehen, wenn die Fahrzeugleuchte 10 von der
Vorderseite aus betrachtet wird, die mehreren Reflexionselemente 14s,
welche die hintere Oberfläche 145 des
lichtdurchlässigen
Teils 14 bilden, so aus, dass sie gleichzeitig leuchten,
als ausgebreitete Punkte. Hierbei weist jedes der Reflexionselemente 14s eine
konvex gekrümmte
Oberfläche
auf. Abschnitte im wesentlichen im Zentrum der jeweiligen Reflexionselemente 14s leuchten
daher hell, als blendend helle Abschnitte B1, B2. Der Lichtaustritt
des von dem inneren Umfangsabschnitt 14B1 der hinteren
Oberfläche 14B des
lichtdurchlässigen
Teils 14 reflektierten Lichtes ist größer als bei dem Licht, das
von dem äußeren Umfangsbereich 14B2 reflektiert
wird. Daher sehen die blendend hellen Abschnitte B1 des inneren
Umfangsabschnitts 14B1 so aus, dass sie heller leuchten
als die blendend hellen Abschnitte B2 des äußeren Umfangsbereiches 14B2.
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Selbst
wenn der Beobachtungspunkt etwas von der Vorwärtsrichtung der Leuchte abweicht,
sehen die Abschnitte der Reflexionselemente 14s, die außerhalb
des Zentrums liegen, immer noch so aus, dass sie als die blendend
hellen Abschnitte B1, B2 leuchten, entsprechend dem Ausmass der
Bewegung des Beobachtungspunktes, da die jeweiligen Reflexionselemente 14s eine
konvex gekrümmte Form
aufweisen.
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Wie
voranstehend im einzelnen erläutert wurde,
ist die Fahrzeugleuchte 10 gemäß der Ausführungsform so ausgebildet,
dass das lichtdurchlässige
Teil 14 so angeordnet ist, dass es das von der LED-Lichtquelle 12,
die zur Vorderseite der Leuchte hin ausgerichtet ist, ausgehende
Licht dazu veranlasst, in das lichtdurchlässige Teil 14 hinein
zu gelangen; und so, dass das herausgehende LED-Licht, das in das
lichtdurchlässige
Teil 14 hineingelangt ist, nach hinten durch die vordere
Oberfläche 14A reflektiert
wird, und erneut in Vorwärtsrichtung
durch die hintere Oberfläche 14B reflektiert
wird, so dass es von dem lichtdurchlässigen Teil 14 aus
aus der Vorderseite der Leuchte heraustritt. Der Bereich auf der vorderen
Oberfläche 14A des
lichtdurchlässigen Teils 14,
der in der Nähe
der optischen Achse Ax liegt, ist als der normal reflektierende
Abschnitt 14A1 ausgebildet, bei welchem eine Behandlung
zur Erzielung einer reflektierenden Oberfläche durchgeführt wurde.
Der Bereich auf der vorderen Oberfläche 14A mit Ausnahme
des normal reflektierenden Abschnitts 14A1 ist als der
intern reflektierende Abschnitt 14A2 ausgebildet, damit
das herausgehende LED-Licht, das in das lichtdurchlässige Teil 14 hineingelangt
ist, intern reflektiert wird. Die mehreren Reflexionselemente 14s sind
auf der hinteren Oberfläche 14B des lichtdurchlässigen Teils 14 so
vorgesehen, dass das von der vorderen Oberfläche 14A des lichtdurchlässigen Teils 14 reflektierte,
herausgehende LED-Licht dazu veranlasst wird, in den intern reflektierenden Abschnitt 14A2 mit
einem Einfallswinkel einzufallen, der kleiner oder gleich dem kritischen
Winkel ist. Dies führt
zu folgenden Auswirkungen.
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Selbst
wenn das herausgehende LED-Licht dazu veranlasst wird, auf den Abschnitt 14A1 mit
normaler Reflexion in eine Einfallswinkel einzufallen, der kleiner
oder gleich dem kritischen Winkel ist, kann der normal reflektierende
Abschnitt 14A1, bei dem Oberfläche so behandelt wurde, dass
sie reflektiert, das einfallende Licht fehlerfrei reflektieren.
