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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung, welche
für ein
Fahrzeug geeignet ist, das unterschiedliche Beleuchtungseinrichtungen
aufweist (nämlich
insbesondere Licht-Fittings bzw. Verbindungselemente), so wie beispielsweise eine
Leuchteinheit oder einen Scheinwerfer.
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Eine
konventionelle Beleuchtungseinrichtung ist in dem US-Patent
US 4 958 263 A beschrieben
worden. Im Fall dieser bekannten Beleuchtungseinrichtung fällt Licht,
das von einer Lichtquelle emittiert wird, auf ein Ende eines Bündels aus
optischen Fasern. Dieses einfallende Licht wird durch das Bündel der
optischen Fasern geführt.
Anschließend
wird das von dem anderen Ende des Bündels der optischen Fasern
ausgegebene Licht von einem Fahrzeug nach vorne emittiert, und zwar
durch eine optische Transmissionseinrichtung.
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Diese
konventionelle Beleuchtungseinrichtung weist indessen den Nachteil
auf, dass die optische Transmissionseinrichtung eine komplexe Struktur
hat und dass als eine Konsequenz hiervon diese Beleuchtungseinrichtung
nicht kompakt sein kann, sofern der transversale Querschnitt des
hinteren Endes des Bündels
aus optischen Fasern wie ein Rechteck geformt ist, bei dem die vertikale
Seite kürzer
ist als die horizontale Seite, so daß die Verteilungskurve der
Lichtstärke
des Lichtes, das aus der Einrichtung emittiert worden ist, wie ein
Rechteck geformt ist, dessen vertikale Seite kürzer ist als seine horizontale
Seite (mit anderen Worten ist die vertikale Seite vergleichsweise
kurz und die horizontale Seite vergleichsweise lang). Darüber hinaus
weist, selbst wenn der transversale Querschnitt des hinteren Endes
des Bündels
aus optischen Fasern wie ein Kreis geformt ist und das aus dem Bündel der
optischen Fasern ausgegebene Licht darüber hinaus durch zwei aspherische,
zylindrische Linsen transmittiert wird, deren Achsen sich orthogonal
schnei den, und zwar derart, daß die
(transversale) Verteilungskurve der Lichtstärke des Lichts, das emittiert
wird, wie eine Ellipse geformt ist, die eine Nebenachse in der vertikalen
Richtung und eine Hauptachse in der horizontalen Richtung aufweist,
die konventionelle Beleuchtungseinrichtung einen Nachteil dahingehend
auf, daß der
Scheinwerfer eine seiner wesentlichen Funktionen nicht befriedigend
ausführen
kann (im einzelnen kann der Scheinwerfer nämlich nicht von dem Fahrzeug
nach vorne bis hin zu einem entfernten Ort leuchten). Darüber hinaus
existiert in einem konventionellen Beleuchtungssystem Luft in seinem
optischen System, das entlang der Richtung vorgesehen wird, in der
sich das Licht ausbreitet. Daher weist die konventionelle Beleuchtungseinrichtung
einen weiteren Nachteil dahingehend auf, daß der Ausnutzungsfaktor eines
verwendeten Teils des emittierten Lichts zu einem nicht verwendeten
Teil niedrig ist. Die vorliegende Erfindung dient dazu, die oben
beschriebenen Nachteile von konventionellen Beleuchtungseinrichtungen
zu überwinden.
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Daher
ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aus der
US 4 958 263 A bekannte
Beleuchtungseinrichtung für
ein Fahrzeug derart zu verbessern, daß eine komplexe Lichtstärkeverteilung
erzielt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 gelöst.
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Gemäß dem Gegenstand
des Anspruchs 1 fällt,
wenn die optische Faser von der Lichtquelle empfangenes Licht emittiert,
das emittierte Licht auf den optischen Wellenleiter auf. Dann wird
der optische Wellenleiter – wie
zuvor beschrieben – derartig konstruiert,
daß das
emittierte Licht eine gewünschte Lichtstärkenverteilung
aufweist. In einem solchen Fall wird der optische Wellenleiter direkt
mit der optischen Faser gekoppelt. Daher kann das von der optischen
Faser emittierte Licht effi zient und ohne Verluste auf den optischen
Wellenleiter auftref fen. Darüber
hinaus umfassen die Lichtverbindungselemente nur den optischen Wellenleiter
und die optische Faser, die direkt mit dem optischen Wellenleiter
gekoppelt ist. Daher hat eine derartige Beleuchtungseinheit eine
einfache Konfiguration und kann mit niedrigem Kostenaufwand hergestellt
werden.
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Darüber hinaus
kann im Fall von Ausgestaltungen der Beleuchtungseinrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ein Scheinwerfer zum nach vorne Emittieren von Licht als
Beleuchtungsein richtung verwendet werden, und zwar von Licht, das
von einer Lichtquelle empfangen worden ist. Weiterhin kann eine
Mehrzahl von optischen Wellenleitern direkt mit der optischen Faser
gekoppelt werden und zwar derart, daß von der optischen Faser emittiertes
Licht direkt auf sie auftrifft. Darüber hinaus kann die Mehrzahl
der optischen Wellenleiter derartig miteinander verbunden werden,
daß wenn
die Mehrzahl der optischen Wellenleiter das Licht emittiert, das
sie direkt aus der optischen Faser empfangen haben, ein Teil des
emittierten Lichts das bilden kann, was man eine "heiße Zone" nennt (übrigens
wird in der vorliegenden Erfindung die Lichtstärkenverteilung des emittierten
Lichtes, die das bildet, was als eine "heiße
Zone" bezeichnet
wird, eine Heiß-Zonen-Lichtstärkenverteilung
genannt), und die Lichtstärken-Verteilungskurve
eines anderen Teils des emittierten Lichts kann wie ein Rechteck
geformt sein. In diesem Fall fällt,
wenn die optischen Fasern von der Lichtquelle empfangenes Licht
emittieren, das emittierte Licht auf die Mehrzahl der optischen
Wellenleiter, die derart miteinander verbunden sind, wie zuvor beschrieben.
Daher bildet Licht, das von jedem eines Teils der optischen Wellenleiter
von dem Fahrzeug aus gesehen nach vorne emittiert worden ist, eine "heiße Zone", und die Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts, das von jedem eines anderen Teils der optischen Wellenleiter
emittiert worden ist, ist wie ein Rechteck geformt. In einem derartigen
Fall ist jeder der optischen Wellenleiter direkt mit der optischen Faser
gekoppelt oder verbunden. Als eine Konse quenz hieraus kann aus der
optischen Faser emittiertes Licht in jede der optischen Wellenleiter
effizient und ohne Verluste eingekoppelt werden. Zusätzlich besteht,
wie zuvor beschrieben, der Scheinwerfer oder die Leuchteinheit nur
aus den optischen Wellenleitern, die miteinander verbunden sind,
und der optischen Faser, die direkt mit den optischen Wellenleitern
gekoppelt ist. Daher kann ein Scheinwerfer dieser Art eine einfache
Struktur aufweisen und er kann mit niedrigen Kosten hergestellt
werden.
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Andere
Merkmale, Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden
aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
unter Bezugnahme auf die Zeichnung deutlich, in der die gleichen
Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile durch die Figuren
hindurch bezeichnen, wobei im einzelnen zeigt:
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1 eine
teilweise ausgeschnittene Ansicht einer Beleuchtungseinrichtung
(welche im folgenden manchmal als erste Ausführungsform bezeichnet wird)
zur Verwendung in einem Fahrzeug, welche die vorliegende Erfindung
einsetzt;
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2 ein
vergrößertes perspektivisches
Diagramm zur Illustration einer Beleuchtungseinheit und einer optischen
Faser der Beleuchtungseinrichtung (nämlich eines Scheinwerfers)
aus 1;
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3A eine Rißansicht der Beleuchtungseinheit
aus 2;
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3B eine vertikale Schnittansicht der Beleuchtungseinheit
aus 2;
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4A eine Draufsicht auf die Beleuchtungseinheit
aus 2;
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4B ein Diagramm zum Illustrieren der (transversalen)
Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts, das von der Beleuchtungseinheit aus 2 emittiert
worden ist;
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5 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Hauptteils einer anderen Beleuchtungseinrichtung,
nämlich
eines linksseitigen Scheinwerfers (der im folgenden manchmal als
zweite Ausführungsform
bezeichnet wird), und zwar gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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6A eine Draufsicht auf die Beleuchtungseinrichtung
aus 5;
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6B eine linksseitige Ansicht der Beleuchtungseinrichtung
aus 5;
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6C ein Diagramm zum Illustrieren der (transversalen)
Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts, das von der Beleuchtungseinrichtung aus 5 emittiert
worden ist;
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7 eine
vergrößerte perspektivische
Ansicht eines Hauptteils einer weiteren Beleuchtungseinrichtung,
nämlich
eines linksseitigen Scheinwerfers (im folgenden manchmal als dritte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung bezeichnet), und zwar gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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8A eine vertikale Schnittansicht des linksseitigen
Scheinwerfers aus 7;
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8B eine Unteransicht des linksseitigen Scheinwerfers
aus 7;
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9A eine Draufsicht auf beide Schattierungen
des linksseitigen Scheinwerfers aus 7;
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9B ein Diagramm zum Illustrieren der (transversalen)
Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts, das von den emittierenden Oberflächen des linksseitigen Scheinwerfers
aus 7 emittiert worden ist;
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10A eine Draufsicht auf Modifikationen der
beiden Schattierungen des linksseitigen Scheinwerfers gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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10B eine vertikale Schnittansicht einer Modifikation
der Beleuchtungseinrichtung (nämlich der
dritten Ausführungsform)
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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11A ein Diagramm zum Illustrieren der (transversalen)
Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts, das von der emittierenden Oberfläche einer Beleuchtungseinheit
gemäß 10B emittiert worden ist;
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11B eine perspektivische Ansicht einer anderen
Modifikation der Beleuchtungseinheit der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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12A eine perspektivische Ansicht einer weiteren
Modifikation der Beleuchtungseinheit der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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12B eine perspektivische Ansicht einer Modifikation
der Beleuchtungseinheit des linksseitigen Scheinwerfers (nämlich der
dritten Ausführungsform)
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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13A eine vertikale Schnittansicht der Beleuchtungseinheit
des linksseitigen Scheinwerfers aus 12B;
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13B eine Draufsicht auf beide Schattierungen
des linksseitigen Scheinwerfers aus 12B;
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14A eine vergrößerte perspektivische Ansicht
eines Hauptteils eines linksseitigen Scheinwerfers (nämlich einer
vierten Ausführungsform)
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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14B eine Unteransicht einer Beleuchtungseinheit
des linksseitigen Scheinwerfers (nämlich der vierten Ausführungsform)
gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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14C ein Diagramm zum Illustrieren der (transversalen)
Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts, das von der emittierenden Oberfläche der Beleuchtungseinheit
des linksseitigen Scheinwerfers emittiert worden ist (nämlich der
vierten Ausführungsform),
und zwar gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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15A eine perspektivische Ansicht einer Modifikation
der Beleuchtungseinheit aus 14A;
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15B eine hintere Rißansicht der Modifikation der
Beleuchtungseinheit aus 14A;
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16A ein Diagramm zum Illustrieren der (transversalen)
Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts, das von der emittierenden Oberfläche der Beleuchtungseinheit
aus 15A emittiert worden ist;
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16B eine hintere Rißansicht einer Modifikation
eines lichtführenden
Teils der Beleuchtungseinheit aus 15A;
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17A eine vergrößerte perspektivische Ansicht
eines Hauptteils eines linksseitigen Scheinwerfers (nämlich einer
fünften
Ausführungsform)
gemäß der vorliegenden
Erfindung; und
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17B ein Diagramm zum Illustrieren der (transversalen)
Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts, das von der emittierenden Oberfläche der Beleuchtungseinheit
des linksseitigen Scheinwerfers (nämlich der fünften Ausführungsform) der vorliegenden
Erfindung emittiert worden ist.
