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    • 专利摘要:
    Ein Fahrzeugscheinwerfer zum Aussenden von Licht in Vorwärtsrichtung eines Kraftfahrzeuges weist auf: eine Halbleiterlichtaussendevorrichtung; einen Reflektor, dessen optisches Zentrum auf der Halbleiterlichtaussendevorrichtung liegt zum Reflektieren des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugten Lichtes nach vorne; und ein Lichtdurchlassteil, das aus einem Material besteht, welches das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugte Licht durchlässt, und so ausgebildet ist, dass das Lichtdurchlassteil die Halbleiterlichtaussendevorrichtung abdeckt, wobei das Lichtdurchlassteil einen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugten Lichtes nach vorne ablenkt und einen anderen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugten Lichtes zum Reflektor hindurchlässt.
    公开号:DE102004005932A1
    申请号:DE102004005932
    申请日:2004-02-06
    公开日:2004-08-26
    发明作者:Hiroyuki Shizuoka Ishida；Masashi Shizuoka Tatsukawa
    申请人:Koito Manufacturing Co Ltd；
    IPC主号:F21S8-12
    专利说明:
    [0001] Die vorliegende Patentanmeldung beanspruchtdie Prioritätder japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-029485, eingereicht am6. Februar 2003, deren Inhalt durch Bezugnahme in die vorliegendeAnmeldung eingeschlossen wird.
    [0002] Die vorliegende Erfindung betriffteinen Fahrzeugscheinwerfer und ein Lichtaussendemodul. Speziellerbetrifft die vorliegende Erfindung einen Fahrzeugscheinwerfer zumAussenden von Licht in Vorwärtsrichtungeines Kraftfahrzeuges.
    [0003] Es ist bereits ein LED-Modul (Modulmit einer lichtemittierenden Diode) bekannt, das den Wirkungsgradder Nutzung des Lichtes verbessert, unter Verwendung eines reflektierendenSpiegels, wie dies beispielsweise in der Veröffentlichung einer offengelegtenjapanischen Patentanmeldung Nr. 2002-94129 beschrieben wird. Beidiesem LED-Modul wird von einer Lichtaussendevorrichtung aus gesandtesLicht durch einen konkaven Spiegel reflektiert, der auf einer rückwärtigen Oberfläche aus Formharzvorgesehen ist.
    [0004] Ein Fahrzeugscheinwerfer, der beispielsweiseals üblicherScheinwerfer, Nebelleuchte oder Abbiegeleuchte für Kraftfahrzeuge, Schienenfahrzeuge, Motorräder unddergleichen ausgebildet ist, sollte aus Sicherheitsgründen einLichtverteilungsmuster mit hoher Genauigkeit erzeugen. Daher istes erforderlich, das von der Lichtaussendevorrichtung ausgesandteLicht mit hoher Genauigkeit zu steuern. Wenn keine ausreichendeBerücksichtigungdes zu erzeugenden Lichtverteilungsmusters erfolgt, wird in einigenFällendie effiziente Nutzung des Lichtes schwierig.
    [0005] Daher besteht ein Ziel der vorliegendenErfindung in der Bereitstellung eines Fahrzeugscheinwerfers undeines Lichtaussendemoduls, welche die voranstehend geschildertenSchwierigkeiten überwindenkönnen,die im Stand der Technik auftreten. Diese und weitere Ziele können durchdie Kombinationen erzielt werden, die in den unabhängigen Patentansprüchen angegebensind. In den abhängigenPatentansprüchensind weitere vorteilhafte und beispielhafte Ausführungsformen der vorliegendenErfindung angegeben.
    [0006] Gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindungweist ein Fahrzeugscheinwerfer zum Aussenden von Licht in Vorwärtsrichtungeines Kraftfahrzeuges auf: eine Halbleiterlichtaussendevorrichtung; einenReflektor, dessen optisches Zentrum auf der Halbleiterlichtaussendevorrichtungliegt, und der von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugtes Lichtin Vorwärtsrichtungreflektieren kann; und ein Lichtdurchlassteil, das aus Materialbesteht, welches das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtungausgesandte Licht durchlässt,und so ausgebildet ist, dass das Lichtdurchlassteil die Halbleiterlichtaussendevorrichtungabdeckt, wobei das Lichtdurchlassteil einen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtungerzeugten Lichtes in Vorwärtsrichtungablenkt, und einen anderen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtungerzeugten Lichtes zum Reflektor hin durchlässt.
    [0007] Der Reflektor kann so ausgebildetsein, dass er das Lichtdurchlassteil von der Rückseite der Halbleiterlichtaussendevorrichtungabdeckt, und das Lichtdurchlassteil kann aufweisen: ein hinteresDichtungsteil, das die Form einer Viertelkugel aufweist, deren Zentrumum die Halbleiterlichtaussendevorrichtung angeordnet ist, wobeidas hintere Dichtungsteil die Halbleiterlichtaussendevorrichtungvon hinten aus abdichtet; und ein vorderes Dichtungsteil, welcheseine Form aufweist, bei welcher ein Krümmungsradius einer Oberfläche im Querschnittparallel zur Richtung der Lichtaussendung durch den Fahrzeugscheinwerferkleiner ist als der Krümmungsradiuseiner Oberflächeder Viertelkugel, wobei das vordere Dichtungsteil einstückig mitdem hinteren Dichtungsteil ausgebildet ist, um die Halbleiterlichtaussendevorrichtungvon deren Vorderseite aus abzudichten.