Daher kann die Oberflächengeometrie
des Abschnitts 14A1 mit normaler Reflexion frei gewählt werden.
Daher kann die hintere Oberfläche 14B des
lichtdurchlässigen
Teils 14 leicht so ausgebildet werden, dass das Auftreten
einer Überlappung
zwischen einem Bereich, in den das Licht hineingelangt, das von
dem normal reflektierenden Abschnitt 14A1 reflektiert wurde
(also der innere Umfangsbereich 14B1) und jenem Bereich
vermieden werden, in welchem das Licht, das intern an dem Abschnitt
mit innerer Reflexion reflektiert wurde (also der äußere Umfangsbereich 14B2)
eintritt. Daher kann die hintere Oberfläche 14B des lichtdurchlässigen Teils 14 eine
geeignete Steueroperation durchführen.
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Bei
der Ausführungsform
kann das herausgehende LED-Licht effizient als Leuchten-Beleuchtungslicht
verwendet werden.
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Die
Steuerung des Leuchten-Beleuchtungslichtes kann auf geeignete Art
und Weise durchgeführt
werden.
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Insbesondere
besteht bei der Ausführungsform
der normal reflektierende Abschnitt 14A1 aus der im wesentlichen
trichterförmigen,
gekrümmten Oberfläche, die
rotationssymmetrisch zur optischen Achse Ax ausgebildet ist. Der
intern reflektierende Abschnitt 14A2 wird durch eine im
wesentlichen ringförmige,
kuppelartige, gekrümmte
Oberfläche
gebildet, die rotationssymmetrisch zur optischen Achse Ax verläuft. Dies
führt zu
folgenden Auswirkungen.
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Das
herausgehende LED-Licht kann auf der vorderen Oberfläche 14A des
lichtdurchlässigen Teils 14 über den
gesamten Umfang der optischen Achse Ax reflektiert werden. Das LED-Licht
kann dann dazu veranlasst werden, in die hintere Oberfläche 14B einzutreten.
Daher kann ein breiter Leuchtbereich mit Hilfe nur einer LED-Lichtquelle 12 sichergestellt
werden. Da die LED-Lichtquelle 12 im Zentrum der Leuchte
angeordnet werden kann, kann die äußere Form der Leuchte frei
gewählt
werden.
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Bei
der Ausführungsform
werden der normal reflektierende Abschnitt 14A1 und der
intern reflektierende Abschnitt 14A2 durch kontinuierliche
Oberflächen
gebildet. Daher können
der Bereich auf der hinteren Oberfläche 14B des lichtdurchlässigen Teils 14,
in den das von dem normal reflektierenden Abschnitt 14A1 reflektierte
Licht hineingelangt, und der Bereich auf der hinteren Oberfläche 14B des
lichtdurchlässigen
Teils 14, in den das Licht hineingelangt, das intern auf
dem intern reflektierenden Abschnitt 14A2 reflektiert wurde,
nebeneinander angeordnet werden, ohne das Auftreten einer Trennung oder
einer Überlappung.
Hierdurch kann das Risiko ausgeschaltet werden, dass ein Abschnitt
in Form eines dunklen Flecks oder dergleichen auftritt, was anderenfalls
der Fall wäre,
wenn die Fahrzeugleuchte 10 von der Vorderseite aus betrachtet
wird, während die
LED-Lichtquelle 12 leuchtet.
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Hierbei
ist bei der Ausführungsform
die Position der Grenzlinie L zwischen dem normal reflektierenden
Abschnitt 14A1 und dem intern reflektierenden Abschnitt 14A2 auf
eine Position eingestellt, an welcher der Einfallswinkel θ des herausgehenden LED-Lichts,
das in die vordere Oberfläche 14A des lichtdurchlässigen Teils 14 hineingelangt
ist, im wesentlichen ein kritischer Winkel wird. Das herausgehende
LED-Licht wird durch die vordere Oberfläche 14A des lichtdurchlässigen Teils 14 ohne
wesentlichen Lichtverlust nach hinten reflektiert, so dass die Größe des normal
reflektierenden Abschnitts 14A1 eine minimale Größe sein
kann.