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Im
folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung
beschrieben.
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Zunächst wird
die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung im folgenden unter Bezugnahme auf die
Zeichnung beschrieben. Unter Hinweis zunächst auf 1 ist
dort eine Anordnung einer Beleuchtungseinrichtung für die Verwendung
in einem Fahrzeug dargestellt (nämlich
die erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung). Wie in dieser Fig. illustriert, besteht
die Beleuchtungseinrichtung aus einer Lichtquelle 10, die
an einem zentralen Ort in der transversalen Richtung eines vorderen
Teils des Fahrzeugs vorgesehen wird, sowie aus einem linksseitigen
Scheinwerfer L und einem rechtsseitigen Scheinwerfer R, wobei diese
Lampen bei Positionen vorgesehen werden, die im Hinblick auf die
Lichtquelle 10 in transversaler Richtung des Fahrzeugs
symmetrisch sind. Die Lichtquelle 10 weist ein nahezu zylindrisches
Gehäuse 11 auf.
Darüber
hinaus wird eine Entladungsröhre 12,
welche als eine lineare Lichtquelle verwendet wird, bei der zentralen
Position vorgesehen, und zwar in einer Richtung entlang der Achse
innerhalb des Gehäuses 11. Darüber hinaus
werden auf der inneren Wandung des Gehäuses 11 jeweils ein
jeder von linksseitigen ellipsoiden Spiegeln 11La bis 11Ld und
ein entsprechender von rechtsseitigen ellipsoiden Spiegeln 11Ra bis 11Rd bei
Positionen befestigt, die im Hinblick auf die Entladungsröhre 12 in
einer transversalen Richtung symmetrisch sind. Darüber hinaus
wird Licht, das durch eine Entladung der Entladungsröhre 12 erzeugt
worden ist, durch den rechtsseitig ellipsoidischen Spiegel 11Ra reflektiert,
sowie von einem jeden der linksseitigen ellipsoidischen Spiegel 11Lb bis 11Ld,
und das reflektierte Licht wird zum Zentrum einer rechten Seitenwand 11b des
Gehäuses 11 konvergiert.
Auf der anderen Seite wird von der Entladungsröhre 12 emittiertes
Licht durch den linksseitigen ellipsoidischen Spiegel 11La reflektiert,
sowie von einem jeden der rechtsseitigen ellipsoidischen Spiegel 11Rb bis 11Rd und
das von diesen Spiegeln reflektierte Licht wird zum Zentrum einer
linken Seitenwand 11a des Gehäuses 11 konvergiert.
Im übrigen
bezeichnen in dieser Figur die Bezugszeichen FL und FR jeweils einen
linksseitigen vorderen Reifen und einen rechtsseitigen vorderen
Reifen.
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Der
linksseitige Scheinwerfer besteht aus einer Beleuchtungseinheit 20,
die an einem linksseitigen vorderen Teil des Fahrzeugs vorgesehen
wird, sowie aus einer optischen Faser 30, um diese Beleuchtungseinheit 20 mit
der Lichtquelle 10 zu verbinden. Demgegenüber besteht
der rechtsseitige Scheinwerfer aus einer Beleuchtungseinheit 40,
die bei einem rechtsseitigen vorderen Teil des Fahrzeugs vorgesehen
wird, sowie aus einer optischen Faser 50, um die Beleuchtungseinheit 40 mit
der Lichtquelle 10 zu verbinden. Wie man den 1 und 2 entnehmen
kann, weist die Beleuchtungseinheit 20 einen zugehörigen Körper 20a auf
(welcher im folgenden manchmal als Beleuchtungseinheitskörper bezeichnet
wird), sowie ein Paar aus lichtführenden Teilen 20b und 20c.
Der Beleuchtungeinheitskörper 20a ist
aus Materialien hergestellt (beispielsweise Polykarbonat, Acrylharz),
welche eine hohe Wärmewiderstandsfähigkeit
und Licht-Permeabilität, oder ein
hohes Transmissionsverhalten aufweisen, und er ist nahezu wie eine
kreisförmige
Kegelscheibe bzw. wie ein Konus ausgebildet. Eine lichtemittierende Oberfläche 21 dieses
Beleuchtungseinheitskörpers 20a bildet
eine Linsenoberfläche,
welche eine vorherbestimmte Krümmung
aufweist. Darüber
hinaus ist ein Pol 0 der lichtemittierenden Oberfläche 21 an den
Ursprung eines drei-dimensionalen Koordinatensystemes XYZ angepaßt. Die
optische Achse der lichtemittierenden Oberfläche 21 ist an die
X-Achse angepaßt.
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Darüber hinaus
wird ein Objektbrennpunkt F der lichtemittierenden Oberfläche in der
Nachbarschaft einer Einfallsoberfläche mit kleinem Durchmesser
des Beleuchtungseinheitskörpers 20a positioniert.
Die lichtemittierende Oberfläche 21 weist
erste, zweite und dritte emittierende Oberflächenteile 21a bis 21c auf.
Der erste emittierende Oberflächenteil 21a ist
ein Bereich, der den Pol 0 der lichtemittierenden Oberfläche 21 enthält und er
dient dazu, von dem Fahrzeug aus gesehen nach vorne einen entfernten
Ort zu beleuchten. Darüber
hinaus sind die zweiten und dritten emittierenden Oberflächenteile 21b und 21c,
wie man der 2 entnehmen kann, bei rechtsseitigen
und linksseitigen Positionen ausgebildet, welche bezüglich der
Z-Achse symmetrisch sind,
und zwar als stufenförmig
angelegte Oberflächen
eines unteren Teils der lichtemittierenden Oberfläche 21.
Darüber
hinaus dienen die zweiten und dritten emittierenden Oberflächenteile 21b und 21c dazu,
ein sich näherndes
Auto zu beleuchten. Weiterhin bilden die zweiten und dritten emittierenden
Oberflächenteile 21b und 21c eine
Linsenoberfläche,
deren Brennpunkt in der Nähe
des Brennpunkts F der lichtemittierenden Oberfläche 21 liegt, und
zwar in der Richtung entlang der Z-Achse. Zusätzlich bilden die zweiten und
dritten emittierenden Oberflächenteile 21b und 21c eine
Oberfläche,
die sich nahezu linear in der Richtung entlang der Y-Achse ändert. Auf der
anderen Seite wird die Einfall-Oberfläche des Beleuchtungseinheitskörpers 20a nahezu
wie ein Kreis ausgebildet, und zwar in einer Ebene parallel zu der Y-Z-Koordinatenebene.
Demgemäß werden
die oberen und unteren Teile der Einfall-Oberflä che 22 derartig geschnitten,
daß sie
nahezu kreisförmige
Bögen bilden.
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Beide
lichtführenden
Teile 20b und 20c sind aus Materialien hergestellt
(beispielsweise aus Fluorharz), die eine hohe Wärmewiderstandsfähigkeit
und Licht-Permeabilität
aufweisen und sie sind ausgebildet wie ein entsprechender Sektor,
der in 2 illustriert ist. Das lichtführende Teil 20b ist
in einer oberen Spalte 23 fixiert, die entlang des oberen
Teils der Seitenoberfläche
des Beleuchtungseinheitskörpers 20a in
der Richtung ihrer oberen Erzeugenden ausgebildet ist, und zwar
wie sie der Figur entnehmbar ist, und sie weist einen nahezu sektoriellen
longitudinalen Bereich sowie einen rechteckigen transversalen Bereich
auf. In einem derartigen Fall bildet eine lichtemittierende Oberfläche 24a des
lichtführenden Teils 20b eine
Linsenoberfläche,
deren Brennpunkt sich in der Nähe
des Brennpunkts F befindet, und zwar in der Richtung entlang der
Z-Achse, und sie bildet gleichfalls eine Oberfläche, die sich nahezu linear entlang
der Richtung der Y-Achse ändert.
Als ein Ergebnis hiervon dient die lichtemittierende Oberfläche 24a des
lichtführenden
Teils 20b dazu, vom Fahrzeug aus gesehen nach links vorne
oder nach rechts vorne zu leuchten, wenn das Fahrzeug nach links oder
nach rechts wendet.
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Darüber hinaus
weist, wie man der 3A entnehmen kann,
das lichtführende
Teil 20b eine untere Oberfläche auf, die an der unteren
Oberfläche der
oberen Spalte 23 befestigt ist. Darüber hinaus wird eine Spalte
mit einer vorbestimmten Breite zwischen der linksseitigen Oberfläche dieses
lichtführenden
Teils 20b und der der oberen Spalte 23 gebildet.
Auf ähnliche
Art und Weise wird ein Spalt mit einer vorbestimmten Breite gleichfalls
zwischen der rechtsseitigen Oberfläche dieses lichtführenden
Teils 20b und der der oberen Spalte 23 gebildet.
Gleichfalls liegt die Einfall-Oberfläche 24b des lichtführenden
Teils 20b, deren Oberfläche
rechteckig ist, und die Einfall-Oberfläche 22 des Lichteinheitskörpers 20a in
der gleichen Ebene. Wie man der 2 entnehmen
kann, ragt der hintere Kantenteil dieses lichtführenden Teils 20b aus
dem oberen Spalt 23 kurz vor, und zwar verkippt von dem
oberen Teil der lichtemittierenden Oberfläche 21 des Beleuchtungseinheitskörpers 20a zu
dem oberen Teil der Einfall-Oberfläche 22 von ihm.
