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Dokumentenidentifikation DE102006042750A1 29.03.2007
Titel Leuchteneinheit für einen Fahrzeugscheinwerfer
Anmelder Koito Mfg. Co., Ltd., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Ishida, Hiroyuki, Shizuoka, JP
Vertreter HOFFMANN & EITLE, 81925 München
DE-Anmeldedatum 12.09.2006
DE-Aktenzeichen 102006042750
Offenlegungstag 29.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.03.2007
IPC-Hauptklasse F21S 8/12(2006.01)A, F, I, 20060912, B, H, DE
IPC-Nebenklasse F21V 13/02(2006.01)A, L, I, 20060912, B, H, DE   
Zusammenfassung Ein Scheinwerfer für Fahrzeuge weist eine Lichtemittervorrichtung (14) auf, die nach unten hin weist, und auf einer optischen Achse (Ax) angeordnet ist, einen Reflektor (16), welcher die Vorrichtung von der Unterseite aus abdeckt, ein Spiegelteil (18), das einen Teil des von dem Reflektor (16) reflektierten Lichts nach unten reflektiert, und zwischen dem Reflektor (16) und einer Projektorlinse (12) angeordnet ist. Das Spiegelteil (18) weist eine nach unten reflektierende Oberfläche (18a) auf, die sich nach hinten parallel zur optischen Achse (Ax) erstreckt, von der Nähe des hinteren Brennpunkts (F) aus, nahe einem Abschnitt oberhalb der optischen Achse (Ax). Bei dem von dem Reflektor (16) reflektierten Licht gelangt Licht, das durch die hintere Brennebene der Projektorlinse (12) an einem Ort oberhalb der optischen Achse (Ax) hindurchgeht, durch einen Ort, der nahe an der optischen Achse (Ax) liegt.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung beansprucht die Auslandspriorität der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2005-264882, eingereicht am 13. September 2005, deren Gesamtinhalt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchteneinheit für einen Fahrzeugscheinwerfer, und spezieller eine Leuchteneinheit des Projektortyps, bei welcher eine Lichtemittervorrichtung, beispielsweise eine Lichtemitterdiode, als Lichtquelle verwendet wird.

Seit kurzem wird eine Lichtemittervorrichtung, beispielsweise eine Lichtemitterdiode, als Lichtquelle für einen Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt.

So beschreibt beispielsweise die JP-A-2003-317513 („JP '513") eine Leuchteneinheit des Projektortyps, bei welcher vorgesehen sind: eine Projektorlinse, die auf einer optischen Achse angeordnet ist, die sich in Längsrichtung eines Fahrzeugs erstreckt; eine Lichtemittervorrichtung, die nach oben weist, und hinter einem hinteren Brennpunkt der Projektorlinse in der Nähe der optischen Achse angeordnet ist; und ein Reflektor, der so angeordnet ist, dass er die Lichtemittervorrichtung von der Oberseite aus abdeckt, und der Licht von der Lichtemittervorrichtung in Vorwärtsrichtung reflektiert, während das Licht zur optischen Achse hin verstellt wird.

Bei der in der JP '513 beschriebenen Leuchteneinheit ist ein Spiegelteil, das eine obere reflektierende Oberfläche aufweist, die sich nach hinten parallel zur optischen Achse von der Nähe des hinteren Brennpunkts der Projektorlinse aus erstreckt, zwischen dem Reflektor und der Projektorlinse angeordnet. Ein Teil des von dem Reflektor reflektierten Lichts wird nach oben durch das Spiegelteil reflektiert, wodurch ein Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird, das in seinem oberen Endabschnitt eine Abschneidelinie als umgekehrtes, projiziertes Bild eines vorderen Endrandes der nach oben reflektierenden Oberfläche aufweist. Weiterhin zeigt 13 der JP '513 eine Leuchteneinheit, bei welcher das Spiegelteil nicht vorgesehen ist, wodurch ein Fernlicht-Lichtverteilungsmuster ausgebildet wird.