    [0008] Der Fahrzeugscheinwerfer kann weiterhin eineLinse aufweisen, die das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtungerzeugte Licht in Vorwärtsrichtungdes Kraftfahrzeuges richten kann, wobei der Reflektor das reflektierteLicht auf die Linse einfallen lässt,und das Lichtdurchlassteil einen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtungerzeugten Lichtes in Vorwärtsrichtungablenkt, damit dieser Teil des Lichtes auf die Linse einfällt.
    [0009] Der Fahrzeugscheinwerfer kann weiterhin einLichtsperrteil aufweisen, das zwischen dem Halbleiterlichtaussendeteilund der Linse angeordnet ist, und einen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtungerzeugten Lichtes blockieren kann, wobei der Reflektor das reflektierteLicht in der Näheeines Randes des Lichtsperrteils sammelt, die Linse zumindest einenTeil einer Abschneidelinie ausbildet, zum Festlegen einer Grenzezwischen einem hellen Bereich und einem dunklen Bereich in einemLichtverteilungsmuster des Fahrzeugscheinwerfers, auf Grundlageder Form des Randes des Lichtsperrteils, und das Lichtdurchlassteilin Vorwärtsrichtungeinen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugtenLichtes ablenkt, damit der Teil des Lichtes in der Nähe des Randesdes Lichtsperrteils hindurchgeht.
    [0010] Der Reflektor kann das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtungerzeugte Licht im wesentlichen in Horizontalrichtung reflektieren,und das Lichtdurchlassteil kann einen Teil des Lichtes, das in Vorwärtsrichtungvon der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugt wird, im wesentlichenzur Horizontalrichtung ablenken.
    [0011] Gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegendenErfindung weist ein Lichtaussendemodul zur Erzeugung von Licht,das in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird, auf: eineHalbleiterlichtaussendevorrichtung; und ein Lichtdurchlassteil, dasaus Material besteht, welches das Licht durchlässt, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugtwird, und einen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtungerzeugten Lichtes in eine Richtung entsprechend der Vorwärtsrichtungeines Kraftfahrzeuges ablenken kann, und einen anderen Teil desLichtes geradlinig durchlassen kann.
    [0012] Die voranstehende Zusammenfassungder Erfindung beschreibt nicht notwendigerweise alle erforderlichenMerkmale der vorliegenden Erfindung. Weiterhin kann die vorliegendeErfindung auch eine Unterkombination der voranstehend geschilderten Merkmaledarstellen. Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellterAusführungsbeispielenäher erläutert, auswelchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.
    [0013] So kann beispielsweise ein Fahrzeugscheinwerfer,bei welchem die vorliegende Erfindung eingesetzt wird, als üblicherScheinwerfer ausgebildet sein, als Nebelleuchte, oder als Abbiegeleuchte,für Kraftfahrzeuge,Schienenfahrzeuge, Motorräderund dergleichen.
    [0014] In den Figuren zeigt:
    [0015] 1 einBeispiel fürden Aufbau eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß einer Ausführungsformder vorliegenden Erfindung;
    [0016] 2 einBeispiel fürden Aufbau einer Lichtquelleneinheit;
    [0017] 3 einenVertikalquerschnitt B-B einer Lichtquelle;
    [0018] 4 einenHorizontalquerschnitt A-A der Lichtquelle;
    [0019] 5 eineDarstellung eines Beispiels für einLichtverteilungsmuster;
    [0020] 6 einenVertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle;
    [0021] 7 einenVertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle;
    [0022] 8 einenVertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle;
    [0023] 9 einenVertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle;
    [0024] 10 einweiteres Beispiel fürden Aufbau der Lichtquelleneinheit;
    [0025] 11 einweiteres Beispiel fürden Aufbau der Lichtquelleneinheit; und
    [0026] 12 einweiteres Beispiel fürden Aufbau der Lichtquelleneinheit.
    [0027] Die Erfindung wird nunmehr auf Grundlage derbevorzugten Ausführungsformenbeschrieben, wobei nicht der Umfang der vorliegenden Erfindung begrenztwerden soll, sondern die Erfindung erläutert werden soll. Es sindnicht sämtlicheMerkmale und deren Kombinationen, die bezüglich der Ausführungsformenbeschrieben werden, unbedingt fürdie Erfindung erforderlich.
    [0028] 1 zeigtein Beispiel fürden Aufbau eines Fahrzeugscheinwerfers 400 gemäß einerAusführungsformder vorliegenden Erfindung. Bei dem Fahrzeugscheinwerfer 400 gemäß diesemBeispiel wird angestrebt, das von einer Lichtquelle erzeugte Lichtmit hohem Wirkungsgrad zu nutzen. Der Fahrzeugscheinwerfer 400 istein Fahrzeugscheinwerfer zum Aussenden von Abblendlicht, und inihm sind mehrere Lichtquelleneinheiten 100 aufgenommen, dieim wesentlichen entlang einer Horizontallinie angeordnet sind, wobeieine Leuchtenkammer durch eine transparente Abdeckung 402 undeinen Leuchtenkörper 404 gebildetwird.
    [0029] Die Lichtquelleneinheiten 100 weisenden gleichen oder einer ähnlichenAufbau auf, und sind so in der Leuchtenkammer aufgenommen, dassihre optischen Achsen in einem Winkel nach unten von etwa 0,3 bis0,6 Grad in bezug auf die Längsrichtung einesKraftfahrzeuges verlaufen, wenn der Fahrzeugscheinwerfer 400 ander Karosserie des Fahrzeuges befestigt ist.