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Das
lichtführende
Teil 20c ist in einer unteren Spalte 25 befestigt,
die entlang des unteren Teils der Seitenoberfläche des Beleuchtungseinheitskörpers 20a in
der Richtung der unteren Erzeugenden von ihr ausgebildet ist, wie
man der 2 entnehmen kann, und sie weist
einen nahezu sektoriellen longitudinalen Bereich und einen rechteckigen
transversalen Bereich auf. In einem derartigen Fall weist das lichtführende Teil 20c ein
Paar aus stufenförmig
angelegten lichtemittierenden Oberflächenteilen 26a und 26b auf,
wie sie in der Figur illustriert sind. Diese emittierenden Oberflächenteile 26a und 26b bilden
eine Linsenoberfläche,
deren Brennpunkt sich in der Nähe des
Brennpunkts F befindet, und zwar in der Richtung entlang der Z-Achse, und sie bildet
gleichfalls eine Oberfläche,
die sich nahezu linear entlang der Richtung entlang der Y-Achse ändert. Dabei
dienen die Oberflächen
der lichtemittierenden Oberflächenteile 26a und 26b des
lichtführenden
Teils 20c dazu, nach unten gerichtet nach vorne und in
die Nachbarschaft des Fahrzeugs zu leuchten.
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Darüber hinaus
weist das lichtführende
Teil 20c eine untere Oberfläche auf, die an der unteren Oberfläche der
unteren Spalte 25 befestigt ist. Darüber hinaus wird eine Spalte
mit einer vorbestimmten Breite zwischen der linksseitigen Oberfläche dieses lichtführenden
Teils 20c und der der unteren Spalte 25 gebildet.
Auf ähnliche
Art und Weise wird gleichfalls eine Spalte mit einer vorbestimmten
Breite zwischen der rechtsseitigen Oberfläche dieses lichtführenden
Teils 20c und der der unteren Spalte 25 gebildet.
Darüber
hinaus liegen die Einfall-Oberfläche 26c des
lichtführenden
Teils 20c, dessen Oberfläche rechteckig ist, so wie
die Einfall-Oberfläche 22 des Lichtein heitskörpers 20a in
der gleichen Ebene. Wie man der 2 entnehmen
kann, ragt der hintere Kantenteil dieses lichtführenden Teils 20c aus
der unteren Spalte 25 hervor, und zwar gegen die Lotrechte geneigt
von dem unteren Teil der lichtemittierenden Oberfläche 21 des
Lichteinheitskörpers 20a zum
unteren Teil der Einfall-Oberfläche 22 von
ihr.
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Die
optische Faser 30 besteht aus einem stabähnlichem
Kern, der aus den gleichen Materialien hergestellt ist wie der Beleuchtungseinheitskörper 20a und
sie weist eine Umhüllung
auf, die den Kern bedeckt. Der Brechungsindex des zusammengesetzten
Materials der Umhüllung
ist derart ausgewählt,
daß er
kleiner ist als der des Kerns, und zwar so, daß eine Totalreflexion des Lichts
in dem Kern bedingt wird. Darüber
hinaus bewegt sich der Durchmesser des Kerns der optischen Faser 30 zwischen 8
und 10 Millimetern, oder in einem ähnlichen Bereich. Die oberen
und unteren Umfangsteile der emittierenden Endoberfläche des
Kerns der optischen Faser 30, wobei diese Teile einem Viertel
des Durchmessers der emittierenden Endoberfläche entsprechen, werden jeweils
luftdicht an der Einfall-Oberfläche 24b des
lichtführenden
Teils 20b und der Einfall-Oberfläche 26c des lichtführenden
Teils 20c befestigt, und zwar mit einem transparenten Bindemittel.
Darüber
hinaus wird der verbleibende Teil der emittierenden Oberfläche des
Kerns (nämlich
vereinigt mit) der Einfall-Oberfläche 22 des Beleuchtungseinheitskörpers 20a verbunden.
Im übrigen
wird, wie in 1 illustriert, die optische
Faser gebogen und wie der Buchstabe L geformt und sie wird in den
zentralen Teil der linken Seitenwand 11a der Lichtquelle 10 eingepaßt. Schließlich bewegt
sich der Einfallswinkel des Lichts, das von der Lichtquelle 10 emittiert worden
ist, von der Einfall-Endoberfläche
des Kerns der optischen Faser 30 zwischen 5 und 30 Grad.
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Zwischenzeitlich
wird der Scheinwerfer L wie folgt hergestellt. Im einzelnen wird
zunächst
eine metallische Form vorbereitet, die zum Gießen des Beleuchtungseinheitskörpers 20a und
des Kerns der optischen Faser 30 aus einem Harz benötigt wird, wobei
sie miteinander vereinigt werden. Dann wird ein flüssiges Acrylharz,
das als das Material für
den Belichtungseinheitskörper 20a wie
zuvor beschrieben verwendet wird, in die metallische Form gegossen.
Demgemäß wird der
Beleuchtungseinheitskörper 20a und
der Kern der optischen Faser 30 gegossen, wobei sie miteinander
vereinigt werden. Nachfolgend werden die lichtführenden Teile 20b und 20c jeweils
in die obere Spalte 23 und die untere Spalte 25 eingesetzt,
wie zuvor beschrieben. Nachdem die Gieß- und Fixierschritte vervollständigt sind,
werden der Beleuchtungseinheitskörper 20a,
der Kern der optischen Faser 30 und die lichtführenden
Teile 20b und 20c in ein flüssiges Material für die Umhüllung eingetaucht.
Nachfolgend werden der Beleuchtungseinheitskörper 20a, der Kern
der optischen Faser 30 und die lichtführenden Teile 20b und 20c aus
dem flüssigen
Material der Umhüllung
herausgezogen und anschließend
getrocknet. Dabei bildet sich die Umhüllung als eine Schicht zum
Bedecken des Kerns aus. Darüber
hinaus wird die Spalte zwischen dem lichtführenden Teil 20b und
der Spalte 23 und die Spalte zwischen dem lichtführenden
Teil 20c und der Spalte 25 mit dem Umhüllungsmaterial
ausgefüllt. Als
ein Ergebnis hiervon kann verhindert werden, daß Staub oder ähnliches
die Spalten 23 und 25 betritt. Im übrigen können der
gesamte Kern der optischen Faser 30, der Beleuchtungseinheitskörper 20a und
die lichtführenden
Teile 20b und 20c so gegossen werden, so daß sie sich
ineinander befinden.
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Der
Scheinwerfer R wird mit einem Beleuchtungseinheitskörper 40a und
einem Paar aus lichtführenden
Teilen 40b und 40c vorgesehen, welche jeweils
dem Beleuchtungseinheitskörper 20a und dem
Paar der lichtführenden
Teile 20b und 20c entsprechen (im übrigen ist
nur das lichtführende
Teil 40b in 1 dargestellt). Der Beleuchtungseinheitskörper 40a und
das Paar der lichtführenden
Teile 40b und 40c sind ähnlich konstruiert wie jeweils
der Beleuchtungseinheitskörper 20a und
das Paar aus lichtführenden
Teilen 20b und 20c. Darüber hinaus wird die op tische
Faser 50 auf eine ähnliche
Art und Weise hergestellt wie die optische Faser 30. Weiterhin
ist das Paar der lichtleitenden Teile 40b und 40c in
oberen und unteren Spalten fixiert, die in dem Beleuchtungseinheitskörper 40a ausgebildet
sind, wobei die Spalten jeweils der oberen Spalte 23 und
der unteren Spalte 25 entsprechen, und zwar auf ähnliche
Weise wie das Paar der lichtführenden
Teile 20b und 20c in dem Beleuchtungseinheitskörper 20a.
Weiterhin werden der Beleuchtungseinheitskörper 40a und der Kern
der optischen Faser 50 derart gegossen, daß sie miteinander
vereinigt sind, und zwar auf ähnliche Art
und Weise wie beim Gießen
des Beleuchtungseinheitskörpers 20a und
des Kerns der optischen Faser 30. Im übrigen werden die Umhüllung der
optischen Faser 50 und die Spalten, die zwischen den lichtführenden
Teilen und den Spalten in dem Beleuchtungseinheitskörper 40a entstehen,
auf ähnliche
Art und Weise bearbeitet wie in dem Fall der Umhüllung der optischen Faser 30 und
den Spalten, die zwischen den lichtführenden Teilen und den Spalten des
Beleuchtungseinheitskörpers 20a gebildet
worden sind. Weiterhin wird, wie in 1 dargestellt,
die optische Faser 50 verbogen und wie der Buchstabe L
geformt, und sie wird in den zentralen Teil der Seitenwand 11a der
Lichtquelle 10 eingefügt.
Schließlich bewegt
sich der Einfallswinkel des Lichts, das von der Lichtquelle 10 emittiert
worden ist, zu der Einfall-Endoberfläche des Kerns der optischen
Faser 50 zwischen 5 und 30 Grad.
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In
der ersten Ausführungsform,
die wie zuvor beschrieben konstruiert worden ist, wird, wenn Licht von
der Lichtquelle 10 emittiert worden ist und auf die Einfall-Oberflächen der
Kerne der optischen Fasern 30 und 50 jeweils durch
die linke Seitenwand 11a und die rechte Seitenwand 11b bei
Einfallswinkeln auftritt, die sich zwischen 5 und 30 Grad bewegen,
dieses einfallende Licht unter einem Brechungswinkel von 15 Grad
in einer jeden der optischen Fasern 30 und 50 gebrochen.
Dann wird das gebrochene Licht durch und entlang des Kerns einer
jeden der optischen Fasern geführt,
indem es von der inneren Wand des je weiligen Kerns reflektiert wird.
Nachfolgend trifft Licht, das von der emittierenden Oberfläche der
optischen Faser 30 emittiert worden ist, auf die Beleuchtungseinrichtung 20 des
Scheinwerfers L. In diesem Fall wird Licht, das von der optischen
Faser 30 emittiert worden ist, nicht durch Wasser, Staub oder ähnliches
in einem Bereich reflektiert, der den Kern der optischen Faser 30 mit
dem Beleuchtungseinheitskörper 20a koppelt,
da der Kern der optischen Faser 30 und der Belichtungseinheitskörper 20a aus
dem gleichen Material hergestellt sind und derart vergossen sind,
daß sie
ineinander übergehen.
Weiterhin kann Licht, das aus der optischen Faser 30 austritt,
sehr effizient in den Belenchtungseinheitskörper 20a eingekoppelt
werden. Darüber
hinaus kann das optische System des Scheinwerfers L zu niedrigen
Kosten hergestellt werden. Zusätzlich kann
Licht aus der optischen Faser 30 sehr effizient in das
lichtführende
Teil 20b eingekoppelt werden, weil das lichtführende Teil 20b an
die optische Faser 30 mittels eines transparenten Bindemittels
befestigt ist. Das gleiche gilt für den Einfall von Licht aus
der optischen Faser 30 in das lichtführende Teil 20c.
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Wie
zuvor beschrieben, liegt der Brennpunkt F der emittierenden Oberfläche 21 des
Beleuchtungseinheitskörpers 20a in
der Nähe
seiner Einfall-Oberfläche 22.
