DE112014005269B4

DE112014005269B4 - Vorderlichtmodul und Vorderlichtvorrichtung

Info

Publication number: DE112014005269B4
Application number: DE112014005269.8T
Authority: DE
Inventors: Masashige Suwa; Ritsuya Oshima; Kuniko Kojima; Muneharu Kuwata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2014-11-14
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2034-11-15
Also published as: CN107940388A; US10458611B2; CN105745488B; US20180187850A1; WO2015076203A1; US10267472B2; US20190203895A1; JP6188879B2; CN107940388B; CN105745488A; US20160290583A1; JP5968557B2; US9945528B2; JP2016174008A; JPWO2015076203A1; DE112014005269T5

Abstract

Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150), das eine erste Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) ausbildet und die erste Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) als eine zweite Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) projiziert, das Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) aufweisend:
eine Lichtquelle (1) zum Emittieren von Licht;
ein Kondensorelement (2) zum Konzentrieren von durch die Lichtquelle (1) emittiertem Licht;
ein Lichtleiterelement (3, 30, 35), das eine Einfallsfläche (31) zum Empfangen von durch das Kondensorelement (2) emittiertem Licht und eine reflektierende Oberfläche (33) zum Reflektieren des empfangenen Lichts hat; und
ein optisches Projektionselement (4) zum Projizieren von durch die reflektierende Oberfläche (33) reflektiertem Licht,
wobei die Einfallsfläche (31) positive Refraktionskraft oder negative Refraktionskraft hat,
wobei eine Kondensorfunktion des Kondensorelementes (2) und die Einfallsfläche (31) eine Form der ersten Lichtverteilungsstruktur (100, 110, 120, 130, 140, 150) formen,
wobei Licht, das durch die Einfallsfläche (31) eintritt und an der reflektierenden Oberfläche (33) reflektiert wird, und Licht, das durch die Einfallsfläche (31) eintritt und nicht an der reflektierenden Oberfläche (33) reflektiert wird, auf einer Ebene überlagert wird, die durch einen Fokuspunkt des optischen Projektionselementes (4) verläuft und senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Projektionselementes (4) ist, um hierdurch eine Region hoher Lichtstärke auf der Ebene zu bilden,
wobei die Region hoher Lichtstärke in einer Region der ersten Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) gebildet wird, und
wobei das optische Projektionselement (4) die erste Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106), die auf der Ebene geformt wurde, als die zweite Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) projiziert,
wobei die reflektierende Oberfläche (33) eine Vorderseite zum Reflektieren des empfangenen Lichts und eine Rückseite, die der Vorderseite gegenüberliegend angeordnet ist, aufweist, wobei die Vorderseite in eine positive Richtung entlang einer Normalenrichtung der reflektierenden Oberfläche (33) weist und die Rückseite in eine negative Richtung weist, die der positiven Richtung gegenüberliegt,
wobei das Kondensorelement (2) einen ersten Endabschnitt (232a) in der positiven Richtung und einen zweiten Endabschnitt (232b) in der negativen Richtung aufweist, und
wobei in einem Lichtstrahl, der in das Lichtleiterelement (3, 30, 35) vom Kondensorelement (2) kommend eintritt, in der Normalenrichtung zur reflektierenden Oberfläche (33) eine Fokuslänge des Kondensorelementes (2) bezüglich eines ersten Lichtstrahls, der von einer an dem ersten Endabschnitt (232a) befindlichen Oberfläche emittiert wird, länger ist als eine Fokuslänge des Kondensorelementes (2) bezüglich eines zweiten Lichtstrahls, der von einer an dem zweiten Endabschnitt (232b) befindlichen Oberfläche emittiert wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Vorderlichtmodul und eine Vorderlichtvorrichtung zum Bestrahlen eines Bereichs vor einem Fahrzeug oder dergleichen.
Technischer Hintergrund
Vorderlichtvorrichtungen für Fahrzeuge müssen eine vorherbestimmte Lichtverteilungsstruktur haben, die durch Straßenverkehrsregeln oder dergleichen bestimmt wird. „Lichtverteilung“ bezieht sich auf eine Lichtstärkeverteilung von einer Lichtquelle in Bezug auf den Raum. Das heißt, es bezieht sich auf eine räumliche Verteilung von Licht, das von einer Lichtquelle emittiert wird. Außerdem zeigt „Lichtstärke“ den Grad der Intensität von durch einen Leuchtkörper emittiertem Licht an und wird durch Teilen des Lichtstroms, der durch einen kleinen Raumwinkel in einer gegebenen Richtung hindurch läuft, durch den Raumwinkel erhalten.
Als eine der Straßenverkehrsregeln hat zum Beispiel eine vorherbestimmte Lichtverteilungsstruktur für ein Automobil-Abblendlicht eine horizontale lange Form, die in Auf-Ab-Richtung schmal ist. Um zu verhindern, dass ein entgegenkommendes Fahrzeug geblendet wird, ist es erforderlich, dass eine Grenze (Grenzlinie) von Licht auf der oberen Seite der Lichtverteilungsstruktur scharf ist. Das heißt, eine scharfe Grenzlinie mit einem dunklen Bereich oberhalb der Grenzlinie (außerhalb der Lichtverteilungsstruktur) und ein heller Bereich unterhalb der Grenzlinie (innerhalb der Lichtverteilungsstruktur) ist erforderlich.
„Grenzlinie“ bezieht sich hier auf eine hell/dunkel Grenzlinie, die gebildet wird, wenn eine Wand oder eine Abschirmung mit Licht von einem Vorderlicht bestrahlt wird, und eine Grenzlinie auf der oberen Seite der Lichtverteilungsstruktur. Das heißt, es bezieht sich auf eine hell/dunkel Grenzlinie auf der oberen Seite der Lichtverteilungsstruktur. Es bezieht sich auf eine Grenzlinie auf der oberen Seite der Lichtverteilungsstruktur und zwischen einem hellen Bereich (innerhalb der Lichtverteilungsstruktur) und einem dunklen Bereich (außerhalb der Lichtverteilungsstruktur). Grenzlinie ist ein Begriff, der verwendet wird, wenn eine Bestrahlungsrichtung von einem Vorderlicht zur gegenseitigen Vorbeifahrt angepasst wird. Auf das Vorderlicht zur gegenseitigen Vorbeifahrt wird auch als Abblendlicht Bezug genommen.
Die Beleuchtungsstärke ist erforderlicherweise am höchsten in einem Bereich auf der unteren Seite der Grenzlinie (innerhalb der Lichtverteilungsstruktur). Auf den Bereich der höchsten Beleuchtungsstärke wird als „Bereich hoher Beleuchtungsstärke“ Bezug genommen. „Bereich auf der unteren Seite der Grenzlinie“ bezieht sich auf einen oberen Teil der Lichtverteilungsstruktur, und entspricht einem Teil zum Bestrahlen eines entfernten Bereichs, in einer Vorderlichtvorrichtung. Um eine solche scharfe Grenzlinie zu erreichen dürfen keine große chromatische Aberration, keine Unschärfe oder dergleichen in der Grenzlinie auftreten. „Unschärfe tritt auf der Grenzlinie auf“ zeigt an, dass die Grenzlinie undeutlich ist.
Außerdem muss als anderes Beispiel der Straßenverkehrsregeln zur Identifikation von Fußgängern und Schildern eine „Anstiegslinie“ zusammen mit der Bestrahlung auf einer Fußwegsseite ansteigen. Das ist zur visuellen Erkennung von Leuten, Schildern oder dergleichen auf der Fußwegsseite ohne entgegenkommende Fahrzeuge zu blenden. „Anstiegslinie zusammen mit der Bestrahlung steigt an“ bezieht sich hier auf die Form der Lichtverteilungsstruktur von einem Abblendlicht, dass horizontal auf einer Seite eines entgegenkommenden Fahrzeugs ist, und schräg von der Seite eines entgegenkommenden Fahrzeugs zur Fußwegseite hin ansteigt.
Das „Abblendlicht“ ist ein Abwärts-Strahlenbündel und wird bei der Vorbeifahrt eines entgegenkommenden Fahrzeugs oder dergleichen verwendet. Typischerweise beleuchtet das Abblendlicht einen Bereich von ungefähr 40 m voraus. Außerdem bezieht sich „Auf-Ab-Richtung“ auf eine Richtung senkrecht zur Bodenoberfläche (Straßenoberfläche). Eine Fahrzeug-Vorderlichtvorrichtung muss diese komplizierte Lichtverteilungsstruktur bereitstellen.
Um eine solche komplizierte Lichtverteilungsstruktur bereitzustellen, wird eine Konfiguration, die ein Lichtsperrblech oder dergleichen verwendet gemeinhin genutzt. In dieser Konfiguration blockiert das Lichtsperrblech oder dergleichen Licht, wodurch die Nutzungseffizienz des Lichts verringert wird. Hiernach wird auf Nutzungseffizienz des Lichts als „Lichtnutzungseffizienz“ Bezug genommen.
Patentliteratur 1 offenbart eine Technik, die eine Grenzlinie durch Nutzung eines Lichtsperrblechs ausbildet. Patentliteratur 2 befasst sich mit einem System für einen Scheinwerfer, bei dem an einem total reflektierendem Optikelement Licht einer Lichtquelle reflektiert wird.
Patentliteratur

Patentliteratur 1: JP 2009 - 199 938 A
Patentliteratur 2: DE 10 2007 052 696 A1

Zusammenfassung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Da jedoch die Konfiguration von Patentliteratur 1 die Grenzlinie unter Verwendung des Lichtsperrblechs ausbildet, ist die Lichtnutzungseffizienz gering. Insbesondere wird ein Teil des von der Lichtquelle emittierten Lichts durch das Lichtsperrblech blockiert und nicht als Projektionslicht verwendet.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die Probleme des Stands der Technik gemacht, und soll eine Vorderlichtvorrichtung bereitstellen, die eine Verringerung der Lichtnutzungseffizienz verringert.
Mittel zum Lösen der Probleme
Ein Vorderlichtmodul enthält: eine Lichtquelle zum Emittieren von emittiertem Licht; ein Kondensorelement zum Konzentrieren von durch die Lichtquelle Licht, ein Lichtleiterelement, das eine Einfallsfläche zum Empfangen von durch das Kondensorelement emittiertem Licht und eine reflektierende Oberfläche zum Reflektieren des Lichts aufweist; und ein optisches Projektionselement zum Projizieren von von der emittierenden Oberfläche emittiertem Licht, wobei die Einfallsfläche positive Refraktionskraft oder negative Refraktionskraft hat, wobei eine Kondensorfunktion des Kondensorelementes und die Einfallsfläche eine Form der ersten Lichtverteilungsstruktur formen. Licht, das durch die Einfallsfläche eintritt und an der reflektierenden Oberfläche reflektiert wird und Licht, das durch die Einfallsfläche eintritt und nicht an der reflektierenden Oberfläche reflektiert wird, wird auf einer Ebene überlagert, die durch einen Fokuspunkt des optischen Projektionselementes verläuft und senkrecht ist zu einer optischen Achse des optischen Projektionselementes, um hierdurch eine Region hoher Lichtstärke auf der Ebene zu bilden, wobei die Region hoher Lichtstärke in einer Region der ersten Lichtverteilungsstruktur gebildet wird, und wobei das optische Projektionselement die erste Lichtverteilungsstruktur, die auf der Ebene geformt wurde, als die zweite Lichtverteilungsstruktur projiziert, wobei die reflektierende Oberfläche eine Vorderseite zum Reflektieren des empfangenen Lichts und eine Rückseite, die der Vorderseite gegenüberliegend angeordnet ist, aufweist. Die Vorderseite weist in eine positive Richtung entlang einer Normalenrichtung der reflektierenden Oberfläche und die Rückseite in eine negative Richtung, die der positiven Richtung gegenüberliegt. Das Kondensorelement weist einen ersten Endabschnitt in der positiven Richtung und einen zweiten Endabschnitt in der negativen Richtung auf, und in einem Lichtstrahl, der in das Lichtleiterelement vom Kondensorelement kommend eintritt, ist in der Normalenrichtung zur reflektierenden Oberfläche eine Fokuslänge des Kondensorelementes bezüglich eines ersten Lichtstrahls, der von einer an dem ersten Endabschnitt befindlichen Oberfläche emittiert wird, länger als eine Fokuslänge des Kondensorelementes bezüglich eines zweiten Lichtstrahls, der von einer an dem zweiten Endabschnitt befindlichen Oberfläche emittiert wird.
Technischer Effekt
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich ein Vorderlichtmodul oder eine Vorderlichtvorrichtung bereitzustellen, die die Verringerung der Lichtnutzungseffizienz verringern.
Figurenliste

1 (A) und 1 (B) sind Konfigurationsdiagramme, die eine Konfiguration von einem Vorderlichtmodul 100 gemäß einer ersten Ausführungsform veranschaulichen.
2 ist eine perspektivische Ansicht von einer Lichtleiterkomponente 3 des Vorderlichtmoduls 100 gemäß einer ersten Ausführungsform.
3 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern einer Lichtverdichtungsposition PH des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist ein erläuterndes Diagramm zum Erläutern einer Lichtverdichtungsposition PH des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform.
5 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
6 ist ein Diagramm, das in Umrissdarstellung die Beleuchtungsstärkeverteilung des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
7 ist ein Diagramm, das in Umrissdarstellung eine Beleuchtungsstärkenverteilung des Vorderlichtmoduls gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
8 ist eine perspektivische Darstellung von einer Lichtleiterkomponente 30 des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform.
9 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel einer Form einer emittierenden Oberfläche 32 der Lichtleiterkomponente 3 des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
10 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration des Vorderlichtmoduls 100 gemäß einem ersten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
11 ist ein Diagramm, das Formen von Kondensorlinsen 2 des Vorderlichtmoduls 100 gemäß einem zweiten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
12 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration des Vorderlichtmoduls 100 gemäß des zweiten Abwandlungsbeispiels der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
13 ist ein Diagramm, das Formen von Lichtleiterkomponenten 3 und 35 des Vorderlichtmoduls 100 gemäß einem dritten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
14 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Vorderlichtmoduls 110 gemäß einem vierten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform veranschaulicht.
15 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Vorderlichtmoduls 120 gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
16 ist ein schematisches Diagramm, das eine Lichtverteilungsstruktur 103 eines Motorrads veranschaulicht.
17 ist ein erläuterndes Diagramm, das einen Neigungswinkel d eines Fahrzeugaufbaus veranschaulicht.
18 ist ein schematisches Diagramm, das eine durch das Vorderlichtmodul 120 korrigierte Lichtverteilungsstruktur gemäß einer zweiten Ausführungsform veranschaulicht.
19 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Vorderlichtmoduls 130 gemäß einer dritten Ausführungsform veranschaulicht.
20 ist ein Diagramm, das einen bestrahlten Bereich veranschaulicht, wenn ein Fahrzeug mit einem Vorderlichtmodul 120 gemäß der dritten Ausführungsform eine enge Kurve fährt.
21 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration von einem Vorderlichtmodul 140 gemäß der dritten Ausführungsform veranschaulicht.
22 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration von einem Vorderlichtmodul 130 gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht.
23 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration von einer Vorderlichtvorrichtung 250 mit Vorderlichtmodulen gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Ausführungformen

In letzter Zeit ist es unter dem Gesichtspunkt einer Verringerung von Umweltbelastungen, wie zum Beispiel der Verringerung von Kohlendioxid-Emissionen und Brennstoff-Verbrauch, erwünscht beispielsweise die Energieeffizienz von Fahrzeugen zu verbessern. Dementsprechend sind in Fahrzeug-Vorderlichtvorrichtungen, Verkleinerung, Gewichtsverringerung und Verbesserung der Energieeffizienz erforderlich. Es ist also erwünscht als Lichtquelle von einer Fahrzeug-Vorderlichtvorrichtung eine Halbleiter-Lichtquelle zu verwenden, die eine hohe Lichteffizienz im Vergleich mit herkömmlichen Halogenlampen (Lampen-Lichtquellen) hat.
„Halbleiter-Lichtquellen“ bezieht sich beispielsweise auf eine Leuchtdiode (LED), Laserdiode (LD) oder dergleichen. „Fahrzeug-Vorderlichtvorrichtung“ bezieht sich auf eine Beleuchtungsvorrichtung, die an einem Transportgerät oder dergleichen angebracht ist und zur Verbesserung der Sichtbarkeit für eine Bedienperson und Sichtbarkeit nach außen verwendet wird. Auf eine Fahrzeug-Vorderlichtvorrichtung wird also als eine Vorderlampe oder Vorderlicht Bezug genommen.
Eine herkömmliche Lampen-Lichtquelle (Glühbirnen-Lichtquelle) ist eine Lichtquelle, die eine geringere Richtcharakteristik als eine Halbleiterlichtquelle aufweist. Deshalb verwendet eine Lampen-Lichtquelle einen reflektierenden Spiegel (Reflektor), um dem emittierten Licht eine Richtung zu geben. Auf der anderen Seite hat eine Halbleiter-Lichtquelle wenigstens eine Licht emittierende Oberfläche und emittiert Licht an der Licht emittierenden Oberflächenseite. Auf diese Weise ist eine Halbleiter-Lichtquelle in Lichtemissions-Eigenschaften verschieden von einer Lampen-Lichtquelle, und erfordert deshalb ein geeignetes optisches System für die Halbleiter-Lichtquelle anstatt eines herkömmlichen optischen Systems, das einen reflektierenden Spiegel verwendet.
Von den oben beschriebenen Eigenschaften von beispielsweise einer Halbleiter-Lichtquelle, kann eine später beschriebene Lichtquelle der vorliegenden Erfindung eine organische Elektrolumineszenz (organische EL) Lichtquelle enthalten, die eine Art von Festkörper-Lichtquelle ist. Eine später beschriebene Festkörper-Lichtquelle kann beispielsweise auch eine Lichtquelle enthalten, die Phosphor bestrahlt, das in einer Ebene mit Anregungslicht angewandt wird, um das Phosphor zum Emittieren von Licht zu veranlassen.
Unter Ausschluss von Glühbirnen-Lichtquellen wird auf Lichtquellen die Richtcharakteristik haben als „Festkörper-Lichtquellen“ Bezug genommen. „Richtcharakteristik“ bezieht sich auf eine Eigenschaft, dass die Intensität von in den Raum emittiertem Licht oder dergleichen in Abhängigkeit von der Richtung variiert. „Richtcharakteristik haben“ deutet hier an, dass Licht wie oben beschrieben zur Licht emittierenden Oberflächenseite hin läuft, und nicht zur der Licht emittierenden Oberflächenseite gegenüberliegenden Seite läuft. Das heißt, es deutet an, dass der Divergenzwinkel von von der Lichtquelle emittiertem Licht 180° oder weniger ist. Deshalb ist ein reflektierender Spiegel, wie zum Beispiel ein Reflektor, nicht unbedingt nötig.
Die oben beschriebene Patentliteratur 1 offenbart eine Technik in der eine Halbleiter-Lichtquelle an einer ersten Fokuslage von einem Reflektor mit einem Rotationsellipsoid angeordnet ist, von der Halbleiter-Lichtquelle emittiertes Licht an einer zweiten Fokuslage verdichtet wird, und paralleles Licht von einer Projektionslinse emittiert wird. Patentliteratur 1 offenbart auch eine Technik für Vorderlichter, die Halbleiter-Lichtquellen verwenden. Das heißt, Patentliteratur 1 offenbart eine Technik, die eine Halbleiter-Lichtquelle verwendet, und unter Verwendung eines Reflektors Richtcharakteristik gibt.
Außerdem wird, um eine komplizierte Lichtverteilungsstruktur, wie zum Beispiel eine wie oben beschriebene scharfe Grenzlinie oder Anstiegslinie, zu erreichen, gemeinüblich eine Konfiguration verwendet, die einen polyedrischen Reflektor, ein Lichtsperrblech oder dergleichen verwendet. Dies vergrößert und kompliziert das optische System. Die Konfiguration von Patentliteratur verwendet auch einen Reflektor, und hat deshalb ein großes optisches System.
Außerdem verringert im Allgemeinen das Verkleinern von einem optischen System die Lichtnutzungseffizienz. Deshalb ist es notwendig, eine kleines optisches System zu erreichen, das eine hohe Lichtnutzungseffizienz hat. Außerdem verringert wie oben beschrieben der Gebrauch eines Lichtsperrblechs die Lichtnutzungseffizienz. „Lichtnutzungseffizienz“ bezieht sich auf die Nutzungseffizienz von Licht.
Unten beschriebene Ausführungsformen verwenden eine Festkörper-Lichtquelle und geben Richtcharakteristik ohne Verwendung eines Reflektors. Deshalb können die unten beschriebenen Ausführungsformen eine kleine Vorderlichtvorrichtung bereitstellen, die eine Festkörper-Lichtquelle verwendet und die Verringerung der Lichtnutzungseffizienz verringert.
Beispiele der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unten mit Bezug zu den Zeichnungen unter Verwendung von Fahrzeug-Vorderlichtern als Beispiele beschrieben. In der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen werden zur Vereinfachung der Erläuterung xyz-Koordinaten verwendet. Es wird angenommen, dass eine Links-Rechts-Richtung eines Fahrzeugs die x-Achsen-Richtung ist; die Rechts-Richtung in Bezug auf die Vorwärts-Richtung des Fahrzeugs ist die +x-Achsen-Richtung; die Links-Richtung in Bezug auf die Vorwärts-Richtung des Fahrzeugs ist die -x-Achsen-Richtung. „Vorwärts-Richtung“ bezieht sich hier auf eine Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Das heißt, „Vorwärts-Richtung“ bezieht sich auf eine Richtung, in der das Vorderlicht Licht abstrahlt. Es wird angenommen, dass eine Auf-Ab-Richtung des Fahrzeugs die y-Achsen-Richtung ist; die Aufwärts-Richtung ist die +y-Achsen-Richtung; die Abwärts-Richtung ist die -y-Achsen-Richtung. Die „Aufwärts-Richtung“ ist eine Richtung in Richtung des Himmels; die „Abwärts-Richtung“ ist eine Richtung in Richtung des Bodens (Straßenoberfläche oder dergleichen). Es wird angenommen, dass die Fahrtrichtung des Fahrzeugs die z-Achsen-Richtung ist; die Fahrtrichtung ist die +z-Achsen-Richtung; die entgegengesetzte Richtung ist die -z-Achsen-Richtung. Auf die +z-Achsen-Richtung wird als „Vorwärts-Richtung“ Bezug genommen; auf die -z-Achsen-Richtung wird als „Rückwärts-Richtung“ Bezug genommen. Das heißt, die +z-Achsen-Richtung ist die Richtung in der das Vorderlicht Licht abstrahlt.
Wie oben beschrieben ist in den folgenden Ausführungsformen eine z-x-Ebene eine Ebene, die parallel zur Straßenoberfläche ist. Das ist so, weil die Straßenoberfläche gewöhnlich als „horizontale Ebene“ angesehen wird. Deshalb wird eine z-x-Ebene als eine „horizontale Ebene“ angesehen. „Horizontale Ebene“ bezieht sich auf eine Ebene senkrecht zu der Richtung der Schwerkraft. Die Straßenoberfläche kann jedoch geneigt sein in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Insbesondere ist es ein bergauf, ein bergab oder dergleichen. In diesen Fällen wird die „horizontale Ebene“ als eine Ebene parallel zur Straßenoberfläche angesehen. Das heißt, die „horizontale Ebene“ ist nicht eine Ebene senkrecht zur Richtung der Schwerkraft.
Auf der anderen Seite ist eine typische Straßenoberfläche selten in Links-Rechts-Richtung in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs geneigt. „Links-Rechts-Richtung“ bezieht sich auf eine Breiten-Richtung von einer Straße. In diesen Fällen wird die „horizontale Ebene“ als eine Ebene senkrecht zur Richtung der Schwerkraft angesehen. Selbst wenn beispielsweise eine Straßenoberfläche in Links-Rechts-Richtung geneigt ist, und das Fahrzeug aufrecht in Bezug auf die Links-Rechts-Richtung der Straßenoberfläche ist, wird dies als äquivalent zu einem Zustand angesehen, in dem das Fahrzeug in Bezug auf die „horizontale Ebene“ in der Links-Rechts-Richtung geneigt ist.
Um die Erläuterung zu vereinfachen, wird die folgende Beschreibung unter der Annahme gemacht, dass die „horizontale Ebene“ eine Ebene senkrecht zur Richtung der Schwerkraft ist. Das heißt, die Beschreibung wird unter der Annahme gemacht, dass eine z-x-Ebene eine Ebene ist, die senkrecht zur Richtung der Schwerkraft ist.
Außerdem werden die in den folgenden Ausführungsformen beschriebenen Lichtquellen als Lichtquellen veranschaulicht, die Richtcharakteristik aufweisen. Typische Beispiele enthalten Halbleiter-Lichtquellen, wie zum Beispiel Leuchtdioden (LEDs) oder Laserdioden (LDs). Die Lichtquellen enthalten auch organische Elektrolumineszenz-Lichtquellen, Lichtquellen die Phosphor bestrahlen, das auf einer Ebene mit Anregungslicht angewandt wird, um das Phosphor zu veranlassen Licht zu emittieren, oder dergleichen. Auf Lichtquellen, die Richtcharakteristik aufweisen, und keine Glühbirnen-Lichtquellen sind, wird als „Festkörper-Lichtquellen“ Bezug genommen.
Die in den Ausführungsformen beschriebenen Lichtquellen enthalten keine Glühbirnen-Lichtquellen, wie zum Beispiel Glühlampen, Halogen-Lampen, Fluoreszenz-Lampen, die keine Richtcharakteristik haben und Reflektoren oder dergleichen benötigen. Das ist so, weil die Verwendung von einer Glühbirnen-Lichtquelle es, wie oben beschrieben, schwierig macht, die Anforderung zur Verbesserung der Energieeffizienz oder die Anforderung zur Verkleinerung der Vorrichtung zu erfüllen. In Bezug auf die Anforderung zur Verbesserung der Lichtnutzungseffizienz, ohne ein Lichtsperrblech zu verwenden, können die Lichtquellen jedoch Glühbirnen-Lichtquellen, wie zum Beispiel Glühlampen, Halogen-Lampen, oder Fluoreszenz-Lampen sein.
Die vorliegenden Erfindung ist auf ein Abblendlicht anwendbar, ein Fernlicht, oder dergleichen von einer Fahrzeug-Vorderlichtvorrichtung. Die vorliegende Erfindung ist auch auf Vorderlichter für andere Fahrzeuge anwendbar, wie zum Beispiel Dreirad- oder Vierrad-Fahrzeuge.
In der folgenden Beschreibung wird jedoch ein Fall, wo eine Lichtverteilungsstruktur von einem Abblendlicht eines Motorrad-Vorderlichts ausgebildet wird, als ein Beispiel beschrieben. Die Lichtverteilungsstruktur des Abblendlichts des Motorrad-Vorderlichts hat eine Grenzlinie, die eine gerade Linie parallel zu der Links-Rechts-Richtung (x-Achsen-Richtung) des Fahrzeugs ist. Außerdem ist es am hellsten in einem Bereich an der unteren Seite der Grenzlinie (innerhalb der Lichtverteilungsstruktur).