Im Gegensatz hierzu beschreibt die JP-A-2000-348508 („JP '508") eine Leuchteneinheit des Projektortyps, die keine Lichtemittervorrichtung als Lichtquelle verwendet, und ein bewegliches Spiegelteil aufweist. Das Spiegelteil kann nach unten um einen vorbestimmten Winkel um eine Schwenkachse herum verschwenkt werden, die sich in einem hinteren Endabschnitt des Spiegelteils in Richtung der Breite des Fahrzeugs erstreckt.

Wenn das bewegliche Spiegelteil, das in der JP '508 beschrieben wird, bei der Leuchteneinheit des Projektortyps eingesetzt wird, die in der JP '513 beschrieben wird, bei welcher eine Lichtemittervorrichtung als Lichtquelle verwendet wird, kann ein Fernlicht-Lichtverteilungsmuster dadurch ausgebildet werden, dass das Spiegelteil nach unten um den vorbestimmten Winkel verschwenkt wird. Daher kann der Beleuchtungsbereich nach oberhalb der Abschneidelinie des Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters erweitert werden.

Hierdurch wird die Lichtumschaltung zwischen Abblendlicht und Fernlicht ermöglicht.

Bei dem Fernlicht-Lichtverteilungsmuster, das von der Leuchteneinheit erzeugt wird, die in der JP '508 beschrieben wird, wird jedoch der untere Halbabschnitt so ausgebildet, dass die Form und die Lichtstärkeverteilung des Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters beibehalten werden. Daher wird bei einem Fernlicht-Lichtverteilungsmuster ein Bereich in kurzer Entfernung einer Straßenoberfläche vor einem Fahrzeug zu stark beleuchtet. Hierbei entsteht das Problem, dass die Sicht im Bereich großer Entfernungen einer Straßenoberfläche vor dem Fahrzeug nicht sichergestellt wird.

Dieses Problem tritt auch bei der Fernlicht-Leuchteneinheit auf, die in 13 der JP '513 dargestellt ist.

Die Erfindung wurde angesichts dieser Umstände entwickelt.

Ein Aspekt der Erfindung ist eine Leuchteneinheit für einen Fahrzeugscheinwerfer, bei welcher vorgesehen sind: eine Projektorlinse, die auf einer optischen Achse angeordnet ist, die sich in Längsrichtung eines Fahrzeugs erstreckt; eine Lichtemittervorrichtung, die weiter hinten als ein hinterer Brennpunkt der Projektorlinse angeordnet ist; und ein Reflektor, der Licht von der Lichtemittervorrichtung nach vorn reflektiert, während er das Licht zur optischen Achse hin verstellt, wobei die Lichtemittervorrichtung nach unten gerichtet ist, und in der Nähe der optischen Achse angeordnet ist, der Reflektor so angeordnet ist, dass er die Lichtemittervorrichtung von der Unterseite aus abdeckt, ein Spiegelteil, das eine nach unten reflektierende Oberfläche aufweist, zwischen dem Reflektor und der Projektorlinse angeordnet ist, sich die reflektierende Oberfläche aus der Nähe des hinteren Brennpunkts nach hinten erstreckt, in der Nähe zu einem Abschnitt oberhalb der optischen Achse, und im Wesentlichen parallel zur optischen Achse, und ein Teil des von dem Reflektor reflektierten Lichts nach unten durch das Spiegelteil reflektiert wird.

Mit der „Lichtemittervorrichtung" gemäß der Erfindung ist eine Lichtquelle gemeint, die eine Festkörper-Lichtemittervorrichtung aufweist, beispielsweise einen Lichtemitterchip, der Licht im Wesentlichen punktförmig aussendet. In dieser Hinsicht gibt es keine spezielle Einschränkung für die Art der Lichtemittervorrichtung. Es kann beispielsweise eine Lichtemitterdiode, eine Laserdiode oder dergleichen verwendet werden. Weiterhin ist die „Lichtemittervorrichtung" nach unten gewandt, und ist in der Nähe der optischen Achse angeordnet. Allerdings ist es nicht erforderlich, dass die Lichtemittervorrichtung nur in Richtung vertikal nach unten gerichtet ist.