Daher kann, wie in den 3(B) und 4(A) illustriert, das Licht, das auf den Beleuchtungseinheitskörper 20a wie
zuvor beschrieben auftrifft, sich von der Einfall-Oberfläche 22 des
Körpers 20a durch
den Beleuchtungseinheitskörper 20a hindurch
ausbreiten, und zwar so, als wenn es von der Einfall-Oberfläche 22 abgestrahlt
worden wäre, und
es kann die emittierende Oberfläche 21 erreichen.
Nachfolgend werden die Lichtstrahlen, die von der Einfall-Oberfläche 22 abgestrahlt
worden sind und die die emittierende Oberfläche 21 erreicht haben,
von ihr parallel zur X-Achse emittiert, nämlich zu ihrer optischen Achse,
wie in den Figuren illustriert. In einem derartigen Fall bilden
die parallelen Strahlen des Lichts, das von dem ersten emittierenden
Oberflä chenteil 21a des
Beleuchtungseinheitskörper 20a abgestrahlt
worden ist, das, was man eine "heiße Zone" nennt, und zwar
als ein Ergebnis einer klaren Bild-Bildung der Lichtquelle, die
in Verbindung mit der zuvor erwähnten
Position des Brennpunkts F erzielt worden ist. Daher kann der Scheinwerfer
des Fahrzeugs daran gehindert werden, den Fahrer eines sich nähernden
Autos zu blenden. Darüber
hinaus kann der Scheinwerfer des Fahrzeugs mit einer hohen Lichtstärke vom
Fahrzeug aus gesehen nach vorne zu einem entfernten Ort leuchten.
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Darüber hinaus
ist im Vergleich mit dem Brechungsindex des lichtführenden
Teils 20b der Brechungsindex von jedem Spalt, der zwischen
der linken Seite des Teils 20b und der der Spalte 23 gebildet
worden ist, und der Spalte, die zwischen der rechten Seite des Teils 20b und
der der Spalte 23 gebildet worden ist, klein. Dies führt dazu,
daß sich
kein Licht durch die linke und rechte Seite des lichtführenden Teils 20b ausbreiten
wird. Daher wird das Licht, das auf das lichtführende Teil 20b auftrifft,
sich durch das Innere des Teils 20b ausbreiten, in dem
es interne Totalreflexionen auf ihre linken und rechten Seitenoberflächen erfährt, wie
in 4(A) illustriert. Als ein Ergebnis
hiervon wird das auf diese Art und Weise geführte Licht von der lichtemittierenden
Oberfläche 24a des
lichtführenden
Teils 20b auf eine derartige Weise emittiert, daß die (transversale)
Lichtstärken-Verteilungskurve
des emittierten Lichts ein Rechteck ist, dessen vertikale Seite
kürzer
ist als seine horizontale Seite (im einzelnen ist die vertikale Seite
des Rechtecks vergleichsweise kurz und die horizontale Seite des
Rechtecks vergleichsweise lang). In einem derartigen Fall wird ein
Divergenzwinkel in der horizontalen Richtung des divergierenden Strahlenbündels aus
emittiertem Licht 60 Grad erreichen. Weiterhin wird, wie
zuvor ausgeführt,
der Brennpunkt der lichtemittierenden Oberfläche 24a des lichtführenden
Teils 20b, wobei diese Oberfläche als die Linsenoberfläche in der
Richtung entlang der Z-Achse dient, derart gesetzt, daß er sich
in der Nähe des
Kopplungsteils zwischen dem lichtführenden Teil 20b und
der optischen Faser 30 befindet. Daher kann Licht, das
von der klaren Bild-Bildung der Lichtquelle ausgeht, von der lichtemittierenden
Oberfläche 24a von
dem Fahrzeug aus gesehen nach vorne emittiert werden, ohne dabei
mit Schatten oder ähnlichem
versehen zu werden, und zwar im Unterschied zu herkömmlichen
Einrichtungen, und ohne Licht, das sich durch die Beleuchtungseinheit
ausbreitet und von der Oberfläche 24a nach
oben emittiert wird. Als eine Konsequenz hieraus wird der Fahrer
eines entgegenkommenden Fahrzeugs nicht durch das Licht geblendet,
das von dem Scheinwerfer des Fahrzeugs emittiert wird. Dieses gilt
im wesentlichen genauso für
das lichtführende
Teil 20c mit der Ausnahme, daß das von den emittierenden
Oberflächenteilen 26a und 26b emittierte
Licht etwas abgeblendet ist.
-
Im übrigen wird
die Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts, das von dem Scheinwerfer L gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung emittiert worden ist, durch Durchführung von
Experimenten untersucht. Die Ergebnisse dieser Experimente sind
in der 4(B) dargestellt. In dieser
Figur bezeichnet das Bezugszeichen AO die Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts, das von dem ersten emittierenden Oberflächenteil 21a der Beleuchtungseinheit 20 abgestrahlt
worden ist. Darüber
hinaus stellen die Bezugszeichen A1 und A2 jeweils die Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts dar, das von dem zweiten emittierenden Oberflächenteil 21b der
Einheit 20 emittiert worden ist, sowie des Lichts, das
von dem dritten emittierenden Oberflächenteil 21c der Einheit 20 emittiert
worden ist. Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen B die Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts, das von der lichtemittierenden Oberfläche 24a des
lichtführenden Teils 20b abgestrahlt
worden ist. Schließlich
bezeichnen die Bezugszeichen C1 und C2 die Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts, das jeweils von dem emittierenden Oberflächenteil 26a des
lichtführenden
Teils 20c abgestrahlt worden ist, sowie die Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts, das von dem emittierenden Oberflächenteil 26b des lichtführenden
Teils 20c emittiert worden ist.
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Daher
wird im Fall der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung der Scheinwerfer L, welcher die Beleuchtungseinheit 20 und
die optische Faser 30 aufweist, derart konstruiert, indem
die Formen des Beleuchtungseinheitskörpers 20a und die der
lichtführenden
Teile 20b und 20c und die Brennpunkte der Linsenoberflächen, die
in ihnen ausgebildet sind, gesetzt werden, wie zuvor beschrieben.
Daher kann eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug bereitgestellt
werden, die vom optischen Fasertyp ist und die eine hohe Anzahl
an Freiheitsgraden im Hinblick auf die Lichtstärkenverteilung aufweist. Das
gleiche gilt für
den Scheinwerfer R. In einem derartigen Fall erlaubt die hohe Zahl
der Freiheitsgrade im Hinblick auf die Lichtstärkenverteilung eine feine Regulierung
der Lichtstärkenverteilung
des Lichts, das von der Einrichtung emittiert wird. Daher kann die Fahrzeugsicherheit
basierend auf der visuellen Wahrnehmung erheblich verbessert werden.
Weiterhin kann mit der zuvor beschriebenen Systemkonfiguration die
Lichtstärkenverteilung,
durch die der Fahrer eines entgegenkommenden Autos am geblendet-werden
gehindert wird, sichergestellt werden, ohne dabei von dem Fahrzeug
emittierendes Licht abzuschatten. Daher kann ein Beleuchtungssystem
mit geringen Lichtverlusten bereitgestellt werden. Schließlich kann,
wie zuvor beschrieben, eine einzelne Lichtquelle 10 gemeinsam
für die
Scheinwerfer L und R im Fall der ersten Ausführungsform eingesetzt werden.
Daher kann man eine derartige Beleuchtungseinrichtung mit einer
hohen Effizienz einsetzen.
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Im übrigen wird
im Fall der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Spalte mit einer vorbestimmten Breite
zwischen der linken Seite des lichtführenden Teils 20b und
der der oberen Spalte 23 gebildet, und eine andere Spalte
mit einer vorbestimmten Breite wird auf ähnliche Art und Weise zwischen
der rechten Seite des lichtführenden Teils 20b und
der der oberen Spalte 23 gebildet. Indessen kann anstelle
dieser Konfiguration das lichtführende
Teil 20b aus einem Material herge stellt werden, dessen
Brechungsindex kleiner ist als der des Beleuchtungseinheitskörpers 20a,
und darüber
hinaus können
die linken und rechten Seiten des Teils 20b luftdicht mit
den linken und rechten Seiten der oberen Spalte 23 gekoppelt
werden. Gleiches kann für
das lichtführende
Teil 20c vorgesehen werden, wobei die lichtführenden
Teile mit dem Beleuchtungseinheitskörper 40a und mit der
Beleuchtungseinheit 40 des Scheinwerfers R gekoppelt werden.
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Weiterhin
werden in dem Fall der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung die Kurven, die in 4(B) mit
den Bezugszeichen A1 und A2 bezeichnet worden sind, jeweils als
Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts bezeichnet, das von dem zweiten emittierenden Oberflächenteil 21b des
Beleuchtungseinheitskörpers 20a emittiert
worden ist, und des Lichts, das von dem dritten Oberflächenteil 21c des
Beleuchtungseinheitskörpers 20a emittiert worden
ist. Darüber
hinaus werden die Kurven, die in 4(B) mit
den Bezugszeichen C1 und C2 bezeichnet worden sind, jeweils als
Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts bezeichnet, das von dem emittierenden Oberflächenteil 26a des
lichtführenden
Teils 20c emittiert worden ist, und des Lichts, das von
dem emittierenden Oberflächenteil 26b des
lichtführenden Teils 20c emittiert
worden ist. Anstelle der Verwendung derartiger Lichtstärken-Verteilungskurven
kann die Einrichtung auch derart konstruiert werden, wie im folgenden
beschrieben werden wird. Im einzelnen können beispielsweise das lichtführende Teil 20c und die
untere Spalte 25 der Beleuchtungseinheit 20a weggelassen
werden. Weiterhin können
die emittierenden Oberflächenteile
der lichtemittierenden Oberfläche 21 des
Beleuchtungseinheitskörpers 20a,
die jeweils den emittierenden Oberflächenteilen 21b, 21c, 26a, 26b entsprechen,
geändert
werden in oder ersetzt werden durch eine einzelne zylindrische konkave
Linsenoberfläche,
die linear in der vertikalen Richtung (nämlich der Richtung entlang
der Z-Achse) ist, wie der 2 entnommen
werden kann, und sie wird wie eine konkave Overfläche von
der Front des Beleuchtungseinheitskörpers 20a in der horizontalen Richtung
(nämlich
der Richtung entlang der Y-Achse) gesehen, wie man dieser Figur
entnehmen kann. in einem derartigen Fall wird anstelle einer jeden
der Kurven A1, A2, C1 und C2 eine neue Lichtstärken-Verteilungskurve entstehen,
welche in vertikaler Richtung vergleichsweise flach ist und welche
in horizontaler Richtung vergleichsweise lang ist, und zwar aus
dem Licht, das von der zylindrischen konkaven Linsenoberfläche bei
der Lichtstärken-Verteilungsposition
emittiert worden ist, die der Kurve C1 ohne dem lichtführenden
Teil 20c entspricht, und zwar indem die Position des Brennpunkts
der zylindrischen konkaven Linsenoberfläche geeignet gesetzt wird.