„Lichtverteilungsstruktur“ bezieht sich auf eine Form von einem Lichtstrahlenbündel und einer Intensitätsverteilung von Licht bedingt durch die Richtung von von der Lichtquelle emittiertem Licht. „Lichtverteilungsstruktur“ wird auch verwendet werden, um eine Beleuchtungsstärkenstruktur auf einer unten beschriebenen bestrahlten Oberfläche 9 zu bedeuten. „Lichtverteilung“ bezieht sich außerdem auf eine Verteilung einer Intensität von von einer Lichtquelle emittiertem Licht in Bezug auf die Richtung des Lichts. „Lichtverteilung“ wird auch verwendet, um eine Beleuchtungsstärkenverteilung auf der unten beschriebenen bestrahlten Oberfläche 9 zu bedeuten.
Außerdem ist das Vierrad-Fahrzeug zum Beispiel ein normales Vierrad-Automobil oder dergleichen. Außerdem ist das Dreirad-Fahrzeug zum Beispiel ein Gyro genanntes Motor-Dreirad. „Gyro genanntes Motor-Dreirad“ bezieht sich auf einen Scooter mit drei Rädern, der ein Vorderrad und zwei Hinterräder um eine Achse enthält. In Japan entspricht es einem Motorrad. Es hat eine Rotationsachse nahe dem Mittelpunkt des Fahrzeugaufbaus, und erlaubt es, dem größten Teil des Fahrzeugaufbaus einschließlich dem Vorderrad und einem Fahrersitz in der Links-Rechts-Richtung geneigt zu sein. Dieser Mechanismus erlaubt es dem Schwerpunkt, sich beim Drehen nach innen zu bewegen, ähnlich einem Motorrad.
Erste Ausführungsform
1 (A) und 1 (B) sind Konfigurationsdiagramme, die eine Konfiguration von Vorderlichtmodulen 100 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel veranschaulichen. 1 (A) ist ein Diagramm wie von rechts (+x-Achsen-Richtung) in Bezug auf die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs gesehen. 1 (B) ist ein Diagramm wie von oben (+y-Achsen-Richtung) gesehen.
Wie in 1 veranschaulicht, enthält das Vorderlichtmodul 100 gemäß der ersten Ausführungsform eine Lichtquelle 1, eine Lichtleiterkomponente 3, und eine Projektionslinse 4. Das Vorderlichtmodul gemäß der ersten Ausführungsform kann eine Kondensorlinse 2 enthalten. In dem Vorderlichtmodul 100 kann das optische Kondensorelement 2 an der Lichtquelle 1 angebracht werden, um eine Einheit zu bilden.
<Lichtquelle 1>
Die Lichtquelle 1 hat eine Licht emittierende Oberfläche 11. Die Lichtquelle 1 emittiert von der Licht emittierenden Oberfläche 11 Licht zum Beleuchten eines Bereichs vor dem Fahrzeug. Die Lichtquelle 1 befindet sich auf der-z-Achsen-Seite der Kondensorlinse 2. Als Lichtquelle 1 können eine Leuchtdiode (LED), eine Laserdiode (LD), ein Elektrolumineszenzelement oder dergleichen verwendet werden. Die folgende Beschreibung nimmt jedoch an, dass die Lichtquelle 1 eine Leuchtdiode (LED) ist.
<Kondensorlinse 2>
Die Kondensorlinse 2 befindet sich auf der +z-Achsen-Seite der Lichtquelle 1. Die Kondensorlinse befindet sich auch auf der -z-Achsen-Seite der Lichtleiterkomponente 3.
Die Kondensorlinse ist eine Linse, die positive Kraft hat. Das heißt, die Kondensorlinse 2 ist ein optisches Element, das positive Kraft hat. Auf die Kraft wird auch als „Brechkraft“ Bezug genommen.
Die Kondensorlinse 2 ist ein Beispiel eines optischen Elements, das eine Verdichtungsfunktion hat. Das heißt, die Kondensorlinse 2 ist ein Beispiel eines optischen Kondensorelements, das eine Verdichtungsfunktion hat.
Die Kondensorlinse 2 enthält zum Beispiel Einfallsoberflächen 211 und 212, eine reflektierende Oberfläche 22 und emittierende Oberflächen 231 und 232.
In jeder der folgenden Ausführungsformen wird als ein Beispiel die Kondensorlinse 2 als ein optisches Kondensorelement beschrieben werden, das die folgenden Funktionen hat. Insbesondere verdichtet die Kondensorlinse 2, bedingt durch Brechung, von der Lichtquelle 1 in kleinen Austrittswinkel emittierte Lichtstrahlen. Die Kondensorlinse 2 verdichtet bedingt durch Reflexion auch von der Lichtquelle 1 in großem Austrittswinkel emittierte Lichtstrahlen.
Die Kondensorlinse 2 empfängt von der Lichtquelle 1 emittiertes Licht. Die Kondensorlinse 2 verdichtet Licht in beliebigen Positionen in der Vorwärts-Richtung (+z-Achsen-Richtung). Die Lichtverdichtungsposition der Kondensorlinse 2 wird mit Bezug zu 3 und 4 beschrieben werden.
In 1 wird die Kondensorlinse 2 durch eine einzelne optische Linse gebildet, kann aber mehrere optische Linsen verwenden. Die Verwendung von mehreren optischen Linsen kann jedoch die Herstellbarkeit verringern, bedingt durch Gründe wie beispielsweise das Gewährleisten der Genauigkeit der Positionierung von jeder optischen Linse. Das heißt, es macht die Herstellung schwierig.
Die Kondensorlinse 2 ist unmittelbar nach der Lichtquelle 1 angebracht. „Nach“ bezieht sich hier auf eine Seite, in Richtung welcher das von der Lichtquelle 1 emittierte Licht läuft. Die folgenden Ausführungsformen nehmen an, dass die Laufrichtung des Lichts die +z-Achsen-Richtung ist. Hier deutet „unmittelbar nach“ an, dass das von der Licht emittierenden Oberfläche 11 emittierte Licht direkt in die Kondensorlinse einfällt.
Eine Leuchtdiode emittiert Licht mit einer Lambert'schen Lichtverteilung. „Lambert'sche Lichtverteilung“ bezieht sich auf eine Lichtverteilung, in der die Leuchtstärke von einer Licht emittierenden Oberfläche konstant ist, unabhängig von der Richtung. Das heißt, der Divergenzwinkel der Lichtverteilung von einer Leuchtdiode ist breit. Deshalb ist es durch Verringerung des Abstands zwischen der Lichtquelle 1 und der Kondensorlinse 2 möglich, die Menge von in die Kondensorlinse 2 einfallendem Licht zu vergrößern.
Die Kondensorlinse 2 ist zum Beispiel aus durchsichtigem Harz, Glas oder Silikon hergestellt. Das Material der Kondensorlinse kann jedes Material sein, das durchsichtig ist, und kann durchsichtiges Harz oder dergleichen sein. Unter dem Gesichtspunk der Lichtnutzungseffizienz jedoch sind Materialien, die hohe Transparenz aufweisen, als Materialien der Kondensorlinse 2 geeignet. Außerdem hat das Material der Kondensorlinse 2, da die Kondensorlinse 2 unmittelbar nach der Lichtquelle 1 angebracht ist, vorzugsweise ausgezeichnete Hitzebeständigkeit.
Die Einfallsoberfläche 211 ist eine Einfallsoberfläche, die in einem mittleren Teil der Kondensorlinse ausgebildet ist. Insbesondere hat eine optische Achse der Kondensorlinse 2 einen Schnittpunkt auf der Einfallsoberfläche 211.
Die Einfallsoberfläche 211 hat eine konvexe Form, die positive Kraft aufweist. Die konvexe Form der Einfallsoberfläche 211 ist eine Form, die in die -z-Achsen-Richtung hervorsteht. Auf die Kraft wird auch als „Brechkraft“ Bezug genommen. Die Einfallsoberfläche 211 hat zum Beispiel eine rotationssymmetrische Form um die optische Achse der Kondensorlinse 2.
Die Einfallsoberfläche 212 hat zum Beispiel eine Form, die ein Teil der Oberflächenform eines Rotationskörpers ist, der durch Drehung einer Ellipse um ihr Haupt- oder Nebenachse erhalten wird. Auf einen durch Drehung einer Ellipse um ihre Haupt- oder Nebenachse erhaltenen Rotationskörper wird als „Spheroid“ Bezug genommen. Eine Rotationsachse des Spheroiden fällt mit der optischen Achse der Kondensorlinse 2 zusammen. Die Einfallsoberfläche 212 hat eine Oberflächenform, die durch Abschneiden beider Enden des Spheroiden in der Richtung der Drehachse erhalten wird. Deshalb hat die Einfallsoberfläche 212 eine röhrenförmige Form.
Ein Ende (Ende auf der +z-Achsen-Richtungsseite) der röhrenförmigen Form der Einfallsoberfläche 212 ist mit dem äußeren Umkreis der Einfallsoberfläche 211 verbunden. Die röhrenförmige Form der Einfallsoberfläche 212 ist an der-z-Achsen-Richtungsseite der Einfallsoberfläche 211 ausgebildet. Das heißt, die röhrenförmige Form 212 ist auf der Lichtquellenseite 1 der Einfallsoberfläche 211 ausgebildet.
Die reflektierende Oberfläche 22 hat eine röhrenförmige Form, deren Querschnittsform in einer x-y-Ebene zum Beispiel eine um die optische Achse der Kondensorlinse 2 zentrierte kreisrunde Form ist. In der röhrenförmigen Form der reflektierenden Oberfläche 22 ist der Durchmesser der kreisrunden Form in der x-y-Ebene am Ende an der -z-Achsen-Richtungsseite kleiner als der Durchmesser der kreisrunden Form in der x-y-Ebene am Ende an der +z-Achsen-Richtungsseite. Insbesondere vergrößert sich der Durchmesser der reflektierenden Oberfläche 22 in der +z-Achsen-Richtung. Die reflektierende Oberfläche 22 hat zum Beispiel die Form der Seitenoberfläche von einem kreisrunden Kegelstumpf. Die Form der reflektierenden Oberfläche 22 kann jedoch in einer Ebene, die die optische Achse der Kondensorlinse 2 enthält, eine gekrümmte Linienform sein. „Ebene, die die optische Achse enthält“ deutet an, dass die Linie der optischen Achse auf der Ebene gezeichnet werden kann.
Ein Ende (Ende auf der-z-Achsen-Richtungsseite) der röhrenförmigen Form der reflektierenden Oberfläche 22 ist mit dem anderen Ende (Ende auf der-z-Achsen-Richtungsseite) der röhrenförmigen Form der Einfallsoberfläche 212 verbunden. Insbesondere befindet sich die reflektierende Oberfläche 22 auf der äußeren Umkreisseite der Einfallsoberfläche 212.
Die emittierende Oberfläche 231 befindet sich auf der +z-Achsen-Richtungsseite der Einfallsoberfläche 211. Insbesondere hat die optische Achse der Kondensorlinse 2 einen Schnittpunkt auf der emittierenden Oberfläche 231.
Die emittierende Oberfläche 231 hat eine konvexe Form, die positive Kraft hat. Die konvexe Form der emittierenden Oberfläche 231 ist eine Form, die in der +z-Achsen-Richtung hervorsteht. Die emittierende Oberfläche 213 hat zum Beispiel eine um die optische Achse der Kondensorlinse 2 rotationssymmetrische Form.
Die emittierende Oberfläche 232 befindet sich an der äußeren Umkreisseite der emittierenden Oberfläche 231. Die emittierende Oberfläche 232 hat zum Beispiel eine zu einer x-y-Ebene parallele, ebene Form. Ein innerer Umkreis und ein äußerer Umkreis der emittierenden Oberfläche 232 haben eine kreisrunde Form.
Der innere Umkreis der emittierenden Oberfläche 232 ist mit einem äußeren Umkreis der emittierenden Oberfläche 231 verbunden. Der äußere Umkreis der emittierenden Oberfläche 232 ist mit dem anderen Ende (Ende an der +z-Achsen-Richtungsseite) der röhrenförmigen Form der reflektierenden Oberfläche 22 verbunden.
Von dem Licht, das von der Licht emittierenden Oberfläche 11 emittiert wird, fallen Lichtstrahlen, die kleine Austrittswinkel haben, auf die Einfallsoberfläche 211 ein. Die Lichtstrahlen, die kleine Austrittswinkel haben, haben zum Beispiel einen Divergenzwinkel von 60° oder weniger. Die Lichtstrahlen, die kleine Austrittswinkel haben, fallen auf die Einfallsoberfläche 211 ein, und werden von der emittierenden Oberfläche 231 emittiert. Die von der emittierenden Oberfläche 231 emittierten Lichtstrahlen mit kleinen Austrittswinkeln werden an einer beliebigen Position vor (+z-Achsen-Richtung) der Kondensorlinse 2 verdichtet. Wie oben beschrieben wird die Lichtverdichtungsposition später beschrieben werden.
Von dem von der Licht emittierenden Oberfläche 11 emittierten Licht fallen Lichtstrahlen, die große Austrittswinkel haben, auf die Einfallsoberfläche 212 ein. Die Lichtstrahlen, die große Austrittswinkel haben, haben zum Beispiel einen Divergenzwinkel größer als 60°. Die auf die Einfallsoberfläche 212 einfallenden Lichtstrahlen werden durch die reflektierende Oberfläche 22 reflektiert. Die durch die reflektierende Oberfläche 22 reflektierten Lichtstrahlen laufen in der +z-Achsen-Richtung. Die durch die reflektierende Oberfläche 22 reflektierten Lichtstrahlen werden von der emittierenden Oberfläche 232 emittiert. Die von der emittierenden Oberfläche 232 emittierten Lichtstrahlen mit großen Austrittswinkeln werden an einer beliebigen Position vor (+z-Achsen-Richtung) der Kondensorlinse 2 verdichtet. Wie oben beschrieben wird die Lichtverdichtungsposition später beschrieben werden.
In jeder der folgenden Ausführungsformen wird beispielsweise die Kondensorlinse 2 als ein optischen Element, das die folgenden Funktionen hat, beschrieben werden: die Kondensorlinse 2 verdichtet, bedingt durch Brechung, von der Lichtquelle 1 unter kleinen Austrittswinkeln emittierte Lichtstrahlen; die Kondensorlinse 2 verdichtet auch, bedingt durch Reflexion, von der Lichtquelle 1 unter großen Austrittswinkeln emittierte Lichtstrahlen.
Die Lichtverdichtungsposition der von der emittierenden Oberfläche 232 emittierten Lichtstrahlen und die Lichtverdichtungsposition der von der emittierenden Oberfläche 231 emittierten Lichtstrahlen müssen nicht übereinstimmen. Die Lichtverdichtungsposition des von der emittierenden Oberfläche 232 emittierten Lichts kann zum Beispiel näher an der Kondensorlinse 2 sein als die Lichtverdichtungsposition der von der emittierenden Oberfläche 231 emittierten Lichts.
Die Lichtverdichtungsposition des von der emittierenden Oberfläche 231 emittierten Lichts hat eine Form, die einer Struktur der Lichtquelle 1 ähnlich ist (Form der Licht emittierenden Oberfläche 11). Somit verursacht Projektion der Form der Licht emittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 Lichtverteilungs-Unebenheit. In einem solchen Fall wird es durch Differenzierung der Lichtverdichtungsposition des von der emittierenden Oberfläche 232 emittierten Lichts von der Lichtverdichtungsposition des von der emittierenden Oberfläche 231 emittierten Lichts wie oben beschrieben möglich, die durch das von der Licht emittierenden Oberfläche 231 emittierte Licht bedingte Lichtverteilungs-Unebenheit zu verringern.
Außerdem hat in der ersten Ausführungsform jede der Einfallsoberflächen 211 und 212, reflektierende Oberflächen 22 und emittierenden Oberflächen 231 und 232 der Kondensorlinse 2 eine um die optische Achse rotationssymmetrische Form. Die Formen sind jedoch auf rotationssymmetrische Formen beschränkt, solange sie von der Lichtquelle 1 emittiertes Licht verdichten können.
Insbesondere kann, falls die Form der Licht emittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 eine Rechteckform ist, zum Beispiel die Kondensorlinse 2 mittels eines Wechsels der Querschnittsform der reflektierenden Oberfläche 22 in einer x-y-Ebene zu einer elliptischen Form verkleinert werden.
Außerdem ist es zum Beispiel möglich, durch Wechseln der Querschnittsform der reflektierenden Oberfläche 22 in einer x-y-Ebene zu einer elliptischen Form, einen Lichtverdichtungsfleck an der Lichtverdichtungsposition in eine elliptische Form zu bringen. Das vereinfacht die Bildung von einer ausgedehnten Lichtverteilungsstruktur durch das Vorderlichtmodul 100.
Außerdem muss die Kondensorlinse 2 nur insgesamt positive Kraft haben. Jede der Einfallsoberflächen 211 und 212, reflektierenden Oberfläche 22 und emittierenden Oberflächen 231 und 232 kann jede Kraft haben.
Wie oben beschrieben kann, falls eine Glühbirnen-Lichtquelle als die Lichtquelle 1 verwendet wird, ein reflektierender Spiegel als das optische Kondensorelement verwendet werden.
<Lichtleiterkomponente 3>
Die Lichtleiterkomponente 3 befindet sich auf der +z-Achsen-Seite der Kondensorlinse 2. Die Lichtleiterkomponente 3 befindet sich auf der-z-Achsen-Seite der Projektionslinse 4.
Die Lichtleiterkomponente 3 empfängt von der Kondensorlinse 2 emittiertes Licht. Die Lichtleiterkomponente 3 emittiert das Licht in Vorwärtsrichtung (+z-Achsen-Richtung). Die Lichtleiterkomponente 3 hat eine Funktion als ein Lichtleiterelement, das durch eine Einfallsoberfläche 31 eintretendes Licht zu einer emittierenden Oberfläche 32 leitet. Das heißt, die Lichtleiterkomponente 3 ist ein Beispiel von einem Lichtleiterelement, das durch eine Einfallsoberfläche 31 eintretendes Licht zu der emittierenden Oberfläche 32 leitet.
Die Lichtleiterkomponente 3 ist zum Beispiel aus durchsichtigem Harz, Glas, Silikon oder dergleichen gemacht.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Lichtleiterkomponente 3. Die Lichtleiterkomponente 3 hat zum Beispiel, eine Säulenkörperform mit einer rechteckigen Grundfläche. „Säulenkörper“ bezieht sich auf eine röhrenförmige räumliche Gestalt, die zwei ebene Gestalten als Grundfläche hat. Auf Oberflächen des Säulenkörpers, die nicht die Grundflächen sind, wird als Seitenoberflächen Bezug genommen. Außerdem wird auf die Abstände zwischen den zwei Grundflächen des Säulenkörpers als eine Höhe Bezug genommen. Die Licht-Einfallsoberfläche 31 der Lichtleiterkomponente 3 entspricht einer der Grundflächen. Außerdem entspricht die Licht emittierende Oberfläche 32 der Lichtleiterkomponente 3 der anderen der Grundflächen.
In 2 ist die Einfallsoberfläche 31 eine Oberfläche, die sich an der -z-Achsen-Seite der Lichtleiterkomponente 3 befindet. Die Einfallsoberfläche 31 ist einer x-y-Ebene zugewandt. Die emittierende Oberfläche 32 ist eine Oberfläche, die sich auf der +z-Achsen-Seite der Lichtleiterkomponente 3 befindet. Die emittierende Oberfläche 32 ist einer x-y-Ebene zugewandt. Eine reflektierende Oberfläche 33 ist eine Oberfläche, die sich auf der -y-Achsen-Seite der Lichtleiterkomponente 3 befindet. Die reflektierende Oberfläche 33 ist einer z-y-Ebene zugewandt.
Grundflächen eines Säulenkörpers sind typischerweise Ebenen, aber die Einfallsoberfläche 31 der Lichtleiterkomponente 3 hat eine gekrümmte Oberflächenform. Insbesondere hat die Lichtleiterkomponente 3 eine Form, die durch Verbinden einer gekrümmten Oberflächenform mit einer Grundfläche von einem Säulenkörper erhalten wird.
In dieser ersten Ausführungsform wird zuerst ein Fall, bei dem die Form der Einfallsoberfläche 31 der Lichtleiterkomponente 3 eine konvexe Form ist, die positive Kraft hat, beschrieben werden.
Wenn die Lichtleiterkomponente 3 als der oben beschriebene Säulenkörper angesehen wird, entspricht die Einfallsoberfläche 31 der Grundfläche auf der -z-Achsen-Seite.
Die Form der Einfallsoberfläche 31 ist eine konvexe Form, die in der -z-Achsen-Richtung hervorsteht. Die Form der Einfallsoberfläche 31 wird zum Beispiel durch einen Teil einer sphärischen Oberfläche gebildet. In der ersten Ausführungsform ist ein Schnitt, der durch Schneiden der sphärischen Oberfläche durch eine Ebene, die durch den sphärischen Mittelpunkt geht, erhalten wird, bündig mit der reflektierenden Oberfläche 33. Der Mittelpunkt der sphärischen Form der Einfallsoberfläche 31 ist also in der gleichen Ebene wie die reflektierende Oberfläche 33.
Eine Ebene jedoch, die parallel ist zu dem Schnitt, der durch Schneiden der sphärischen Oberfläche durch eine Ebene, die durch den sphärischen Mittelpunkt geht, erhalten wird, kann bündig sein mit der reflektierenden Oberfläche 33.
In 2 hat die Einfallsoberfläche 31 einen sphärischen Teil und einen ebenen Teil. Der ebene Teil der Einfallsoberfläche 31 befindet sich im Umkreis des sphärischen Teils.
Wenn Licht auf den sphärischen Teil der Einfallsoberfläche 31 einfällt, ändert sich der Divergenzwinkel des Lichts. Durch Ändern des Divergenzwinkels des Lichts ist es möglich, die Form der Lichtverteilungsstruktur auszubilden. Das heißt, die Einfallsoberfläche 31 hat eine Funktion, die Form der Lichtverteilungsstruktur auszubilden. Das heißt, die Einfallsoberfläche 31 funktioniert als ein Lichtverteilungsstruktur-Form-Bildungsteil.
Außerdem kann die Kondensorlinse 2 beispielsweise durch Bereitstellen der Einfallsoberfläche 31 mit einer Lichtverdichtungsfunktion weggelassen werden. Das heißt, die Einfallsoberfläche funktioniert als ein Lichtverdichtungsteil.
Die Einfallsoberfläche 31 kann als ein Beispiel eines Lichtverteilungsstruktur-Form-Bildungsteils angesehen werden. Die Einfallsoberfläche 31 kann als ein Beispiel eines Lichtverdichtungsteils angesehen werden.
Wenn die Lichtleiterkomponente 3 als der oben beschriebene Säulenkörper angesehen wird, entspricht die emittierende Oberfläche 32 der Grundfläche auf der +z-Achsen-Seite.
In der ersten Ausführungsform wird die emittierende Oberfläche 32 durch eine Ebene angedeutet. Die Oberflächenform der emittierenden Oberfläche 32 ist nicht auf eine ebene Form beschränkt.
Die emittierende Oberfläche 32 befindet sich an einer später beschriebenen Position, die der bestrahlten Oberfläche 9 optisch konjugiert ist. Eine Form (Bild) des Lichts auf der emittierenden Oberfläche 32 wird also auf die bestrahlte Oberfläche 9 projiziert.
Wenn die Lichtleiterkomponente 3 eine röhrenförmige Form hat, und ihre innere Seite durch eine reflektierende Oberfläche gebildet wird, ist die emittierende Oberfläche 32 eine imaginäre Oberfläche.
Das Bild des Lichts auf der emittierenden Oberfläche 32 wird auf einem Teil der emittierenden Oberfläche 32 gebildet. Insbesondere kann eine Lichtverteilungsstruktur innerhalb der emittierenden Oberfläche in eine Form hinein gebildet werden, die für das Vorderlichtmodul 100 geeignet ist. Speziell, wenn wie später beschrieben, eine Lichtverteilungsstruktur unter Verwendung von mehreren Vorderlichtmodulen gebildet wird, werden Lichtverteilungsstrukturen gebildet, die den Rollen der jeweiligen Vorderlichtmodule entsprechen. Das maximale Bild von Licht auf der emittierenden Oberfläche 32 hat die Form der emittierenden Oberfläche 32.
Wenn die Lichtleiterkomponente 3 als der oben beschriebene Säulenkörper angesehen wird, entspricht die reflektierende Oberfläche 33 einer Seitenoberfläche auf der -y-Achsen-Seite.
Die reflektierende Oberfläche 33 reflektiert Licht, das die reflektierende Oberfläche 33 erreicht. Das heißt, die reflektierende Oberfläche 33 hat die Funktion Licht zu reflektieren. Das heißt, die reflektierende Oberfläche 33 funktioniert als ein Licht reflektierender Teil.
Die reflektierende Oberfläche 33 ist an einem Endabschnitt auf der -y-Achsen-Richtungsseite der einfallenden Oberfläche 31 angeordnet. In der ersten Ausführungsform ist ein Endabschnitt an der-z-Achsen-Richtungsseite der reflektierenden Oberfläche 33 mit einem Endabschnitt auf der -y-Achsen-Richtungsseite der einfallenden Oberfläche 31 verbunden.
Die reflektierende Oberfläche 33 ist eine Oberfläche, die der +y-Achsen-Richtung zugewandt ist. Insbesondere ist eine vordere Oberfläche der reflektierenden Oberfläche 33 eine Oberfläche, die der +y-Achsen-Richtung zugewandt ist. Eine hintere Oberfläche der reflektierenden Oberfläche 33 ist eine Oberfläche, die der-y-Achsen-Richtung zugewandt ist. Die vordere Oberfläche der reflektierenden Oberfläche 33 ist eine Oberfläche zum Reflektieren von Licht.
Die reflektierende Oberfläche 33 muss nicht eben sein. Das heißt die Oberflächenform der reflektierenden Oberfläche 33 ist nicht auf eine ebene Form beschränkt. Die reflektierende Oberfläche 33 kann eine gekrümmte Oberflächenform haben. In der ersten Ausführungsform ist die reflektierende Oberfläche 33 jedoch eine Ebene. Das heißt, in der ersten Ausführungsform hat die reflektierende Oberfläche 33 eine ebene Form.
Die reflektierende Oberfläche 33 kann eine Spiegeloberfläche sein, die durch Spiegel-Abscheidung erhalten wurde. Die reflektierende Oberfläche 33 funktioniert jedoch wünschenswerterweise als eine Totalreflexions-Oberfläche, ohne Spiegel-Abscheidung. Das ist so, weil eine Totalreflexions-Oberfläche eine höhere Reflektivität hat als eine Spiegeloberfläche, was zur Verbesserung der Lichtnutzungseffizienz beiträgt. Außerdem kann die Beseitigung des Schritts der Spiegel-Abscheidung die Herstellungsvorgang der Lichtleiterkomponente 3 vereinfachen, was zu einer Verringerung der Herstellungskosten der Lichtleiterkomponente 3 beiträgt. Insbesondere hat die in der ersten Ausführungsform veranschaulichte Konfiguration ein Merkmal, dass die Einfallswinkel der Lichtstrahlen auf der reflektierenden Oberfläche 33 flach sind, was es erlaubt, die reflektierende Oberfläche 33 als eine Totalreflexions-Oberfläche ohne Spiegel-Abscheidung zu nutzen. „Einfallswinkel sind flach“ deutet an, dass die Einfallswinkel groß sind.
Eine Kante 321 ist eine Kante auf der -y-Achsen-Seite der emittierenden Oberfläche 32. Die Kante 321 ist ein Endabschnitt auf der -y-Achsen-Seite der emittierenden Oberfläche 32.
Die Kante 321 ist eine Kante auf der +z-Achsen-Seite der reflektierenden Oberfläche 33. Die Kante 321 ist ein Endabschnitt auf der +z-Achsen Seite der reflektierenden Oberfläche 33.