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Bei
der Ausführungsform
sind die mehreren Reflexionselemente 14s, die auf der hinteren
Oberfläche 14B des
lichtdurchlässigen
Teils 14 vorgesehen sind, an einer Position angeordnet,
die weiter hinten liegt als das Leuchtzentrum O der LED-Lichtquelle 12.
Die LED-Lichtquelle 12 und das Substrat 16, das
die LED-Lichtquelle 12 haltert, können so angeordnet werden,
dass sie von der hinteren Oberfläche 14B des
lichtdurchlässigen
Teils 14 nicht wesentlich nach hinten vorspringen. Daher
kann die Leuchte kompakt ausgebildet werden.
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Bei
der Ausführungsform
ist die Richtung der Normalen auf der Grenzlinie L der vorderen
Oberfläche 14A des
lichtdurchlässigen
Teils 14 so angegeben, dass sie parallel zur optischen
Achse Ax verläuft.
Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Die Festlegung der
Richtung kann entsprechend den Abmessungen der Leuchte oder dergleichen
erfolgen, wie dies am geeignetsten ist.
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Bei
der Ausführungsform
ist das Querschnittsprofil des normal reflektierenden Abschnitts 14A1 innerhalb
jener Ebene, welche die optische Achse Ax enthält, parabelförmig gewählt, mit
dem Leuchtzentrum O als Brennpunkt. Das Querschnittsprofil des intern
reflektierenden Abschnitts 14A2 innerhalb der Ebene ist
hyperbelförmig
gewählt,
mit dem Leuchtzentrum O als Brennpunkt. Jedoch können auch andere Querschnittsprofile
eingesetzt werden.
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Als
nächstes
wird eine erste Abänderung
der Ausführungsform
beschrieben.
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6 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 5, und zeigt ein lichtdurchlässiges Teil 24 gemäß der Ausführungsform.
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Wie
dargestellt unterscheidet sich das lichtdurchlässige Teil 24 von
dem lichtdurchlässigen
Teil 14 in der Hinsicht, dass die Ausbildung einer Lichteinfallsausnehmung 24a von
jener der Lichteinfallsausnehmung 14a des lichtdurchlässigen Teils 14 gemäß de Ausführungsform
verschieden ist.
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Im
einzelnen ist die Lichteinfallsausnehmung 24a des lichtdurchlässigen Teils 24 zylinderförmig ausgebildet,
wobei der Zylinder einen Boden aufweist. Ein transparenter Füllstoff 26 ist
zwischen die Lichteinfallsausnehmung 24a und das Dichtharz 12B der
LED-Lichtquelle 12 eingefüllt. Der Füllstoff 26 besteht
aus Kunstharzmaterial, dessen Brechungsindex im wesentlichen gleich
jenem des lichtdurchlässigen
Teils 24 ist. Das herausgehende LED-Licht breitet sich
geradlinig durch das lichtdurchlässige
Teil 24 über
den Füllstoff 26 von
dem Leuchtzentrum der LED-Lichtquelle 12 aus.
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Der
normal reflektierende Abschnitt 24A1 und der intern reflektierende
Abschnitt 24A2, die beide die vordere Oberfläche 24A des
lichtdurchlässigen
Teils 24 bilden, und die mehreren Reflexionselemente 24s,
die auf der hinteren Oberfläche 24B des lichtdurchlässigen Teils 24 vorgesehen
sind, sind in der Form identisch mit der Form der entsprechenden Teile
des lichtdurchlässigen
Teils 14 gemäß der Ausführungsform.
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Selbst
wenn die Ausbildung gemäß der Abänderung
eingesetzt wird, können
dieselben Auswirkungen wie bei der Ausführungsform erzielt werden.
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Bei
der Abänderung
ist der Füllstoff 26,
der im wesentlichen den gleichen Brechungsindex wie das lichtdurchlässige Teil 24 aufweist,
zwischen die Lichteinfallsausnehmung 24a und das Dichtharz 12b der
LED-Lichtquelle 12 eingefüllt, wodurch im wesentlichen
das Auftreten einer Brechung an einer Grenzfläche zwischen dem Füllstoff 26 und
dem lichtdurchlässigen
Teil 24 verhindert wird. Daher kann die Form der Lichteinfallsausnehmung 24a des
lichtdurchlässigen
Teils 24 frei gewählt
werden. Bei der Abänderung
weist die Lichteinfallsausnehmung 24a eine einfache Form
auf, beispielsweise die Form eines mit einem Boden versehenen Zylinders.