    [0030] Der Fahrzeugscheinwerfer 400 sendetLicht in Vorwärtsrichtungdes Kraftfahrzeuges aus, auf Grundlage des Lichtes, das von diesenLichtquelleneinheiten 100 ausgesandt wird, um so ein vorbestimmtesLichtverteilungsmuster auszubilden. Der Fahrzeugscheinwerfer 400 kannmehrere Lichtquelleneinheiten 100 aufweisen, die jeweilsunterschiedliche Lichtverteilungseigenschaften haben. Alternativ kannder Fahrzeugscheinwerfer 400 eine einzelne Lichtquelleneinheit 100 aufweisen,um ein Lichtverteilungsmuster auf Grundlage des Lichtes zu erzeugen,das von dieser einzelnen Lichtquelleneinheit 100 ausgesandtwird.
    [0031] 2 zeigtein Beispiel fürden Aufbau der Lichtquelleneinheit 100. Die Lichtquelleneinheit 100 beidiesem Beispiel ist eine Lichtquelleneinheit des Projektortyps,welche Licht aussendet, das reflektiert und an einem Ort in derNähe deroptischen Achse gesammelt wurde, in Vorwärtsrichtung über eineLinse. Die Lichtquelleneinheit 100 weist eine Lichtquelle 114 auf,einen Reflektor 102, ein Lichtsperrteil 112 undeine Linse 110.
    [0032] Die Lichtquelle 114 istein Beispiel fürein Lichtaussendemodul, welche das in dem Fahrzeugscheinwerfer 400 (vgl. 1) eingesetzte Licht erzeugt.Bei diesem Beispiel ist die Lichtquelle 114 ein LED-Modul,welches weißesLicht erzeugt, und umfasst eine Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104, einSubstrat 106, und ein Lichtdurchlassteil 108.
    [0033] Bei diesem Beispiel ist die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 eineVorrichtung mit einer lichtemittierenden Diode (LED), die blauesLicht erzeugt, und das blaue Licht auf Phosphore (nicht gezeigt) auffallenlässt,die zwischen der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 unddem Lichtdurchlassteil 108 vorgesehen sind, wodurch diePhosphore zur Erzeugung von gelbem Licht veranlasst werden, also derKomplementärfarbezu blau. Auf diese Weise erzeugt die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 weißes Licht.
    [0034] Bei einem alternativen Beispiel kanndie Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 die Phosphorezur Erzeugung von weißemLicht veranlassen, durch Bestrahlung der Phosphore mit ultraviolettem Licht.Auf diese Weise kann die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 auchweißesLicht erzeugen.
    [0035] Das Substrat 106 ist einplattenförmiges Bauteil,welches die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 festlegt,die sich auf seiner oberen Oberfläche befindet. Das Lichtdurchlassteil 108 istein Formteil, das aus einem Material besteht, welches weißes Lichtdurchlassen kann, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtwird, und so ausgebildet ist, dass es die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 abdeckt.Das Lichtdurchlassteil 108 ist dazu vorgesehen, die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 vonoberhalb so abzudichten, dass das Lichtdurchlassteil gegenüberliegenddem Substrat 106 angeordnet ist, wobei die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 sandwichartigdazwischen eingeschlossen ist.
    [0036] Bei diesem Beispiel weist das Lichtdurchlassteil 108 eineForm auf, bei welchem ein Teil, das nahe an der Vorderseite desKraftfahrzeuges angeordnet werden soll, ebener ist als ein Teil,das nahe an der Rückseitedes Kraftfahrzeuges angeordnet werden soll. Infolge dieser Formkann das Lichtdurchlassteil 108 im wesentlichen das gesamteLicht in Vorwärtsrichtungablenken, das nach oben in Vorwärtsrichtungdurch die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtwird, so dass dieses Licht auf die Linse 110 auftrifft.In diesem Fall kann das Lichtdurchlassteil 108 zumindesteinen Teil des in Vorwärtsrichtungvon der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 ausgesandtenLichtes ablenken, in Richtung zur Vorderseite des Kraftfahrzeugeshin, also im wesentlichen in Horizontalrichtung.
    [0037] Das Lichtauslassteil 108 lässt im wesentlichendas gesamte Licht, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 nachoben in Rückwärtsrichtungerzeugt wird, zum Reflektor 102 durch, beispielsweise dadurch,dass es das Licht geradlinig durchlässt. Daher kann das Lichtdurchlassteil 108 zumindestden Hauptanteil des Lichtes, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtwird, auf die Linse 110 oder den Reflektor 102 mitgeeignetem Einfallswinkel auffallen lassen.
    [0038] Der Reflektor 102 ist einkombinierter elliptischer, reflektierender Spiegel, der so vorgesehenist, dass er sich überder Lichtquelle 114 von hinten bis zu einer Position oberhalbund vor der Lichtquelle 114 erstreckt, und ist so ausgebildet,dass er annähernddie Lichtquelle von hinten, von oben und von den Seiten der Lichtquelle 114 ausumgibt. Auf diese Weise reflektiert der Reflektor 102 annähernd das gesamtevon Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 ausgesandteLicht in Vorwärtsrichtungzum Reflektor 102 hin, so dass das reflektierte Licht aufdie Linse 110 einfällt.Der Reflektor 102 kann so ausgebildet sein, dass er dasLichtdurchlassteil 108 von der Rückseite der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 abdeckt.