Die Kante 321 ist eine Kammlinie, wo die emittierende Oberfläche 32 und die reflektierende Oberfläche 33 sich schneiden. Das heißt, die Kante 321 ist ein Teil (Kammlinienteil), der die emittierende Oberfläche 32 und die reflektierende Oberfläche 33 verbindet. „Kamm“ bezieht sich auf ein Liniensegment, wo zwei ebene Stirnflächen einer Polyeders sich schneiden. Obwohl sich das Liniensegment typischerweise auf eine gerade Linie bezieht, enthält es hier auch eine gekrümmte Linie, eine gebogene Linie oder dergleichen.
Die Kante 321 kann eine gerade Linienform haben, eine gekrümmte Linienform, eine gebogene Linienform oder dergleichen. „Gebogene Linie“ bezieht sich beispielsweise auf eine gebogene Linie, eine Kante 321, die die in 9 veranschaulichte und später beschriebene Form einer „ansteigenden Linie“ hat und dergleichen. In einem Beispiel der ersten Ausführungsform hat die Kante 321 eine gerade Linienform parallel zur x-Achse.
Außerdem ist zum Beispiel, wenn die Lichtleiterkomponente 3 hohl ist, und die emittierende Oberfläche 32 ein Öffnungsteil ist, die Kante 321 ein Endabschnitt der reflektierenden Oberfläche 33. Das heißt, die Kante 321 kann einen Grenzabschnitt zwischen zwei Oberflächen enthalten. Die Kante 321 kann auch einen Endabschnitt einer Oberfläche enthalten. Auf die oben beschriebene Kante 321 wird unten auch als Kantenabschnitt 321 Bezug genommen.
Die Kante 321 bildet die Form einer Grenzlinie 91 der Lichtverteilungsstruktur. Das ist so, weil die emittierende Oberfläche 32 sich an einer zur bestrahlten Oberfläche 9 optisch konjugierten Position befindet, und somit die Lichtverteilungsstruktur auf der bestrahlten Oberfläche 9 eine Form hat, die der Lichtverteilungsstruktur auf der emittierenden Oberfläche 32 ähnlich ist. „Optisch konjugiert“ bezieht sich auf eine Beziehung, in der von einem Punkt emittiertes Licht auf einen anderen Punkt abgebildet wird. Die Kante 321 der emittierenden Oberfläche 32 ist also vorzugsweise in der Form der Grenzlinie 91 gebildet.
Die bestrahlte Oberfläche 9 ist eine virtuelle Oberfläche, die an einer vorherbestimmten Position vor dem Fahrzeug definiert ist. Die bestrahlte Oberfläche 9 ist eine Oberfläche, die parallel zur x-y-Ebene ist. Die vorherbestimmte Position vor dem Fahrzeug ist eine Position, an der die Lichtstärke oder Beleuchtungsstärke der Vorderlichtvorrichtung gemessen wird, und wird in Straßenverkehrsregeln oder dergleichen bestimmt. In Europa zum Beispiel bestimmt die Wirtschaftskommission für Europa der Vereinten Nationen (UNECE) eine Position 25m von einer Lichtquelle entfernt als die Position, bei der die Lichtstärke einer Automobil-Vorderlichtvorrichtung gemessen wird. In Japan bestimmt das „Japanese Industrial Standards Committee“ (JIS) eine Position 10 m von einer Lichtquelle entfernt als die Position, bei der die Lichtstärke gemessen wird.
Außerdem bezieht sich „Grenzlinie“ auf eine hell/dunkel Grenzlinie, die sich auf der oberen Seite der Lichtverteilungsstruktur ausbildet, wenn eine Wand oder eine Abschirmung mit Licht von einem Vorderlicht bestrahlt wird. „Grenzlinie“ bezieht sich auf eine Grenzlinie zwischen einem hellen Bereich und einem dunklen Bereich auf der oberen Seite der Lichtverteilungsstruktur. Das heißt, die „Grenzlinie“ ist ein Teil einer Grenzlinie zwischen einem hellen Bereich und einem dunklen Bereich, der sich auf dem Umriss-Teil der Lichtverteilungsstruktur bildet. Das heißt, der Bereich oberhalb der Grenzlinie (außerhalb der Lichtverteilungsstruktur) ist dunkel, und der Bereich unterhalb der Grenzlinie (innerhalb der Lichtverteilungsstruktur) ist hell.
Grenzlinie ist ein Begriff, der bei der Anpassung der Abstrahlrichtung von einem Vorderlicht beim gegenseitigen Vorbeifahren verwendet wird. Auf das Vorderlicht zum gegenseitigen Vorbeifahren wird auch als Abblendlicht Bezug genommen. „Die Grenzlinie“ muss scharf sein. „Scharf“ deutet hier an, dass keine große chromatische Aberration, keine Unschärfe oder dergleichen in der Grenzlinie auftreten dürfen.
<Projektionslinse 4>
Die Projektionslinse 4 befindet sich auf der +z-Achsen-Seite der Lichtleiterkomponente 3.
Die Projektionslinse 4 ist eine Linse die positive Kraft hat. Ein Bild der auf der emittierenden Oberfläche 32 gebildeten Lichtverteilungsstruktur wird vergrößert und durch die Projektionslinse 4 auf die bestrahlte Oberfläche 9 vor dem Fahrzeug projiziert.
Die Projektionslinse 4 ist ein „optisches Projektionselement“ zum Vergrößern und Projizieren eines Bildes der auf der emittierenden Oberfläche 32 gebildeten Lichtverteilungsstruktur. In den Ausführungsformen wird das optische Projektionselement als ein Beispiel als die Projektionslinse 4 beschrieben werden.
Die Projektionslinse 4 kann aus einer einzelnen Linse bestehen. Die Projektionslinse 4 kann auch aus mehreren Linsen bestehen. Die Lichtnutzungseffizienz nimmt jedoch mit der Anzahl der Linsen ab. Deshalb besteht die Projektionslinse wünschenswerterweise aus einer oder zwei Linsen.
Die Projektionslinse 4 ist aus durchsichtigem Harz oder dergleichen gefertigt. Außerdem ist das Material der Projektionslinse 4 nicht auf durchsichtiges Harz beschränkt, und es muss nur ein lichtbrechendes Material sein, das Transparenz aufweist.
Außerdem ist die Projektionslinse 4 wünschenswerterweise so angeordnet, dass ihre optische Achse sich auf der unteren Seite (-y-Achsen-Seite) der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3 befindet.
Die optische Achse der Projektionslinse 4 ist eine Linie, die die Krümmungsmittelpunkte von beiden Oberflächen der Linse verbindet. Die optische Achse der Projektionslinse 4 ist eine Normale, die durch den Oberflächen-Scheitelpunkt der Projektionslinse 4 läuft. In dem Fall der 1 ist die optische Achse der Projektionslinse 4 eine Achse, die durch die Oberflächen-Scheitelpunkte der Projektionslinse 4 läuft und parallel zur z-Achse ist.
Wenn die Oberflächen-Scheitelpunkte der Projektionslinse 4 sich parallel zur x-Achsen-Richtung oder y-Achsen-Richtung in x-y-Ebenen bewegen, bewegt sich die optische Achse der Projektionslinse 4 ähnlicherweise auch parallel zur x-Achsen-Richtung oder y-Achsen-Richtung. Wenn sich außerdem die Projektionslinse 4 in Bezug auf die x-y-Ebene neigt, neigt sich auch die Normale der Oberflächen-Scheitelpunkte von der Projektionslinse 4 in Bezug auf die x-y-Ebene, und somit neigt sich auch die optische Achse der Projektionslinse 4 in Bezug auf die x-y-Ebene.
Die optische Achse der Lichtleiterkomponente 3 ist eine mittlere Achse der Lichtleiterkomponente 3.
In 1 stimmt beispielsweise die optische Achse der Lichtleiterkomponente 3 mit der optischen Achse der Lichtquelle 1 und der optischen Achse der Kondensorlinse 2 überein. Außerdem stimmt die optische Achse der Lichtquelle mit einer Normalen bei der Mittelpunktsposition der Licht emittierenden Oberfläche 11 überein.
Außerdem ist die Projektionslinse 4 so angeordnet, dass die Position der Kante 321 der emittierenden Oberfläche 32 der Lichtleiterkomponente 3 in der y-Achsen-Richtung mit der Position der optischen Achse der Projektionslinse in der y-Achsen-Richtung übereinstimmen. Insbesondere schneidet die Kante 321 in 1 die optische Achse der Projektionslinse 4. In 1 schneidet die Kante 321 die optische Achse der Projektionslinse 3 in einem rechten Winkel.
Wenn die Kante 321 nicht linear ist, ist die Ebene die durch eine Position (Punkt Q) läuft, bei der die Kante 321 die optische Achse der Projektionslinse 4 schneidet und parallel zu einer x-y-Ebne ist, in einer optische konjugierten Beziehung beispielsweise mit der bestrahlten Oberfläche 9. Die Kante 321 muss nicht notwendigerweise die optische Achse der Projektionslinse 4 schneiden
Eine solche Anordnung macht es möglich die Position der Grenzlinie 91 auf der bestrahlten Oberfläche 9 in der y-Achsen-Richtung in Übereinstimmung zu bringen mit der Position eines Mittelpunkts der Lichtquelle in der y-Achsen-Richtung, ohne das gesamte Vorderlichtmodul 100 zu neigen.
Wenn das Vorderlichtmodul 100 in Neigung an dem Fahrzeug angebracht ist, kann natürlich die Position, bei der die Projektionslinse 4 angeordnet ist, in Abhängigkeit von der Neigung geändert werden. Verglichen mit einer Anpassung des gesamten Vorderlichtmoduls 100 passt jedoch eine Anpassung der Position der Projektionslinse 4 eine kleine Komponente an, und kann leicht durchgeführt werden.
<Verhalten von Lichtstrahlen>
Wie in 1 dargestellt tritt das durch die Kondensorlinse 2 verdichtete Licht in die Lichtleiterkomponente 3 durch die Einfallsoberfläche 31 ein.
Die Einfallsoberfläche 31 ist eine lichtbrechende Oberfläche. Das auf die Einfallsoberfläche 31 einfallende Licht wird bei der Einfallsoberfläche 31 gebrochen. Die Einfallsoberfläche 31 hat eine konvexe in der-z-Achsen-Richtung hervorstehende Form.
Die Krümmung der Einfallsoberfläche 31 in der x-Achsen-Richtung trägt eine „Breite einer Lichtverteilung“ in einer Richtung parallel zur Straßenoberfläche bei. Außerdem trägt die Krümmung der Einfallsoberfläche 31 in der y-Achsen-Richtung eine „Höhe der Lichtverteilung“ in einer Richtung senkrecht zur Straßenoberfläche bei.
<Verhalten der Lichtstrahlen in der z-x-Ebene>
In einer z-x-Ebene gesehen hat die Einfallsoberfläche 31 eine konvexe Form und hat positive Kraft in Bezug auf eine horizontale Richtung (x-Achsen-Richtung). „In einer z-x-Ebene gesehen“ bezieht sich hier auf eine Ansicht aus der y-Achsen-Richtung. Das heißt, es bezieht sich auf eine Ansicht und Projektion in eine z-x-Ebene. Das auf die Einfallsoberfläche 31 einfallende Licht breitet sich in der Lichtleiterkomponente 3 in einer solchen Weise aus, dass es weiter verdichtet wird. Hier bezieht sich „ausbreiten“ auf die Laufrichtung von Licht in der Lichtleiterkomponente 3.
In einer z-x-Ebene gesehen wird das Licht, das sich in der Lichtleiterkomponente 3 ausbreitet, an einer beliebigen Lichtverdichtungsposition PH in der Lichtleiterkomponente 3 durch die Kondensorlinse 2 und die Einfallsoberfläche 31 der Lichtleiterkomponente 3 wie in 1 (B) veranschaulicht verdichtet. Die Lichtverdichtungsposition PH wird durch eine Punkt-Strich-Linie in 1 (B) angedeutet. Das Licht divergiert also nach dem Durchgang durch die Lichtverdichtungsposition PH. Die emittierende Oberfläche 32 emittiert also ausgedehnter Licht in die horizontale Richtung als das an der Lichtkonzentrationsposition PH.
Die emittierende Oberfläche 32 befindet sich an einer der bestrahlten Oberfläche 9 konjugierten Position. Die Breite des Lichts an der emittierenden Oberfläche 32 in der horizontalen Richtung entspricht also der „Breite der Lichtverteilung“ auf der bestrahlten Oberfläche 9. Durch Verändern der Krümmung der gekrümmten Oberflächenform der Einfallsoberfläche ist es somit möglich, in beliebiger Weise eine Breite der Lichtverteilungsstruktur von durch das Vorderlichtmodul 100 emittiertem Licht zu verändern.
Außerdem muss sich die Lichtverdichtungsposition PH nicht notwendigerweise in der Lichtleiterkomponente 3 befinden. 3 und 4 sind erläuternde Diagramme zur Erläuterung der Lichtverdichtungsposition PH des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform.
In 3 befindet sich die Lichtverdichtungsposition vor (auf der-z-Achsen-Richtungsseite) der Einfallsoberfläche 31. Das heißt, die Lichtverdichtungsposition PH befindet sich in einer Lücke zwischen der Kondensorlinse 2 und der Lichtleiterkomponente 3. „Lücke“ bezieht sich auf einen Zwischenraum.
In der Konfiguration der 3 divergiert, wie in der Konfiguration der 1, Licht nach dem Durchlaufen durch die Lichtverdichtungsposition PH. Der Divergenzwinkel des divergierten Lichts nimmt an der Einfallsoberfläche 31 ab. Da der Abstand von der Lichtverdichtungsposition PH zur emittierenden Oberfläche 32 jedoch groß gemacht werden kann, kann die Breite des Lichtstrahlenbündels auf der emittierenden Oberfläche 32 in der x-Achsen-Richtung gesteuert werden. Die emittierende Oberfläche 32 emittiert in der horizontalen Richtung (x-Achsen-Richtung) ausgedehntes Licht.
In 4 befindet sich die Lichtverdichtungsposition PH im Rücken (auf der +z-Achsen-Richtungsseite) der emittierenden Oberfläche 32. Insbesondere befindet sich die Lichtverdichtungsposition PH in einer Lücke zwischen der Lichtleiterkomponente 3 und der Projektionslinse 4.
Das Licht wird nach dem Durchgang durch die emittierende Oberfläche 32 an der Lichtverdichtungsposition PH verdichtet. Durch Steuern des Abstands von der emittierenden Oberfläche 32 zu der Lichtverdichtungsposition PH ist es möglich, die Breite des Lichtstrahlenbündels auf der emittierenden Oberfläche 32 in der x-Achsen-Richtung zu steuern. Die emittierende Oberfläche 32 emittiert somit in horizontaler Richtung (x-Achsen-Richtung) ausgedehntes Licht.
5 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Wie in 5 dargestellt hat das Vorderlichtmodul 100 keine Lichtverdichtungsposition PH.
In dem in 5 dargestellten Vorderlichtmodul 100 ist eine gekrümmte Oberfläche der Einfallsoberfläche 31 in der horizontalen Richtung (x-Achsen-Richtung) beispielsweise eine konkave Oberfläche, die negative Kraft aufweist. Das kann Licht in horizontaler Richtung an der emittierenden Oberfläche 32 verbreitern, wodurch eine in horizontaler Richtung ausgedehnte Lichtverteilungsstruktur an der bestrahlten Oberfläche 9 bereitgestellt wird.
Die Breite des Lichtstrahlenbündels an der emittierenden Oberfläche 32 ist also größer als die Breite des Lichtstrahlenbündels an der Einfallsoberfläche 31. Die Einfallsoberfläche 31 mit der konkaven Oberfläche kann die Breite des Lichtstrahlenbündels an der emittierenden Oberfläche 32 in der x-Achsen-Richtung steuern, wodurch eine in horizontaler Richtung ausgedehnte Lichtverteilungsstruktur an der bestrahlten Oberfläche 9 bereitgestellt wird.
Die Lichtverdichtungsposition PH zeigt an, dass die Lichtdichte pro Einheitsfläche in einer x-y-Ebene hoch ist. Falls die Lichtverdichtungsposition PH in der Position mit der emittierenden Oberfläche 32 übereinstimmt, ist somit die Breite der Lichtverteilung auf der bestrahlten Oberfläche minimal, und die Beleuchtungsstärke der Lichtverteilung auf der bestrahlten Oberfläche ist maximal.
Außerdem nimmt, weil die Lichtverdichtungsposition PH von der emittierenden Oberfläche 32 trennt, die Breite der Lichtverteilung der bestrahlten Oberfläche zu, und die Beleuchtungsstärke der Lichtverteilung der bestrahlten Oberfläche 9 nimmt ab. „Beleuchtungsstärke“ bezieht sich auf eine physikalische Größe, die die Helligkeit von auf ein ebenes Objekt gestrahltem Licht anzeigt. Sie ist gleich einem pro Einheitsfläche abgestrahltem Lichtstrom.
<Verhalten der Lichtstrahlen in der z-y-Ebene>
Auf der anderen Seite, wenn das auf die Einfallsoberfläche 31 einfallende Licht in einer y-z-Ebene gesehen wird, breitet sich das in der Einfallsoberfläche 31 gebrochene Licht in der Lichtleiterkomponente 3 aus und wird zu der reflektierenden Oberfläche 33 geleitet. „Ausbreiten“ bezieht sich hier auf die Laufrichtung von Licht in der Lichtleiterkomponente 3.
In die Lichtleiterkomponente 3 eintretendes und die reflektierende Oberfläche 33 erreichendes Licht tritt in die Lichtleiterkomponente 3 ein, und erreicht direkt die reflektierende Oberfläche 33. „Erreicht direkt“ bezieht sich auf das Erreichen ohne von einer anderen Oberfläche reflektiert zu werden oder dergleichen. In die Lichtleiterkomponente 3 eintretendes und die reflektierende Oberfläche 33 erreichendes Licht erreicht die reflektierende Oberfläche 33 ohne von einer anderen Oberfläche reflektiert zu werden oder dergleichen. Das heißt, das die reflektierende Oberfläche 33 erreichende Licht durchläuft die erste Reflexion in der Lichtleiterkomponente 3.
Außerdem wird das von der reflektierenden Oberfläche 33 reflektierte Licht direkt von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert. Das heißt, das von der reflektierenden Oberfläche 33 reflektierte Licht erreicht die emittierende Oberfläche 32 ohne von einer anderen Oberfläche reflektiert zu werden oder dergleichen. Das heißt, das Licht, das die erste Reflexion an der reflektierenden Oberfläche 33 durchläuft, erreicht die emittierende Oberfläche 32 ohne eine weitere Reflexion zu durchlaufen.
In 1 wird von dem Teil der emittierenden Oberflächen 231 und 232 auf der +y-Achsen-Richtungsseite der optischen Achse der Kondensorlinse 2 emittiertes Licht zu der reflektierenden Oberfläche 33 geleitet. Außerdem wird von dem Teil der emittierenden Oberflächen 231 und 232 auf der -y-Achsen-Richtungsseite der optischen Achse der Kondensorlinse 2 emittiertes Licht von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert, ohne von der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert zu werden. Das heißt, in 1 erreicht ein Teil des in die Lichtleiterkomponente 3 eintretenden Lichts die reflektierende Oberfläche 33. Das die reflektierende Oberfläche 33 erreichende Licht wird durch die reflektierende Oberfläche 33 reflektiert und von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert.
Das Ganze in die Lichtleiterkomponente 3 eintretende Licht kann die reflektierende Oberfläche 33 erreichen. Wie später beschrieben ist es durch Neigen der Lichtquelle 1 und der Kondensorlinse 2 in Bezug auf die Lichtleiterkomponente 3 möglich, zu verursachen, das das Ganze von der Kondensorlinse 2 emittierte Licht von der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert wird. Es ist auch wie später beschrieben möglich, durch Neigen der reflektierenden Oberfläche 33 in Bezug auf die optische Achse der Projektionslinse 4, zu verursachen, das das Ganze von der Kondensorlinse 2 emittierte Licht von der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert wird. Das die reflektierende Oberfläche 33 erreichende Licht wird durch die reflektierende Oberfläche 33 reflektiert und dann von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert.
Bei einer typische Lichtleiterkomponente läuft das Licht innerhalb der Lichtleiterkomponente, während es wiederholt an einer Seitenfläche der Lichtleiterkomponente reflektiert wird. Dadurch wird die Intensitätsverteilung des Lichts ausgeglichen. In der vorliegenden Anmeldung wird in die Lichtleiterkomponente 3 eintretendes Licht an der reflektierenden Oberfläche 33 nur einmal reflektiert und von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert. Dadurch unterscheidet sich die Art der Verwendung der Lichtleiterkomponente 3 in der vorliegenden Erfindung von der herkömmlichen Art der Verwendung einer Lichtleiterkomponente.
In einer in Straßenverkehrsregeln oder dergleichen bestimmten Lichtverteilungsstruktur hat ein Bereich auf der unteren Seite der Grenzlinie 91 zum Beispiel die höchste Beleuchtungsstärke. Die emittierende Oberfläche 32 der Lichtleiterkomponente 3 und die bestrahlte Oberfläche 9 sind in konjugierter Beziehung miteinander. Um also ein Bereich auf der unteren Seite (-y-Achsen-Richtungsseite) der Grenzlinie 91 auf der bestrahlten Oberfläche 9 dazu zu bringen die höchste Beleuchtungsstärke zu haben, ist es erforderlich, einen Bereich auf der inneren Seite (+y-Achsen-Richtungsseite) der Kante 321 auf der emittierenden Oberfläche 21 der Lichtleiterkomponente 3 dazu zu bringen, die höchste Lichtstärke zu haben. „Lichtstärke“ bezieht sich auf eine physikalische Größe, die anzeigt, wie stark das von einer Lichtquelle emittierte Licht ist.
Wenn die Kante 321 nicht linear ist, ist die durch eine Position, bei der die Kante 321 die optische Achse der Projektionslinse 4 schneidet, hindurchgehende und zur x-y-Ebene parallele Ebene in konjugierter Beziehung beispielsweise zur bestrahlten Oberfläche 9.
Um eine solche Lichtverteilungsstruktur zu erzeugen, ist es wie in 1 (A) dargestellt wirksam, dass ein in einer y-z-Ebene gesehener, durch die Einfallsoberfläche 31 eintretender Teil des Lichts der Lichtleiterkomponente durch die reflektierende Oberfläche 33 reflektiert wird.
Das ist so, weil durch die Einfallsoberfläche 31 eintretendes und die emittierende Oberfläche 32, ohne an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert zu werden, erreichendes Licht und durch die Einfallsoberfläche 31 eintretendes und an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiertes Licht auf der emittierenden Oberfläche 32 überlagert werden. Insbesondere werden das die emittierende Oberfläche 32, ohne an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert zu werden, erreichende Licht und das die emittierende Oberfläche 32, nachdem es an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert wurde, erreichende Licht in einem Bereich auf der emittierenden Oberfläche 32 überlagert, der dem Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke auf der bestrahlten Oberfläche 9 entspricht. Eine solche Konfiguration macht es möglich, einen Bereich auf der inneren Seite (+y-Achsen-Richtungsseite) der Kante 321 auf der emittierenden Oberfläche 32 dazu zu bringen, die höchste Beleuchtungsstärke in der emittierenden Oberfläche 32 aufzuweisen.
Ein Bereich, der die hohe Lichtstärke aufweist, wird durch Überlagern, auf der emittierenden Oberfläche 32, des die emittierende Oberfläche 32, ohne an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert zu werden, erreichenden Lichts und des die emittierende Oberfläche 32, nachdem es an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert worden ist, erreichenden Lichts gebildet.
Die Position des Bereichs, der die hohe Lichtstärke auf der emittierenden Oberfläche 32 aufweist, kann durch Ändern der Reflexionsposition des Lichts auf der reflektierenden Oberfläche 33 geändert werden. Durch Einstellen der Reflexionsposition des Lichts auf der reflektierenden Oberfläche 33 nahe der emittierenden Oberfläche 32 ist es möglich, den Bereich der die hohe Lichtstärke nahe der Kante 321 auf der emittierenden Oberfläche 32 aufweist einzustellen. Somit ist es möglich, einen Bereich, der hohe Beleuchtungsstärke aufweist, auf der unteren Seite der Grenzlinie 91 auf der bestrahlten Oberfläche 9 einzustellen.
Außerdem kann die Menge des überlagerten Lichts durch beliebiges Verändern der Krümmung der Einfallsoberfläche in einer vertikalen Richtung (y-Achsen-Richtung) angepasst werden, wie in dem Fall des Anpassens der Breite der Lichtverteilung in horizontaler Richtung. „Menge des überlagerten Lichts“ bezieht sich auf eine Menge von Licht, die aus der Überlagerung des die emittierende Oberfläche 32, ohne an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert zu werden, erreichenden Lichts und des an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektierten Lichts resultiert.
Auf diese Weise kann durch Anpassen der Krümmung der Einfallsoberfläche 31 in der horizontalen Richtung eine gewünschte Lichtverteilung erhalten werden. „Gewünschte Lichtverteilung“ bezieht sich hier beispielsweise auf eine in den Straßenverkehrsregeln oder dergleichen bestimmte Lichtverteilung. Wenn eine einzelne Lichtverteilungsstruktur durch Verwenden mehrerer Vorderlichtmodule, wie später beschrieben, gebildet wird, bezieht sich „gewünschte Lichtverteilung“ auf eine Lichtverteilung die für jedes der Vorderlichtmodule erforderlich ist. Das heißt, durch Anpassen der Krümmung der Einfallsoberfläche 31 in horizontaler Richtung kann die Lichtverteilung angepasst werden.
Außerdem kann durch Anpassen der geometrischen Beziehung zwischen der Verdichtungslise 2 und der Lichtleiterkomponente 3 eine gewünschte Lichtverteilung erhalten werden. Hier bezieht sich „gewünschte Lichtverteilung“ beispielsweise auf eine in Straßenverkehrsregeln oder dergleichen bestimmte Lichtverteilung. Wenn eine einzelne Lichtverteilungsstruktur durch Verwenden von mehreren Vorderlichtmodulen wie später beschrieben gebildet wird, bezieht sich „gewünschte Lichtverteilung“ auf eine Lichtverteilung, die für jedes Vorderlichtmodul erforderlich ist. Das heißt, durch Anpassen der geometrischen Beziehung zwischen Kondensorlinse 2 und der Lichtleiterkomponente 3 kann die Lichtverteilung angepasst werden.
„Geometrische Beziehung“ bezieht sich beispielsweise auf die Lagebeziehung zwischen der Kondensorlinse 2 und der Lichtleiterkomponente 3 in der Richtung der optischen Achse. So wie der Abstand von der Kondensorlinse 2 zur Lichtleiterkomponente 3 abnimmt, nimmt die Menge des an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektierten Lichts ab, und die Ausdehnung der Lichtverteilung in vertikaler Richtung (y-Achsen-Richtung) nimmt ab. Das heißt, die Höhe der Lichtverteilungsstruktur nimmt ab. Umgekehrt nimmt, so wie der Abstand der Kondensorlinse zur Lichtleiterkomponente 3 zunimmt, die Menge des an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektierten Lichts zu, und die Ausdehnung der Lichtverteilung in der vertikalen Richtung (y-Achsen-Richtung) nimmt zu. Das heißt, die Höhe der Lichtverteilungsstruktur nimmt zu.