Voranstehend weist das „Spiegelteil" die nach unten reflektierende Oberfläche auf, die sich nach hinten aus der Nähe des hinteren Brennpunkts der Projektorlinse erstreckt, in der Nähe eines Abschnitts oberhalb der optischen Achse und im Wesentlichen parallel zur optischen Achse. Für das spezielle Ausmaß der Verschiebung nach oben der „nach unten reflektierenden Oberfläche" gegenüber der optischen Achse gibt es keine spezielle Einschränkung, soweit ein Teil des von dem Reflektor reflektierten Lichts nach unten reflektiert werden kann.

Darüber hinaus gibt es keine spezielle Einschränkung in Bezug auf die Art und Weise der Bewegung des „Spiegelteils".

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

1 eine Ansicht von vorn einer Leuchteneinheit für einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß einer ersten, beispielhaften Ausführungsform der Erfindung;

2 eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1;

3 eine Ansicht eines Fernlicht-Lichtverteilungsmusters, das auf einer gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt wird, die an einem Ort 25 m vor einem Fahrzeug angeordnet ist, durch Licht, das in Vorwärtsrichtung von der Leuchteneinheit ausgesandt wird;

4 eine ähnliche Ansicht wie 2, wobei eine Leuchteneinheit für einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß einer zweiten, beispielhaften Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist;

5 eine ähnliche Ansicht wie 2, wobei im Einzelnen ein Lichtweg in einem Abblendlichtzustand bei der Leuchteneinheit gemäß der zweiten, beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist;

6 eine ähnliche Ansicht wie 2, wobei im Einzelnen ein Lichtweg in einem Abblendlichtzustand bei der Leuchteneinheit gemäß der zweiten, beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist;

7 eine Ansicht eines Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters, das auf der gedachten, vertikalen Leinwand durch Licht erzeugt wird, das in Vorwärtsrichtung von der Leuchteneinheit gemäß der zweiten, beispielhaften Ausführungsform ausgesandt wird;

8 eine Ansicht eines Fernlicht-Lichtverteilungsmusters, das auf der gedachten, vertikalen Leinwand durch Licht erzeugt wird, das in Vorwärtsrichtung von der Leuchteneinheit gemäß der zweiten, beispielhaften Ausführungsform ausgesandt wird;

9 eine ähnliche Ansicht wie 2, wobei ein anderes Einsatzbeispiel für die Leuchteneinheit gemäß der zweiten, beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist;

10 eine Ansicht eines Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters, das auf der gedachten, vertikalen Leinwand durch das in 9 gezeigte Einsatzbeispiel ausgebildet wird;

11 eine ähnliche Ansicht wie 2, wobei ein weiteres Einsatzbeispiel der Leuchteneinheit gemäß der zweiten, beispielhaften Ausführungsform gezeigt ist; und

12 eine Ansicht eines Fernlicht-Lichtverteilungsmusters, das auf der gedachten, vertikalen Leinwand durch das in 11 gezeigte Einsatzbeispiel ausgebildet wird.

Obwohl die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wird, schränken die folgenden, beispielhaften Ausführungsformen die Erfindung nicht ein.

Zuerst wird eine erste, beispielhafte Ausführungsform der Erfindung erläutert.

1 ist eine Ansicht von vorn, die eine Leuchteneinheit 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform zeigt, und 2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie II-II von 1.

Wie in den Figuren dargestellt, ist die Leuchteneinheit 10 gemäß der ersten, beispielhaften Ausführungsform eine Fernlicht-Leuchteneinheit, die als Teil eines Fahrzeugscheinwerfers vorgesehen ist. Die Leuchteneinheit 10 weist auf: eine Projektorlinse 12, die auf einer optischen Achse Ax angeordnet ist, die sich in Längsrichtung eines Fahrzeugs erstreckt; eine Lichtemittervorrichtung 14, die hinter einem hinteren Brennpunkt F der Projektorlinse 12 angeordnet ist; einen Reflektor 16, der die Lichtemittervorrichtung 14 von der Unterseite aus abdeckt, und welcher Licht von der Lichtemittervorrichtung 14 in Vorwärtsrichtung reflektiert, wobei er das Licht zur optischen Achse Ax hin verstellt; und ein Spiegelteil 18, das zwischen dem Reflektor 16 und der Projektorlinse 12 angeordnet ist, und das einen Teil des von dem Reflektor 16 reflektierten Lichts nach unten reflektiert.