    [0039] Zumindest ein Teil des Reflektors 102 weist BrennpunkteF1 und F2 einer elliptischen Oberfläche in der Horizontalebeneauf, die im wesentlichen die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 enthält. Bei diesemBeispiel weist dieser Teil des Reflektors 102 den BrennpunktF1 auf der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 auf,und den Brennpunkt F2 in der Nähedes Vorderrandes des Lichtsperrteils 112. Der Reflektor 102 sammeltdaher das reflektierte Licht an einem Ort in der Nähe des Vorderrandesdes Lichtsperrteils 112. Es wird darauf hingewiesen, dass dieBrennpunkte F1 und F2 ein Beispiel für ein optisches Zentrum sind,das ein Brennpunkt ist, ein Bezugspunkt bei der optischen Konstruktion,oder dergleichen. Weiterhin kann in Abhängigkeit von der Genauigkeit,die zur Ausbildung einer Abschneidelinie erforderlich ist, diesesTeil des Reflektors 102 den Brennpunkt F1 in einem vorbestimmtenBereich auf der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 aufweisen,welcher der erforderlichen Genauigkeit entspricht.
    [0040] Das Lichtsperrteil 112 inein plattenförmiges Bauteil,das zwischen der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 undder Linse 110 in der Horizontalebene vorgesehen ist, welcheim wesentlichen die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 enthält und sperrteinen Teil des Lichtes, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtwird, an seinem Vorderrand ab. Bei diesem Beispiel ist die obere Oberfläche desLichtsperrteils 112 als reflektierender Spiegel ausgebildet.In diesem Fall sperrt das Lichtsperrteil 112 das auf eseinfallende Licht dadurch, dass es dieses reflektiert. Das Lichtsperrteil 112 kannzulassen, dass das reflektierte Licht auf die Linse 110 einfällt. Hierdurchwird ermöglicht,das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte Lichtmit hohem Wirkungsgrad zu nutzen.
    [0041] Die Linse 110 ist eine ausHarz bestehende Linse, beispielsweise aus Polyethersulfon (PES), undbildet zumindest einen Teil des Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugscheinwerfers 400 dadurch aus,dass sie das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugteLicht in Vorwärtsrichtung desFahrzeuges schickt. Bei diesem Beispiel weist die Linse 110 ihrenBrennpunkt in der Nähedes Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 auf, und richtetdas Licht, das im wesentlichen in der Nähe des Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 durchden Reflektor 102 gesammelt wurde, in Vorwärtsrichtungdes Kraftfahrzeuges, als im wesentlichen kollimiertes Licht. Aufdiese Weise bildet die Linse 110 zumindest einen Teil einerAbschneidelinie aus, welche eine Grenze zwischen einem hellen Bereichund einem dunklen Bereich in dem Lichtverteilungsmuster festlegt,auf Grundlage der Form des Vorderrandes des Lichtsperrteils 112.
    [0042] Es wird hierbei ein Fall betrachtet,bei dem ein Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtenLichtes zwischen dem Reflektor 102 und der Linse 110 hindurchgeht.In diesem Fall fälltdas Licht weder auf den Reflektor 102 noch auf die Linse 110 ein.Daher bringt dieses Licht keinen Beitrag zur Lichtverteilung infolgeder Lichtquelleneinheit 100. Das Licht wird daher nichteffizient genutzt.
    [0043] Beim vorliegenden Beispiel trifftjedoch zumindest der Hauptanteil des Lichtes, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtwird, auf den Reflektor 102 oder die Linse 110 miteinem geeigneten Einfallswinkel auf. Daher kann das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte Lichtmit hohem Wirkungsgrad genutzt werden.
    [0044] Weiterhin kann, wenn beispielsweisedie Richtung des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtenLichtes unter Verwendung einer Form gesteuert wurde, eine ausreichendeGenauigkeit nicht erzielt werden, wenn die Richtung des Lichtesungeeignet war, das durch die Form hindurchgegangen ist. Daher konntedieses Licht nicht zur Ausbildung des Lichtverteilungsmusters desFahrzeugscheinwerfers eingesetzt werden. Beim vorliegenden Beispielwerden jedoch das Lichtdurchlassteil 108, das Lichtsperrteil 112,und die Linse 110 geeignet in bezug auf die Position derHalbleiterlichtaussendevorrichtung 104 geformt, um dasLichtverteilungsmuster auszubilden. Daher wird bei diesem Beispiel ermöglicht,das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugteLicht mit hohem Wirkungsgrad zu nutzen, so dass ein geeignetes Lichtverteilungsmustererzeugt wird.
    [0045] Die 3 und 4 zeigen Einzelheiten desAufbaus der Lichtquelle 114. 3 istein Vertikalquerschnitt BB der Lichtquelle 114, während 4 ein entsprechender HorizontalquerschnittAA ist.
    [0046] In diesem Beispiel weist das Lichtdurchlassteil 108 einhinteres Dichtungsteil 202 und ein vorderes Dichtungsteil 204 auf,welche zwei Teilen des Lichtdurchlassteils 108 entsprechen.Das hintere Dichtungsteil 202 weist eine Form wie eineViertelkugel auf, deren Zentrum um die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 herumangeordnet ist, und dichtet die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 vonhinten aus ab. Das hintere Dichtungsteil 202 lässt daher dasvon der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugteLicht nach oben in Richtung nach hinten durchgehen, im wesentlichengeradlinig.