Außerdem kann die Position des überlagerten Lichts durch Anpassen der Position des durch die reflektierende Oberfläche 33 reflektierten Lichts geändert werden. „Position des überlagerten Lichts“ bezieht sich auf die Position bei der das Licht, das einen Bereich in der +y-Achsen-Richtungsseite der Kante 321 (auf der emittierenden Oberfläche 32) erreicht, ohne an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert zu werden, und das an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektierte Licht auf der emittierenden Oberfläche 32 überlagert werden. Das heißt, es bezieht sich auf einen Bereich hoher Lichtstärke auf der emittierenden Oberfläche 32. Der Bereich hoher Lichtstärke ist ein Bereich auf der emittierenden Oberfläche 32, der dem Bereich hoher Beleuchtungsstärke auf der bestrahlten Oberfläche 9 entspricht.
Außerdem kann durch Anpassen einer Lichtverdichtungsposition des an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektierten Lichts die Höhe des Bereichs hoher Lichtstärke auf der emittierenden Oberfläche 32 angepasst werden. Insbesondere wenn die Lichtverdichtungsposition nahe der der emittierenden Oberfläche 32 ist, ist die Ausdehnung des Bereichs hoher Lichtstärke in der Höhenrichtung klein. Umgekehrt ist, wenn die Lichtverdichtungsposition weit von der emittierenden Oberfläche 32 ist, die Ausdehnung des Bereichs hoher Lichtstärke in der Höhenrichtung groß.
In der obigen Beschreibung wird der Bereich hoher Beleuchtungsstärke als ein Bereich auf der unteren Seite (-y-Achsen-Richtungsseite) der Grenzlinie 91 beschrieben. Das ist die Lage des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke in der Lichtverteilungsstruktur auf der bestrahlten Oberfläche 9.
Wie später beschrieben kann beispielsweise eine einzelne Lichtverteilungsstruktur auf der bestrahlten Oberfläche 9 durch Verwenden mehrerer Vorderlichtmodule gebildet werden. In einem solchen Fall ist der Bereich hoher Lichtstärke auf der emittierenden Oberfläche von jedem der Vorderlichtmodule nicht notwendigerweise ein Bereich auf der +y-Achsen-Richtungsseite der Kante 321. Für jedes Vorderlichtmodul wird der Bereich hoher Lichtstärke auf der emittierenden Oberfläche 32 bei einer Position gebildet, die für die Lichtverteilungsstruktur des Vorderlichtmoduls angemessen ist.
Wie oben beschrieben kann durch Anpassen der Lichtverdichtungsposition PH in der horizontalen Richtung eine Breite der Lichtverteilungsstruktur gesteuert werden. Außerdem kann durch Anpassen der Lichtverdichtungsposition in der vertikalen Richtung die Höhe der Lichtverteilungsstruktur gesteuert werden. Als solche stimmen die Lichtverdichtungsposition PH in der horizontalen Richtung und die Lichtverdichtungsposition in der vertikalen Richtung nicht notwendigerweise überein. Durch unabhängiges Einstellen der Lichtverdichtungsposition PH in der horizontalen Richtung und der Lichtverdichtungsposition in der vertikalen Richtung ist es möglich, die Form der Lichtverteilungsstruktur oder die Form des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke zu steuern.
Die Grenzlinie 91 kann leicht durch Formgebung der Form der Grenzlinie 91 an die Kante 321 der Lichtleiterkomponente 3 gebildet werden. Das heißt, die Form der Grenzlinie kann leicht durch Ändern der Form der Kante 321 der Lichtleiterkomponente 3 gebildet werden. Es gibt somit einen Vorteil, dass die Lichtnutzungseffizienz verglichen mit einem herkömmlichen Fall, wo sie durch Verwendung eines Lichtsperrblechs gebildet wird, hoch ist. Das ist so, weil die Grenzlinie 91 ohne Blockieren von Licht gebildet werden kann.
Ein auf der emittierenden Oberfläche 2 gebildetes Bild der Lichtverteilungsstruktur wird vergrößert und durch die Lichtleiterkomponente 3 auf die bestrahlte Oberfläche 9 vor das Fahrzeug projiziert.
Eine Fokuslage der Projektionslinse 4 stimmt mit der Position der Kante 321 auf der optischen Achse der Projektionslinse 4 (Position in der z-Achsen-Richtung) überein. Insbesondere befindet sich eine Fokuslage der Projektionslinse 4 an einem Schnittpunkt zwischen der Kante 321 und der optischen Achse der Projektionslinse 4.
Unter einem anderen Gesichtspunkt stimmt die Position eines Brennpunkts der Projektionslinse 4 in der z-Achsen-Richtung (Richtung der optischen Achse der Projektionslinse 4) mit einer Position der Kante 321 in der z-Achsen-Richtung überein.
<Lichtverteilungsstruktur>
In der Lichtverteilungsstruktur des Abblendlichts der Motorrad-Vorderlichtvorrichtung hat die Grenzlinie 91 eine lineare Form parallel zu der Links-Rechts-Richtung (x-Achsen-Richtung) des Fahrzeugs. Das heißt, die Grenzlinie hat eine lineare Form, die sich in Links-Rechts-Richtung (x-Achsen-Richtung) des Fahrzeugs erstreckt.
Außerdem ist es notwendig, dass die Lichtverteilungsstruktur des Abblendlichts der Motorrad-Vorderlichtvorrichtung in einem Bereich an der unteren Seite der Grenzlinie 91 am hellsten ist. Das heißt, ein Bereich an der unteren Seite der Grenzlinie 91 ist ein Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke.
Die emittierende Oberfläche 32 der Lichtleiterkomponente 3 und die bestrahlte Oberfläche 9 sind miteinander in optisch konjugierter Beziehung. Daher entspricht die Kante 321 der emittierenden Oberfläche 32 der Grenzlinie 91 der bestrahlten Oberfläche 9.
Das Vorderlichtmodul 100 projiziert gemäß der ersten Ausführungsform die auf der emittierenden Oberfläche 32 gebildete Lichtverteilungsstruktur direkt auf die bestrahlte Oberfläche 9. Daher wird die Lichtverteilungsstruktur der emittierenden Oberfläche 32, so wie sie ist, auf die bestrahlte Oberfläche 9 projiziert. Um also eine Lichtverteilungsstruktur zu erzielen, die in einer Region auf der unteren Seite der Grenzlinie 91 am hellsten ist, ist es notwendig, auf der emittierenden Oberfläche 32 eine Lichtstärkeverteilung auszubilden, in der die Lichtstärke nahe der Kante 321 am höchsten ist.
6 und 7 sind Diagramme, die in Umrissdarstellung Beleuchtungsstärkenverteilungen auf der bestrahlten Oberfläche 9 des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulichen. 6 ist eine Beleuchtungsstärkenverteilung, wenn die in 2 dargestellte Lichtleiterkomponente 3 verwendet wird. 7 ist eine Beleuchtungsstärkenverteilung, wenn eine in 8 dargestellte Lichtleiterkomponente 30 verwendet wird. Diese Beleuchtungsstärkenverteilung ist eine auf die 25 m voraus (+z-Achsen-Richtung) befindliche bestrahlte Oberfläche 9 projizierte Beleuchtungsstärkenverteilung. Außerdem wird diese Beleuchtungsstärkenverteilung durch Simulation erhalten. „Umrissdarstellung“ bezieht sich auf Darstellen mittels eines Umrissplans. „Umrissplan“ bezieht sich auf ein Diagramm, das eine Linie, die Punkte von gleichem Wert verbindet, darstellt.
Wie in 2 dargestellt ist die gekrümmte Oberflächenform der Einfallsoberfläche 31 der Lichtleiterkomponente 3 eine konvexe Form, die positive Kraft sowohl in der horizontalen, als auch in der vertikalen Richtung hat.
Wie in 6 ersichtlich ist die Grenzlinie 91 der Lichtverteilungsstruktur eine scharfe gerade Linie. Das heißt, die Abstände zwischen den Umrisslinien sind auf der unteren Seite der Grenzlinie 91 klein. Die Lichtverteilung hat nahe der Grenzlinie 91 einen Bereich, der die höchste Beleuchtungsstärke (Bereich hoher Beleuchtungsstärke) 93 aufweist.
In 6 befindet sich ein Mittelpunkt des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke 93 auf der +y-Achsen-Seite eines Mittelpunkts der Lichtverteilungsstruktur. In 6 ist der gesamte Bereich hoher Beleuchtungsstärke 93 auf der +y-Achsen-Seite des Mittelpunkts der Lichtverteilungsstruktur. Der Mittelpunkt der Lichtverteilungsstruktur ist ein Mittelpunkt der Lichtverteilungsstruktur in ihrer Breitenrichtung, und ist ein Mittelpunkt der Lichtverteilungsstruktur in ihrer Höhenrichtung.
Es ist ersichtlich, dass ein Bereich 92 auf der unteren Seite der Grenzlinie 91 in der Lichtverteilungsstruktur am hellsten ist. Das heißt, der Bereich 92 in der Lichtverteilungsstruktur auf der unteren Seite der Grenzlinie enthält den hellsten Bereich 93 in der Lichtverteilungsstruktur.
8 ist eine perspektivische Ansicht der Lichtleiterkomponente 30 des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform. 7 ist ein Diagramm, dass in Umrissdarstellung eine durch Verwendung der in 8 dargestellten Lichtleiterkomponente 30 erhaltene Beleuchtungsstärkenverteilung auf der bestrahlten Oberfläche 9 veranschaulicht.
Die in 8 dargestellte Einfallsoberfläche 31 der Lichtleiterkomponente 30 hat eine konkave Form, die in horizontaler Richtung (x-Achsen-Richtung) negative Kraft aufweist. Die Einfallsoberfläche 31 hat auch eine konvexe Form, die in vertikaler Richtung (y-Achsen-Richtung) positive Kraft aufweist.
7 veranschaulicht in Umrissdarstellung eine 25 m voraus (+z-Achsen-Richtung) befindliche, auf die bestrahlte Oberfläche 9 projizierte Beleuchtungsstärkenverteilung, wenn die Lichtleiterkomponente 30 verwendet wird. Außerdem wird die Beleuchtungsstärkenverteilung durch Simulation erhalten. Die Einfallsoberfläche 31 hat in horizontaler Richtung negative Kraft.
In der in 7 veranschaulichten Lichtverteilungsstruktur ist also die Breite (in der x-Achsen-Richtung) der Lichtverteilung verglichen mit der in 6 dargestellten Lichtverteilungsstruktur ausgedehnt.
Außerdem ist in der in 7 veranschaulichten Lichtverteilungsstruktur die Grenzlinie 91 eine scharfe, gerade Linie. Das heißt, die Abstände zwischen den Umrisslinien sind auf der unteren Seite der Grenzlinie 91 klein. Die Lichtverteilung hat nahe der Grenzlinie 91 einen Bereich, der die höchste Beleuchtungsstärke (Bereich hoher Beleuchtungsstärke) 93 aufweist.
In 7 befindet sich ein Mittelpunkt des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke 93 auf der +y-Achsen-Richtungsseite eines Mittelpunkts der Lichtverteilungsstruktur. In 7 ist der gesamte Bereich hoher Beleuchtungsstärke 93 auf der +y-Achsen-Richtungsseite des Mittelpunkts der Lichtverteilungsstruktur. Der Mittelpunkt der Lichtverteilungsstruktur ist ein Mittelpunkt der Lichtverteilungsstruktur in ihrer Breitenrichtung, und ist ein Mittelpunkt der Lichtverteilungsstruktur in ihrer Höhenrichtung.
In der in 7 veranschaulichten Lichtverteilungsstruktur ist ein Bereich 92 auf der unteren Seite der Grenzlinie 91 am hellsten beleuchtet. Das heißt, der Bereich 92 auf der unteren Seite der Grenzlinie 91 in der Lichtverteilungsstruktur enthält den hellsten Bereich 93 in der Lichtverteilungsstruktur.
In 6 und 7 befindet sich der Bereich 92 auf der unteren Seite der Grenzlinie 91 zwischen dem Mittelpunkt der Lichtverteilungsstruktur und der Grenzlinie 91.
Wie oben ist es durch Ändern der gekrümmten Oberflächenform der Einfallsoberfläche 31 der Lichtleiterkomponente 3 möglich, leicht eine gewünschte Lichtverteilungsstruktur auszubilden. Hier bezieht sich „gewünschte Lichtverteilungsstruktur“ beispielsweise auf eine Lichtverteilungsstruktur die in Straßenverkehrsregeln oder dergleichen bestimmt ist. In einer anderen Hinsicht bezieht sich „gewünschte Lichtverteilungsstruktur“, wenn eine einzelne Lichtverteilungsstruktur durch Verwendung mehrerer Vorderlichtmodule ausgebildet wird, wie später beschrieben, auf eine für jedes Vorderlichtmodul erforderliche Lichtverteilungsstruktur.
Wie oben ist es durch Ändern der gekrümmten Oberflächenform der Einfallsoberfläche der Lichtleiterkomponente 3 möglich, leicht eine gewünschte Lichtverteilungsstruktur auszubilden. Insbesondere ist es möglich, den Bereich 92 auf der unteren Seite der Grenzlinie 91 unter Beibehalten der scharfen Grenzlinie 91 am hellsten zu machen.
Um also die Grenzlinie 91 zu bilden, muss das Vorderlichtmodul 100 nicht ein Lichtsperrblech verwenden, was wie in herkömmlichen Vorderlichtvorrichtungen eine Verringerung der Lichtnutzungseffizienz verursacht. Um außerdem den Bereich hoher Beleuchtungsstärke in der Lichtverteilungsstruktur bereitzustellen, muss das Vorderlichtmodul 100 kein kompliziertes optisches System sein. Das Vorderlichtmodul 100 kann daher eine kleine und einfache Vorderlichtvorrichtung bereitstellen, die eine hohe Lichtnutzungseffizienz aufweist.
Die Vorderlichtvorrichtung 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezugnahme auf ein Abblendlicht einer Motorrad-Vorderlichtvorrichtung als ein Beispiel beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. Sie ist beispielsweise auch auf ein Abblendlicht einer Automobil-Vorderlichtvorrichtung oder dergleichen anwendbar. Insbesondere ist das Vorderlichtmodul 100 auch auf ein Abblendlicht einer Vorderlichtvorrichtung für ein Motor-Dreirad oder ein Abblendlicht einer Vorderlichtvorrichtung für ein Automobil mit vier Rädern anwendbar.
9 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel der Form der emittierenden Oberfläche 32 der Lichtleiterkomponente 3 veranschaulicht. Die Form der Kante 321 der emittierenden Oberfläche 32 kann zum Beispiel wie in 9 dargestellt eine gestufte Form sein. Das heißt, die Form der in 9 dargestellten Kante 321 ist eine oben beschriebene gebogene Linienform. Von hinten gesehen (-z-Achsen-Richtung) befindet sich in der Form der Kante 321 eine Kante 321_a auf der linken Seite (-x-Achsen-Richtungsseite) über (+y-Achsen-Richtung) einer Kante 321_b auf der rechten Seite (+x-Achsen-Richtungsseite)
Die emittierende Oberfläche 32 und die bestrahlte Oberfläche 9 sind miteinander in optisch konjugierter Beziehung. Die Form der Lichtverteilungsstruktur auf der emittierenden Oberfläche 32 wird daher auf die bestrahlte Oberfläche 9 projiziert. Auf der bestrahlten Oberfläche 9 ist daher eine Grenzlinie auf der linken Seite in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs hoch und eine Grenzlinie auf der rechten Seite ist niedrig. Das macht es möglich, leicht eine „Anstiegslinie“ zusammen mit der ansteigenden Bestrahlung auf einer Fußweg-Seite zur Erkennung von Fußgängern und Schildern zu bilden. Die Beschreibung wird durch Bezugnahme auf ein auf der linken Spur einer Straße fahrendes Fahrzeug als ein Beispiel gemacht.
Außerdem sind in einigen Fahrzeugen mehrere Vorderlichtmodule angeordnet, und die Lichtverteilungsstrukturen der jeweiligen Module werden kombiniert, so dass sie eine gewünschte Lichtverteilungsstruktur bilden. Das heißt, eine Lichtverteilungsstruktur kann durch Anordnen mehrerer Vorderlichtmodule und Kombinieren der Lichtverteilungsstrukturen der jeweiligen Module gebildet werden. Hier bezieht sich „gewünschte Lichtverteilungsstruktur“ beispielsweise auf eine in Straßenverkehrsregeln oder dergleichen bestimmte Lichtverteilungsstruktur. Selbst in einem solchen Fall können die Vorderlichtmodule 100 der ersten Ausführungsform leicht angewandt werden.
In dem Vorderlichtmodul 100 ist es durch Anpassen der gekrümmten Oberflächenform der Einfallsoberfläche 31 der Lichtleiterkomponente 3 möglich, die Breite und Höhe der Lichtverteilung der Lichtverteilungsstruktur in beliebiger Weise zu ändern. Es ist dann möglich die Lichtverteilung in beliebiger Weise zu ändern.
Außerdem ist es in dem Vorderlichtmodul 100 durch Anpassen der optischen Lagebeziehung zwischen der Kondensorlinse 2 und der Lichtleiterkomponente 3 möglich, die Breite und Höhe der Lichtverteilung der Lichtverteilungsstruktur in beliebiger Weise zu ändern. Es ist dann möglich die Lichtverteilung in beliebiger Weise zu ändern.
Außerdem ist es unter Verwendung der reflektierenden Oberfläche 32 möglich die Lichtverteilung leicht zu ändern. Wie später beschrieben ist es beispielsweise durch Ändern eines Neigungswinkels e der reflektierenden Oberfläche 32 möglich, die Lage des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke zu ändern.
Außerdem kann indem Vorderlichtmodul 100 die Form der Grenzlinie in beliebiger Weise durch die Form der Kante 321 der emittierenden Oberfläche 32 der Lichtleiterkomponente 3 definiert werden. Das heißt, eine beliebige Lichtverteilungsstruktur kann in Abhängigkeit von der Form der Lichtleiterkomponente 3 gebildet werden.
Daher müssen insbesondere die Formen oder dergleichen der Kondensorlinse 2, der Projektionslinse 4 und dergleichen zwischen Modulen nicht geändert werden. Es ist möglich die Kondensorlinse 2, die Projektionslinse 4 und dergleichen als gemeinsame Teile zu verwenden, wodurch die Anzahl der Arten von Teilen verringert, der Zusammenbau erleichtert und die Herstellungskosten verringert werden können.
Außerdem ist es genug, dass die Funktion des beliebigen Anpassens der Breite und Höhe der Lichtverteilung und die Funktion des beliebigen Anpassens der Lichtverteilung durch das Vorderlichtmodul 100 als Ganzes bereitgestellt werden kann. Die optischen Komponenten des Vorderlichtmoduls 100 enthalten die Kondensorlinse 2, die Lichtleiterkomponente 3 und die Projektionslinse 4. Das heißt, die Funktion kann durch optische Oberflächen, aus denen das Vorderlichtmodul 100 besteht, bereitgestellt werden.
Die emittierende Oberfläche 32 der Lichtleiterkomponente 3 oder die reflektierende Oberfläche 33 können beispielsweise in eine gekrümmte Form hinein gebildet werden, um Kraft zu haben und eine Lichtverteilung zu bilden.
Wenn der gekrümmten Oberfläche 32 jedoch Krümmung gegeben wird, variiert die Emissionsposition von Licht in der Richtung der optischen Achse. Das heißt, die Emissionsposition von Licht auf der emittierenden Oberfläche 32 verschiebt sich vorwärts oder rückwärts in Richtung der optischen Achse. Da die emittierende Oberfläche 32 der bestrahlten Oberfläche 9 konjugiert ist, kann die Variation der Emissionsposition von Licht in der Richtung der optischen Achse Effekte, wie beispielsweise Unschärfe einer projizierten Grenzlinie, verursachen.
Außerdem ist es für die reflektierende Oberfläche 33 nicht notwendig, dass das gesamte Licht die reflektierende Oberfläche 33 erreicht. Wenn der reflektierenden Oberfläche 33 eine Form gegeben wird, kann begrenztes Licht daher einen Effekt der Form der reflektierenden Oberfläche 33 zu der Lichtverteilungsstruktur bereitstellen. Das heißt, die Menge von Licht, die zur Ausbildung der Lichtverteilungsstruktur beiträgt, ist begrenzt. Die Menge von Licht, die an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert wird, um einen Effekt der Form der reflektierenden Oberfläche 33 zu der Lichtverteilungsstruktur bereitzustellen, ist begrenzt. Um einen optischen Effekt zum gesamten Licht bereitzustellen und die Lichtverteilungsstruktur leicht zu ändern, ist es daher bevorzugt der Einfallsoberfläche 32 Kraft zu geben und sie zum Bilden einer gewünschten Lichtverteilung zu veranlassen. Hier bezieht sich „gewünschte Lichtverteilung“ beispielsweise auf eine in Straßenverkehrsregeln oder dergleichen bestimmte Lichtverteilung.
Das Vorderlichtmodul 100 enthält die Lichtquelle 1, Kondensorlinse 2, Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4. Die Lichtquelle emittiert Richtcharakteristik aufweisendes Licht, das Beleuchtungslicht wird. Die Kondensorlinse 2 verdichtet von der Lichtquelle 1 emittiertes Licht. Die Lichtleiterkomponente 3 empfängt von der Kondensorlinse durch die Einfallsoberfläche 31 emittiertes Licht, reflektiert das empfangene Licht an der, an der Seitenoberfläche gebildeten, reflektierenden Oberfläche 33, und emittiert es von der emittierenden Oberfläche 32. Die Projektionslinse 4 empfängt von der Lichtleiterkomponente 3 emittiertes Licht, vergrößert und emittiert es. Die Einfallsoberfläche 31 wird durch eine gekrümmte Oberfläche zum Ändern des Divergenzwinkel des einfallenden Lichts gebildet.
Das Vorderlichtmodul 100 enthält die Lichtquelle 1, das Lichtleiterelement 3 und das optische Projektionselement 4. Die Lichtquelle 1 emittiert Licht. Das Lichtleiterelement 3 hat die reflektierende Oberfläche 33 zum Reflektieren von von der Lichtquelle 1 emittiertem Licht und die emittierende Oberfläche 32 zum Emittieren von von der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiertem Licht. Das optische Projektionselement 4 projiziert von der emittierenden Oberfläche 32 emittiertes Licht. In der Richtung der optischen Achse des optischen Projektionselements 4 enthält der Kantenabschnitt 321 der reflektierenden Oberfläche 33 auf der Seite der emittierenden Oberflächen 32 den Punkt Q, der sich an einer Fokuslage des optischen Projektionselements 4 befindet.
In der ersten Ausführungsform wird als ein Beispiel das Lichtleiterelement 3 als die Lichtleiterkomponente 3 beschrieben. Außerdem wir das optische Projektionselement 4 beispielsweise als die Projektionslinse 4 beschrieben. Außerdem wird als ein Beispiel der Kantenabschnitt 321 als die Kante 321 beschrieben.
Licht, dass das in das Lichtleiterelement 3 eintritt und die reflektierende Oberfläche 33 erreicht, tritt in das Lichtleiterelement 3 ein und macht die erste Reflexion an der reflektierenden Oberfläche 32 durch.
Licht, das die erste Reflexion an der reflektierenden Oberfläche 33 durchmacht, erreicht die reflektierende Oberfläche 32 ohne eine weitere Reflexion durchzumachen.
In dem Vorderlichtmodul 100 wird von dem Licht, das in das Lichtleiterelement 3 eintritt, an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiertes Licht und anderes als das an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektierte Licht auf einer Ebene überlagert, die durch den Punkt Q hindurch läuft, der sich an der Fokuslage auf dem Kantenabschnitt 321 befindet, und die senkrecht zur optischen Achse des optischen Projektionselements 4 ist, wodurch ein Bereich hoher Lichtstärke auf der Ebene gebildet wird.
Die Ebene senkrecht zur optischen Achse des optischen Projektionselements 4 ist die emittierende Oberfläche 32.
Das Lichtleiterelement 3 hat den Einfallsabschnitt 31 zum Empfangen von von der Lichtquelle 1 emittiertem Licht, wobei der Einfallsabschnitt 31 Brechkraft hat.
Als ein Beispiel wird der Einfallsabschnitt 31 als die Einfallsoberfläche 31 beschrieben.
An der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiertes Licht erreicht die emittierende Oberfläche 32 unmittelbar.
Die reflektierende Oberfläche 33 ist eine Totalreflexions-Oberfläche.
Das Innere des Lichtleiterelements 3 ist mit lichtbrechendem Material gefüllt.
<Erstes Abwandlungsbeispiel>
Außerdem ist in dem Vorderlichtmodul 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung jede der optischen Achsen der Lichtquelle 1, der Kondensorlinse 2, der Lichtleiterkomponente 3 und der Projektionslinse 4 parallel mit der z-Achse angeordnet. Eine solche Anordnung ist jedoch abdingbar.
Die Lichtquelle 1 befindet sich auf der -z-Achsen-Seite (im Rücken) der Lichtleiterkomponente 3. Die Lichtquelle 1 befindet sich auf der +y-Achsen-Seite (obere Seite) der Lichtleiterkomponente 3.
Die Kondensorlinse 2 befindet sich auf der-z-Achsen-Seite (im Rücken) der Lichtleiterkomponente 3. Die Kondensorlinse 2 befindet sich auf der +y-Achsen-Seite (obere Seite) der Lichtleiterkomponente 3.
10 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration des Vorderlichtmoduls gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. Wie beispielsweise in 10 veranschaulicht können die optischen Achsen der Lichtquelle und der Kondensorlinse 2 so angeordnet werden, dass sie in der - y-Achsen-Richtung geneigt sind. „Optische Achsen sind in der -y-Achsen-Richtung geneigt“ deutet an, dass die optischen Achsen aus der +x-Achsen-Richtung betrachtet im Uhrzeigersinn um die x-Achse gedreht werden. Das heißt, es deutet an, dass sich Endabschnitte auf der -z-Achsen-Seite der optischen Achsen in der +y-Achsen-Richtung von den Endabschnitten auf der +z-Achsen-Seite der Achsen befinden.
In 10 befinden sich die Lichtquelle 1 und die Kondensorlinse 2 in Bezug auf die reflektierende Oberfläche 33 auf einer Licht reflektierenden Seite der reflektierenden Oberfläche 33. Das heißt, die Lichtquelle 1 und die Kondensorlinse 2 befinden sich in Bezug auf die reflektierende Oberfläche 33 auf der Vorderseite der reflektierenden Oberfläche 33. Die Lichtquelle 1 und die Kondensorlinse 2 befinden sich in einer Normalenrichtung der reflektierenden Oberfläche 33 und auf einer Vorderseite der reflektierenden Oberfläche 33 in Bezug auf die reflektierende Oberfläche 33. Die Kondensorlinse 2 ist der reflektierenden Oberfläche 33 zugewandt angeordnet.
In 10 stimmt die optische Achse der Lichtquelle 1 mit der optischen Achse der Kondensorlinse 2 überein. In 10 haben die optischen Achsen der Lichtquelle 1 und der Kondensorlinse 2 einen Schnittpunkt auf der reflektierenden Oberfläche 33. Wenn Licht an der Einfallsoberfläche 31 gebrochen wird, erreicht ein von der Kondensorlinse 2 emittierter mittlerer Lichtstrahl die reflektierende Oberfläche 33. Das heißt, die optische Achse oder der mittlere Lichtstrahl der Kondensorlinse haben einen Schnittpunkt auf der reflektierenden Oberfläche 33.