Die Projektorlinse 12 ist als plankonvexe, asphärische Linse ausgebildet, bei welcher die vordere Oberfläche konvex ist, und die hintere Oberfläche eben ist. Die Projektorlinse 12 projiziert ein Lichtquellenbild, das in der rückwärtigen Brennebene erzeugt wird (also in einer Brennebene, welche den hinteren Brennpunkt F enthält), als ein umgekehrtes Bild auf eine gedachte, vertikale Leinwand vor der Leuchteneinheit. Die Projektorlinse 12 ist an einem ringförmigen Linsenhalter 28 befestigt, der an einem Basisteil 20 angebracht ist.

Die Lichtemittervorrichtung 14 ist eine Lichtemitterdiode, die weißes Licht aussendet, und die einen Lichtemitterchip 14a aufweist, der quadratisch mit Abmessungen von 0,3 bis 3 mm ist. Die Lichtemittervorrichtung 14 ist auf einer Lichtquellenhalterungsausnehmung 20a angeordnet und dort befestigt, die in der unteren Oberfläche des Basisteils 20 vorgesehen ist. Der Lichtemitterchip 14a ist auf der optischen Achse Ax angeordnet, und weist in Vertikalrichtung nach unten.

Eine reflektierende Oberfläche 16a des Reflektors 16 ist als eine im Wesentlichen ellipsoidförmige, gekrümmte Oberfläche ausgebildet, die eine Hauptachse aufweist, die koaxial zur optischen Achse Ax verläuft. Ein Lichtaussendezentrum der Lichtemittervorrichtung 14 ist als ein erster Brennpunkt der reflektierenden Oberfläche 16a eingestellt. Die Exzentrizität der reflektierenden Oberfläche 16a ist so gewählt, dass sie allmählich von einem Vertikalschnitt zu einem Horizontalschnitt zunimmt. Die reflektierende Oberfläche 16a ist daher so ausgebildet, dass im Vertikalschnitt Licht von der Lichtemittervorrichtung 14 am hinteren Brennpunkt F der Projektorlinse 12 gesammelt wird, und im Horizontalschnitt die Sammelposition beträchtlich nach vorn verstellt ist. Der Reflektor 16 ist an einem oberen Endabschnitt des Umfangs der reflektierenden Oberfläche 16a an der unteren Oberfläche des Basisteils 20 befestigt.

Das Spiegelteil 18 weist eine nach unten reflektierende Oberfläche 18a auf, die sich nach hinten von einem Ort in der Nähe des hinteren Brennpunktes F entlang der optischen Achse Ax erstreckt. Die nach unten reflektierende Oberfläche 18a ist als horizontale Oberfläche ausgebildet, und der vordere Endrand ist so ausgebildet, dass er sich geradlinig in Richtung senkrecht zur optischen Achse Ax erstreckt. Das Spiegelteil 18 ist an einer Spiegelhalterungsausnehmung 20bangeordnet und dort befestigt, die in der unteren Oberfläche des Basisteils 20 vorgesehen ist, sodass die nach unten reflektierende Oberfläche 18a an einem Ort angeordnet ist, der sich 2 bis 4 mm oberhalb der optischen Achse Ax befindet.

Das Spiegelteil 18 ist so ausgebildet, dass von jenem Licht von der Lichtemittervorrichtung 14, das durch die reflektierende Oberfläche 16a des Reflektors 16 reflektiert wird, ein Teil des Lichts, das zu einem Ort oberhalb des hinteren Brennpunkts F der Projektorlinse 12 gerichtet ist, nach unten durch die nach unten reflektierende Oberfläche 18a reflektiert wird.

Die Funktionsweise des Spiegelteils 18 wird nachstehend im Einzelnen geschildert.