    [0047] Das vordere Dichtungsteil 204 weisteine ebenere Form auf als das hintere Dichtungsteil 202. Dasvordere Dichtungsteil 204 ist einstückig mit dem hinteren Dichtungsteil 202 ausgebildet,wodurch die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 vonihrer Vorderseite aus abgedichtet wird. Das vordere Dichtungsteil 204 lenktdaher das in Vorwärtsrichtung nachoben von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugteLicht ab. Das vordere Dichtungsteils 204 weist eine Formauf, bei welcher ein Krümmungsradiuseiner Oberflächeim Querschnitt parallel zu jener Richtung, in welcher der Fahrzeugscheinwerfer 400 (vgl. 4) Licht aussendet, kleinerist als der Krümmungsradiusdes Bauteils, das wie eine Viertelkugel ausgebildet ist, und beispielsweiseals das hintere Dichtungsteil 202 dient. Bei diesem Beispielwird ermöglicht,das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugteLicht mit hohem Wirkungsgrad in der Lichtquelleneinheit 100 (vgl. 2) zu nutzen.
    [0048] 5 zeigtschematisch ein Beispiel fürein Lichtverteilungsmuster 502, das von der Lichtquelleneinheit 100 erzeugtwird. Das Lichtverteilungsmuster 102 ist ein Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster,das auf einer gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt wird, die aneinem Ort 25 Meter von der Lichtquelleneinheit 100 angeordnetist.
    [0049] Der Reflektor 102 bildeteine Grenze zwischen einem hellen Bereich und einem dunklen Bereichauf Grundlage der Form des Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 aus,durch Fokussieren des Lichtes am Brennpunkt F2 in der Nähe des Vorderrandes desLichtsperrteils 112. Die Linse 110 schickt dann dasin der Nähedes Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 fokussierte Lichtnach vorne, um so eine horizontale Abschneidelinie 504 undeine diagonale Abschneidelinie 506 auszubilden, welchedie Grenze zwischen hellen und dunklen Bereichen im Lichtverteilungsmuster 502 festlegen,auf Grundlage der Grenze zwischen den hellen und dunklen Bereichen, diein der Nähedes Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 vorhanden ist.
    [0050] Der Vorderrand des Lichtsperrteils 112 kann sogeformt sein, dass beide Enden nach unten gedreht sind, gesehenvon der Vorderseite aus, beispielsweise entsprechend der horizontalenAbschneidelinie 504 und der diagonalen Abschneidelinie 506.Weiterhin kann die Linse 110 das zu einer Position wegvom Brennpunkt F2 durch den Reflektor 102 reflektierteLicht auf einen Bereich mit Ausnahme der horizontalen Abschneidelinie 504 undder diagonalen Abschneidelinie 506 in dem Lichtverteilungsmuster 502 beispielsweiseals diffuses Licht richten.
    [0051] Bei diesem Beispiel lenkt das Lichtdurchlassteil 108 einenTeil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtenLichtes nach vorne ab, so dass dieser Teil des Lichtes in der Nähe der Positiondes Brennpunktes der Linse 110 durchgeht, damit dieserTeil des Lichtes direkt auf die Linse 110 einfällt. Indiesem Fall richtet die Linse 110 dieses einfallende Lichtzu einem Bereich 508 direkt unterhalb eines Schnittpunktesder horizontalen Abschneidelinie 504 und der diagonalenAbschneidelinie 506, wobei der Bereich 508 derzentrale Bereich des Lichtverteilungsmusters 506 ist. Dahererzeugt die Lichtquelleneinheit 100 deutlich die horizontaleAbschneidelinie 504 und die diagonale Abschneidelinie 506 in demZentralbereich (der sogenannten „heißen Zone") des Lichtverteilungsmusters 502.Daher wird bei diesem Beispiel ermöglicht, wirksam das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte Lichtzu nutzen, damit ein geeignetes Lichtverteilungsmuster 502 ausgebildetwird.
    [0052] 6 isteine Vertikalquerschnittsansicht eines anderen Beispiels für eine Lichtquelle 114.Bei diesem Beispiel ist die vordere Oberfläche des vorderen Dichtungsteils 204 wieeine Fresnel-Linse ausgebildet. In diesem Fall können die Abmessungen des vorderenDichtungsteils 204 verringert werden, verglichen mit jenendes vorderen Dichtungsteils 204, das unter Bezugnahme auf 3 beschrieben wurde, undmit gestrichelten Linien in 6 dargestellt ist.Weiterhin könnenin diesem Fall die Abmessungen der Lichtquelle 114 verkleinertwerden. Abgesehen von den voranstehend geschilderten Ausnahmen,weisen die in 6 dargestelltenBauteile mit den gleichen Bezugszeichen wie in 3 gleiche oder ähnliche Funktionen auf wiedie Bauteile in 3, unddaher wird auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.
    [0053] 7 zeigteinen Vertikalquerschnitt bei einem weiteren Beispiel für eine Lichtquelle 114.Bei diesem Beispiel weist das vordere Dichtungsteil 204 einerstes Teil 604 und ein zweites Teil 606 auf.Das erste Teil 604 ist einstückig mit dem hinteren Dichtungsteil 202 ausgebildet,besteht aus dem selben Material wie das hintere Dichtungsteil 202,und dichtet die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 von derenVorderseite aus ab. Das zweite Teil 606 besteht aus einemMaterial, dessen Brechungsindex größer ist als jener des erstenTeils 604, und umgibt das erste Teil 604 von derVorderseite des ersten Teils 604 ab. Das zweite Teil 606 lenktdaher Licht in Vorwärtsrichtungab, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 über daserste Teil 604 aus einfällt.
    [0054] Bei diesem Beispiel besteht ein Teildes vorderen Dichtungsteils 204 aus einem Material, dessen Brechungsindexgrößer istals jener des Dichtungsteils 102. In diesem Fall kann dieOberflächedes vorderen Dichtungsteils 204 so ausgeformt sein, dass ihrKrümmungsradiusgrößer istals jener des vorderen Dichtungsteils 204, das unter Bezugnahmeauf 3 beschrieben wurde.Auch bei diesem Beispiel könnendaher die Abmessungen des vorderen Dichtungsteils 204 verkleinertwerden.