Die in 10 veranschaulichte Anordnung macht es möglich die Länge der Lichtleiterkomponente 3 in einer Richtung der optischen Achse (z-Achsen-Richtung) zu verringern, und die Tiefe (Länge in der z-Achsen-Richtung) eines optischen Systems zu verkürzen. Hier bezieht sich „optisches System“ auf ein optisches System, das als seine Komponenten die Kondensorlinse 2, die Lichtleiterkomponente 3 und die Projektionslinse 4 enthält.
Außerdem wird es leicht, von der Kondensorlinse 2 und der reflektierenden Oberfläche 33 emittiertes Licht zu leiten. Es wird also leicht, Licht in einem Bereich der inneren Seite der Kante 321 der emittierenden Oberfläche 32 wirksam zu verdichten. Durch Verdichtung von von der Kondensorlinse 2 emittiertem Licht in einem Bereich auf der Seite der emittierenden Oberfläche 32 der reflektierenden Oberfläche 33 wird es möglich, die Menge der Emission von von einer Region auf der +y-Achsen-Seite der Kante 321 emittiertem Licht zu erhöhen.
In diesem Fall befindet sich der Schnittpunkt zwischen der optischen Achse der Kondensorlinse 2 und der reflektierenden Oberfläche 33 auf der Seite der emittierenden Oberfläche 32 der reflektierenden Oberfläche 33. In einer anderen Hinsicht befindet sich der Schnittpunkt zwischen dem von der Kondensorlinse 2 und der reflektierenden Oberfläche emittierten mittleren Lichtstrahl auf der Seite der emittierenden Oberfläche 32 der reflektierenden Oberfläche 33.
Es wird also leichter einen Bereich auf der unteren Seite der Grenzlinie 91 der auf die bestrahlten Fläche 9 projizierten Lichtverteilungsstruktur zu erhellen. Außerdem verringert die Verringerung der Länge der Lichtleiterkomponente 3 in der Richtung der optischen Achse (z-Achsen-Richtung) die interne Absorption von Licht in der Lichtleiterkomponente 3, was die Lichtnutzungseffizienz verbessert. „Interne Absorption“ bezieht sich auf den Lichtverlust innerhalb des Materials, ausgenommen den durch Oberflächenreflexion bedingten Verlust, wenn Licht durch die Lichtleiterkomponente läuft. Die interne Absorption erhöht sich mit der Erhöhung der Länge der Lichtleiterkomponente.
Ein in das Lichtleiterelement 3 von der Lichtquelle 1 eintretendes Lichtstrahlenbündel ist auf der Vorderseite der reflektierenden Oberfläche 33, und ein mittlerer Lichtstrahl des Lichtstrahlenbündels hat einen Schnittpunkt in einer Ebene, die die reflektierende Oberfläche 33 enthält.
In der ersten Ausführungsform ist als ein Beispiel das Lichtleiterelement 3 als die Lichtleiterkomponente 3 beschrieben. Außerdem ist in dem ersten Ausführungsbeispiel als ein Beispiel das in das Lichtleiterelement 3 von der Lichtquelle 1 durch die Einfallsoberfläche 31 eintretende Lichtstrahlenbündel beschrieben. Die Vorderseite der reflektierenden Oberfläche 33 ist eine Oberfläche zum Reflektieren von Licht.
Das in das Lichtleiterelement 3 von der Lichtquelle 1 eintretende Lichtstrahlenbündel ist auf der Vorderseite der reflektierenden Oberfläche und läuft entgegen der reflektierenden Oberfläche 33.
<Zweites Abwandlungsbeispiel>
Außerdem ist in dem Vorderlichtmodul 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die emittierende Oberfläche 232 der Kondensorlinse 2 parallel zu einer Ebene senkrecht zur optischen Achse der Kondensorlinse 2. Die Form der emittierenden Oberfläche 232 ist jedoch nicht auf eine solche Form beschränkt.
11 (A) und 11 (B) sind Diagramme, die Formen der Kondensorlinse 2 veranschaulichen. 12 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration des Vorderlichtmoduls 100 veranschaulicht.
In 11 (A) und 11 (B) können zum Beispiel die ganze oder ein Teil der emittierenden Oberfläche 232 in Bezug auf eine Ebene senkrecht zu der optischen Achse geneigt sein.
In 11 (A) ist die emittierende Oberfläche 232 der Kondensorlinse 2 auf der gleichen Ebene gebildet. Die emittierende Oberfläche 232 auf der gleichen Ebene ist in Bezug auf die optische Achse der Kondensorlinse 2 um einen Winkel b geneigt. Die emittierende Oberfläche 232 von 11 (A) ist geneigt um in der -y-Achsen-Richtung zugewandt zu sein. Das heißt, aus der +x-Achsen-Richtung betrachtet ist die emittierende Oberfläche 232 im Uhrzeigersinn um die x-Achse gedreht. Die gestrichelte Linie in 11 (A) stellt eine Ebene parallel zu einer x-y-Ebene dar. Das heißt, die gestrichelte Linie in 11 (A) stellt eine Ebene senkrecht zu der optischen Achse der Kondensorlinse 2 dar.
In 11 (B) ist die emittierende Oberfläche 232 der Kondensorlinse 2 nicht auf der gleichen Ebene gebildet. Die emittierende Oberfläche 232 hat Bereiche 232_a und 232_b .
Der Bereich 232_a ist durch eine flache Oberfläche senkrecht zu der optischen Achse der Kondensorlinse 2 gebildet.
Der Bereich 223_a ist zum Beispiel ein Bereich der emittierenden Oberfläche 232 auf der +y-Achsen-Seite der optischen Achse der Kondensorlinse 2.
Der Bereich 232_a wird in einer einschränkenderen Weise beschrieben werden. Wenn der Bereich 232_a eine flache Oberfläche senkrecht zu der optischen Achse der Kondensorlinse 2 ist, erreicht von der Region 232_a emittiertes Licht die Vorderseite der reflektierenden Oberfläche33. An der Vorderseite der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiertes Licht wird von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert. Außerdem erreicht von der emittierenden Oberfläche 232_a emittiertes Licht die Einfallsoberfläche 31.
Die Vorderseite der reflektierenden Oberfläche 33 ist eine Oberfläche zum reflektieren von Licht von der reflektierenden Oberfläche 33. In der Richtung einer senkrechten Linie zu der reflektierenden Oberfläche 33 ist die Vorderseite der reflektierenden Oberfläche 33 eine Oberfläche auf der Seite auf der sich die Kondensorlinse 2 befindet.
Andererseits wird der Bereich 232_b durch eine flache Oberfläche gebildet, die um einen Winkel c in Bezug auf eine Ebene senkrecht zur optischen Achse geneigt ist.
Der Bereich 232_b ist beispielsweise ein Bereich der emittierenden Oberfläche 232 auf der -y-Achsen-Seite der optischen Achse der Kondensorlinse 2.
Der Bereich 232_b wird in einer einschränkenderen Weise beschrieben werden. Wenn der Bereich 232_b eine flache Oberfläche senkrecht zu der optischen Achse der Kondensorlinse 2 ist, erreicht von dem Bereich 232_b emittiertes Licht die Oberflächen-Rückseite der reflektierenden Oberfläche 33. Wenn der Bereich 232_b eine flache Oberfläche senkrecht zu der optischen Achse der Kondensorlinse 2 ist, erreicht von dem Bereich 232_b emittiertes Licht die Oberflächen-Rückseite der reflektierenden Oberfläche 33. Außerdem erreicht von der emittierenden Oberfläche 232_a emittiertes Licht nicht die Einfallsoberfläche 31.
Die Rückseite der reflektierenden Oberfläche 33 ist eine Rückseite einer reflektierenden Oberfläche der reflektierenden Oberfläche 33. In der Richtung einer senkrechten Linie zur reflektierenden Oberfläche 33 ist die Rückseite der reflektierenden Oberfläche 33 eine Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite zu der Kondensorlinse 2.
Der Bereich 232b auf der -y-Achsen-Seite der emittierenden Oberfläche 232 ist geneigt um in der-y-Achsen-Richtung zugewandt zu sein. Das heißt, aus der +x-Achsen-Richtung betrachtet ist der Bereich 232b auf der-y-Achsen-Seite der emittierenden Oberfläche 232 im Uhrzeigersinn um einen Winkel c um die x-Achse gedreht. Die gestrichelte Linie in 11 (B) stellt eine Ebene parallel zu einer x-y-Ebene dar. Das heißt, die gestrichelte Linie in 11 (B) stellt eine Ebene senkrecht zu einer optischen Achse der Kondensorlinse 2 dar.
Wenn die jeweilige optische Achse der Lichtquelle 1 und Kondensorlinse 2 so angeordnet sind, dass sie in der-y-Achsen-Richtung in Bezug auf die z-Achse wie in dem ersten Abwandlungsbeispiel geneigt sind, ist es beispielsweise schwierig, das Ganze von der emittierenden, an dem unteren Endabschnitt (Endabschnitt auf der -y-Achsen-Seite) der Kondensorlinse 2 befindlichen, Oberfläche 232 emittierte Licht zu veranlassen, in die Lichtleiterkomponente 3 einzutreten.
Das ist so, weil beispielsweise in dem Fall von 10 die Lage in der y-Achsen-Richtung des Endabschnitts auf der-y-Achsen-Richtungsseite von einem Bereich, der dem Bereich 232_b entspricht, sich auf einer -y-Achsen-Richtungsseite der Lage in der y-Achsen-Richtung des Endabschnitts auf der - z-Achsen-Richtungsseite von der reflektierenden Oberfläche 33 befindet. „An dem unteren Endabschnitt (Endabschnitt auf der -y-Achsen-Seite) der Kondensorlinse 2 befindliche emittierende Oberfläche 232“ bezieht sich auf einen Bereich, der dem in 12 veranschaulichten Bereich 232_b entspricht.
Wie jedoch in 12 dargestellt wird durch Neigen des Bereichs 232_b an dem unteren Endabschnitt (-y-Achsen-Richtung) der emittierenden Oberfläche 232 der Kondensorlinse 2 Licht in der +y-Achsen-Richtung gebrochen.
Das heißt, eine Licht verdichtende Position von von der Region 232_b emittiertem Licht ist kürzer, als eine Licht verdichtende Position von von der Region 232_a emittiertem Licht. „Licht verdichtende Position“ bezieht sich auf eine Position an der ein von einer emittierenden Oberfläche emittiertes Lichtstrahlenbündel am kürzesten ist.
Das heißt, eine Licht verdichtende Position von von der emittierenden Oberfläche 232 (Bereich 232_a ) emittiertem Licht, die sich auf der Vorderseite der reflektierenden Oberfläche 33 der emittierenden Oberfläche 232 der Kondensorlinse 2 befindet, ist weiter von der Kondensorlinse 2 entfernt, als eine Licht verdichtende Position von von der emittierenden Oberfläche 232 (Bereich 232_b ) emittiertem Licht, die sich auf der Rückseite der reflektierenden Oberfläche 33 der emittierenden Oberfläche 232 der Kondensorlinse 2 befindet.
Eine Licht verdichtende Position von Licht, das von der Seite (Bereich 232_a ) emittiert wird, die in Bezug auf die optische Achse der Kondensorlinse 2 der emittierenden Oberfläche 232 der Kondensorlinse 2 weit entfernt von der reflektierenden Oberfläche 33 ist, ist weiter entfernt von der Kondensorlinse, als eine Licht verdichtende Position von Licht, das von der Seite (Bereich 232_b ) emittiert wird, die in Bezug auf die optische Achse der Kondensorlinse 2 der emittierenden Oberfläche 232 der Kondensorlinse 2 nahe entfernt von der reflektierenden Oberfläche 33 ist.
Durch Bereitstellen des Bereichs 232_b ist es möglich Licht, das nicht in das Lichtleiterelement 3 eintreten würde, wenn der Bereich 232_b nicht bereit gestellt würde, zu veranlassen, in die Lichtleiterkomponente 3 einzutreten. Es ist daher möglich die Lichtnutzungseffizienz zu verbessern.
Aus der +x-Achsen-Richtung betrachtet ist der Bereich 232_b des zweiten Abwandlungsbeispiels im Uhrzeigersinn um den Winkel c um eine Achse parallel zu der x-Achse gedreht. Dies ist jedoch abdingbar, und der Bereich 232_b kann aus der +x-Achsen-Richtung betrachtet gegen den Uhrzeigersinn um eine Achse parallel zu der x-Achse gedreht werden.
Angenommen zum Beispiel, dass die Position in der y-Achsen-Richtung des Endabschnitts auf der -y-Achsen-Richtungsseite des Bereichs 232_b sich auf der +y-Achsen-Richtungsseite der Position in der y-Achsen-Richtung des Endabschnitts auf der -z-Achsen-Richtungsseite der reflektierenden Oberfläche 33 befindet. Das heißt, angenommen dass der Endabschnitt auf der-y-Achsen-Richtungsseite des Bereichs 232_b sich auf der +y-Achsen-Richtungsseite des Endabschnitts auf der -z-Achsen-Richtungsseite der reflektierenden Oberfläche 33 befindet.
Um die reflektierende Oberfläche 33 mit einer großen Menge von Licht zu bestrahlen, um die Lichtnutzungseffizienz zu verbessern, muss der Bereich 232_b aus der +x-Achsen-Richtung betrachtet gegen den Uhrzeigersinn um eine Achse parallel zur x-Achse gedreht werden. Das ist so, weil in der -y-Achsen-Richtung Licht beim Austreten aus dem Bereich 232_b gebrochen wird, und daher eine große Menge von Licht die reflektierende Oberfläche 33 erreicht.
Das Vorderlichtmodul 100 enthält das Kondensorelement 2 zum Verdichten von von der Lichtquelle 1 emittiertem Licht. Von dem von dem Kondensorelement 2 in das Lichtleiterelement 3 in einer Normalenrichtung der reflektierenden Oberfläche 33 eintretenden Lichtstrahlenbündel, ist eine Brennweite des Kondensorelements 2 in Bezug auf einen ersten Lichtstrahl an dem Ende der Vorderseite der Oberfläche der reflektierenden Oberfläche 33 länger, als eine Brennweite des Kondensorelements 2 in Bezug auf einen zweiten Lichtstrahl an dem Ende auf der gegenüberliegenden Seite zu dem ersten Lichtstrahl.
In der ersten Ausführungsform wird das Lichtleiterlement 3 als ein Beispiel als die Lichtleiterkomponente 3 beschrieben. Außerdem wird das Kondensorelement 2 als ein Beispiel als die Kondensorlinse 2 beschrieben. Außerdem tritt das von der Lichtquelle 1 in das Lichtleiterelement 3 eintretende Lichtstrahlenbündel als Beispiel durch die Einfallsoberfläche 31 ein.
In der ersten Ausführungsform wird die Normalenrichtung der reflektierenden Oberfläche 33 als die y-Achsen-Richtung beschrieben. Wie jedoch in 13 dargestellt ist die Normalenrichtung, wenn die reflektierende Oberfläche 33 geneigt ist, auch in Bezug auf die y-Achse geneigt.
In der ersten Ausführungsform ist die Vorderseite der reflektierenden Oberfläche 33 eine Oberfläche zum Reflektieren von Licht. Die OberflächenVorderseite der reflektierenden Oberfläche 33 wird als die +y-Achsen-Richtung beschrieben. Außerdem wird in dem zweiten Abwandlungsbeispiel der erste Lichtstrahl als ein Lichtstrahl beschrieben, der von einem Endabschnitt auf der +y-Achsen-Seite des Bereichs 232_a emittiert wird. Der zweite Lichtstrahl wird als ein Lichtstrahl beschrieben, der von einem Endabschnitt auf der -y-Achsen-Seite des Bereichs 232_b emittiert wird.
<Drittes Abwandlungsbeispiel>
Außerdem ist in dem Vorderlichtmodul 100 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die reflektierende Oberfläche 33 der Lichtleiterkomponente 3 eine flache Oberfläche parallel zu einer x-z-Ebene. Die reflektierende Oberfläche 33 ist jedoch nicht beschränkt auf eine flache Oberfläche parallel zu einer x-z-Achse.
13 (A) und 13 (B) sind Diagramme, die einen Formvergleich zwischen der Lichtleiterkomponente 3 und einer Lichtleiterkomponente 35 des Vorderlichtmoduls gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulichen. 13 (A) veranschaulicht die oben beschriebene Lichtleiterkomponente 3 zum Vergleich. 13 (B) veranschaulicht die Lichtleiterkomponente 35 von einem dritten Abwandlungsbeispiel.
Die reflektierende Oberfläche 33 der in 13 (B) dargestellten Lichtleiterkomponente 35 ist nicht eine zur z-x-Ebene parallele Oberfläche. Wie in 13 (B) dargestellt, kann die reflektierende Oberfläche 33 beispielsweise eine flache Oberfläche sein, die in Bezug auf eine z-x-Ebene geneigt ist, mit der x-Achse als eine Drehachse.
Die reflektierende Oberfläche 33 der Lichtleiterkomponente 35 ist aus der +x-Achsen Richtung betrachtet eine im Uhrzeigersinn um die x-Achse gedrehte Oberfläche. In 13 (B) ist die reflektierende Oberfläche 33 eine um einen Winkel e in Bezug auf die z-x-Ebene gedrehte Oberfläche. Das heißt, der Endabschnitt auf der Einfallsoberflächenseite 31 der reflektierenden Oberfläche 33 befindet sich auf der +y-Achsen-Seite des Endabschnitts auf der emittierenden Oberflächenseite 32.
Die reflektierende Oberfläche 33 der in 13 (A) dargestellten Lichtleiterkomponente 3 ist eine flache Oberfläche parallel zu einer x-z-Ebene. Durch die Einfallsoberfläche 31 eintretendes Licht wird an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert und von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert. Der Einfallswinkel des Lichts auf der reflektierenden Oberfläche 33 ist ein Einfallswinkel S₁ . Der Reflexionswinkel des Lichts auf der reflektierenden Oberfläche 33ist ein Reflexionswinkel S₂ . Eine Linie m₁ senkrecht zu der reflektierenden Oberfläche 33 wird durch eine Punkt-und-Strich-Linie in 13 (A) angedeutet. Gemäß dem Reflexionsgesetz ist der Reflexionswinkel S₂ gleich dem Einfallswinkel S₁ .
Licht fällt auf die emittierende Oberfläche 32 unter einem Einfallswinkel S₃ ein. Das Licht wird von der emittierenden Oberfläche unter einem Emissionswinkel S_out1 emittiert. Eine Linie m₂ senkrecht zu der emittierenden Oberfläche 32 wird durch eine Punkt-und-Strich-Linie in 13 (A) angedeutet. Gemäß dem Snell'schen Gesetz, wird die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel S₃ und dem Emissionswinkel S_out1 durch die folgende Formel (1) gegeben: $n \cdot sin S_{3} = sin S_{o u t 1}$
wobei das Symbol n der Brechungsindex der Lichtleiterkomponente 3 ist. Der Brechungsindex n ist typisch größer als 1. „.“verwendet in Formel (1), kennzeichnet „Multiplikation“.
Da das Licht an der Einfallsoberfläche 31 stark gebrochen wird, ist der Emissionswinkel S_out1 des von der emittierenden Oberfläche 32 emittierten Lichts groß. Wenn der Emissionswinkel S_out1 größer wird, wird die Apertur der Projektionslinse 4 größer. Das ist so, weil, wenn der Emissionswinkel S_out1 groß ist, die Projektionslinse 4 von einer Position weit entfernt von der optischen Achse einfallendes Licht empfangen muss.
Andererseits ist die in 13 (B) dargestellte reflektierende Oberfläche 33 der Lichtleiterkomponente 35 in Bezug auf die x-z-Ebene geneigt. Die Neigungsrichtung der reflektierenden Oberfläche 33 ist die Drehrichtung im Uhrzeigersinn in Bezug auf die aus der +x-Achsen-Richtung betrachtete x-z-Ebene.
Das heißt, die reflektierende Oberfläche 33 ist in Bezug auf die Laufrichtung (+z-Achsen-Richtung) von Licht in einer Richtung geneigt, so dass ein optischer Pfad in der Lichtleiterkomponente 35 ausgedehnter wird. Die reflektierende Oberfläche 33 ist so geneigt, dass der optische Pfad in der Lichtleiterkomponente 35 in der Laufrichtung (+z-Achsen-Richtung) des Lichts ausgedehnter wird. Hier ist die Laufrichtung des Lichts, die Laufrichtung des Lichts in der Lichtleiterkomponente 35. Die Laufrichtung des Lichts ist also die Richtung parallel zu der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 35.
Die reflektierende Oberfläche 33 ist der emittierenden Oberfläche 32 in der Richtung der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 35 zugewandt. „Der emittierenden Oberfläche 32 zugewandt“ deutet an, dass die reflektierende Oberfläche 33 von der emittierenden Oberfläche 32 aus gesehen werden kann (+z-Achsen-Richtungsseite).
Durch die Einfallsoberfläche 31 eintretendes Licht wird an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert und von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert. Der Einfallswinkel des Lichts auf der reflektierenden Oberfläche ist ein Einfallswinkel S₄ .Der Reflexionswinkel des Lichts an der reflektierenden Oberfläche 33 ist ein Reflexionswinkel S₅ . Eine Linie m₃ senkrecht zu der reflektierenden Oberfläche 33 wird durch eine Punkt-und-Strich Linie in 13 (B) angedeutet. Gemäß dem Reflexionsgesetz, ist der Reflexionswinkel S₅ gleich dem Einfallswinkel S₄ .
Das Licht fällt auf die emittierende Oberfläche 32 unter einem Einfallswinkel S₆ ein. Das Licht wird durch die emittierende Oberfläche 32 unter einem Emissionswinkel S_out2 emittiert. Eine Linie m₄ senkrecht zu der emittierenden Oberfläche 32 wird durch eine Punkt-und-Strich-Linie in 13 (B) angedeutet. Gemäß dem Snell'schen Gesetz wird die Beziehung zwischen dem Einfallswinkel S₆ und dem Emissionswinkel S_out2 durch die folgende Formel (2) gegeben: $n \cdot sin S_{6} = sin S_{o u t 2}$
wobei das Symbol n der Brechungsindex der Lichtleitungskomponente 35 ist. Der Brechungsindex n ist typischerweise größer als 1. „•“ verwendet in Formel (2), bedeutet „Multiplikation“.
Der Einfallswinkel S₄ ist wegen der Neigung der reflektierenden Oberfläche 33 größer als der Einfallswinkel S₁ . Außerdem ist der Reflexionswinkel S₅ größer als der Reflexionswinkel S₂ . Somit ist der Einfallswinkel S₆ kleiner als der Einfallwinkel S₃ . Die Beziehung zwischen den Einfallswinkel S₃ und S₆ und den Emissionswinkel S_out1 und S_out1 obliegt, wenn das Licht an der emittierenden Oberfläche 32 gebrochen wird, dem Snell'schen Gesetz. Da die Brechungsindizes n der Lichtleiterkomponenten 3 und 35 untereinander gleich sind, ist der Emissionswinkel S_out2 kleiner als der Emissionswinkel S_out1 .
Um den Emissionswinkel S_out2 kleiner zu machen als den Emissionswinkel S_out1 , ist es auch möglich eine reflektierende Oberfläche 33 in eine gekrümmte Oberflächenform hinein zu bilden. Insbesondere wird die reflektierende Oberfläche 33 durch eine gekrümmte Oberfläche so geformt, dass der optische Pfad in der Laufrichtung (+z-Achsen-Richtung) des Lichts ausgedehnter wird.
In der Richtung der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 35 wird die reflektierende Oberfläche 33 durch eine der emittierenden Fläche 32 zugewandte gekrümmte Oberfläche gebildet.
Die Neigung der reflektierenden Oberfläche 33 funktioniert so, dass der Emissionswinkel S_out verringert wird, bei dem das an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektierte Licht von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert wird. Die Neigung der reflektierenden Oberfläche 32 kann daher die Apertur der Projektionslinse zur Verkleinerung des Vorderlichtmoduls 100 verringern. Insbesondere trägt sie zum Verdünnen des Vorderlichtmoduls in der Höhenrichtung (y-Achsen-Richtung) bei.
Durch Ändern des Neigungswinkels der reflektierenden Oberfläche 33 ist es außerdem möglich, die Lage des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke zu verändern.
In der Richtung der optischen Achse des optischen Projektionselements 4 ist die reflektierende Oberfläche 33 geneigt, um der emittierenden Oberfläche 32 zugewandt zu sein.
Das optische Projektionselement 4 wird als ein Beispiel der Projektionslinse 4 beschrieben.
<Viertes Abwandlungsbeispiel>
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschreibt außerdem einen Fall, bei dem ein einzelnes Vorderlichtmodul 100 die einzelne Lichtquelle 1 und die einzelne Kondensorlinse 2 enthält. Die Anzahl der Menge der Lichtquelle 1 und der Kondensorlinse 2 in einem einzelnen Vorderlichtmodul ist jedoch nicht auf eins beschränkt. In der folgenden Beschreibung wird auf eine Lichtquelle 1 und eine Kondensorlinse 2 gemeinsam als ein Lichtquellenmodul 15 Bezug genommen.
14 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Vorderlichtmoduls 110 gemäß der ersten Ausführungsform veranschaulicht. 14 ist ein Diagramm des Vorderlichtmoduls betrachtet aus der +y-Achsen-Richtung.
Das in 14 dargestellte Vorderlichtmodul 110 enthält zum Beispiel drei Lichtquellenmodule 15_a , 15_b und 15_c . Die Lichtquellenmodule 15_a , 15_b und 15_c enthalten jeweils Lichtquellen 1_a , 1_b und 1_c und Kondensorlinsen 2_a , 2_b und 2_c . In 14 sind die drei Lichtquellenmodule 15 das Lichtquellenmodul 15_a , das Lichtquellenmodul 15_b und das Lichtquellenmodul 15_c .
Aus der y-Achsen-Richtung betrachtet sind die Lichtquelle 1_a und die Kondensorlinse 2_a auf der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3 und der Projektionslinse 4 angeordnet. Die Lichtquelle 1_a und die Kondensorlinse 2_a bilden das Lichtquellenmodul 15_a .
Außerdem ist die Lichtquelle 1_b an der -x-Achsen-Seite der Lichtquelle 1_c angeordnet. Die Kondensorlinse 2_b ist an der -x-Achsen-Seite der Kondensorlinse 2_a angeordnet. Die Lichtquelle 1_b und Kondensorlinse 2_b bilden das Lichtquellenmodul 15_b . Das heißt, das Lichtquellenmodul 15_b ist an der -x-Achsen-Seite des Lichtquellenmoduls 15_a angeordnet.
Außerdem ist die Lichtquelle 1_c an der +x-Achsen-Seite der Lichtquelle 1_c angeordnet. Die Kondensorlinse 2_a ist an der +x-Achsen-Seite der Kondensorlinse 2_a angeordnet. Die Lichtquelle 1_c und Kondensorlinse 2_a bilden das Lichtquellenmodul 15_c . Das heißt, das Lichtquellenmodul 15_c ist an der +x-Achsen-Seite des Lichtquellenmoduls 15_a angeordnet.
Von der Lichtquelle 1_c emittiertes Licht durchläuft die Kondensorlinse 2_a , und tritt in die Lichtleiterkomponente 3 durch die Einfallsoberfläche 31 ein. Aus der y-Achsen-Richtung betrachtet stimmt eine Position in der x-Achsen-Richtung bei der das Licht auf die Einfallsoberfläche 31 einfällt mit einer Position auf der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3 überein. Das einfallende Licht wird an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert und von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert. Aus der y-Achsen-Richtung betrachtet stimmt eine Position in der x-Achsen-Richtung, bei der das Licht von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert wird, mit einer Position auf der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3 überein.