Bei dem Licht, das von Abschnitten des Lichtemitterchips 14a der Lichtemittervorrichtung 14 ausgesandt wird, wird Licht von dem vorderen Halbabschnitt des Lichtemitterchips 14a durch die reflektierende Oberfläche 16a des Reflektors 16 reflektiert, und wird dann zu Licht, das nach oben in Bezug auf den hinteren Brennpunkt F der Projektorlinse 12 gerichtet ist, und durch die hintere Brennebene der Projektorlinse 12 an der Seite oberhalb der optischen Achse Ax hindurchgeht.

Da das Spiegelteil 18, das die nach unten reflektierende Oberfläche 18a aufweist, die sich nach hinten von einem Ort oberhalb und in der Nähe des hinteren Brennpunkts F der Projektorlinse 12 erstreckt, zwischen dem Reflektor 16 und der Projektorlinse 12 angeordnet ist, wird allerdings ein Teil des von dem Reflektor 16 reflektierten Lichts, das zu einem Ort oberhalb des hinteren Brennpunkts F gerichtet ist (speziell Licht, das durch die hintere Brennebene der Projektorlinse 12 an einem Ort hindurchgehen soll, der weit oberhalb der optischen Achse Ax liegt), durch die nach unten reflektierende Oberfläche 18a des Spiegelteils 18 reflektiert, und geht durch die hintere Brennebene der Projektorlinse 12 an einem Ort in einer Höhe hindurch, die nahe an der optischen Achse Ax liegt.

3 zeigt ein Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH, das auf der gedachten, vertikalen Leinwand ausgebildet wird, die sich an einem Ort 25 m vor einem Fahrzeug befindet, durch Licht, das in Vorwärtsrichtung von der Leuchteneinheit 10 der beispielhaften Ausführungsform ausgesandt wird.

Das Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH wird als ein in Horizontalrichtung verlaufendes Lichtverteilungsmuster ausgebildet, das sich in Vertikalrichtung und Horizontalrichtung erstreckt, zentriert bei H-V, also einem Fluchtpunkt in Vorwärtsrichtung der Leuchte. Eine „heiße Zone" HZH, die einen Bereich mit starker Helligkeit des Musters darstellt, weist eine im Wesentlichen ellipsoidförmige Form auf, die sich in Horizontalrichtung erstreckt, zentriert bei H-V.

Ein Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH0, in der Figur durch eine doppelt gepunktete, gestrichelte Linie dargestellt, ist ein Lichtverteilungsmuster, das von der Leuchteneinheit 10 gemäß der beispielhaften Ausführungsform erzeugt wurde, wenn das Spiegelteil 18 nicht vorhanden wäre. Das Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH0 weist eine Form auf, die im Wesentlichen in Vertikalrichtung symmetrisch zur Linie H-H ist, und in Horizontalrichtung durch H-V hindurchgeht. Eine „heiße Zone" HZH0 des Musters weist eine im Wesentlichen ellipsoidförmige Form auf, die sich in Horizontalrichtung erstreckt, zentriert bei H-V.

Bei dem Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH weist der obere Halbabschnitt, der höher liegt als die Linie H-H, eine Form und eine Helligkeitsverteilung auf, die im Wesentlichen ebenso sind wie bei dem oberen Halbabschnitt des Fernlicht-Lichtverteilungsmusters PH0. Allerdings weist der untere Halbabschnitt, der unterhalb der Linie H-H liegt, eine Form auf, bei welcher der Ort eines unteren Endabschnitts nach oben in Bezug auf den unteren Halbabschnitt des Fernlicht-Lichtverteilungsmusters PH0 verschoben ist. Darüber hinaus ist der untere Halbabschnitt der „heißen Zone" HZH geringfügig erweitert im Vergleich zu der „heißen Zone" HZH0 des Fernlicht-Lichtverteilungsmusters PH0.

Wie voranstehend geschildert, ist das Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH so ausgebildet, dass der Ort des unteren Endabschnitts nach oben in Bezug auf das Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH0 verschoben ist, und weist eine Helligkeitsverteilung auf, bei welcher die Helligkeit von dem unteren Endabschnitt zum Zentrumsabschnitt schnell zunimmt. Daher wird die Beleuchtung des Bereichs in kurzer Entfernung einer Straßenoberfläche vor einem Fahrzeug unterdrückt, und wird die Sicht im Bereich großer Entfernungen der Straßenoberfläche vor dem Fahrzeug verbessert.