Gleiches gilt für
den Beleuchtungseinheitskörper 40a.
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Darüber hinaus
wird im Fall der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die in 4(B) mit
dem Bezugszeichen B bezeichnete Kurve als Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts verwendet, das von der lichtemittierenden Oberfläche 24a des
lichtführenden
Teils 20b der Beleuchtungseinheit 20 emittiert
worden ist. Anstelle des Einsatzes einer derartigen Lichtstärken-Verteilungskurve
kann die Einrichtung auch so konstruiert werden, wie im folgenden
beschrieben werden wird. Im einzelnen kann beispielsweise das lichtführende Teil 20b und
die obere Spalte 23 der Beleuchtungseinheit 20a weggelassen
werden. Weiterhin werden ein erstes emittierendes Oberflächenteil
der lichtemittierenden Oberfläche 21 des
Beleuchtungseinheitskörpers 20a,
das der lichtemittierenden Oberfläche 24a entspricht,
sowie zweite und dritte emittierende Oberflächenteile, welche jeweils an
der linken und der rechten Seite des ersten emittierenden Oberflächenteils positioniert
sind, geändert
in oder ersetzt durch eine einzelne zylindrische konkave Linsenoberfläche, welche
in der vertikalen Richtung (nämlich
der Richtung entlang der Z-Achse) linear ist, wie man der 2 entnehmen
kann, wobei sie als eine konkave Oberfläche von der Front des Belenchtungseinheitskörpers 20a in
der horizontalen Richtung (nämlich
der Richtung entlang der Y-Achse) gesehen wird, wie man in dieser
Figur sehen kann. In einem derartigen Fall kann anstelle der Kurven
B eine neue Lichtstärken-Verteilungskurve
erhalten werden, die vergleichsweise flach in der vertikalen Richtung
und vergleichsweise lang in der horizontalen Richtung ist, und zwar
aus Licht, das von der zylindrischen konkaven Linsenoberfläche bei
der Lichtstärken-Verteilungsposition
emittiert worden ist, die der Kurve B entspricht, und zwar ohne
das lichtführende
Teil 20b, indem die Position des Brennpunkts der zylindrischen
konkaven Linsenoberfläche
geeignet gesetzt wird. Dies kann gleichfalls realisiert werden,
indem man das lichtführende
Teil 40b der Beleuchtungseinheit 40 und die entsprechende
obere Spalte des Beleuchtungseinheitskörpers 40a wegläßt.
-
Im
folgenden wird die zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf 5 beschrieben.
Die zweite Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Scheinwerfer
La (welcher im folgenden beschrieben werden wird) anstelle des Scheinwerfers
L der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Dieser Scheinwerfer
La besteht aus einer Beleuchtungseinheit 60 und der optischen
Faser 30, die bereits in der ersten Ausführungsform
eingesetzt worden ist. Die Beleuchtungseinheit 60 besteht
aus einem Paar von Beleuchtungseinheitskörpern 60a und 60b,
welche aus dem gleichen Material hergestellt sind wie der Beleuchtungseinheitskörper 20a und
welche wie eine nahezu halbkreisförmige Kegelscheibe ausgebildet
sind, wobei ein plattenähnliches
lichtführendes
Teil 60c zwischend den Beleuchtungseinheitskörpern 60a und 60b gehalten
wird.
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In
einem derartigen Fall bildet eine jede, nämlich die lichtemittierende
Oberfläche 61 des
Beleuchtungseinheitskörpers 60a und
die lichtemittierende Oberfläche 62 des
Beleuchtungseinheitskörpers 60b,
eine Linsenoberfläche.
Der Brennpunkt einer jeden der lichtemittierenden Oberflächen 61 und 62 ist ähnlich gesetzt
wie in dem Fall des Brennpunkts der lichtemittierenden Oberfläche des
Beleuchtungseinheitskörpers 20a der
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das lichtführende Teil 60c ist
aus dem gleichen Material hergestellt wie in dem Fall des lichtführenden
Teils 20b der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung. Weiterhin wird ein dünner
Film, der aus einem Material hergestellt ist, dessen Brechungsindex
kleiner ist als der der Beleuchtungseinheitskörper 60a sowie 60b und
des lichtführenden
Teils 60c zwischen dem lichtführenden Teil 60c und
einem jeden der Beleuchtungseinheitskörper 60a und 60b eingeführt. Das lichtführende Teil
weist eine lichtemittierende Oberfläche 63 auf, die unter
einem Winkel von α weg
von sowohl der lichtemittierenden Oberfläche 61 des Beleuchtungseinheitskörpers 60a als
auch der lichtemittierenden Oberfläche 62 des Beleuchtungseinheitskörpers 60c angeordnet
ist, und zwar bezüglich
des Ursprungs (entsprechend dem Pol 0) in der XZ-Koordinatenebene,
wie in den 5 und 6(B) dargestellt.
Die Einfall-Oberflächen
der Beleuchtungseinheitskörper 60a und 60b vereinigen
sich mit beiden Kantenteilen der lichtemittierenden Endoberfläche der
optischen Faser 30. Darüber
hinaus wird die Einfall-Oberfläche
des lichtführenden
Teils 60c an dem zentralen Teil der lichtemittierenden
Endoberfläche der
optischen Faser 30 mittels eines transparenten Bindemittels
befestigt. Weiterhin werden, nachdem die optische Faser 30 und
ein jeder der Beleuchtungseinheitskörper 60a und 60b derart
gegossen worden sind, daß sie
sich miteinander vereinigen, die dünnen Filme zwischen dem lichtführenden
Teil 60c und einem jeden der Beleuchtungseinheitskörper 60a und 60b eingeführt. Die
verbleibenden Teile der Konfiguration der zweiten Ausführungsform
sind die gleichen wie die entsprechenden Teile der ersten Ausführungsform.
-
Im
Fall der zweiten Ausführungsform,
die wie zuvor beschrieben aufgebaut ist, wird, wenn Licht aus der
optischen Faser 30 zu der Beleuchtungseinheit 60 emittiert
wird, dieses emittierte Licht auf die Einfall-Oberfläche einer
jeden der Beleuchtungseinheitskörper 60a und 60b und
des lichtführenden
Teils 60c auftreffen. Anschließend werden sich die Lichtstrahlen,
die auf jede der Beleuchtungseinheitskörper 60a und 60b aufgetroffen sind,
durch sie hindurch ausbreiten, und zwar indem sie von dem Brennpunkt einer
jeden der lichtemittierenden Oberflächen 61 und 62 abgestrahlt
worden sind, und sie werden nachfolgend von einer jeden der Oberflächen 61 und 62 als
parallele Strahlen abgestrahlt, wie den 6(A) und 6(B) zu entnehmen ist. Als ein Ergebnis hiervon
bilden die parallelen Strahlen des emittierten Lichts eine "heiße Zone", die der ähnlich ist,
die im Zusammenhang mit der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung beschrieben worden ist. Dabei kann der Scheinwerfer gemäß der zweiten
Ausführungsform
daran gehindert werden, den Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeuges zu
blenden und er kann gleichfalls mit einer hohen Luminanz (bzw. Leuchtdichte)
vom Fahrzeug aus nach vorne zu einem entfernt gelegenen Ort leuchten.
Darüber
hinaus wird, wie weiter oben bereits ausgeführt, ein dünner Film, der aus einem Material hergestellt
ist, dessen Brechungsindex kleiner ist als der einer jeden der Beleuchtungseinheitskörper 60a und 60b sowie
des lichtführenden
Teils 60c, zwischen dem lichtführenden Teil 60c und
einer jeden der Beleuchtungseinheitskörper 60a und 60b eingeführt. Daher
wird das Licht, das auf das lichtführende Teil 60c auftritt,
sich durch das Teil 60c hindurch ausbreiten, indem es darin
geführt
wird, wobei es innere Totalreflexionen erfährt, die von dem dünnen Film
bedingt sind, wie in 6(A) illustriert.
-
Weiterhin
wird das auf diese Art und Weise geführte Licht derart emittiert,
daß die
entsprechende Lichtstärken-Verteilungskurve
vergleichsweise flach in der vertikalen Richtung und vergleichsweise
lang in der transversalen oder horizontalen Richtung ist, wie in
den 6(A) und 6(B) dargestellt.
In einem derartigen Fall wird infolge des Winkels von der lichtemittierenden
Oberfläche 63 emittiertes
Licht nach vorne und nach unten emittiert, wie in der 6(B) dargestellt. Als ein Ergebnis hiervon wird das
emittierte Licht den Fahrer eines entgegenkommenden Autos auf keinen
Fall blenden. Im übrigen wurde
die Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts, das von dem Scheinwerfer gemäß der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung emittiert worden ist, unter zu Hilfenahme
von Experimenten studiert. Die Ergebnisse dieser Experimente sind
in der 6(C) dargestellt. In dieser
Figur bezeichnet das Bezugszeichen D die Lichtstärken-Verteilungskurve des Lichts,
das von der lichtemittierenden Oberfläche einer jeden der Beleuchtungseinheitskörper 60a und 60b emittiert
worden ist. Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen E die Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts, das von der lichtemittierenden Oberfläche des
lichtführenden
Teils 60c emittiert worden ist.
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Im
folgenden wird die dritte Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 7 bis 9 beschrieben. Die dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Scheinwerfer
Lb (welcher im folgenden beschrieben werden wird) anstelle des Scheinwerfers
L der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird. Dieser Scheinwerfer
Lb besteht aus einer Beleuchtungseinheit 70 und der optischen
Faser 30, die in der ersten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung eingesetzt worden ist. Die Beleuchtungseinheit 70 besteht
aus einem Beleuchtungseinheitskörper 70a,
der aus dem gleichen Material hergestellt ist wie der Beleuchtungseinheitskörper 20a der
ersten Ausführungsform und
der nahezu wie eine halbkreisförmige
Kegelscheibe ausgebildet ist, sowie aus einem plattenähnlichen
lichtführenden
Teil 70b, das aus dem gleichen Material hergestellt ist
wie das lichtführende
Teil 20b gemäß der ersten
Ausführungsform,
sowie schließlich
aus einem Paar aus plattenählichen
Schattierungen bzw. Leuchtenschirmen 70c und 70d.
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Der
Beleuchtungseinheitskörper 70a wird unmittelbar
auf dem lichtführenden
Teil 70b plaziert und erstreckt sich in die gleiche Richtung,
in der sich auch das Teil 70b erstreckt. Darüber hinaus
weist der Belenchtungseinheitskörper 70a eine
untere Oberfläche
auf, die an der oberen Oberfläche
des lichtführenden
Teils 70b befestigt ist. Die lichtemittierende Oberfläche 73 des
Beleuchtungseinheitskörpers 70a bildet
eine Linsenoberflä che.