Selbstverständlich
kann die Lichteinfallsausnehmung jedoch auch eine andere Form aufweisen.
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Als
nächstes
wird eine zweite Abänderung der
Ausführungsform
beschrieben.
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7 ist
eine 4 entsprechende Ansicht und zeigt ein lichtdurchlässiges Teil 34 gemäß der zweiten
Abänderung.
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Wie
dargestellt zeichnet sich das lichtdurchlässige Teil 34 dadurch
aus, dass eine Lichteinfallsausnehmung 34a anders ausgebildet
ist als die Lichteinfallsausnehmung 14A des lichtdurchlässigen Teils 14 gemäß der Ausführungsform.
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Im
einzelnen ist das lichtdurchlässige
Teil 34 so ausgebildet, dass die Lichteinfallsausnehmung 34a in
engen Kontakt mit dem Dichtharz 12B der LED-Lichtquelle 12 gebracht
wird. Das herausgehende LED-Licht breitet sich in Radialrichtung
geradlinig innerhalb des lichtdurchlässigen Teils 14 von
dem Leuchtzentrum O der LED-Lichtquelle 12 aus.
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Der
normal reflektierende Abschnitt 34A1 und der intern reflektierende
Abschnitt 34A2, die beide eine vordere Oberfläche 34A des
lichtdurchlässigen
Teils 34 bilden, sowie mehrere Reflexionselemente 34s,
die auf einer hinteren Oberfläche 34B des
lichtdurchlässigen
Teils 34 vorgesehen sind, weisen exakt dieselbe Form auf
wie die entsprechenden Teile bei dem lichtdurchlässigen Teil 14 gemäß der Ausführungsform.
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Selbst
wenn die Ausbildung gemäß der zweiten
Abänderung
eingesetzt wird, können
dieselben Auswirkungen wie bei der Ausführungsform erzielt werden.
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Weiterhin
ist bei der Abänderung
die Lichteinfallsausnehmung 34a des lichtdurchlässigen Teils 34 so
ausgebildet, dass sie in enger Berührung mit dem Dichtharz 12B der
LED-Lichtquelle 12 stehen. Daher kann das lichtdurchlässige Teil 34 einfach
mittels Umspritzen oder dergleichen hergestellt werden.
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Darüber hinaus
kann die Positionsgenauigkeit des lichtdurchlässigen Teils 34 verbessert
werden.
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Als
nächstes
wird eine dritte Abänderung
der Ausführungsform
beschrieben.
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8 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 4 und zeigt ein lichtdurchlässiges Teil 44 gemäß der dritten
Abänderung.
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Wie
dargestellt besteht das lichtdurchlässige Teil 44 einstückig aus
Dichtharz 12B (siehe 4), um so
den LED-Hauptkörper 12A der
LED-Lichtquelle 12 abzudichten. Eine Lichteinfallsausnehmung, beispielsweise
die Lichteinfallsausnehmung 14a (siehe 4)
des lichtdurchlässigen
Teils 14, das im Zusammenhang mit der Ausführungsform
beschrieben wurde, ist nicht vorgesehen. Das herausgehende LED-Licht
breitet sich in Radialrichtung geradlinig von dem Leuchtzentrum
O der LED-Lichtquelle 12 innerhalb des lichtdurchlässigen Teils 44 aus.
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Der
normal reflektierende Abschnitt 44A1 und der intern reflektierende
Abschnitt 44A2, die beide eine vordere Oberfläche 44A des
lichtdurchlässigen
Teils 44 bilden, und die mehreren Reflexionselemente 44s,
die auf einer hinteren Oberfläche 44B des
lichtdurchlässigen
Teils 44 vorgesehen sind, sind von exakt derselben Form
wie die entsprechenden Teile des lichtdurchlässigen Teils 14 gemäß der Ausführungsform.