In diesem Fall wird in dem unteren Halbabschnitt des Fernlicht-Lichtverteilungsmusters PH, wenn der Ort des unteren Endabschnitts nach oben in Bezug auf den unteren Halbabschnitt des Fernlicht-Lichtverteilungsmusters PH0 verschoben ist, eine Helligkeitsverteilung erzeugt, bei welcher die Helligkeit schnell von dem unteren Endabschnitt zum Zentrumsabschnitt hin zunimmt, aus folgenden Gründen. Die Leuchteneinheit ist so ausgebildet, dass bei dem von dem Reflektor 16 reflektierten Licht jenes Licht, das durch die rückwärtige Brennebene der Projektorlinse 12 hindurchgehen soll, an einem Ort, der weit oberhalb der optischen Achse Ax liegt, dazu veranlasst wird, durch das Spiegelteil 18 reflektiert zu werden, und durch die hintere Brennebene der Projektorlinse 12 an einem Ort in einer Höhe hindurchgeht, die nahe an der optischen Achse Ax liegt.

Wie voranstehend im Einzelnen erläutert, weist die Leuchteneinheit 10 für einen Fahrzeugscheinwerfer gemäß der beispielhaften Ausführungsform auf: die Projektorlinse 12, die auf der optischen Achse Ax angeordnet ist, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt; die Lichtemittervorrichtung 14, die hinter dem hinteren Brennpunkt F der Projektorlinse 12 angeordnet ist; und den Reflektor 16, der Licht von der Lichtemittervorrichtung 14 nach vorn reflektiert, während er das Licht zur optischen Achse Ax hin verstellt. Die Lichtemittervorrichtung 14 weist nach unten, und ist auf der optischen Achse Ax angeordnet. Der Reflektor 16 deckt die Lichtemittervorrichtung 14 von unten aus ab. Das Spiegelteil 18, das die nach unten reflektierende Oberfläche 18a aufweist, die sich nach hinten, parallel zur optischen Achse Ax, von der Nähe des hinteren Brennpunkts F in der Nähe eines Abschnitts oberhalb der optischen Achse Ax erstreckt, ist zwischen dem Reflektor 16 und der Projektorlinse 12 angeordnet. Die nach unten reflektierende Oberfläche 18a ist so ausgebildet, dass ein Teil des Lichts, das von dem Reflektor 16 reflektiert wird, nach unten durch das Spiegelteil 18 reflektiert wird. Daher wird ermöglicht, die folgenden Funktionsweisen und Auswirkungen zu erzielen.

Wenn das Spiegelteil 18 nicht vorhanden ist, fällt das gesamte Licht, das von dem Reflektor 16 reflektiert wird, direkt auf die Projektorlinse 12 ein, und wird das Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH als ein umgekehrtes, projiziertes Bild eines Lichtquellenbildes erzeugt, das in der rückwärtigen Brennebene der Linse ausgebildet wird. Tatsächlich ist jedoch das Spiegelteil 18 vorgesehen, sodass ein Teil des von dem Reflektor 16 reflektierten Lichts durch die nach unten reflektierende Oberfläche 18a des Spiegelteils 18 reflektiert wird, und dann durch die hintere Brennebene der Projektorlinse 12 hindurchgeht. Hierbei wird Licht, das durch die hintere Brennebene der Projektorlinse 12 an einem Ort hindurchgeht, der weit nach oben entfernt von der optischen Achse Ax ist, durch die Reflexion infolge des Spiegelteils 18 dazu veranlasst, durch die hintere Brennebene der Projektorlinse 12 an einem Ort hindurchzugehen, der nahe an der optischen Achse Ax liegt.

Im Vergleich zu jenem Fall, bei welchem das Spiegelteil 18 nicht vorhanden ist, kann daher die Helligkeit des unteren Endabschnitts des Fernlicht-Lichtverteilungsmusters PH verringert werden, und kann die Helligkeit im Zentrum des Fernlicht-Lichtverteilungsmusters PH durch Licht erhöht werden, das von dem Spiegelteil 18 reflektiert wird. Daher kann die Fernsicht bei dem Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH verbessert werden.