Darüber
hinaus wird der Brennpunkt der lichtemittierenden Oberfläche 73 auf ähnliche
Art und Weise eingerichtet, wie der Brennpunkt der lichtemittierenden
Oberfläche
des Beleuchtungseinheitskörpers 20a gemäß der ersten Ausführungsform.
Das lichtführende
Teil 70b dient dazu, eine Lichtstärken-Verteilung bereitzustellen, deren
(transversale) Lichtstärken-Verteilungskurve
in der horizontalen Richtung vergleichsweise flach ist (im übrigen wird
in der vorliegenden Anmeldung eine derartige Lichtstärkenverteilung
manchmal als flache Lichtstärkenverteilung
bezeichnet), und zwar indem Licht von seiner lichtemittierenden
Oberfläche 74 emittiert
wird, nämlich
auf eine im wesentlichen ähnliche
Art und Weise wie das lichtführende
Teil 20b gemäß der ersten
Ausführungsform.
In einem derartigen Fall ist die untere Oberfläche 71 des Beleuchtungseinheitskörpers 70a und
die obere Oberfläche 72 des
lichtführenden
Teils 70b wie eine Spiegeloberfläche ausgebildet (sie funktionieren
nämlich
als totalreflektierende Spiegel). Die gesamte untere Oberfläche 71 und
die gesamte obere Oberfläche 72 laufen
parallel zu der Faserachse (oder der Zentralachse) der optischen
Faser 30 und sind von ihr verschoben, nämlich von der Faserachse der
optischen Faser 30 nach oben, und zwar um ein vorherbestimmtes
Intervall Δ S1. Die optische Achse des lichtführenden
Teils 70b, die parallel zu der Faserachse der optischen
Faser 30 ist, ist von der oberen Oberfläche 72 des lichtführenden
Teils 70b nach unten verschoben, und zwar um ein vorherbestimmtes
Intervall Δ S2, wie man der 8A entnehmen
kann.
-
Weiterhin
ist die Einfall-Oberfläche
von sowohl dem Beleuchtungseinheitskörper 70a als auch dem
lichtführenden
Teil 70b an der lichtemittierenden Endoberfläche der
optischen Faser 30 befestigt, und zwar durch einen entsprechenden
der Schirme bzw. Schattierungen 70c und 70d. In
einem derartigen Fall werden der untere Teil der Einfall-Oberfläche des
Beleuchtungseinheitskörpers 70a und
der obere Teil der Einfall-Oberfläche des lichtführenden
Teils 70b an dem zentralen Teil der lichtemittierenden
Endoberfläche
der optischen Faser 30 mittels eines transpa renten Bindemittels
befestigt. Weiterhin greift der untere Kantenteil 75 der
Schattierung 70c zwischen dem oberen Teil der Einfall-Oberfläche des
Belenchtungseinheitskörpers 70a und
dem oberen Teil der lichtemittierenden Endoberfläche der optischen Faser 30 ein.
Auf der anderen Seite greift der obere Kantenteil 76 der
Schattierung bzw. des Schirmes 70d zwischen dem unteren
Teil der Einfall-Oberfläche
des lichtführenden
Teils 70b und dem unteren Teil der lichtemittierenden Oberfläche der
Faser 30 ein. Im übrigen
ist die untere Kante 75a der linken Hälfte des unteren Kantenteils 75 der
Schattierung bzw. des Schirmes 70c nach oben bzw. nach
links gerichtet um einen vorbestimmten Winkel Δ θ 1 zu der Y-Achse hin verkippt,
wie man der 9(A) entnehmen kann, und zwar
für den
Zweck des Vergrößerns der
vertikalen Reichweite, bei der die Lichtstrahlen, die von dem Beleuchtungseinheitskörper 70a der
Einrichtung emittiert worden sind, der in dem Fahrzeug bereitgestellt
ist, einen Fußgänger erreichen
können.
Die verbleibenden Elemente der Konfiguration der dritten Ausführungsform
sind den entsprechenden Elementen ähnlich, die in der ersten Ausführungsform
verwendet worden sind.
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Im
Fall der dritten Ausführungsform,
die wie zuvor beschrieben konstruiert wird, trifft, wenn Licht aus
der optischen Faser 30 hin zu der Beleuchtungseinheit 70 emittiert
wird, dieses emittierte Licht auf die Einfall-Oberfläche von
sowohl dem Beleuchtungseinheitskörper 70a als
auch auf die des lichtführenden Teils 70b.
In einem derartigen Fall variiert der Brechungsindex kaum bezüglich der
Position im Kopplungsteil zwischen der optischen Faser 30 und
der Beleuchtungseinheit 70. Daher trifft ein Teil des Lichts,
das von einem Teil der lichtemittierenden Endoberfläche der
optischen Faser 30 emittiert worden ist, wobei dieser Teil
einem Bereich entspricht, der zwischen dem unteren Kantenteil 75 der
Schattierung 70c und dem oberen Kantenteil 76 der
Schattierung 70d liegt, auf sowohl den Beleuchtungseinheitskörper 70a als
auch auf das lichtführende
Teil 70b.
-
Dann
werden die Strahlen eines Teils des Lichts, das auf den Beleuchtungseinheitskörper 70a aufgetroffen
ist, wobei sich dieser Teil rektilinear in der ZX-Koordinatenebene
zu der lichtemittierenden Oberfläche 73 ausbreitet,
in Verbindung mit dem Brennpunkt der Oberfläche 73 abgestrahlt,
und sie breiten sich zu der Oberfläche 73 aus und werden nachfolgend
von der Oberfläche 73 von
dem Fahrzeug aus nach vorne als parallele Strahlung AD abgestrahlt,
wie man der 8(A) entnehmen kann. Demgegenüber werden
die Strahlen eines anderen Teils des Lichts, das auf den Beleuchtungseinheitskörper 70a aufgetroffen
ist, wobei dieser Teil von der unteren Oberfläche 71 reflektiert
worden ist und sich nachfolgend rektilinear in der ZX-Koordinatenebene zu
der lichtemittierenden Oberfläche 73 ausgebreitet hat,
im Verhältnis
zu dem Brennpunkt der Oberfläche 73 abgestrahlt,
und sie breiten sich zu der Oberfläche 73 aus und werden
nachfolgend von der Oberfläche 73 von
dem Fahrzeug aus gesehen nach vorne in der Richtung abgestrahlt,
die im wesentlichen parallel zur X-Achse ist, und zwar als parallele
Strahlen AU, wie man der 8(A) entnehmen
kann. Darüber
hinaus werden die Strahlen eines weiteren Teils des Lichts, das
auf den Beleuchtungseinheitskörper 70a aufgetroffen
ist, wobei sich dieser Teil rektilinear in der YX-Koordinatenebene
zu der lichtemittierenden Oberfläche 73 hin
ausbreitet, in Verbindung mit dem Brennpunkt der Oberfläche 73 abgestrahlt
und sie breiten sich zu der Oberfläche 73 hin aus und
werden nachfolgend von der Oberfläche 73 von dem Fahrzeug
aus gesehen nach vorne in einer konvergenten Art und Weise emittiert,
und zwar als symmetrische parallele Strahlen AR und AL, wie man
der 8(B) entnehmen kann.
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Weiterhin
werden die Strahlen eines Teils des Lichts, das auf das lichtführende Teil 70b aufgetroffen
ist, wobei sich dieser Teil rektilinear in der ZX-Koordinatenebene
hin zu der lichtemittierenden Oberfläche 74 ausbreitet,
im Verhältnis
zum Brennpunkt der Oberfläche 74 abgestrahlt
und sie breiten sich zu der Oberfläche 74 hin aus und
werden von der Oberfläche 74 von
dem Fahrzeug aus gesehen nach vorne emittiert, und zwar im wesentlichen
parallel zu der X-Achse im Verhältnis
zu dem vorbestimmten Intervall Δ S2, und zwar als parallele Strahlen BU, wie
man der 8(A) entnehmen kann. Demgegenüber werden
die Strahlen eines anderen Teils des Lichts, das auf das lichtführende Teil 70b aufgetroffen ist,
wobei sich dieser Teil rektilinear in der ZX-Koordinatenebene zu
der lichtemittierenden Oberfläche 74 hin
ausbreitet, nachdem es von seiner oberen Oberfläche 72 reflektiert
worden ist, in Verbindung mit dem Brennpunkt der Oberfläche 74 abgestrahlt
und sie breiten sich zu der Oberfläche 74 hin aus und
werden nachfolgend von der Oberfläche 74 vom Fahrzeug aus
gesehen nach vorne und nach unten emittiert, und zwar als parallele
Strahlen BD, wie man der 8(A) entnehmen
kann. Weiterhin werden die Strahlen eines weiteren Teils des Lichts,
das auf das lichtführende
Teil 70b aufgetroffen ist, wobei dieser Teil sich ausbreitet,
indem er in der YX-Koordinatenebene hin zu der lichtemittierenden
Oberfläche 74 reflektiert
wird, von der Oberfläche 74 vom
Fahrzeug aus gesehen nach vorne in einer divergenten Art und Weise
emittiert, und zwar als symmetrische parallele Strahlen BR und BL,
wie man der 8(B) entnehmen kann.
-
Im übrigen wird
die Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts, das von dem Scheinwerfer L gemäß der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung emittiert worden ist, unter zur Hilfenahme von
Experimenten untersucht. Die Ergebnisse dieser Experimente sind
durch durchgezogene und gestrichelte Linien in 9(B) dargestellt. In dieser Figur bezeichnet das
Bezugszeichen F die Lichtstärken-Verteilungskurve
(dargestellt durch eine durchgezogene Linie) des Lichts AU und AD,
das von der lichtemittierenden Oberfläche des Beleuchtungseinheitskörpers 70a abgestrahlt
worden ist. In diesem Fall wird ein oberer halber Teil FU der durchgezogenen
Kurve F, wobei dieser Teil zwischen den Punkten f1 und f2 gezogen
wird, aus dem Licht AU erhalten. Demgegenüber wird ein unterer halber
Teil FD der durchzogenen Kurve, wobei dieser Teil gleichfalls zwischen
den Punk ten f1 und f2 gezogen wird, aus dem Licht AD erhalten. Weiterhin
ragt, wie man dieser Figur entnehmen kann, ein nahezu dreieckförmiger Teil
des oberen halben Teils FU nach oben und nach links und im Gegensatz
dazu ragt ein nahezu dreieckförmiger
Teil des unteren halben Teils FD nach unten und nach links. Dies
liegt an der Form der unteren Kante 75a des unteren Kantenteils 75 der Schattierung
bzw. des Schirmes 70c. Dabei wird der linksseitige Teil
(nämlich
der Teil, der einem Bürgersteig
gegenüberliegt)
der Lichtstärken-Verteilungskurve
F größer als
der rechtsseitige Teil (nämlich
der Teil der einem entgegenkommenden Fahrzeug gegenüberliegt)
der Kurve F, wie man dieser Figur entnehmen kann. Als ein Ergebnis
hiervon kann der Fahrer des Fahrzeugs, der mit dieser Lampe ausgestattet
ist, einen Spaziergänger
leicht wahrnehmen (gleichfalls kann der Spaziergänger das Fahrzeug leicht wahrnehmen)
und darüber
hinaus wird ein Fahrer eines entgegenkommenden Fahrzeugs nicht durch
das Licht geblendet, das von diesem Scheinwerfer emittiert worden
ist. Weiterhin bezeichnet das Bezugszeichen G die Lichtstärken-Verteilungskurve (die
durch die gestrichelte Linie dargestellt ist) des Lichts BU und
BD.