    [0055] Abgesehen von den voranstehend geschildertenUnterschieden weisen die in 7 dargestelltenBauteile mit den selben Bezugszeichen wie in 3 die gleichen oder ähnliche Funktionen wie die Bauteilein 3 auf, und daherwird auf ihre erneute Beschreibung verzichtet. Bei einem anderenBeispiel kann das vordere Dichtungsteil 204 vollständig aus einemMaterial bestehen, dessen Brechungsindex größer ist als jener des hinterenDichtungsteils 202.
    [0056] 8 zeigteinen Vertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle 114.Bei diesem Beispiel weist das Lichtdurchlassteil 108 zusätzlich einAblenkteil 602 auf. Weiterhin sind das hintere Dichtungsteil 202 unddas vordere Dichtungsteil 204 einstückig oder vereinigt miteinanderausgebildet, so dass sie annäherndhalbkugelförmigsind. In diesem Fall kann das vordere Dichtungsteil 204 annähernd dieForm einer Viertelkugel aufweisen.
    [0057] Das Ablenkteil 602 bestehtaus einem Material, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtesLicht durchlassen kann, beispielsweise aus dem selben Material wiejenem des vorderen Dichtungsteils 204, und ist so ausgebildet,dass es die Vorderseite des vorderen Dichtungsteils 204 abdeckt.Weiterhin ist der Krümmungsradiusder vorderen Oberflächedes Ablenkteils 602 kleiner als jener der vorderen Oberfläche desvorderen Dichtungsteils 204. Das Ablenkteil 602 lenktdaher Licht in Vorwärtsrichtungab, das überdas vordere Dichtungsteil 204 von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 aus einfällt. Auchin diesem Fall wird ermöglicht,das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugte Lichtmit hohem Wirkungsgrad in der Lichtquelleneinheit (vgl. 2) zu nutzen. Weiterhinkann bei diesem Beispiel die Lichtquelle 114 einfach dadurch ausgebildetwerden, dass das Ablenkteil 602 zu einem Allzweck-LED-Modulhinzugefügtwird, das beispielsweise halbkugelförmig ist.
    [0058] Das Ablenkteil 602 kannaus einem Material bestehen, dessen Brechungsindex größer istals jener des vorderen Dichtungsteils 204. In diesem Fall können dieAbmessungen des Ablenkteils 602 verkleinert werden. Weiterhinkann das Ablenkteil 602 so angeordnet sein, dass es getrenntvon dem vorderen Dichtungsteil 204 angeordnet ist, oderan seiner hinteren Oberflächemit der vorderen Oberflächedes vorderen Dichtungsteils 204 in Berührung steht. Abgesehen vonden voranstehend geschilderten Unterschieden, weisen die in 8 gezeigten Bauteile mit denselben Bezugszeichen wie in 3 diegleichen oder ähnlicheFunktionen auf wie die Bauteile in 3,und daher wird auf deren erneute Beschreibung verzichtet.
    [0059] 9 zeigteinen Vertikalquerschnitt eines weiteren Beispiels für eine Lichtquelle 114.Bei diesem Beispiel ist das Ablenkteil 602 so ausgebildet, dasses die oberen Oberflächenund die seitlichen Oberflächender hinteren und vorderen Dichtungsteile 202 bzw. 204 abdeckt.Ein Teil des Ablenkteils 602, das nahe an der Hinterseitedes Kraftfahrzeuges angeordnet werden soll, kann eine Form in Formeiner Kugelschale aufweisen, deren Dicke im wesentlichen konstantist. Ein Teil des Ablenkteils 602, das nahe an der Vorderseitedes Kraftfahrzeuges angeordnet werden soll, kann eine Form aufweisen,bei welcher die Dicke zur Vorderseite hin allmählich zunimmt.
    [0060] Infolge des voranstehend geschildertenAufbaus ermöglichtes das Ablenkteil 602, dass Licht, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 über dashintere Dichtungsteil 202 einfällt, geradlinig durch es hindurchgeht.Weiterhin lenkt das Ablenkteil 602 Licht in Vorwärtsrichtungab, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 über dasvordere Dichtungsteil 204 aus einfällt. Auch bei diesem Beispielwird ermöglicht,die Lichtquelle 114 einfach auszubilden. Abgesehen vonden voranstehend geschilderten Unterschieden, weisen die in 9 gezeigten Bauteile mitden selben Bezugszeichen wie in 8 diegleichen oder ähnlicheFunktionen wie die Bauteile in 8 auf,und daher wird auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.
    [0061] 10 zeigtein weiteres Beispiel fürden Aufbau der Lichtquelleneinheit 100. Bei diesem Beispiellenkt das Lichtdurchlassteil 108 Licht, das nach oben inVorwärtsrichtungvon der Lichtquelle 114 erzeugt wird, nach unten in Vorwärtsrichtungab. Das Lichtdurchlassteil 108 lässt vorzugsweise das abgelenkteLicht in der Nähedes Vorderrandes des Lichtsperrteils 112 hindurchgehen.In diesem Fall lässtdas Lichtdurchlassteil 108 dieses Licht auf einen Ort nochnäher ander Abschneidelinie des Lichtverteilungsmusters auftreffen.