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Selbst
wenn die Ausbildung gemäß der dritten
Abänderung
eingesetzt wird, können
dieselben Auswirkungen wie bei der Ausführungsform erzielt werden.
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Bei
der vorliegenden Abänderung
ist das lichtdurchlässige
Teil 44 einstückig
aus dem Dichtharz 12B der LED-Lichtquelle 12 hergestellt,
was eine Verringerung der Anzahl an Teilen ermöglicht, und die Positionsgenauigkeit
des lichtdurchlässigen Teils 44 verbessert.
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Als
nächstes
werden eine vierte und eine fünfte
Abänderung
der Ausführungsform
beschrieben.
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Die 9 und 10 sind ähnliche
Ansichten wie 5 und zeigen ein lichtdurchlässiges Teil 54 bzw. 64 gemäß den Abänderungen.
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Wie
dargestellt zeichnen sich die lichtdurchlässigen Teile 54, 64 gemäß der vierten
bzw. fünften Abänderung
dadurch aus, dass mehrere Reflexionselemente 54s, 64s,
die auf der hinteren Oberfläche 54B bzw. 64B angeordnet
sind, anders als bei dem lichtdurchlässigen Teil 14 gemäß der Ausführungsform
angeordnet sind.
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Wie
das lichtdurchlässige
Teil 14 gemäß der Ausführungsform
sind die lichtdurchlässigen
Teile 54, 64 so ausgebildet, dass hintere Oberflächen 54B, 64B in
Radialrichtung und konzentrisch voneinander getrennt sind. Reflexionselemente 54s, 64s sind
der jeweiligen hinteren Oberfläche 54B bzw. 64B zugeordnet.
Hierbei sind bei der vierten Abänderung
die jeweiligen Reflexionselemente 54s um einen halben Unterteilungsabstand
in Umfangsrichtung auf Grundlage des radialen Unterteilungsabstands
versetzt angeordnet. Bei der fünften
Abänderung
sind die Reflexionselemente 64s um einen Unterteilungsabstand
in Radialrichtung auf Grundlage des Unterteilungsabstands in Umfangsrichtung
versetzt.
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Die
Reflexionselemente 54s, 64s weisen jeweils eine
konvex gekrümmte
Oberfläche
mit einer vorbestimmten, radialen Krümmung und einer radialen Krümmung in
Umfangsrichtung in Bezug auf die optische Achse Ax auf. In dieser
Hinsicht entsprechen die Abänderungen
der Ausführungsform.
In Bezug auf die Ausbildung der lichtdurchlässigen Teile 54, 64 sind
die lichtdurchlässigen
Teile ebenso ausgebildet wie bei der Ausführungsform, mit Ausnahme der
Reflexionselemente 54s, 64s.
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Wenn
die lichtdurchlässigen
Teile 54, 64 von der Vorderseite betrachtet werden,
während
die LED-Lichtquelle 12 leuchtet, leuchten im wesentlichen
die Zentren der jeweiligen Reflexionselemente 54s, 64s,
welche die hintere Oberfläche 54B bzw. 64B bilden,
als blendend helle Abschnitte B1, B2. Die Reflexionselemente 54s, 64s sind
anders angeordnet als bei der Ausführungsform. Die Abänderungen können daher
ein Erscheinungsbild zur Verfügung stellen,
das sich vom Erscheinungsbild der Ausführungsform unterscheidet.
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Bei
der Ausführungsform
und den Abänderungen
wurde ein Fall beschrieben, in welchem die Fahrzeugleuchte 10 eine
Rückleuchte
ist. Auch in solchen Fällen,
in denen die Fahrzeugleuchte keine Rückleuchte ist (beispielsweise
eine Bremsleuchte, eine Rück/Bremsleuchte,
eine Begrenzungsleuchte, oder eine Blinkerleuchte), kann eine entsprechende Konfiguration
zu jener eingesetzt werden, die im Zusammenhang mit der Ausführungsform
und den Abänderungen
beschrieben wurde, wodurch gleiche Auswirkungen wie bei der Ausführungsform
und den Abänderungen
erzielt werden können.