Von der Lichtquelle 1_b emittiertes Licht durchläuft die Kondensorlinse 2_b und tritt in die Lichtleiterkomponente 3 durch die Einfallsoberfläche 31 ein. Aus der y-Achsen-Richtung betrachtet ist eine Position in der x-Achsen-Richtung bei der das Licht auf die Einfallsoberfläche 31 einfällt auf der -x-Achsen-Seite der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3. Das einfallende Licht wird an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert und von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert. Aus der y-Achsen-Richtung betrachtet ist eine Position in der x-Achsen-Richtung, bei der das Licht von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert wird, auf der +x-Achsen-Seite der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3.
Von der Lichtquelle 1_c emittiertes Licht durchläuft die Kondensorlinse 2_a und tritt in die Lichtleiterkomponente 3 durch die Einfallsoberfläche 31 ein. Aus der y-Achsen-Richtung betrachtet ist eine Position in der x-Achsen-Richtung, bei der das Licht auf die Einfallsoberfläche 31 einfällt, auf der +x-Achsen-Seite der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3. Das einfallende Licht wird an der reflektierenden Oberfläche 33 reflektiert und von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert. Aus der y-Achsen-Richtung betrachtet ist eine Position in der x-Achsen-Richtung bei der das Licht von der emittierenden Oberfläche 32 emittiert wird auf der -x-Achsen-Seite der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3.
Die in 14 dargestellte Konfiguration kann daher das von der emittierenden Oberfläche 32 horizontaler Richtung (x-Achsen-Richtung) emittierte Licht verbreitern. Da die emittierende Oberfläche 32 und bestrahlte Oberfläche 9 in konjugierter Beziehung zueinander stehen, kann das Vorderlichtmodul 110 die Breite der Lichtverteilungsstruktur in horizontaler Richtung vergrößern.
Eine solche Konfiguration macht es möglich, die Menge von Licht zu vergrößern, ohne mehrere Vorderlichtmodule bereitzustellen. Das heißt, das Vorderlichtmodul 110 trägt zur Verkleinerung der gesamten Vorderlichtvorrichtung bei. Außerdem kann das Vorderlichtmodul 110 leicht eine in horizontaler Richtung (x-Achsen-Richtung) ausgedehnte Lichtverteilung erzielen.
Außerdem sind in 14 mehrere Lichtquellenmodule 15 in horizontaler Richtung (x-Achsen-Richtung) angeordnet. Die mehreren Lichtquellenmodule 15 können jedoch in vertikaler Richtung (y-Achsen-Richtung) angeordnet werden. Zum Beispiel sind Lichtquellenmodule 15 in zwei Ebenen in y-Achsen-Richtung angeordnet. Das erlaubt es die Menge von Licht in den Vorderlichtmodulen 110 zu vergrößern.
Außerdem ist es möglich durch Durchführen einer Steuerung zum individuellen An- oder Abschalten der Lichtquellen 1_a , 1_b und 1_c einen beleuchteten Bereich vor dem Fahrzeug auszuwählen. Daher ist es möglich das Vorderlichtmodul 110 mit einer Lichtverteilungsänderungsfunktion bereitzustellen. Das heißt, das Vorderlichtmodul 110 kann eine Funktion des Änderns der Lichtverteilung haben.
Wenn ein Fahrzeug beispielsweise an einer Kreuzung nach rechts oder links abbiegt, ist eine ausgedehntere Lichtverteilung in der Richtung in der das Fahrzeug abbiegt erforderlich als die Lichtverteilung eines typischen Abblendlichts. In einem solchen Fall ist es durch Durchführen einer Steuerung zum individuellen An- oder Abschalten der Lichtquellen 1_a , 1_b und 1_c möglich eine optimale Lichtverteilung zu erhalten, die der Fahrtsituation entspricht. Der Fahrer kann durch Ändern der Lichtverteilung des Vorderlichtmoduls 110 eine bessere Sichtbarkeit in der Fahrtrichtung erhalten.
Zweite Ausführungsform
15 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Vorderlichtmoduls 120 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Elemente, die die Gleichen wie in 1 sind, werden die gleichen Bezugszeichen gegeben, und eine Beschreibung von diesen wird weggelassen. Die Elemente, die die Gleichen wie in 1 sind, sind die Lichtquelle 1, Kondensorlinse 2, Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4.
Wie in 15 dargestellt enthält das Vorderlichtmodul 120 gemäß der zweiten Ausführungsform die Lichtquelle 1, Lichtleiterkomponente 3, Projektionslinse 4, einen Drehmechanismus 5 und einen Regelschaltkreis 6. Das Vorderlichtmodul 120 kann die Kondensorlinse 2 enthalten.
Der Drehmechanismus 5 dreht die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 als eine Einheit um eine optische Achse. Das heißt, das Vorderlichtmodul 120 gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Vorderlichtmodul 100 gemäß der ersten Ausführungsform dadurch, dass es den Drehmechanismus 5 und Regelschaltkreis 6 aufweist.
<Neigung des Fahrzeugaufbaus und Neigung der Lichtverteilungsstruktur>
Im Allgemeinen neigt sich der Fahrzeugaufbau, wenn ein Motorrad eine enge Kurve fährt. Wenn der Fahrzeugaufbau des Motorrads sich neigt, neigt sich die Vorderlichtvorrichtung zusammen mit dem Fahrzeugaufbau. Daher gibt es dann ein Problem, dass der Bereich einer engen Kurve, auf die der Blick des Fahrers gerichtet ist, nicht genügend beleuchtet ist.
„Bereich einer engen Kurve“ bezieht sich auf einen Beleuchtungsbereich in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs, wenn das Fahrzeug abbiegt. Der Bereich einer engen Kurve ist ein Bereich in der Fahrtrichtung auf den der Blick des Fahrers gerichtet ist. Typischerweise ist der Bereich einer engen Kurve, wenn das Fahrzeug links abbiegt, ein Bereich auf der linken Seite des Beleuchtungsbereichs, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt. Außerdem ist der Bereich einer engen Kurve, wenn das Fahrzeug rechts abbiegt, ein Bereich auf der rechten Seite des Beleuchtungsbereichs, wenn das Fahrzeug geradeaus fährt.
16 (A) und 16 (B) sind schematische Diagramme die Lichtverteilungsstrukturen 103 des Motorrads veranschaulichen. 16 (A) stellt die Lichtverteilungsstruktur 103 in einer Situation dar, in der das Motorrad ohne Neigung des Fahrzeugaufbaus fährt. Das heißt, 16 (A) stellt die Lichtverteilungsstruktur 103 in einer Situation dar, in der das Motorrad geradeaus fährt. 16 (B) stellt die Lichtverteilungsstruktur 104 in einer Situation dar, in der das Motorrad mit Neigung des Fahrzeugaufbaus nach links fährt. Das heißt, 16 (B) veranschaulicht die Lichtverteilungsstruktur 103 in einer Situation in der das Motorrad nach links abbiegt.
In 16 (A) und 16 (B) fährt das Motorrad auf einer linken Spur. Die Linie H-H stellt die Horizontlinie dar. Die Linie V-V stellt eine Linie senkrecht zu der Linie H-H (Horizontlinie) an einer Position des Fahrzeugaufbaus dar. Da das Motorrad auf der linken Spur fährt, befindet sich der Mittelstreifen 102 auf der rechten Seite der Linie V-V. Außerdem stellt die Linie 101 Teile der linken Kante und der rechten Kante der Straßenoberfläche dar. Das in 16 (B) dargestellte Motorrad fährt eine enge Kurve, während der Fahrzeugaufbau um einen Winkel d in Bezug auf die Linie V-V zur Linken geneigt ist. Auf den Neigungswinkel d des Fahrzeugaufbaus relativ zu der Linie V-V des Motorrads wird als Querneigungswinkel Bezug genommen.
Die in 16 (A) dargestellte Lichtverteilungsstruktur 103 ist in der horizontalen Richtung ausgedehnt und beleuchtet ohne Verlust einen vorherbestimmten Bereich. Die in 16 (B) dargestellte Lichtverteilungsstruktur 104 wird jedoch abgestrahlt, während sie in einer solchen Weise geneigt ist, dass die linke Seite unten ist und die rechte Seite oben ist. Zu diesem Zeitpunkt ist ein Bereich in der Fahrtrichtung auf den der Blick des Fahrers gerichtet ist ein Bereich einer engen Kurve 105. „Vorherbestimmt“ bezieht sich hier beispielsweise darauf, dass es durch Straßenverkehrsregeln oder dergleichen bestimmt ist.
In 16 (B) ist der Bereich einer engen Kurve 105 auf der linken Seite der Linie V-V und unter der Linie H-H in Kontakt mit der Linie H-H. In 16 (B) wird der Bereich einer engen Kurve 105 durch eine gestrichelte Linie dargestellt.
Eine typische Vorderlichtvorrichtung wird an einem Fahrzeugaufbau befestigt. Daher beleuchtet die Vorderlichtvorrichtung, wenn das Fahrzeug eine enge Kurve fährt, auf der Straße (in 16, linke Seite) in Fahrtrichtung einen Bereich unterhalb der Straßenoberfläche. Daher wird der Bereich einer engen Kurve 105 nicht ausreichend beleuchtet und ist dunkel.
Außerdem beleuchtet eine typische Vorderlichtvorrichtung, wenn das Fahrzeug eine enge Kurve fährt, auf der Straße (in 16, rechte Seite) entgegengesetzt der Fahrtrichtung eine Position oberhalb der Straßenoberfläche. Daher kann die Vorderlichtvorrichtung ein entgegenkommendes Fahrzeug mit grellem Licht anleuchten.
17 ist ein erläuterndes Diagramm, das den Neigungswinkel d des Fahrzeugaufbaus veranschaulicht. 17 ist ein schematisches Diagramm, das einen Zustand, in dem der Fahrzeugaufbau des Motorrads 94 geneigt ist, von der Vorderseite des Motorrads 94 aus betrachtet veranschaulicht. 17 stellt einen Zustand dar, in dem das Motorrad um einen Winkel d in Bezug auf die Fahrtrichtung nach rechts geneigt ist.
In 17 ist das Motorrad 94 um einen Neigungswinkel d in Bezug auf die Fahrtrichtung nach rechts geneigt. Das heißt, das Motorrad 94 dreht sich nach links oder rechts um eine Position 98, bei der ein Rad 95 den Boden berührt.
In 17 ist das Motorrad aus der +z-Achsen-Richtung um einen Winkel d um die Position 98, bei der das Rad 95 den Boden berührt, gegen den Uhrzeigersinn gedreht. In diesem Fall ist ersichtlich, dass die Vorderlichtvorrichtung 250 auch um den Neigungswinkel d geneigt ist.
Das Vorderlichtmodul 120 gemäß der zweiten Ausführungsform löst ein solches Problem mit einem kleinen und einfachen Aufbau.
<Konfiguration des Vorderlichtmoduls 120>
Wie in 15 dargestellt unterstützt der Drehmechanismus 5 des Vorderlichtmoduls 120 gemäß der zweiten Ausführungsform die um eine optische Achse drehbare Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4.
Der Drehmechanismus 5 enthält zum Beispiel einen Schrittmotor 51, Zahnräder 52, 53, 54 und 55, und eine Achse 56. Der Schrittmotor 51 kann zum Beispiel durch einen Gleichstrommotor oder dergleichen ersetzt werden.
Der Regelschaltkreis 6 sendet ein Regelungssignal an den Schrittmotor 51. Der Regelungsschaltkreis 6 regelt einen Drehwinkel und eine Drehgeschwindigkeit des Schrittmotors 51.
Der Regelschaltkreis 6 ist mit einem Fahrzeugaufbau-Neigungssensor 65 zum Detektieren des Neigungswinkels d des Motorrads 94 verbunden. Der Fahrzeugaufbau-Neigungssensor 65 ist beispielsweise ein Sensor, wie zum Beispiel ein Kreisel oder dergleichen. Der Regelschaltkreis 6 empfängt ein durch den Fahrzeugaufbau-Neigungssensor 65 detektiertes Signal des Neigungswinkels d des Fahrzeugaufbaus. Der Regelschaltkreis 6 führt eine Berechnung auf der Grundlage des Detektionssignals durch, um den Schrittmotor 51 zu steuern.
Wenn das Motorrad 94 um den Neigungswinkel d geneigt ist, dreht der Regelschaltkreis 6 die Lichtleiterkomponente 3 und Kondensorlinse 4 in einer Richtung entgegengesetzt zu der Neigungsrichtung des Fahrzeugaufbaus um den Winkel d. Das heißt, die Richtung in der die Lichtleiterkomponente 3 und Kondensorlinse 4 gedreht werden, ist entgegengesetzt zu der Neigungsrichtung des Fahrzeugaufbaus.
Das Zahnrad 53 ist an der Lichtleiterkomponente 3 befestigt, so dass eine Drehachse des Zahnrads 53 mit der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3 übereinstimmt und das Zahnrad 53 die Lichtleiterkomponente 3 umgibt. Das heißt, die Rotationsachse des Zahnrads 53 stimmt mit der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3 überein. Außerdem ist das Zahnrad 53 um die Lichtleiterkomponente 3 herum angeordnet. In 15 ist das Zahnrad 53 so angeordnet, dass es die Lichtleiterkomponente 3 umgibt. Das Zahnrad 53 kann jedoch an einem Teil des Umfangs der Lichtleiterkomponente 3 angeordnet sein.
Das Zahnrad 55 ist an der Projektionslinse 4 befestigt, so dass eine Drehachse des Zahnrads 55 mit der optischen Achse der Projektionslinse 4 übereinstimmt und das Zahnrad 55 die Projektionslinse 4 umgibt. Das heißt, die Drehachse des Zahnrads 55 stimmt mit der optischen Achse der Projektionslinse 4 überein. Außerdem ist das Zahnrad 55 um die Projektionslinse 4 herum angeordnet. In 15 ist das Zahnrad so angeordnet, dass es die Projektionslinse 4 umgibt. Das Zahnrad 55 kann jedoch an einem Teil des Umfangs der Projektionslinse 4 angeordnet sein.
Die Achse 56 stimmt mit der Drehachse des Schrittmotors überein. Die Achse 56 ist auch an einer Drehachse des Schrittmotors 51 befestigt. Die Achse 56 ist parallel zu der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3 und der optischen Achse der Projektionslinse 4 angeordnet.
Eine Drehachse des Zahnrads 52 stimmt mit der Achse 56 überein. Das Zahnrad 52 ist an der Achse 56 befestigt. Das Zahnrad 52 greift mit dem Zahnrad 53 ineinander.
Eine Drehachse des Zahnrads 54 stimmt mit der Achse 56 überein. Das Zahnrad 54 ist an der Achse 56 befestigt. Das Zahnrad 54 greift mit dem Zahnrad 55 ineinander.
Da der Drehmechanismus 5 auf diese Art eingerichtet ist, dreht sich die Achse 56, wenn sich die Drehachse des Schrittmotors 51 dreht. Wie sich die Achse 56 dreht, drehen sich die Zahnräder 52 und 54. Wie sich das Zahnrad 52 dreht, dreht sich das Zahnrad 53. Wie sich das Zahnrad 53 dreht, dreht sich die Lichtleiterkomponente 3 um die optische Achse. Wie sich das Zahnrad 54 dreht, dreht sich das Zahnrad 55. Wie sich das Zahnrad 55 dreht, dreht sich die Projektionslinse 4 um die optische Achse.
Da die Zahnräder 52 und 54 an der einzelnen Achse 56 befestigt sind, drehen sich die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 gleichzeitig. Die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 drehen sich auch in die gleiche Richtung.
Der Drehmechanismus 5 dreht die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 auf der Grundlage eines von dem Regelschaltkreis 6 erhaltenen Regelungssignals. Die Richtung in der die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 gedreht werden, ist eine der Neigungsrichtung des Fahrzeugaufbaus entgegengesetzte Richtung. Auf die Neigungsrichtung des Fahrzeugaufbaus wird auch als „Querneigungsrichtung“ Bezug genommen.
Die Drehwinkel der Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 hängen von der Anzahl von Zähnen der Zahnräder 52, 53, 54 und 55 ab. Wenn die Drehwinkel der Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 so eingestellt werden, dass sie untereinander gleich sind, kann der Drehmechanismus 5 die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 als eine Einheit drehen.
Die emittierende Oberfläche 32 der Lichtleiterkomponente 3 kann als eine sekundäre Lichtquelle behandelt werden. „Sekundäre Lichtquelle“ bezieht sich auf eine Oberflächen-Lichtquelle die ebenes Licht emittiert.
Außerdem ist die emittierende Oberfläche 32 in einer optisch konjugierten Beziehung zu der bestrahlten Oberfläche 9.
Wenn die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 ohne Ändern der geometrischen Beziehung zwischen der Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 um die optische Achse gedreht werden, ist daher die die bestrahlte Oberfläche 9 beleuchtende Lichtverteilungsstruktur auch um den gleichen Drehbetrag gedreht wie jene der Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4.
Durch Drehen der Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 in einer der Neigungsrichtung entgegengesetzten Richtung um den gleichen Betrag wie der Neigungswinkel d ist es daher möglich, genau die durch die Neigung des Fahrzeugaufbaus des Motorrads 94 bedingte Neigung der Lichtverteilungsstruktur auszugleichen.
Der Drehmechanismus 5 ist nicht auf das obige beschränkt und kann ein anderer Drehmechanismus sein. Schrittmotoren zum Drehen von sowohl der Lichtleiterkomponente 3, als auch der Projektionslinse 4 können bereitgestellt werden, um ihre Drehbeträge einzeln zu steuern. Das heißt, ein Schrittmotor für die Lichtleiterkomponente 3 und ein Schrittmotor für die Projektionslinse 4 können bereitgestellt werden.
18 ist ein schematisches Diagramm, das einen Fall veranschaulicht, in dem die Lichtverteilungsstruktur durch das Vorderlichtmodul 120 berichtigt wird. 18 (A) stellt einen Fall des Abbiegens nach links beim Fahren auf der linken Spur dar. 18 (B) stellt einen Fall des Abbiegens nach rechts beim Fahren auf der linken Spur dar.
Wie oben beschrieben dreht der Regelschaltkreis 6 die Lichtverteilungsstruktur 106 in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel d des Fahrzeugaufbaus. Die Lichtverteilungsstruktur 106 in 18 (A) ist aus der Fahrtrichtung betrachtet im Uhrzeigersinn um den Neigungswinkel d gedreht. Die Lichtverteilungsstruktur 106 in 18 (B) ist aus der Fahrtrichtung betrachtet gegen den Uhrzeigersinn um den Neigungswinkel d gedreht. Egal ob der Fahrzeugaufbau sich nach links oder rechts neigt, kann das Vorderlichtmodul 120 als Ergebnis die gleiche Lichtverteilungsstruktur 106 wie in einem Fall, wo der Fahrzeugaufbau nicht geneigt ist, bereitstellen.
Auf diese Weise dreht das Vorderlichtmodul 120 gemäß der zweiten Ausführungsform die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel d des Fahrzeugaufbaus. Dadurch dreht sich die gebildete Lichtverteilungsstruktur 106 um eine optische Achse eines optischen Systems. Die Projektionslinse 4 vergrößert und projiziert Licht mit der gedrehten Lichtverteilungsstruktur 106.
Dadurch kann das Vorderlichtmodul 120 einen Bereich (Bereich einer engen Kurve 105) in Fahrtrichtung, auf den der Blick des Fahrers gerichtet ist, beleuchten.
Außerdem ist es möglich, da die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4, die relativ klein sind im Vergleich mit herkömmlichen Komponenten, gedreht werden, sie mit kleiner Antriebskraft anzutreiben im Vergleich mit einem Fall des Drehens einer Lichtquelle und einer großen Linse, die in einer herkömmlichen Vorderlichtvorrichtung bereitgestellt werden.
Außerdem wird es unnötig, eine Linse mit großem Durchmesser drehbar zu lagern. Dadurch kann der Drehmechanismus 5 verkleinert werden.
Außerdem ist es wirksam, wenn eine Oberflächenform der Projektionslinse 4 beispielsweise eine Toroid-Linse ist, die in x-Achsen-Richtung und y-Achsen-Richtung verschiedene Krümmungen hat, die Projektionslinse 4 zusammen mit der Lichtleiterkomponente 3 zu drehen. Die Toroid-Linse ist eine Linse die in x-Achsen-Richtung und y-Achsen-Richtung verschiedene Kräfte hat. Durch Verwenden der Toroid-Linse als die Projektionslinse 4 kann die Bildung der Lichtverteilungsstruktur mit der Lichtleiterkomponente 3 geteilt werden.
Wenn die Projektionslinse 4 eine Funktion hat, die Bildung der Lichtverteilungsstruktur mit der Lichtleiterkomponente 3 zu teilen, ist die Projektionslinse 4 nicht auf die Toroid-Linse beschränkt, und kann eine zylindrische Line oder eine Linse, die eine Freiformfläche aufweist, sein. Die zylindrische Linse ist eine Linse, die in einer Richtung Brechkraft hat, um Konvergenz oder Divergenz zu leisten, aber in der orthogonalen Richtung keine Brechkraft hat.
Außerdem wird in 15 ein Konfigurationsdiagramm dargestellt, in dem die Projektionslinse 4 gedreht wird. Es kann jedoch eine Konfiguration verwendet werden, in der die Projektionslinse 4 nicht gedreht wird.
Das Vorderlichtmodul 120 enthält den Drehmechanismus 5 zum Drehen der Lichtleiterkomponente 3 um eine Achse parallel zu der optischen Achse und den Regler 6. Der Regler 6 treibt den Drehmechanismus 5 an.
In einem Fall wo die Projektionslinse 4 eine Form eines Drehkörpers mit der optischen Achse als Mittelpunkt hat, und wie oben beschrieben die optische Achse der Projektionslinse 4 mit der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3 übereinstimmt, gibt es selbst in dem Fall, dass die Konfiguration, in der die Projektionslinse 4 gedreht wird, nicht verwendet wird, kein bestimmtes Problem. „Drehkörper“ bezieht sich auf eine durch Drehen einer ebenen Gestalt um eine gerade Linie (Achse), die auf der gleichen Ebene liegt, wie die ebene Gestalt, erhaltene feste Gestalt.
Das heißt, wenn eine Linsenoberfläche der Projektionslinse 4 eine rotationssymmetrische Oberflächenform hat, und ein Mittelpunkt der Krümmung der Projektionslinse 4 mit der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3 übereinstimmt, können die gleichen Vorteile durch Drehen um die optische Achse nur der Lichtleiterkomponente 3 erhalten werden, ohne die Projektionslinse zu drehen. In diesem Fall stimmt die optische Achse der Projektionslinse 4 mit der optischen Achse der Lichtleiterkomponente 3 überein.
In diesem Fall sind die Zahnräder 54 und 55 unnötig. Das heißt, der Drehmechanismus 5 kann verglichen mit einem Fall des Drehens der Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 um die optische Achse als eine Einheit weiter verkleinert und vereinfacht werden.
Außerdem können, wie in dem ersten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform beschrieben, die Lichtquelle 1 und Kondensorlinse 2 in Bezug auf die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 geneigt sein. In einem solchen Fall müssen die Lichtquelle 1 und Kondensorlinse 2 insgesamt mit der Lichtleiterkomponente 3 um die Drehachse der Lichtleiterkomponente 3 gedreht werden.
Außerdem kann das Vorderlichtmodul wie in dem vierten Abwandlungsbeispiel der ersten Ausführungsform beschrieben mehrere Lichtquellenmodule 15 enthalten. Auch in einem solchen Fall müssen die Lichtquellenmodule insgesamt mit der Lichtleiterkomponente 3 um die Drehachse der Lichtleiterkomponente 3 gedreht werden.
Das ist so, weil in diesen Fällen, wenn die Lichtquelle 1 und Kondensorlinse 2 feststehend sind, eine Drehung der Lichtleiterkomponente 3 die Bedingung von in die Lichtleiterkomponente 3 eintretendem Licht verändert, was die Bildung der Lichtverteilungsstruktur erschwert.
Die zweite Ausführungsform dreht die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 um die optische Achse. Die Lichtleiterkomponente 3 kann jedoch um eine andere Achse als die optische Achse gedreht werden. Die Projektionslinse kann auch um eine andere Achse als die optische Achse gedreht werden.
Für die Lichtleiterkomponente 3 kann beispielsweise ein Ende der Drehachse durch die Einfallsoberfläche 31 hindurch laufen. Außerdem kann das andere Ende der Drehachse durch die emittierende Oberfläche 32 hindurch laufen. Auf diese Weise kann eine durch die Flächen an beiden Seiten der optischen Achsenrichtung der Lichtleiterkomponente 3 hindurch laufende Achse als die Drehachse eingestellt werden. Das heißt, die Drehachse ist in Bezug auf die optische Achse der Lichtleiterkomponente 3 geneigt.
In ähnlicher Weise kann beispielsweise für die Projektionslinse 4 ein Ende der Drehachse durch eine Einfallsoberfläche (Oberfläche auf der -z-Achsen-Seite) der Projektionslinse 4 hindurch laufen. Außerdem kann das andere Ende der Drehachse durch eine emittierende Oberfläche (Oberfläche auf der +z-Achsen-Seite) der Projektionslinse 4 hindurch laufen. Auf diese Weise kann eine durch die Flächen an beiden Seiten der optischen Achsenrichtung der Projektionslinse hindurch laufende Achse als die Drehachse eingestellt werden. Das heißt, die Drehachse ist in Bezug auf die optische Achse der Projektionslinse 4 geneigt.
Wenn die Drehachse jedoch mit der optischen Achse übereinstimmt, da die Drehachse der Lichtverteilungsstruktur als die optische Achse eingestellt werden kann, kann die Lichtverteilung leichter gesteuert werden.
Außerdem dreht das Vorderlichtmodul 120 gemäß der zweiten Ausführungsform die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 um den Winkel d in einer Richtung entgegengesetzt der Neigungsrichtung in Übereinstimmung mit dem Neigungswinkel d des Fahrzeugaufbaus um die optische Achse.
Dies ist jedoch abdingbar und der Drehwinkel kann ein beliebiger Winkel sein; zum Beispiel können die Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4 um einen größeren Winkel als der Neigungswinkel d um die optische Achse gedreht werden. Daher kann die Lichtverteilungsstruktur absichtlich wie erforderlich geneigt werden, statt immer horizontal zu sein.
Durch Neigen der Lichtverteilungsstruktur, um die Seite des Bereichs einer engen Kurve 105 der Lichtverteilung anzuheben, ist es beispielsweise möglich, es für den Fahrer leicht zu machen, einen Bereich in der Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu beobachten. Außerdem ist es in dem Fall einer engen Linkskurve durch Neigen der Lichtverteilungsstruktur, so dass eine der Seite des Bereichs einer engen Kurve 105 der Lichtverteilungsstruktur entgegengesetzte Seite erniedrigt wird, möglich, durch Projektionslicht bedingtes Blenden eines entgegenkommenden Fahrzeugs zu verringern.
Die zweite Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf das Motorrad 94 als ein Beispiel beschrieben. Für das oben beschriebene, Gyro genannte Motor-Dreirad oder dergleichen ist jedoch das Meiste vom Fahrzeugaufbau, der ein Vorderrad und einen Fahrersitz enthält, in der Links-Rechts-Richtung um eine enge Kurve herum geneigt. Daher kann das Vorderlichtmodul 120 in einem Motor-Dreirad verwendet werden.