-
Im übrigen wird
im Fall der dritten Ausführungsform
die untere Kante 75a der Schattierung 70c nach
oben hin verkippt, und zwar vom Längszentrum der Schattierung 70c aus.
Indessen kann, wie in 10(A) illustriert,
die untere Kante 75a der Schattierung 70c nach
oben hin von einer Position beginnend verkippt werden, die vom Längszentrum
der Schattierung 70c um einen vorherbestimmten Abstand Δ S3 verschoben ist. Als ein Ergebnis hiervon wird
der linksseitige Teil der Lichtstärken-Verteilungskurve F aus 9(A) nach links hin vergrößert, wie durch die strichpunktierte
Linie in dieser Figur angedeutet. Demnach kann der Fahrer des Fahrzeugs
einen Fußgänger noch
leichter wahrnehmen.
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Weiterhin
ist im Fall der dritten Ausführungsform
die obere Oberfläche 7 2 des
lichtführenden
Teils 70b von der optischen Achse des lichtführenden
Teils 70b um ein vorbestimmtes Intervall Δ S2 versetzt angeordnet, wie zuvor beschrieben.
Anstelle dieser Anordnung kann die optische Achse des lichtführenden Teils 70b um
das obere Ende der Einfall-Oberfläche des lichtführenden
Teils 70b gedreht werden, und zwar um einen vorbestimmten
Winkel Δ θ 2, wie
in 10(B) illustriert. Dabei können die
Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts, das von einer Einrichtung emittiert worden ist, die
derart konstruiert ist, als die durchgezogenen und gestrichelten
Kurven erhalten werden, wie man sie der 9(B) entnehmen kann.
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Weiterhin
ist im Fall der dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die obere Oberfläche 72 des lichtführenden
Teils 70b als eine Spiegeloberfläche ausgebildet. Indessen kann
anstelle dieser Konfiguration die obere Oberfläche 72 des lichtführenden
Teils 70 grob bearbeitet werden, und zwar derart, daß sie auf
sich Lichtverluste erzeugt. In diesem Fall wird das Licht, das auf
das lichtführende Teil 70b auftrifft
und sich durch dieses zu der oberen Oberfläche 72 ausbreitet,
nicht durch die Oberfläche 72 reflektiert
und ein bestimmter Verlust von Licht tritt ein. Daher enthält das von
der lichtemittierenden Oberfläche 74 emittierte
Licht des lichtführenden Teils 70b nur
das Licht, das von den Teilen kommt, die von der oberen Oberfläche 72 verschieden
sind. Als ein Ergebnis hiervon wird die Lichtstärken-Verteilungskurve, die
in 11(A) mit der gestrichelten
Linie G1 angedeutet ist, erhalten, wobei man diese Kurve erhält, in dem
man die untere Hälfte
(entsprechend der äußeren Peripherie
(d. h. der strichpunktierten Linie) des schraffierten Teils aus 11(A)) löscht,
nämlich
von der Lichtstärken-Verteilungskurve
G aus 9(B), und zwar als Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts, das von der lichtemittierenden Oberfläche 74 des
lichtführenden
Teils 70b emittiert worden ist.
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Weiterhin
ist in dem Fall der dritten Ausführungsform
die Länge
des Beleuchtungseinheitskörpers 70a in
der Richtung entlang der X-Achse gleich der des lichtführenden
Teils 70b in der gleichen Richtung. Indessen ist die vorliegende
Erfindung nicht darauf beschränkt.
Im einzelnen kann, wie in 11(B) illustriert,
ein anderer Beleuchtungseinheitskörper 70e verwendet
werden, dessen Länge länger ist
als die Gesamtlänge
des lichtführenden Teils 70b,
und zwar um ein Stück Δ S4, wobei er anstelle des Beleuchtungseinheitskörpers 70a eingesetzt
wird und er kann sich von der lichtemittierenden Oberfläche des
lichtführenden
Teils 70b nach vorne um die Länge Δ S4 erstrecken.
Dabei wird ein Brechungswinkel des Lichts, das von der lichtemittierenden
Oberfläche
des Beleuchtungseinheitskörpers 70e emittiert
worden ist, zu der lichtemittierenden Oberfläche hin kleiner als ein Brechungswinkel
des Lichts, das von der lichtemittierenden Oberfläche des Beleuchtungseinheitskörpers 70a emittiert
worden ist zu dieser emittierenden Oberfläche hin. Daher wird die Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts, das von der lichtemittierenden Oberfläche des
Beleuchtungseinheitskörpers 70e emittiert
worden ist, ähnlich
aber etwas kleiner als die Lichtstärken-Verteilungskurve, die
durch die durchgezogene Linie F in 9(B) dargestellt
ist. Als ein Ergebnis hiervon wird das, was als eine Lichtstrahlungsdichte
der "heißen Zone" bezeichnet wird,
erhöht.
Daher kann ein entgegenkommendes Fahrzeug heller beleuchtet werden.
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Zusätzlich kann,
wie in 12(A) illustriert, ein anderes
lichtführendes
Teil 70f verwendet werden, dessen Länge größer ist als die Gesamtlänge des
Beleuchtungseinheitskörpers 70a,
und zwar um ein Stück Δ S5, nämlich
anstelle des lichtführenden Teils 70b,
und es kann von der lichtemittierenden Oberfläche des Beleuchtungseinheitskörpers 70a nach
vorne um die Länge Δ S5 hinausragen. Dabei wird ein Brechungswinkel
des Lichts, das von der lichtemittierenden Oberfläche des
lichtführenden Teils 70f emittiert
worden ist, zu dieser lichtemittierenden Oberfläche hin kleiner als ein Brechungswinkel
des Lichts, das von der lichtemittierenden Oberfläche des
lichtführenden
Teils 70b emittiert worden ist, zu dieser lichtemittierenden
Oberfläche hin.
Daher wird die Lichtstärken-Verteilungskurve
des Lichts, das von der lichtemittierenden Oberfläche des lichtführenden
Teils 70F emittiert worden ist, zu einer Kurve, die man
erhält,
indem man die Größe der Lichtstärken-Verteilungskurve,
die durch die gestrichelte Kurve G in 9(B) dargestellt
ist, reduziert, wobei man aber die obere Position der Kurve fixiert, wie
in dieser Figur angedeutet. Als ein Ergebnis hiervon wird das, was
als eine Lichtstrahlungsdichte eines Bereichs bezeichnet wird, der
vor dem Fahrzeug liegt und der von Licht zu beleuchten ist, das
der Lichtstärken-Verteilungskurve
entspricht, die auf diese Art und weise erhalten wird (im folgenden
wird er manchmal als flacher Lichtstärken-Verteilungsbereich bezeichnet)
erhöht.
Daher kann ein derartiger flacher Lichtstärken-Verteilungsbereich, der sich vor dem
Fahrzeug und an der Seite des Fahrzeugs befindet, die einem Bürgersteig
gegenüberliegt,
heller beleuchtet werden.
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Weiterhin
werden im Fall der dritten Ausführungsform
der Beleuchtungseinheitskörper 70a und das
lichtführende
Teil 70b auf und unter der XY-Koordinatenebene angeordnet,
wie man der 7 entnehmen kann. Anstelle dessen
können
der Beleuchtungseinheitskörper 70a und
das lichtführende
Teil 70b auch umgedreht werden, wie in 12(B) dargestellt. In einen derartigen Fall werden,
im Vergleich mit der in 10(A) gezeigten
Konfiguration die Schattierungen bzw. die Schirme 70d und 70c invertiert,
wie in 13(B) dargestellt. Darüber hinaus werden
im Vergleich mit den Kurven aus 10(B) die
Lichtstärken-Verteilungskurven
des Lichts AU und AD, das von dem Beleuchtungseinheitskörper 70a emittiert
worden ist und des Lichts BU und BD, das von den lichtführenden
Teilen 70c und 70d emittiert worden ist, wie in 13(A) illustriert, bezüglich der XY-Koordinatenebene
auf den Kopf gestellt.
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Im
folgenden wird die vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die 14 beschrieben.
Die vierte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar
von lichtführenden
Teilen 70g und 70h (welche im folgenden beschrieben
werden) eingesetzt wird, welche vereinheitlicht oder miteinander
verbunden werden, wie in 14(A) illustriert, und
zwar anstelle des lichtführenden
Teils 70b gemäß der dritten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. Das lichtführende Teil 70g weist
im wesentlichen die gleiche Struktur auf wie das lichtführende Teil 70b sie
hat, mit der Ausnahme, daß das sich
verjüngende
Ausmaß in
der Vorwärtsrichtung des
lichtführenden
Teils 70g entlang der X-Achse klein
ist im Vergleich zu dem sich verjüngenden Ausmaß in der
Vorwärtsrichtung
des lichtführenden
Teils 70b entlang der X-Achse. Weiterhin weist das lichtführende Teil 70h im
wesentlichen die gleiche Struktur auf, wie sie das lichtführende Teil 70b hat.
Wie in 14(A) illustriert, werden die
Verbindungsoberflächen
der lichtführenden
Teile 70g und 70h in der XZ-Koordinatenebene angeordnet.
Darüber
hinaus wird die obere Oberfläche
von jedem der lichtführenden
Teile 70g und 70h an der unteren Oberfläche des Beleuchtungseinheitskörpers 70a fixiert.
Weiterhin liegt die Einfall-Oberfläche eines jeden der lichtführenden
Teile 70g und 70h einem entsprechenden halben
Teil der lichtemittierenden Oberfläche der optischen Faser 30 gegenüber. Im übrigen wird
eine Spaltenschicht (oder eine undurchlässige Schicht) zwischen den
Verbindungsoberflächen
der lichtführenden
Teile 70g und 70h ausgebildet. Als ein Ergebnis
hiervon erfährt
ein Teil des Lichts, das auf die lichtführenden Teile 70g und 70h aufgetroffen
ist und das sich zu den Verbindungsoberflächen hin ausbreitet, eine innere
Totalreflexion an den Verbindungsoberflächen.