    [0062] Daher wird bei diesem Beispiel ermöglicht, dasLichtverteilungsmuster in geeigneterer Weise auszubilden. Abgesehenvon den voranstehend geschilderten Unterschieden weisen die in 10 gezeigten Bauteile mitden gleichen Bezugszeichen wie in 2 diegleichen oder ähnlicheFunktionen wie in 2 auf,und wird auf deren erneute Beschreibung verzichtet.
    [0063] 11 zeigtein weiteres Beispiel fürdie Lichtquelleneinheit 100. Bei diesem Beispiel ist die Lichtquelle 114 soangeordnet, dass sie zur Vorderseite des Kraftfahrzeuges hin weist.Das Lichtdurchlassteil 108 weist eine Form auf, bei welcherein Bereich um eine Spitze einer Halbkugel, deren Zentrum um dieHalbleiterlichtaussendevorrichtung 104 angeordnet ist,zur Vorderseite des Kraftfahrzeuges vorspringt.
    [0064] Der voranstehend geschilderte, vorspringendeBereich des Lichtdurchlassteils 108 lenkt in Vorwärtsrichtungeinen Teil des Lichtes ab, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtwird, das sich in einem Winkel innerhalb eines vorbestimmten Bereichsin bezug zur optischen Achse der Lichtenquelleneinheit 100 befindet,um diesen Teil des Lichtes in der Nähe eines vorbestimmten BrennpunktesF2 zu sammeln, und lässtdann diesen Teil des Lichtes auf die Linse 110 einfallen.Weiterhin lässtein halbkugelförmigerBereich des Lichtdurchlassteils 108 mit Ausnahme des vorspringendenBereichs das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugteLicht geradlinig hindurchgehen. Zumindest ein Teil des halbkugelförmigen Bereichs lässt dasdort durchgehende Licht auf den Reflektor 102 auffallen.
    [0065] Bei diesem Beispiel ist der Reflektor 102 so ausgebildet,dass sie die Lichtquelle 114 von oben aus abdeckt. Beieinem alternativen Beispiel kann der Reflektor 102 so ausgebildetsein, dass er die Lichtquelle 114 darüber hinaus von der Seite und/odervon unten aus abdeckt. Der Reflektor 102 sammelt das reflektierteLicht in der Nähedes Brennpunktes F2.
    [0066] Die Linse 110 richtet dasLicht, das auf sie aufgetroffen ist, nachdem es an dem BrennpunktF2 gesammelt wurde, nach vorne, wodurch das Lichtverteilungsmustererzeugt wird. Bei diesem Beispiel wird ermöglicht, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugteLicht mit hoher Genauigkeit zu steuern, und es effizient zu nutzen.Weiterhin kann das Lichtverteilungsmuster in geeigneter Weise auf Grundlagedes mit hoher Genauigkeit gesteuerten Lichtes erzeugt werden.
    [0067] Die Lichtquelleneinheit 100 weistweiterhin ein Lichtsperrteil (nicht gezeigt) zur Ausbildung der Abschneidelinieauf, in der Nähedes Brennpunktes F2. In diesem Fall kann die Linse 110 dieAbschneidelinie auf Grundlage der Form des Randes dieses Lichtsperrteilsausbilden. Abgesehen von den voranstehend geschilderten Unterschieden,weisen die in 11 gezeigtenBauteile mit den selben Bezugszeichen wie in 2 die gleichen oder ähnliche Funktionen auf, wiedie Bauteile in 2, unddaher wird auf ihre erneute Beschreibung verzichtet.
    [0068] 12 zeigtein weiteres Beispiel fürden Aufbau der Lichtquelleneinheit 100. Die Lichtquelleneinheit 100 beidiesem Beispiel ist eine parabelförmige Lichtquelleneinheit,die Licht in Vorwärtsrichtung unterVerwendung einer parabelförmigen,reflektierenden Oberflächeaussendet, und weist den Reflektor 102 und die Lichtquelle 114 auf.Die Lichtquelle 114 weist die Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 auf,das Substrat 106, und das Lichtdurchlassteil 108.
    [0069] Bei diesem Beispiel lenkt das Lichtdurchlassteil108 im wesentlichen das gesamte Licht, das nach oben in Vorwärtsrichtungvon der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtwird, im wesentlichen in die Horizontalrichtung ab. Weiterhin lässt dasLichtdurchlassteil 108 im wesentlichen das gesamte Licht,das nach oben in Rückwärtsrichtung vonder Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugt wird,geradlinig durch es hindurchgehen, wodurch dieses Licht zum Reflektor 102 geschicktwird.
    [0070] Der Reflektor 102 ist einparabelförmiger,reflektierender Spiegel, der einen Brennpunkt in der Nähe der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 aufweist.Der Reflektor 102 reflektiert das Licht, das nach obenin Rückwärtsrichtungvon der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtwird, im wesentlichen in Horizontalrichtung. Bei diesem Beispiel wirdermöglicht,im wesentlichen das gesamte Licht, das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugtwird, mit hohem Wirkungsgrad im wesentlichen in die Horizontalrichtungzu schicken.
    [0071] Die Lichtquelleneinheit 100 kannLicht, das von dem Lichtdurchlassteil 108 abgelenkt wird,und Licht, das durch den Reflektor 102 reflektiert wird,auf einen Bereich mit Ausnahme der Abschneidelinie in dem Lichtverteilungsmusterbeispielsweise als diffuses Licht einfallen lassen. Auch in diesemFall wird ermöglicht,das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung 104 erzeugteLicht mit hohem Wirkungsgrad zu nutzen, um so in geeigneter Weisedas Lichtverteilungsmuster auszubilden. Abgesehen von den voranstehendgeschilderten Unterschieden weisen die in 12 gezeigten Bauteile mit den selbenBezugszeichen wie in 2 diegleichen oder ähnliche Funktionenwie die Bauteile in 2 auf,und daher wird auf eine erneute Beschreibung verzichtet.