Das Vorderlichtmodul 120 kann auch in einem Vierrad-Fahrzeug verwendet werden. Wenn es beispielsweise nach links abbiegt, neigt sich der Fahrzeugaufbau nach rechts. Außerdem neigt sich der Fahrzeugaufbau nach links, wenn das Fahrzeug nach rechts abbiegt. Dies ist durch die Zentrifugalkraft bedingt. In dieser Hinsicht ist die Querneigung einem Motorrad entgegengesetzt. Ein Vierrad-Fahrzeug kann jedoch auch den Querneigungswinkel des Fahrzeugaufbaus detektieren, um die bestrahlte Oberfläche zu berichtigen. Außerdem ist es, wenn der Fahrzeugaufbau sich beispielsweise wegen nur einem Rad oder Rädern auf einer Seite über einem Hindernis oder dergleichen neigt, möglich die gleiche bestrahlte Fläche zu erhalten, als wenn der Fahrzeugaufbau nicht geneigt ist
Das Vorderlichtmodul 120 enthält, verglichen mit dem Vorderlichtmodul 100, den Drehmechanismus 5. Der Drehmechanismus 5 dreht das Lichtleiterelement 3. Der Drehmechanismus 5 dreht das Lichtleiterelement 3 um eine Achse, die durch einen Endabschnitt des Lichtleiterelements 3 auf einer Seite geht, auf der von der Lichtquelle 1 emittiertes Licht auf die emittierende Oberfläche 32 einfällt.
In der zweiten Ausführungsform wird das Lichtleiterelement 3 als ein Beispiel als die Lichtleiterkomponente 3 beschrieben. Außerdem wird der Endabschnitt auf der Seite auf der Licht einfällt als ein Beispiel als die Einfallsoberfläche 31 beschrieben
Der Drehmechanismus 5 kann das Lichtleiterelement 3 um eine Achse drehen, die durch eine Fläche geht, die durch einen Endabschnitt des Lichtleiterelements 3 auf einer Seite geht, auf der von der Lichtquelle 1 emittiertes Licht einfällt, und durch eine Oberfläche die durch emittierende Oberfläche 32 geht. In einer anderen Hinsicht kann der Drehmechanismus 5 das Lichtleiterelement 3 um eine Achse drehen, die durch eine Oberfläche geht, die einen Endabschnitt des Lichtleiterelements auf einer Seite enthält, auf der von der Lichtquelle emittiertes Licht einfällt, und durch eine Oberfläche, die die emittierende Oberfläche 32 enthält.
Außerdem dreht der Drehmechanismus 5 in der zweiten Ausführungsform das Lichtleiterelement 3 um die optische Achse des optischen Projektionselements 4.
Außerdem dreht der Drehmechanismus in der zweiten Ausführungsform das Lichtleiterelement um eine optische Achse, die durch den Endabschnitt 321 geht.
Der Endabschnitt 321 wird als ein Beispiel als die Kante 321 beschrieben.
Das Vorderlichtmodul 120 enthält verglichen mit dem Vorderlichtmodul 100 den Drehmechanismus 5. Der Drehmechanismus 5 dreht das Lichtleiterelement 3. Der Drehmechanismus 5 dreht das Lichtleiterelement 3 um eine Achse, die durch den Endabschnitt des Lichtleiterelements 3 auf einer Seite geht, auf der von der Lichtquelle 1 emittiertes Licht einfällt, und durch die emittierende Oberfläche 32.
In der zweiten Ausführungsform wird das Lichtleiterelement als ein Beispiel als die Lichtleiterkomponente 3 beschrieben. Außerdem wird der Endabschnitt auf der Seite, auf der Licht einfällt, als ein Beispiel als Einfallsoberfläche 31 beschrieben.
Der Drehmittel 5 kann das Lichtleiterelement 3 um eine Achse drehen, die durch eine Oberfläche geht, die durch einen Endabschnitt des Lichtleiterelements 3 auf einer Seite geht, auf der von der Lichtquelle 1 emittiertes Licht einfällt, und eine Oberfläche, die durch die emittierenden Oberfläche 32 geht. In einer anderen Hinsicht kann das Drehmittel 5 das Lichtleiterelement 3 um eine Achse drehen, die durch eine Oberfläche geht, die einen Endabschnitt des Lichtleiterelements auf einer Seite enthält, auf der von der Lichtquelle emittiertes Licht einfällt, und eine Seite, die die emittierende Oberfläche 32 enthält.
Außerdem dreht in der zweiten Ausführungsform das Drehmittel 5 das Lichtleiterelement 3 um eine Achse des optischen Projektionselements 4.
Außerdem dreht in der zweiten Ausführungsform das Drehmittel 5 das Lichtleiterelement 3 um eine Achse, die durch den Endabschnitt 321 geht.
Das Drehmittel 5 wird als ein Beispiel als der Drehmechanismus 5 beschrieben.
Dritte Ausführungsform
19 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Vorderlichtmoduls 130 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Elementen, die die Gleichen sind wie in 1, werden die gleichen Bezugszeichen gegeben, und Beschreibungen davon werden weggelassen werden. Die Elemente, die die Gleichen sind wie in 1, sind die Lichtquelle 1, Kondensorlinse 2, Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4.
Wie in 19 dargestellt enthält das Vorderlichtmodul 130 gemäß der dritten Ausführungsform die Lichtquelle 1, die Lichtleiterkomponente 3, die Projektionslinse 4, einen Translationsmechanismus 7 und den Regelschaltkreis 6. Das Vorderlichtmodul 130 kann die Kondensorlinse 2 enthalten.
„Translation“ bezieht sich auf parallele Verschiebung in der gleichen Richtung von jedem Punkt, der einen starren Körper oder dergleichen bildet. Hiernach wird auf „Translation“ auch als auf „Translation“ Bezug genommen werden. Außerdem wird auf den Abstand, um den eine Komponente versetzt wird, auch als „Translationsbetrag“ Bezug genommen werden.
Der Translationsmechanismus 7 bewegt die Projektionslinse 4 in der x-Achsen-Richtung. Das heißt, das Vorderlichtmodul 130 unterscheidet sich von dem Vorderlichtmodul 100 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass es den Translationsmechanismus 7 und den Regelschaltkreis 6 aufweist.
In Vorderlichtvorrichtungen ist eine Technik bekannt, bei der, wenn ein Fahrzeug durch eine enge Kurve fährt, die optische Achse der Vorderlichtvorrichtung so gesteuert wird, dass sie in Fahrtrichtung gerichtet ist. Insbesondere wird in Vorderlichtvorrichtungen für Automobile eine Beleuchtungsrichtung von einer Vorderlichtvorrichtung in Links-Rechts-Richtung (x-Achsen-Richtung) des Fahrzeugs auf der Grundlage von Informationen bewegt, wie zum Beispiel einem Lenkwinkel, einer Fahrzeuggeschwindigkeit, oder einer Fahrzeughöhe des Automobils. „Lenkwinkel“ bezieht sich auf einen Winkel zum Lenken, zum beliebigen Verändern der Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Auf den „Lenkwinkel“ wird auch als den „Lenkwinkel“ Bezug genommen.
Eine herkömmliche Vorderlichtvorrichtung verwendet jedoch typischerweise ein Verfahren zum Drehen des gesamten Vorderlichts. Daher gibt es dann ein Problem, dass die Antriebseinheit groß ist. Außerdem gibt es dann ein Problem, dass die Last der Antriebseinheit groß ist.
Das Vorderlichtmodul 130 gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung löst solche Probleme. Das Vorderlichtmodul 130 löst solche Probleme mit einem kleinen und einfachen Aufbau.
Wie in 19 dargestellt enthält der Translationsmechanismus 7 einen Schrittmotor 71, ein Ritzel 72, eine Zahnstange 73 und eine Achse 76.
Der Translationsmechanismus 7 des Vorderlichtmoduls 130 gemäß der dritten Ausführungsform unterstützt wie in 19 dargestellt die in der x-Achsen-Richtung versetzbare Projektionslinse 4. Der Translationsmechanismus 7 enthält beispielsweise den Schrittmotor 71, das Ritzel 72, die Zahnstange 73 und die Achse 76.
Der Translationsmechanismus 7 erhält von dem Regelschaltkreis 6 einen Translationsbetrag. Der Translationsmechanismus 7 versetzt dann die Projektionslinse 4 auf der Grundlage des Translationsbetrags in der Links-Rechts-Richtung.
Eine Achse des Schrittmotors 71 ist mit der Achse 76 verbunden. Die Achse des Schrittmotors 71 und die Achse 76 sind parallel zu der z-Achse angeordnet. Das heißt, die Achse des Schrittmotors 71 und die Achse 76 sind parallel mit der optischen Achse der Projektionslinse 4 angeordnet.
Das Ritzel 72 ist an der Achse 76 befestigt. Eine Achse des Ritzels 72 ist parallel zu der z-Achse. Zähne des Ritzels 72 greifen mit Zähnen der Zahnstange 73 ineinander. Das Ritzel 72 ist in Bezug auf die Projektionslinse auf der äußeren Seite der Zahnstange 73 angeordnet.
Die Zahnstange 73 ist an der Projektionslinse 4 befestigt. Die Zahnstange 73 ist aus einer Richtung (+z-Achsen-Richtung), von dem Vorderlichtmodul 130 zu der bestrahlten Oberfläche 9 aus betrachtet, an der oberen Seite (+y-Achsen-Seite) der Projektionslinse 4 befestigt. Alternativ kann die Zahnstange 73 aus einer Richtung (+z-Achsen-Richtung), von dem Vorderlichtmodul 130 zu der bestrahlten Oberfläche aus betrachtet, an der unteren Seite (-y-Achsen-Richtungsseite) der Projektionslinse angeordnet werden.
Die Zahnstange ist parallel zu der x-Achse angeordnet. Das heißt, die Zahnstange 73 ist so angeordnet, dass die Zähne der Zahnstange 73 in horizontaler Richtung (x-Achsen-Richtung) ausgerichtet sind.
Die Zähne der Zahnstange 73 werden an der äußeren Seite in Bezug auf die Projektionslinse 4 gebildet. Das heißt, wenn die Zahnstange 73 an der oberen Seite (+y-Achsen-Richtungsseite) der Projektionslinse 4 angeordnet ist, sind die Zähne der Zahnstange 73 auf der oberen Seite (+y-Achsen-Seite) der Zahnstange 73 gebildet. Wenn die Zahnstange 73 an der unteren Seite (-y-Achsen-Richtungsseite) der Projektionslinse angeordnet ist, sind die Zähne der Zahnstange 73 auf der unteren Seite (-y-Achsen-Richtungsseite) der Zahnstange 73 gebildet.
Wie sich der Schrittmotor 71 dreht, dreht sich die Achse 76. Wie sich die Achse 76 dreht, dreht sich das Ritzel. Das heißt, das Ritzel 72 dreht sich bedingt durch die Rotation der Achse 76 um die Achse des Ritzels 72. Wie sich das Ritzel 76 dreht, bewegt sich die Zahnstange 73 in die x-Achsen-Richtung. Wie sich die Zahnstange 73 in die x-Achsen-Richtung bewegt, bewegt sich die Projektionslinse 4 in die x-Achsen-Richtung.
Wie oben beschrieben versetzt der Translationsmechanismus 7 die Projektionslinse 4 auf der Grundlage des von dem Regelschaltkreis 6 erhaltenen Translationsbetrags in der Links-Rechts-Richtung.
Der Regelschaltkreis 6 ist beispielsweise mit einem Fahrzeugaufbau-Zustandssensor 66 verbunden. Der Fahrzeugaufbau-Zustandssensor 66 ist beispielsweise ein Lenkwinkel-Sensor, ein Fahrzeuggeschwindigkeits-Sensor oder dergleichen. „Lenkwinkel-Sensor“ bezieht sich auf einen Sensor zum Detektieren eines Lenkwinkels des Vorderrads, wenn ein Lenkrad gedreht wird.
Der Regelschaltkreis 6 empfängt durch den Fahrzeugaufbau-Zustandssensor 66 detektierte Informationen, wie zum Beispiel einen Lenkwinkel, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, oder Fahrzeughöhe des Fahrzeugaufbaus. Der Fahrzeugaufbau-Zustandssensor 66 detektiert einen Lenkwinkel, eine Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Fahrzeughöhe des Fahrzeugaufbaus oder dergleichen. Der Regelschaltkreis 6 führt eine Berechnung auf der Grundlage des Signals des Lenkwinkels, der Fahrzeuggeschwindigkeit, der Fahrzeughöhe oder dergleichen durch, und steuert den Schrittmotor 81.
Es wird beispielsweise angenommen werden, dass die Projektionslinse 4 eine Linse ist, die die Lichtverteilungsstruktur auf der emittierenden Oberfläche 32 der Lichtleiterkomponente 3 bei einer Vergrößerung von 1000 auf die 25 m voraus befindliche bestrahlte Oberfläche 9 abbildet. In diesem Fall, wenn die Projektionslinse um 2.0 mm von einem Mittelpunkt einer optischen Achse in die rechte Richtung (+x-Achsen-Richtung) versetzt ist, ist der Betrag der Bewegung der optischen Achse 25 m voraus 1000 mm. Zu diesem Zeitpunkt, wird der Betrag der Neigung der optischen Achse in der +x-Achsen-Richtung durch folgende Formel (3) dargestellt: ${tan}^{- 1} (1000 [mm] / 25000 [mm]) = 2.29 [Grad]$
Das heißt, in dem obigen Beispiel ist die Neigung der optischen Achse 2.29 Grad. Das heißt, das Vorderlichtmodul 130 kann die optische Achse durch leichtes Versetzen der Projektionslinse in der Links-Rechts-Richtung (x-Achsen-Richtung) neigen.
Der Regelschaltkreis 6 berechnet die Fahrtrichtung des Fahrzeug auf der Grundlage von durch den Fahrzeugaufbau-Zustandssensor 66 detektierten Informationen (Signal). Der Regelschaltkreis 6 steuert dann den Schrittmotor 71, so dass eine optische Achse auf der emittierenden Oberfläche 32 des Vorderlichtmoduls 130 in eine optimale Richtung ausgerichtet ist, und passt den Betrag des Versatzes der Projektionslinse 4 in der Links-Rechts-Richtung an. „Optische Achse auf der emittierenden Oberfläche 32“ bezieht sich auf eine optische Achse von auf die bestrahlte Oberfläche 9 projiziertem Licht.
20 (A) und 20 (B) sind Diagramme die beide einen bestrahlten Bereich darstellen, wenn ein Fahrzeug mit der Vorderlichtvorrichtung 130 gemäß der dritten Ausführungsform eine enge Kurve fährt. 20 (A) stellt eine Situation dar, in der das Fahrzeug auf der linken Spur einer nach links gekrümmten engen Kurve fährt. 20 (B) stellt eine Situation dar, in der das Fahrzeug auf der linken Spur einer nach rechts gekrümmten engen Kurve fährt.
In 20 (A) ist die Lichtverteilungsstruktur 103 zu der linken Seite der horizontalen Richtung (Richtung der H-H-Linie) bewegt worden. Der Bereich einer engen Kurve 105 befindet sich in einer Mitte der Lichtverteilungsstruktur 103. In 20 (B) ist die Lichtverteilungsstruktur 103 zu der rechten Seite der horizontalen Richtung (Richtung der H-H-Linie) bewegt worden. Der Bereich einer engen Kurve 105 befindet sich in einer Mitte der Lichtverteilungsstruktur 103.
Wie oben beschrieben kann der Regelschaltkreis 6 die Lichtverteilungsstruktur 103 durch Neigen der optischen Achse der Lichtverteilungsstruktur 103 in der horizontalen Richtung in Übereinstimmung mit dem Lenkwinkel des Fahrzeugs, oder dergleichen, in einer optimalen Richtung ausrichten. In 20 ist die „horizontale Richtung“ die Richtung der H-H-Linie.
Im Fall des Fahrens in einer Kurve, egal ob Links- oder Rechtskurve, kann der Regelschaltkreis daher die optische Achse der Lichtverteilungsstruktur 103 auf den Bereich einer engen Kurve 105 ausrichten. Der Bereich einer engen Kurve 105 ist in einer Blickrichtung eines Fahrers. Hier bezieht sich „optische Achse der Lichtverteilungsstruktur 103“ auf einen Mittelpunkt der Grenzlinie der Lichtverteilungsstruktur 103 in horizontaler Richtung.
Das heißt, in dem Fall des Fahrens in einer Kurve, egal ob Links- oder Rechtskurve, kann der Regelschaltkreis 6 die Lichtverteilungsstruktur 103 auf den Bereich einer engen Kurve 105 ausrichten, der in einer Blickrichtung eines Fahrers ist. Durch die Steuerung des Regelschaltkreises 6 kann das Vorderlichtmodul 130 den Bereich einer engen Kurve 105 mit einem Teil beleuchten, der die höchste Beleuchtungsstärke der Lichtverteilungsstruktur 103 aufweist.
Auf diese Weise versetzt das Vorderlichtmodul 130 gemäß der dritten Ausführungsform die Projektionslinse 4 durch einen optimalen Translationsbetrag, der dem Lenkwinkel oder dergleichen des Fahrzeugs entspricht. Dadurch kann, wenn das Fahrzeug eine Links- oder Rechtskurve fährt, das Vorderlichtmodul 130 einen Bereich (Bereich einer engen Kurve 105) beleuchten, auf den der Blick eines Fahrers gerichtet ist, mit einem Teil, der die höchste Beleuchtungsstärke der Lichtverteilungsstruktur 103 aufweist.
Das Vorderlichtmodul 130 bewegt die Projektionslinse 4 leicht in Links-Rechts-Richtung. Daher kann das Vorderlichtmodul 130 den angetriebenen Teil (Projektionslinse 4) mit einer kleinen Antriebskraft antreiben, verglichen mit einem herkömmlichen Fall des Drehens eines Beleuchtungsgeräts und einer Linse mit großem Durchmesser, die in einem Hauptaufbau einer Lampe bereitgestellt sind. Außerdem kann, da der angetriebene Teil (Projektionslinse 4) kleiner ist, als der eines herkömmlichen Falls, der Aufbau zum Lagern des angetriebenen Teil klein gemacht werden. Außerdem kann, da der Abstand, um den die Projektionslinse 4 versetzt wird, klein ist, die Lichtverteilungsstruktur 103 in kurzer Zeit bewegt werden.
Das Vorderlichtmodul 130 der dritten Ausführungsform versetzt die Projektionslinse 4 in der Links-Rechts-Richtung (x-Achsen-Richtung) bezüglich der Lichtleiterkomponente 3. Als Verfahren jedoch zum Versetzen der Links-Rechts-Richtung in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs wie in der dritten Ausführungsform kann das folgende Verfahren verwendet werden. Die gleichen Vorteile können beispielsweise durch ein Verfahren zum Drehen der Projektionslinse 4 in der Links-Rechts-Richtung erhalten werden, d.h. ein Verfahren zum Drehen der Projektionslinse 4 um eine Achse parallel zu der y-Achse und durch die optische Achse der Projektionslinse 4 hindurchgehend.
Das Vorderlichtmodul 130 enthält den Translationsmechanismus 7 zum Versetzen des optischen Projektionselements 4 in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse des optischen Projektionselements 4 bezüglich des Lichtleiterelements 3.
In der dritten Ausführungsform wird das Lichtleiterelement 3 als ein Beispiel als die Lichtleiterkomponente 3 beschrieben. Außerdem wird das optische Projektionselement 4 als ein Beispiel als die Projektionslinse 4 beschrieben.
Das Vorderlichtmodul 130 enthält das Translationsmittel 7 zum Versetzen des optischen Projektionselements 4 in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse des optischen Projektionselements 4 bezüglich des Lichtleiterelements 3.
Als ein Beispiel wird das Translationsmittel 7 als der Translationsmechanismus 7 beschrieben.
<Abwandlungen>
21 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Vorderlichtmoduls 140 darstellt. Das Vorderlichtmodul 140 dreht die Projektionslinse 4 um eine Achse 57 parallel zu der y-Achse, und die durch eine optische Achse hindurchgeht.
Das Vorderlichtmodul 140 enthält die Lichtquelle 1, die Lichtleiterkomponente 3, die Projektionslinse 4, einen Drehmechanismus 50 und den Regelschaltkreis 6. Das Vorderlichtmodul 140 kann die Kondensorlinse 2 enthalten.
Der Drehmechanismus 50 dreht die Projektionslinse 4 um die Achse 57.
Die Achse 57 ist eine Achse parallel zu der y-Achse, und die durch die optische Achse der Projektionslinse 4 hindurchgeht. Die Achse 57 ist eine Achse parallel zu der y-Achse und senkrecht zu der optischen Achse der Projektionslinse 4. Der Einfachheit halber ist in 21 die Achse 57 so dargestellt, dass sie durch die Projektionslinse 4 in der y-Achsen-Richtung hindurchgeht. Tatsächlich ist die Achse 57 durch einen Stift oder dergleichen gebildet, was von einem Endabschnitt in der y-Achsen-Richtung der Projektionslinse 4 hervorsteht.
Der Schrittmotor 51 dreht die Achse 57. Eine Achse des Schrittmotors 51 ist mit der Achse 57 verbunden.
Wenn die Projektionslinse 4 im Uhrzeigersinn um die Drehachse 57 (Achse parallel zu der y-Achse, und die durch die optische Achse der Projektionslinse 4 hindurchgeht) aus der +y-Achsen-Richtung betrachtet gedreht wird, bewegt sich die Lichtverteilungsstruktur auf der bestrahlten Oberfläche 9 nach rechts (+x-Achsen-Richtung). Demgegenüber bewegt sich, wenn die Projektionslinse 4 gegen den Uhrzeigersinn um die Drehachse 57 (Achse parallel zu der y-Achse, und die durch die optische Achse der Projektionslinse 4 hindurchgeht) gedreht wird, die Lichtverteilungsstruktur auf der bestrahlten Oberfläche 9 nach links (-x-Achsen-Richtung).
Mit diesem Verfahren kann das Vorderlichtmodul 140 die Lichtverteilungsstruktur auf der bestrahlten Oberfläche 9 in der Links-Rechts-Richtung bewegen. In diesem Verfahren ist nur die Projektionslinse 4 ein zu bewegender Teil. Das Vorderlichtmodul 140 kann die Lichtverteilungsstruktur in der Links-Rechts-Richtung mit einer kleinen Antriebskraft sanft bewegen. Außerdem kann die Lichtverteilungsstruktur 103, da der Winkel, um den die Projektionslinse 4 gedreht wird, auch klein ist, in kurzer Zeit bewegt werden.
Das Vorderlichtmodul 140 enthält den Drehmechanismus 50 zum Drehen des optischen Projektionselements 4 um die Achse 57 senkrecht zu de optischen Achse des optischen Projektionselements 4 bezüglich des Lichtleiterelements 3.
In der dritten Ausführungsform wird das Lichtleiterelement 3 als ein Beispiel als die Lichtleiterkomponente beschrieben. Außerdem wird das optische Projektionselement als ein Beispiel als die Projektionslinse 4 beschrieben.
Das Vorderlichtmodul 140 enthält das Drehmittel 50 zum Drehen des optischen Projektionselements 4 um die Achse 57 senkrecht zu der optischen Achse des optischen Projektionselements 4 bezüglich des Lichtleiterelements 3.
Als ein Beispiel wird das Drehmittel 50 als der Drehmechanismus 50 beschrieben.
Vierte Ausführungsform
22 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Vorderlichtmoduls 150 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht. Auf Elemente, die die Gleichen wie in 1 sind, wird mit den gleichen Bezugszeichen Bezug genommen werden, und Beschreibungen von diesen werden weggelassen werden. Die Elemente, die die Gleichen wie in 1 sind, sind die Lichtquelle 1, Kondensorlinse 2, Lichtleiterkomponente 3 und Projektionslinse 4.
Wie in 22 dargestellt enthält das Vorderlichtmodul 150 gemäß der vierten Ausführungsform die Lichtquelle 1, die Lichtleiterkomponente 3, die Projektionslinse 4, einen Translationsmechanismus 8 und den Regelschaltkreis 6. Das Vorderlichtmodul 150 kann die Kondensorlinse 2 enthalten.
Der Translationsmechanismus 8 bewegt die Projektionslinse 4 in der y-Achsen-Richtung. Das Vorderlichtmodul 150 unterscheidet sich von dem Vorderlichtmodul 100 der ersten Ausführungsform darin, dass es den Translationsmechanismus 8 und den Regelschaltkreis 6 hat.
In einer Vorderlichtvorrichtung eines Automobils neigt sich beispielsweise der Fahrzeugaufbau nach hinten, wenn Leute im hinteren Teil der Fahrzeugs umherreiten, oder wenn Gepäck oder dergleichen in den hinteren Teil des Fahrzeugs geladen wird. Auch wenn das Fahrzeug beschleunigt, neigt sich der Fahrzeugaufbau nach hinten. Wenn das Fahrzeug umgekehrt abbremst, neigt sich der Fahrzeugaufbau außerdem nach vorne.
Wenn der Fahrzeugaufbau sich in dieser Weise nach vorne oder hinten neigt, bewegt sich auch die optische Achse der Lichtverteilungsstruktur des Vorderlichts in Auf-Ab-Richtung. Das heißt, wenn der Fahrzeugaufbau sich vorwärts oder rückwärts neigt, bewegt sich die Lichtverteilungsstruktur in der Auf-Ab-Richtung. Daher kann das Fahrzeug keine optimale Lichtverteilung erhalten. Hier bezieht sich „Fahrzeugaufbau neigt sich vorwärts oder rückwärts“ auf die Drehung des Fahrzeugaufbaus um eine Achse von einem Rad.
Außerdem verursacht die Aufwärtsbewegung der Lichtverteilungsstruktur ein Problem, wie zum Beispiel Blenden eines entgegenkommenden Fahrzeugs.
Als ein Verfahren zum Verringern der durch die Vorwärts- oder Rückwärts-Neigung bedingten Änderung der Lichtverteilung des Fahrzeugs, wird gemeinhin ein Verfahren zum Neigen der gesamten Vorderlichtvorrichtung in einer Richtung entgegengesetzt der Neigung des Fahrzeugaufbaus verwendet. Da die herkömmliche Technik die Vorderlichtvorrichtung jedoch neigt, hat sie das Problem, dass ein großer Antriebsmechanismus erforderlich ist.
Das Vorderlichtmodul 150 gemäß der vierten Ausführungsform löst ein solches Problem. Die Vorderlichtvorrichtung 150 löst ein solches Problem mit einem kleinen und einfachen Aufbau.
Wie in 22 dargestellt enthält der Translationsmechanismus 8 zum Beispiel einen Schrittmotor 81, ein Ritzel 82, eine Zahnstange 83 und eine Achse 86.
Der Translationsmechanismus 8 des Vorderlichtmoduls 150 gemäß der vierten Ausführungsform lagert die Projektionslinse 4 wie in 22 dargestellt in y-Achsen-Richtung versetzbar.
Der Translationsmechanismus 8 versetzt die Projektionslinse 4 auf der Grundlage eines von dem Regelschaltkreis 6 erhaltenen Translationsbetrags in der Auf-Ab-Richtung.
Eine Achse des Schrittmotors 81 ist mit der Achse 86 verbunden. Die Achse des Schrittmotors 81 und die Achse 86 sind parallel zu der z-Achse angeordnet. Das heißt, die Achse des Schrittmotors 81 und die Achse 86 sind parallel zu der optischen Achse der Projektionslinse 4 angeordnet.
Das Ritzel 82 ist an der Achse 86 befestigt. Eine Achse des Ritzels 82 ist parallel zu der z-Achse. Zähne des Ritzels 82 greifen mit den Zähnen der Zahnstange 83 ineinander. Das Ritzel ist in Bezug auf die Projektionslinse auf der äußeren Seite der Zahnstange 83 angeordnet.