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Daher
werden die Strahlen eines Teils des Lichts, das auf das lichtführende Teil 70h aufgetroffen ist,
wobei dieser Teil sich ausgebreitet hat, indem er in der YX-Koordinatenebene
zu der lichtemittierenden Oberfläche
reflektiert worden ist, von dieser lichtemittierenden Oberfläche vom
Fahrzeug aus gesehen nach vorne emittiert, und zwar auf eine divergente
Art und Weise als symmetrische parallele Strahlen BR1 und
BL1, wie man der 14(B) entnehmen kann.
Demgegenüber
werden die Strahlen eines Teils des Lichts, das auf das lichtführende Teil 70g aufgetroffen
ist, wobei sich dieser Teil ausgebreitet hat, indem er in der YX-Koordinatenebene
zu der lichtemittierenden Oberfläche
reflektiert worden ist, von dieser lichtemittierenden Oberfläche vom
Fahrzeug aus gesehen nach vorne emittiert, und zwar auf eine divergente
Art und Weise als symmetrische parallele Strahlen BR2 und
BL2, wie man im einzelnen der 14(B) entnehmen kann. In einem derartigen Fall
ist das sich verjüngende
Ausmaß des
lichtführenden
Teils 70g kleiner als das des lichtführenden Teils 70h.
Als ein Ergebnis hiervon wird der durch das Licht BR2 und
BL2 bestimmte Divergenzwinkel größer als
ein anderer Divergenzwinkel, der durch das Licht BR1 und
BL1 bestimmt worden ist. Daher werden die Lichtstärken-Verteilungskurven
der Strahlen, die von den lichtführenden
Teilen 70g und 70h emittiert worden sind, jeweils
zu den gestrichelten Kurven G2 und G3 aus 14(C).
Weiterhin wird die Breite in der Richtung entlang der Y-Achse der
Lichtstärken-Verteilungskurve
G2 größer als
die der Lichtstärken-Verteilungskurve
G3 in der Richtung entlang der Y-Achse und zwar infolge des Unterschieds
der sich verjüngenden
Ausmaße
der lichtführenden
Teile 70g und 70h. Weiterhin wird die Lichtstrahlungsdichte
in einem überlappenden
Bereich zwischen den Lichtstärken-Verteilungskurven
G2 und G3 hoch. Daher erhöht
sich verglichen mit dem überlappenden
Bereich zwischen den Lichtstärken-Verteilungskurven
G2 und G3 das Ausmaß der
Leichtigkeit der Detektion eines Fußgängers durch den Fahrer des
Fahrzeugs in den nicht überlappenden
Bereichen der Kurven G2 und G3.
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Im übrigen sind
im Fall der vierten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung die lichtführenden Teile 70g und 70h miteinander
vereinigt. Indessen kann man anstelle dieser Lösung das lichtführende Teil 70h im
Hinblick auf das lichtführende Teil
log um einen vorherbestimmten Winkel Δ θ 3 verkippen, und zwar um die
Y-Achse herum, wie man den 15(A) und 15(B) entnehmen kann. Dabei wird die Lichtstärken-Verteilungskurve
G3 im Hinblick auf die Lichtstärken-Verteilungskurve
G2 um den vorbestimmten Winkel Δ θ 3 verkippt,
wie man der 16(A) entnehmen kann. In einem
derartigen Fall werden die obere Oberfläche und die Seitenoberfläche des
lichtführenden
Teils 70h, welche jeweils dem Beleuchtungseinheitskörper 70a und
dem lichtführenden
Teil 70g gegenüberliegen,
wie Treppen ausgebildet, die in 16(B) durch
die Bezugszeichen p und q angedeutet sind. Daher wird die äußere umfangsseitige
Kante des Bereichs der Lichtstrahlen, die durch die Lichtstärken-Verteilungskurve G3
dargestellt wird, nicht verzerirt, sondern wird glatt.
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Im
folgenden wird unter Bezugnahme auf 17 die
fünfte
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben. Die fünfte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungseinheitskörper 70i und 70j (welche
später
im einzelnen beschrieben werden) anstelle des Beleuchtungseinheitskörpers 70a (vergleiche
die 7) der dritten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung eingesetzt werden. Die Beleuchtungseinheitskörper 70i und 70j werden
wie folgt konstruiert. Im einzelnen wird der Beleuchtungseinheitskörper 70a zunächst in
zwei Teile geteilt. Im übrigen
werden diese Teile (nämlich
die Beleuchtungseinheitskörper 70i und 70j)
durch die XZ-Ebene getrennt. Weiter wird der Pol Oi der Linsenoberfläche (nämlich der
lichtemittierenden Oberfläche 73a)
bei einer Position eingerichtet, die von dem Ursprung O um einen
Abstand von Δ S5 entlang der Y-Achse verschoben ist, wie
man im einzelnen der 17(A) entnehmen
kann. Auf der anderen Seite wird der Pol Oj der Linsenoberfläche (nämlich der
lichtemittierenden Oberfläche 73b)
bei einer Position eingerichtet, die von der des Ursprungs O um
eine Entfernung Δ S6 entlang der X-Achse verschoben ist, sowie
um eine Entfernung von Δ S7 entlang der Z-Achse, wie man im einzelnen
der 17(A) entnehmen kann. Dadurch
werden anstelle der Lichtstärken-Verteilungskurve
F gemäß der 9(B) die Lichtstärken-Verteilungskurven F1 und
F2 erhalten, wie man sie der 17(B) entnehmen
kann. Im übrigen
wird die Lichtstärken-Verteilungs kurve
F1 aus Licht erhalten, das von der lichtemittierenden Oberfläche 73a des Beleuchtungseinheitskörpers 70i in
Verbindung mit der Position des Pols Oi der lichtemittierenden Oberfläche 73a des
Beleuchtungseinheitskörpers 70i emittiert
worden ist. Demgegenüber
wird die Lichtstärken-Verteilungskurve
F2 aus Licht erhalten, das von der lichtemittierenden Oberfläche 73b des
Beleuchtungseinheitskörpers 70j in
Verbindung mit der Position des Pols Oj der lichtemittierenden Oberfläche 73b des
Beleuchtungseinheitskörpers 70j emittiert
worden ist. Die verbleibenden Teile der Konfiguration sowie die
Eigenschaften der fünften
Ausführungsform
sind die gleichen wie die der dritten Ausführungsform.
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Während die
bevorzugten Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung zuvor beschrieben worden sind, wird darauf
hingewiesen, daß die
vorliegende Erfindung nicht auf sie begrenzt sein soll und dass
verschiedene Modifikationen dem Fachmann deutlich werden, ohne dass
er den Gegenstand der Erfindung dafür verlassen muß.
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Beispielsweise
kann sowohl das erste emittierende Oberflächenteil 21a des Beleuchtungseinheitskörpers 20a als
auch das erste emittierende Oberflächenteil des Beleuchtungseinheitskörpers 40a als
eine Linsenoberfläche
ausgebildet sein, auf der eine Mehrzahl von Stufen in der vertikalen
Richtung ausgebildet ist.
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Weiterhin
kann jedes der zusammengesetzten Elemente 30 und 50 aus
einem Bündel
aus optischen Fasern bestehen, anstelle einer einzelnen optischen
Faser.
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Weiterhin
kann die Anzahl der lichtführenden Teile
der Beleuchtungseinrichtung 20 variiert werden. Dadurch
kann die Anzahl der Freiheitsgrade im Hinblick auf die Lichtstärkenverteilung
des Scheinwerfers L erhöht
werden. Das gleiche gilt für
den Scheinwerfer R.
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Als
weiteren Aspekt kann der Umfang oder die Reichweite in der Richtung
der vertikalen Z-Achse, zu der von der lichtemittierenden Oberfläche 24a des
lichtführenden
Teils 20b emittiertes Licht reichen kann, frei variiert
werden, indem man die Form der lichtemittierenden Oberfläche 24a in
der vertikalen Richtung entlang der Z-Achse ändert. In einem derartigen
Fall kann, ähnlich
wie die stufenförmig
angelegte lichtemittierende Oberfläche des lichtführenden Teils 20c,
die lichtemittierende Oberfläche 24a unterteilt
bzw. stufenförmig
angelegt werden, um eine Mehrzahl von Lichtstärkenverteilungen zu ermöglichen
und um die Mehrzahl von Lichtstärkenverteilungen
zu veranlassen, miteinander zu überlappen.
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Zusätzlich kann
der Umfang oder die Reichweite, bis zu der das Beleuchtungslicht
reicht, geändert
werden, indem man den Brennpunkt von sowohl dem zweiten als auch
dem dritten emittierenden Oberflächenteil 21b und 21c des
Beleuchtungseinheitskörpers 20a verschiebt.
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Weiterhin
ist in der obigen Beschreibung in einer jeden der dritten bis fünften Ausführungsform und
ihren jeweiligen Modifikationen nur der linke Scheinwerfer beschrieben
worden. Ebenso können die
Techniken gemäß diesen
Ausführungsformen und
Modifikationen auch auf den rechten Scheinwerfer angewendet werden.
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Schließlich wurden
in der obigen Beschreibung nur Beispiele der Beleuchtungseinrichtung
beschrieben, die mit Scheinwerfern für die Verwendung in einem Fahrzeug
ausgestattet waren. Indessen ist es ebenso möglich, die vorliegende Erfindung
auf eine Beleuchtungseinrichtung anzuwenden, die mit Nebelscheinwerfern
für die
Verwendung in einem Fahrzeug ausgestattet ist. In einem derartigen
Fall ist es für
die Einrichtung ausreichend, nur die flache Lichtstärkenverteilung
des Lichts zu benutzen, das von dem lichtführenden Teil 20 emittiert
wird.
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Zusammenfassend
kann somit festgehalten werden, daß eine Beleuchtungseinrichtung
für die Verwendung
in einem Fahrzeug beansprucht wird, das eine Beleuchtungseinheit
für den
Empfang von Licht aufweist, das von einer Lichtquelle stammt, wobei
das empfangene Licht emittiert wird. Die Beleuchtungseinheit ist
mit einer optischen Faser ausgestattet, um das Licht von der Lichtquelle
zu empfangen und um das empfangene Licht zu emittieren, sowie mit
einem optischen Wellenleiter, der direkt mit der optischen Faser
verbunden ist, um das von der optischen Faser emittierte Licht direkt
zu empfangen und um Licht zu emittieren, das eine gewünschte Lichtstärkenverteilung
aufweist. Dabei kann die Beleuchtungseinheit eine einfache Struktur
aufweisen und mit niedrigen Kosten hergestellt werden.
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Der
Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird daher ausschließlich durch
die beigefügten
Ansprüche
bestimmt.