    [0072] Wie aus den voranstehenden Ausführungsformendeutlich geworden sein sollte, wird gemäß der vorliegenden Erfindungermöglicht,das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugte Licht mithohem Wirkungsgrad zu nutzen.
    [0073] Zwar wurde die vorliegende Erfindunganhand beispielhafter Ausführungsformenerläutertund beschrieben, jedoch wird darauf hingewiesen, dass Fachleuteauf diesem Gebiet zahlreiche Änderungen undSubstitutionen vornehmen können,ohne vom Wesen und Umfang der vorliegenden Erfindung abzuweisen,die sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen ergebenund von den beigefügtenPatentansprüchenumfasst sein sollen.
    权利要求:
    Claims (6)
    [1] Fahrzeugscheinwerfer (400) zum Aussenden vonLicht in Vorwärtsrichtungeines Kraftfahrzeuges, wobei vorgesehen sind: eine Halbleiterlichtaussendevorrichtung(104); ein Reflektor (102), dessen optischesZentrum auf der Halbleiterlichtaussendevorrichtung (104)liegt, und der von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugtesLicht nach vorne reflektieren kann; und ein Lichtdurchlassteil(108), das aus einem Material besteht, welches das Lichtdurchlässt,das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung (104) ausgesandt wird,und so ausgebildet ist, dass das Lichtdurchlassteil (108)die Halbleiterlichtaussendevorrichtung (104) abdeckt, wobeidas Lichtdurchlassteil (108) in Vorwärtsrichtung einen Teil desvon der Halbleiterlichtaussendevorrichtung erzeugten Lichtes ablenkt, undeinen anderen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung(104) erzeugten Lichtes zu dem Reflektor (102)hindurchlässt.
    [2] Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Reflektor (102) so ausgebildet ist, dass er dasLichtdurchlassteil (108) von der Rückseite der Halbleiterlichtaussendevorrichtung(104) aus abdeckt, und das Lichtdurchlassteil (108)aufweist: ein hinteres Dichtungsteil (202), das dieForm einer Viertelkugel aufweist, deren Zentrum um die Halbleiterlichtaussendevorrichtung(104) herum angeordnet ist, wobei das hintere Dichtungsteildie Halbleiterlichtaussendevorrichtung von hinten aus abdichtet;und ein vorderes Dichtungsteil (204), welches einesolche Form aufweist, dass ein Krümmungsradius einer Oberfläche im Querschnittparallel zur Richtung der Lichtaussendung des Fahrzeugscheinwerfers(400) kleiner ist als der Krümmungsradius einer Oberfläche derViertelkugel, wobei das vordere Dichtungsteil (204) einstückig mitdem hinteren Dichtungsteil (202) ausgebildet ist, um dieHalbleiterlichtaussendevorrichtung (104) von deren Vorderseiteaus abzudichten.
    [3] Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass eine Linse (110) vorgesehen ist, die das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung(104) erzeugte Licht in Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeugesschickt, wobei der Reflektor (102) das reflektierteLicht auf die Linse (110) einfallen lässt, und das Lichtdurchlassteil(108) in Vorwärtsrichtungeinen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung (104)erzeugten Lichtes ablenkt, damit dieser Teil des Lichtes auf dieLinse (110) einfällt.
    [4] Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,dass ein Lichtsperrteil (112) zwischen dem Halbleiterlichtaussendevorrichtung (104)und der Linse (110) vorgesehen ist, und einen Teil desvon der Halbleiterlichtaussendevorrichtung (104) erzeugtenLichtes blockiert, wobei der Reflektor (102) das reflektierteLicht in der Nähe einesRandes des Lichtsperrteils (112) sammelt, die Linse (110)zumindest einen Teil einer Abschneidelinie zur Festlegung einerGrenze zwischen einem hellen Bereich und einem dunklen Bereich ineinem Lichtverteilungsmuster des Fahrzeugscheinwerfers (400)ausbildet, auf Grundlage der Form des Randes des Lichtsperrteils(112), und das Lichtdurchlassteil (108) inVorwärtsrichtungeinen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung (104)erzeugten Lichtes ablenkt, damit dieser Teil des Lichtes in derNähe desRandes des Lichtsperrteils (112) hindurchgeht.
    [5] Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,dass der Reflektor (102) das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung(104) erzeugte Licht im wesentlichen in Horizontalrichtung reflektiert,und das Lichtdurchlassteil (108) einen Teil des in Vorwärtsrichtungvon der Halbleiterlichtaussendevorrichtung (104) erzeugtenLichtes ablenkt, im wesentlichen zur Horizontalrichtung hin.
    [6] Lichtaussendemodul zur Erzeugung von Licht, das ineinem Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird, wobei vorgesehen sind: eineHalbleiterlichtaussendevorrichtung (104); und einLichtdurchlassteil (108), das aus einem Material besteht,welches Licht durchlässt,das von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung (104) erzeugtwird, und einen Teil des von der Halbleiterlichtaussendevorrichtung(104) erzeugten Lichtes zu einer Richtung ablenken kann,welche der Vorderrichtung eines Kraftfahrzeuges entspricht, undeinen anderen Teil des Lichtes geradlinig durchlassen kann.
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    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    2004-08-26| OP8| Request for examination as to paragraph 44 patent law|
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    申请号 | 申请日 | 专利标题
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