Die Zahnstange 83 ist an der Projektionslinse 4 befestigt. Die Zahnstange 83 ist betrachtet aus einer Richtung (+z-Achsen-Richtung) von dem Vorderlichtmodul 150 zur bestrahlten Oberfläche 9 auf der rechten Seite (+x-Achsen-Richtungsseite) der Projektionslinse 4 angeordnet. Alternativ kann die Zahnstange 83 betrachtet aus einer Richtung (+z-Achsen-Richtung) von dem Vorderlichtmodul 150 zur bestrahlten Oberfläche 9 auf der linken Seite (-x-Achsen-Richtungsseite) der Projektionslinse 4 angeordnet sein.
Die Zahnstange 83 ist parallel zu der y-Achse angeordnet. Das heißt, die Zahnstange 83 ist so angeordnet, dass die Zähne der Zahnstange 83 in vertikaler Richtung (y-Achsen-Richtung) angeordnet sind.
Die Zähne der Zahnstange 83 werden auf einer äußeren Seite in Bezug auf die Projektionslinse 4 gebildet. Das heißt, wenn die Zahnstange 83 auf der rechten Seite (+x-Achsen-Richtungsseite) von der Projektionslinse 4 angeordnet ist, sind die Zähne von der Zahnstange 83 auf der rechten Seite (+x-Achsen-Richtungsseite) von der Zahnstange 83 gebildet. Wenn die Zahnstange 83 auf der linken Seite (-x-Achsen-Richtungsseite) von der Projektionslinse 4 angeordnet ist, sind die Zähne von der Zahnstange 83 auf der linken Seite (-x-Achsen-Richtungsseite) von der Zahnstange 83 gebildet.
Wie sich der Schrittmotor 81 dreht, dreht sich die Achse 86. Wie sich die Achse 86 dreht, dreht sich das Ritzel 82. Das heißt, das Ritzel 82 dreht sich bedingt durch die Drehung der Achse 86 um die Achse des Ritzels 82. Wie sich das Ritzel 82 dreht, bewegt sich die Zahnstange 83 in der y-Achsen-Richtung. Wie sich die Zahnstange 83 in der y-Achsen-Richtung bewegt, bewegt sich die Projektionslinse 4 in der y-Achsen-Richtung.
Wie oben beschrieben versetzt der Translationsmechanismus 8 die Projektionslinse auf der Grundlage eines von dem Regelschaltkreis erhaltenen Translationsbetrags in der Auf-Ab-Richtung.
Der Regelschaltkreis 6 empfängt zum Beispiel ein durch den Fahrzeugaufbau-Neigungssensor 65 detektiertes Signal des Neigungswinkels von dem Fahrzeug in der Vorwärts- oder Rückwärts-Richtung. Der Fahrzeugaufbau-Neigungssensor 65 detektiert die Neigung des Fahrzeugaufbaus in der Vorwärts- oder Rückwärts-Richtung. Dann führt der Regelschaltkreis 6 auf der Grundlage des Signals des Neigungswinkels eine Berechnung durch und steuert den Schrittmotor 81. Der Fahrzeugaufbau-Neigungssensor 65 ist zum Beispiel ein Sensor, wie beispielsweise ein Kreisel.
Es wird beispielsweise angenommen, dass die Projektionslinse 4 eine Linse ist, die die emittierende Oberfläche 32 bei einer Vergrößerung von 1000 auf die 25 m voraus befindliche, bestrahlte Oberfläche 9 abbildet. Wenn angenommen wird, dass der Fahrzeugaufbau sich um 5 Grad in der Vorne-Hinten-Richtung neigt, wird die Verschiebung der optischen Achse 25 m voraus durch die folgende Formel (4) dargestellt. „Fahrzeugaufbau sich in der Vorne-Hinten-Richtung neigt“ bezieht sich auf einen Zustand, in dem die Vorderseite des Fahrzeugaufbaus sich oberhalb der Rückseite befindet. „•“ verwendet in Formel (1) und (2) ist äquivalent zu „×“, verwendet in Formel (4), und bedeutet „Multiplikation“. $25000 [mm] \times tan 5 [Grad]) = 2187.2 [mm]$
Das heißt, die optische Achse wird von einer vorherbestimmten Position um 2187.2 mm aufwärts (in der +y-Achsen-Richtung) verschoben. „Vorherbestimmt“ bezieht sich hier auf eine Position der optischen Achse, wenn der Fahrzeugaufbau nicht geneigt ist. Da die Vergrößerung 1000 beträgt, wird der zur Korrektur der Verschiebung der optischen Achse erforderliche Betrag des Verschiebung der Projektionslinse 4 durch die folgende Formel (5) dargestellt: $2187.2 [mm] /1000 = 2.19 [mm]$
Nur durch Bewegen (Versetzen) der Projektionslinse 4 um 2.19 mm abwärts, kann die Verschiebung der optischen Achse korrigiert werden. Außerdem sollte, wenn umgekehrt der Fahrzeugaufbau sich um 5 Grad in der Vorne-Hinten-Richtung nach unten neigt, die Projektionslinse 4, entgegen der obigen Beschreibung, um 2.19 mm aufwärts verschoben werden. „Fahrzeugaufbau sich in der Vorne-Hinten-Richtung nach unten neigt“ bezieht sich auf einen Zustand, in dem die Rückseite des Fahrzeugaufbaus über der Vorderseite befindet.
Auf diese Weise kann das Vorderlichtmodul 150 gemäß der vierten Ausführungsform die durch die Neigung des Fahrzeugaufbaus in der Vorne-Hinten-Richtung bedingte Verschiebung der optischen Achse in der Auf-Ab-Richtung (y-Achsen-Richtung) durch leichtes versetzen der Projektionslinse in der y-Achsen-Richtung korrigieren. „Neigung des Fahrzeugaufbaus in der Vorne-Hinten-Richtung“ deutet an, dass die Rückseite des Fahrzeugaufbaus und die Vorderseite des Fahrzeugaufbaus unterschiedlich sind in der Höhe.
Dies beseitigt die Notwendigkeit zum Antrieb der gesamten Vorderlichtvorrichtung, was bisher üblich gewesen ist. Daher kann die Last an dem Antriebsteil verringert werden. Außerdem kann, da der Durchmesser der Projektionslinse 4 klein ist, ein kleiner und einfacher Justierer der optischen Achse erreicht werden. Außerdem kann, da der Abstand, um den die Projektionslinse 4 versetzt wird, auch klein ist, die Lichtverteilungsstruktur 103 in einer kurzen Zeit bewegt werden.
In dem Vorderlichtmodul 150 der vierten Ausführungsform wird die Projektionslinse 4 in der Auf-Ab-Richtung (y-Achsen-Richtung) bezüglich der Lichtleiterkomponente 3 versetzt. Als ein Verfahren zum Versetzen der Lichtverteilungsstruktur in der Auf-Ab-Richtung in Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs wie in der vierten Ausführungsform jedoch, kann das folgende Verfahren verwendet werden.
Die gleichen Vorteile können beispielsweise durch ein Verfahren zum Drehen der Projektionslinse 4 in der Auf-Ab-Richtung erhalten werden, d.h. ein Verfahren zum Drehen der Projektionslinse um eine Achse parallel zur x-Achse, und die durch die optische Achse der Projektionslinse 4 geht.
Wenn die Projektionslinse 4 aus der +x-Achsen-Richtung betrachtet im Uhrzeigersinn um eine Drehachse (Achse parallel zu der x-Achse, und die durch die optische Achse hindurch geht) gedreht wird, bewegt sich die Lichtverteilungsstruktur auf der bestrahlten Oberfläche 9 nach unten (-y-Achsen-Richtung). Umgekehrt, wenn die Projektionslinse 4 gegen den Uhrzeigersinn um eine Drehachse (Achse parallel zu der x-Achse, und die durch die optische Achse hindurch geht) gedreht wird, bewegt sich die Lichtverteilungsstruktur auf der bestrahlten Oberfläche 9 nach oben (+y-Achsen-Richtung).
Mit diesem Verfahren ist es möglich, die Lichtverteilungsstruktur auf der bestrahlten Oberfläche 9 leicht in Auf-Ab-Richtung zu bewegen. In diesem Verfahren ist auch nur die Projektionslinse ein zu bewegendes Teil, und die optische Achse kann mit einer kleinen Antriebskraft sanft angepasst werden. Außerdem kann, da der Winkel, um den die Projektionslinse 4 gedreht wird, auch klein ist, die Lichtverteilungsstruktur 103 in einer kurzen Zeit bewegt werden.
Das Vorderlichtmodul 150 gemäß der vierten Ausführungsform versetzt die Projektionslinse 4 des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform in der Auf-Ab-Richtung (y-Achsen-Richtung) des Fahrzeugs. Alternativ dreht das Vorderlichtmodul 150 die Projektionslinse 4 des Vorderlichtmoduls 100 gemäß der ersten Ausführungsform in der Auf-Ab-Richtung (y-Achsen-Richtung) des Fahrzeugs.
Die in dem vierten Ausführungsbeispiel beschriebene Konfiguration ist auch auf das Vorderlichtmodul 110 anwendbar.
Außerdem können die gleichen Vorteile auch durch Versetzen, in der Auf-Ab-Richtung (y-Achsen-Richtung) des Fahrzeugs, der Projektionslinse 4 von beiden, dem Vorderlichtmodul 120 gemäß der zweiten Ausführungsform, und dem Vorderlichtmodul 130 gemäß der dritten Ausführungsform, erhalten werden. Die gleichen Vorteile können auch durch Drehen, in der Auf-Ab-Richtung (y-Achsen-Richtung) des Fahrzeugs, der Projektionslinse 4 von beiden, dem Vorderlichtmodul 120 gemäß der zweiten Ausführungsform, und dem Vorderlichtmodul 130 gemäß der dritten Ausführungsform, erhalten werden. In diesen Fällen müssen der Drehmechanismus 5 des Vorderlichtmoduls 120 oder der Translationsmechanismus des Vorderlichtmoduls 130 zusammen mit der Projektionslinse 4 bewegt oder gedreht werden.
Wie später beschrieben können außerdem in einer Vorderlichtvorrichtung 250, die mehrere Vorderlichtmodule enthält, die Vorderlichtmodule verschiedenen Beleuchtungsbereichen zugeordnet werden. In einem solchen Fall, sind die Richtungen der Bewegung der Beleuchtungsbereiche der Vorderlichtmodule nicht notwendigerweise auf die Links-Rechts-Richtung (dritte Ausführungsform) oder die Auf-Ab-Richtung (vierte Ausführungsform) beschränkt.
Ein Vorderlichtmodul, das einem Bereich hoher Beleuchtungsstärke in der Lichtverteilungsstruktur zugeordnet ist, kann beispielsweise den Beleuchtungsbereich in einer schrägen Richtung oder dergleichen bewegen, in Übereinstimmung mit der Antriebssituation des Fahrzeugs.
In einem solchen Fall ist es, durch Drehen der in der dritten Ausführungsform oder vierten Ausführungsform beschriebenen Konfiguration um eine optische Achse, um sie anzuordnen, möglich, den Beleuchtungsbereich an eine beliebige Position auf einer Ebene (bestrahlte Oberfläche 9) senkrecht zur optischen Achse zu bewegen.
Das heißt, die Projektionslinse 4 bewegt sich auf einer Ebene senkrecht zu der optischen Achse der Projektionslinse, wodurch die Emissionsrichtung des emittierten Lichts geändert wird. Alternativ dreht sich die Projektionslinse 4 um eine Achse senkrecht zur optischen Achse der Projektionslinse 4, wodurch die Emissionsrichtung des emittierten Lichts geändert wird.
Das Vorderlichtmodul 150 enthält den Translationsmechanismus 8 zum Versetzen des optischen Projektionselements 4 in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse des optischen Projektionselements 4 bezüglich zu dem Lichtleiterelement 3.
In der vierten Ausführungsform wird als ein Beispiel das Lichtleiterelement 3 als die Lichtleiterkomponente 3 beschrieben. Außerdem wird als ein Beispiel das optische Projektionselement 4 als die Projektionslinse 4 beschrieben.
Das Vorderlichtmodul 150 enthält das Translationsmittel 8 zum Versetzen des optischen Projektionselements 4 in einer Richtung senkrecht zu der optischen Achse des optischen Projektionselements 3 bezüglich des Lichtleiterelements 3.
Als ein Beispiel wird das Translationsmittel 8 als der Translationsmechanismus 8 beschrieben.
Fünfte Ausführungsform
23 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration der Vorderlichtvorrichtung 250, die die Vorderlichtmodule 100, 110, 120, 130, 140 oder 150 aufweist, veranschaulicht. In den obigen Ausführungsformen sind die Ausführungsformen der Vorderlichtmodule 100, 110, 120, 130, 140 und 150 beschrieben. In 23 ist als ein Beispiel ein Beispiel veranschaulicht, das die Vorderlichtmodule 100 aufweist.
Beispielsweise können alle oder eine Untermenge der drei in 23 dargestellten Vorderlichtmodule 100 mit den Vorderlichtmodulen 110, 120, 130, 140 oder 150 ersetzt werden.
Die Vorderlichtvorrichtung 250 enthält ein Gehäuse 97. Außerdem kann die Vorderlichtvorrichtung 250 eine Abdeckung 96 enthalten.
Das Gehäuse 97 hält die Vorderlichtmodule 100.
Das Gehäuse 97 ist innerhalb des Fahrzeugaufbaus angeordnet.
Die Vorderlichtmodule 100 sind innerhalb des Gehäuses 97 untergebracht. In 23 sind als ein Beispiel die drei Vorderlichtmodule 100 untergebracht. Die Anzahl der Vorderlichtmodule 100 ist nicht auf drei beschränkt. Die Anzahl der Vorderlichtmodule 100 kann eins oder drei oder mehr sein.
Die Vorderlichtmodule 100 sind beispielsweise in der x-Achsen-Richtung innerhalb des Gehäuses 97 angeordnet. Die Anordnung der Vorderlichtmodule 100 ist nicht auf die Anordnung in der x-Achsen-Richtung beschränkt. Angesichts der Gestaltung, Funktion oder dergleichen, können die Vorderlichtmodule 100 in der y- oder z-Achsen-Richtung voneinander entfernt sein.
Außerdem sind in 23 die Vorderlichtmodule 100 innerhalb des Gehäuses untergebracht. Das Gehäuse 97 muss jedoch nicht eine Quaderform haben. Das Gehäuse 97 kann aus einem Rahmen oder dergleichen bestehen und eine Konfiguration haben, in der die Vorderlichtmodule 100 an dem Rahmen befestigt sind. Das ist so, weil in dem Fall eines Vierrad-Automobils oder dergleichen das Gehäuse 97 innerhalb des Fahrzeugaufbaus angeordnet ist. Der Rahmen oder dergleichen kann ein den Fahrzeugaufbau bildender Teil sein. In diesem Fall ist das Gehäuse 97 ein Gehäuseteil, der ein den Fahrzeugaufbau bildender Teil ist.
In dem Fall eines Motorrads ist das Gehäuse 97 nahe dem Griff angeordnet. In dem Fall eines Vierrad-Automobils ist das Gehäuse 97 innerhalb des Fahrzeugaufbaus angeordnet.
Die Abdeckung 96 überträgt von dem Vorderlichtmodul 100 emittiertes Licht. Das durch die Abdeckung 96 durchkommende Licht wird vor das Fahrzeug emittiert. Die Abdeckung 96 ist aus durchsichtigem Material gefertigt.
Die Abdeckung 96 ist an einem Oberflächenteil des Fahrzeugaufbaus angeordnet und liegt auf der Außenseite des Fahrzeugaufbaus frei.
Die Abdeckung 96 ist in der z-Achsen-Richtung von dem Gehäuse angeordnet.
Von dem Vorderlichtmodul 100 emittiertes Licht kommt durch die Abdeckung 96 hindurch und wird vor das Fahrzeug emittiert. In 23 ist das von der Abdeckung 96 emittierte Licht mit von den benachbarten Vorderlichtmodulen 100 emittiertem Licht überlagert, so dass eine einzige Lichtverteilungsstruktur gebildet wird.
Die Abdeckung 96 wird bereitgestellt um die Vorderlichtmodule 100 vor Wetter, Staub oder dergleichen zu schützen. Wenn die Projektionslinse 4 jedoch eingerichtet ist, um die Komponenten innerhalb der Vorderlichtmodule 100 vor Wetter, Staub oder dergleichen zu schützen, gibt es keine Notwendigkeit die Abdeckung 96 bereitzustellen.
Wie oben beschrieben ist die Vorderlichtvorrichtung 250, wenn sie mehrere Vorderlichtmodule 100 aufweist, ein Zusammenbau der Vorderlichtmodule 100. Außerdem ist die Vorderlichtvorrichtung 250, wenn sie ein einzelnes Vorderlichtmodul 100 aufweist, gleich dem Vorderlichtmodul 100. Das heißt, das Vorderlichtmodul 100 ist die Vorderlichtvorrichtung 250.
Die oben beschriebenen Ausführungsformen verwenden Begriffe, wie zum Beispiel „parallel“ oder „senkrecht“, die Lagebeziehungen zwischen Teilen oder Formen von Teilen andeuten. Diese Begriffe sollen Schwankungsbereiche enthalten, die Herstellungstoleranzen, Montage-Abweichungen oder dergleichen berücksichtigen. Deshalb sollen Rezitationen in den Ansprüchen, die Lagebeziehungen zwischen Teilen oder Formen von Teilen andeuten, auch Schwankungsbereiche enthalten, die Herstellungstoleranzen, Montage-Abweichungen oder dergleichen berücksichtigen.
Außerdem ist die vorliegende Erfindung, obwohl die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung oben beschrieben werden, nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Bezugszeichenliste
100, 110, 120, 130, 140, 150 Vorderlichtmodul, 250 Vorderlichtvorrichtung, 1 Lichtquelle, 11 Licht emittierende Oberfläche, 15a, 15b, 15c Lichtquellenmodule, 2 Kondensorlinse, 211, 212 Einfallsoberfläche, 22 reflektierende Oberfläche, 231, 232 emittierende Oberfläche, 232a, 232b Bereich, 3, 30, 35 Lichtleiterkomponente, 31 Einfallsoberfläche, 32 emittierende Oberfläche, 321 Kante, 33 reflektierende Oberfläche, 4 Projektionslinse, 5, 50 Drehmechanismus, 51 Schrittmotor, 52, 53, 54, 55 Zahnrad, 56, 57 Achse, 6 Regelschaltkreis, 65 Fahrzeugaufbau-Neigungssensor, 66 Fahrzeugaufbau-Zustandssensor, 7 Translationsmechanismus, 71 Schrittmotor, 72 Ritzel, 73 Zahnstange, 76 Achse, 8 Translationsmechanismus, 81 Schrittmotor, 82 Ritzel, 83 Zahnstange, 86 Achse, 9 bestrahlte Oberfläche, 91 Grenzlinie, 92 Bereich auf der unteren Seite der Grenzlinie, 93 hellster Bereich, 94 Motorrad, 95 Rad, 96 Abdeckung, 97 Gehäuse, 98 den Boden berührende Position, 101 die Straßenoberfläche andeutende Linie, 102 Mittelstreifen, 103, 104, 106 Lichtverteilungsstruktur, 105 Bereich einer engen Kurve, PH Lichtverdichtungsposition, S_out1 S_out1, S_out2 Emissionswinkel, S₁, S₃, S₄, S₆ Einfallswinkel, S₂, S₅ Reflexionswinkel, m₁, m₂, m₃, m₄ senkrechte Linie, d Neigungswinkel, Q Punkt

Claims

Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150), das eine erste Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) ausbildet und die erste Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) als eine zweite Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) projiziert, das Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) aufweisend: eine Lichtquelle (1) zum Emittieren von Licht; ein Kondensorelement (2) zum Konzentrieren von durch die Lichtquelle (1) emittiertem Licht; ein Lichtleiterelement (3, 30, 35), das eine Einfallsfläche (31) zum Empfangen von durch das Kondensorelement (2) emittiertem Licht und eine reflektierende Oberfläche (33) zum Reflektieren des empfangenen Lichts hat; und ein optisches Projektionselement (4) zum Projizieren von durch die reflektierende Oberfläche (33) reflektiertem Licht, wobei die Einfallsfläche (31) positive Refraktionskraft oder negative Refraktionskraft hat, wobei eine Kondensorfunktion des Kondensorelementes (2) und die Einfallsfläche (31) eine Form der ersten Lichtverteilungsstruktur (100, 110, 120, 130, 140, 150) formen, wobei Licht, das durch die Einfallsfläche (31) eintritt und an der reflektierenden Oberfläche (33) reflektiert wird, und Licht, das durch die Einfallsfläche (31) eintritt und nicht an der reflektierenden Oberfläche (33) reflektiert wird, auf einer Ebene überlagert wird, die durch einen Fokuspunkt des optischen Projektionselementes (4) verläuft und senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Projektionselementes (4) ist, um hierdurch eine Region hoher Lichtstärke auf der Ebene zu bilden, wobei die Region hoher Lichtstärke in einer Region der ersten Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) gebildet wird, und wobei das optische Projektionselement (4) die erste Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106), die auf der Ebene geformt wurde, als die zweite Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) projiziert, wobei die reflektierende Oberfläche (33) eine Vorderseite zum Reflektieren des empfangenen Lichts und eine Rückseite, die der Vorderseite gegenüberliegend angeordnet ist, aufweist, wobei die Vorderseite in eine positive Richtung entlang einer Normalenrichtung der reflektierenden Oberfläche (33) weist und die Rückseite in eine negative Richtung weist, die der positiven Richtung gegenüberliegt, wobei das Kondensorelement (2) einen ersten Endabschnitt (232a) in der positiven Richtung und einen zweiten Endabschnitt (232b) in der negativen Richtung aufweist, und wobei in einem Lichtstrahl, der in das Lichtleiterelement (3, 30, 35) vom Kondensorelement (2) kommend eintritt, in der Normalenrichtung zur reflektierenden Oberfläche (33) eine Fokuslänge des Kondensorelementes (2) bezüglich eines ersten Lichtstrahls, der von einer an dem ersten Endabschnitt (232a) befindlichen Oberfläche emittiert wird, länger ist als eine Fokuslänge des Kondensorelementes (2) bezüglich eines zweiten Lichtstrahls, der von einer an dem zweiten Endabschnitt (232b) befindlichen Oberfläche emittiert wird.
Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150), das eine erste Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) ausbildet und die erste Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) als eine zweite Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) projiziert, das Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) aufweisend: eine Lichtquelle (1) zum Emittieren von Licht; ein Lichtleiterelement (3, 30, 35), das eine Einfallsfläche (31) zum Empfangen von aus der Lichtquelle (1) emittiertem Licht und eine reflektierende Oberfläche (33) zum Reflektieren des empfangenen Lichts hat; und ein optisches Projektionselement (4) zum Projizieren von durch die reflektierende Oberfläche (33) reflektiertem Licht, wobei die Einfallsfläche (31) eine Form der ersten Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) durch Ändern eines Divergenzwinkels des durch die Einfallsfläche (31) einfallenden Lichtes formt, wobei Licht, das durch die Einfallsfläche (31) eintritt und an der reflektierenden Oberfläche (33) reflektiert wird und Licht, das durch die Einfallsfläche (31) eintritt und nicht an der reflektierenden Oberfläche (33) reflektiert wird, auf einer Ebene überlagert wird, die durch den Fokuspunkt des optischen Projektionselementes (4) verläuft und senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Projektionselementes (4) ist, und hierdurch eine Region hoher Lichtstärke auf der Ebene zu bilden, wobei die Region hoher Lichtstärke in einer Region der ersten Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) gebildet wird, und wobei das optische Projektionselement (4) die auf der Ebene gebildete erste Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) als eine zweite Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) projiziert, und wobei die Einfallsfläche (31) eine positive Refraktionskraft hat, wenn sie in einer ersten Ebene betrachtet wird, die rechtwinklig zu einer Breitenrichtung der ersten Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) ist.
Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) nach Anspruch 2, wobei die Einfallsfläche (31) eine erste Lichtverdichtungsposition in der ersten Ebene hat, und wobei, wenn sie in einer zweiten Ebene betrachtet wird, die eine Ebene parallel zu der Richtung, in der das Lichtleiterelement (3, 30, 35) Licht emittiert und senkrecht zur ersten Ebene ist, die Einfallsfläche (31) eine positive Refraktionskraft hat, um eine zweite Lichtverdichtungsposition an einer Position zu haben, die sich von der ersten Lichtverdichtungsposition in der Richtung, in der das Lichtleiterelement (3, 30, 35) Licht emittiert, unterscheidet.
Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) nach Anspruch 2, wobei, wenn in einer zweiten Ebene betrachtet, die eine Ebene parallel zu der Richtung, in der das Lichtleiterelement (3, 30, 35) Licht emittiert und senkrecht zur ersten Ebene ist, die Einfallsfläche (31) negative Refraktionskraft hat.
Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) nach einem der Ansprüche 2 bis 4, weiter aufweisend ein Kondensorelement (2) zum Konzentrieren von durch die Lichtquelle (1) emittiertem Licht, wobei die reflektierende Oberfläche (33) eine Vorderseite zum Reflektieren des empfangenen Lichts und eine Rückseite, die der Vorderseite gegenüberliegend angeordnet ist, aufweist, wobei die Vorderseite in eine positive Richtung entlang einer Normalenrichtung der reflektierenden Oberfläche (33) weist und die Rückseite in eine negative Richtung weist, die der positiven Richtung gegenüberliegt, wobei das Kondensorelement (2) einen ersten Endabschnitt (232a) in der positiven Richtung und einen zweiten Endabschnitt (232b) in der negativen Richtung aufweist, und wobei in einem Lichtstrahl, der in das Lichtleiterelement (3, 30, 35) von dem Kondensorelement (2) kommend eintritt, in der Normalenrichtung der reflektierenden Oberfläche (33) eine Fokuslänge des Kondensorelementes (2) bezüglich eines ersten Lichtstrahls, der von einer an dem ersten Endabschnitt (232a) befindlichen Oberfläche emittiert wird, länger ist als eine Fokuslänge des Kondensorelementes (2) bezüglich eines zweiten Lichtstrahls, der von einer an dem zweiten Endabschnitt (232b) befindlichen Oberfläche emittiert wird.
Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein Endteil der reflektierenden Oberfläche (33) in einer Richtung, in der das empfangene Licht in dem Lichtleiterelement (3, 30, 35) sich ausbreitet, einen Punkt enthält, der an einer Position des Fokuspunktes des optischen Projektionselementes (4) in einer Richtung der optischen Achse des optischen Projektionselementes (4) angeordnet ist.
Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) nach Anspruch 6, wobei das Lichtleiterelement (3, 30, 35) eine emittierende Oberfläche (32) zum Emittieren des reflektierten Lichtes hat, und wobei der Endteil auf der emittierenden Oberfläche (32) angeordnet ist.
Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Lichtquelle (1) eine Festkörperlichtquelle mit Richtcharakteristik ist.
Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) nach Anspruch 8, wobei das optische Projektionselement (4) eine Form einer lichtemittierenden Oberfläche der Lichtquelle (1) als die zweite Lichtverteilungsstruktur (103, 104, 106) projiziert.
Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die reflektierende Oberfläche (33) geneigt ist, so dass ein optischer Pfad in dem Lichtleiterelement (3, 30, 35) in einer Richtung, in der sich das empfangene Licht im Lichtleiterelement (3, 30, 35) ausbreitet, ausgedehnter wird.
Vorderlichtvorrichtung (250), aufweisend das Vorderlichtmodul (100, 110, 120, 130, 140, 150) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.