Wie voranstehend geschildert, kann bei der beispielhaften Ausführungsform, wenn die Leuchteneinheit 10 des Projektortyps verwendet wird, welche die Lichtemittervorrichtung 14 als Lichtquelle verwendet, als Leuchteneinheit für einen Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird, das Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH, das von der Leuchteneinheit 10 erzeugt wird, zu einer hervorragenden Fernsicht führen.

Als nächstes wird eine zweite, beispielhafte Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

4 ist eine ähnliche Ansicht wie 2, und zeigt eine Leuchteneinheit 110 gemäß dieser beispielhaften Ausführungsform.

Wie in der Figur dargestellt, ist die Leuchteneinheit 110 eine Leuchteneinheit, die so eingesetzt wird, dass sie als ein Teil eines Fahrzeugscheinwerfers vorgesehen ist, und die so ausgebildet ist, dass eine Lichtumschaltung zwischen Abblendlicht und Fernlicht ermöglicht wird.

Die Leuchteneinheit 110 gemäß der beispielhaften Ausführungsform weist hierbei die gleiche, grundsätzliche Konstruktion wie die Leuchteneinheit 10 gemäß der voranstehend geschilderten, beispielhaften Ausführungsform auf, unterscheidet sich jedoch von der Leuchteneinheit 10 gemäß der ersten, beispielhaften Ausführungsform in der Hinsicht, dass ein Spiegelteil 118 als bewegliches Spiegelteil ausgebildet ist, und eine Abschirmung 122 vorgesehen ist, um eine Lichtumschaltung zwischen Abblendlicht und Fernlicht durchzuführen.

Weiterhin ist die Leuchteneinheit 110 in einem solchen Zustand angeordnet, dass nach ihrem Einbau in einen Fahrzeugscheinwerfer sich die optische Achse Ax in Richtung nach unten um etwa 0,5 bis 0,6 Grad in Bezug auf die Längsrichtung eines Fahrzeugs erstreckt.

Das Spiegelteil 118 kann zwischen einer Lichtreflexionsposition (in 4 jener Position, die mit der durchgezogenen Linie dargestellt ist, und ebenso ist wie bei dem Spiegelteil 18, gemäß der ersten, beispielhaften Ausführungsform), bei welcher ein vorderer Endrand der nach unten reflektierenden Oberfläche 118a in der Nähe des hinteren Brennpunkts F der Projektorlinse 12 angeordnet ist, und einer Reflexionsneutralisierungsposition (in 4 jener Position, die durch die doppelt gepunktete, gestrichelte Linie angedeutet ist) bewegt werden, bei welcher die Reflexion des von dem Reflektor 16 reflektierten Lichtes durch das Spiegelteil 118 nicht erfolgt. Die Bewegung des Spiegelteils 118 ist als geradlinige Hin- und Herbewegung in Vertikalrichtung ausgebildet, durch Betreiben eines Elektromagneten 124.

Der Elektromagnet 124 ist an einem Elektromagnetbefestigungsabschnitt 120c angebracht, der in einem oberen Abschnitt eines Basisteils 120 vorgesehen ist, in einem Zustand, in welchem ein Kolben 124a nach unten vorsteht. Der Elektromagnet 124 ist in einem unteren Endabschnitt des Kolbens 124a mit dem Spiegelteil 118 verbunden und an diesem befestigt.

Ein Führungsabschnitt 118b, der sich in Vertikalrichtung nach oben erstreckt, ist in einem hinteren Endabschnitt des Spiegelteils 118 vorgesehen. Der Führungsabschnitt 118b kann entlang einer vertikalen Führungsoberfläche 120d gleiten, die auf dem Basisteil 120 vorgesehen ist, wodurch eine Führung der Bewegung des Spiegelteils 118 erfolgt. Wenn das Spiegelteil 118 zur Lichtreflexionsposition oder zur Reflexionsneutralisierungsposition bewegt wird, wird der Führungsabschnitt 118b dazu veranlasst, gegen die obere Endoberfläche bzw. die untere Endoberfläche der vertikalen Führungsoberfläche 120d des Basisteils 120 anzustoßen, wodurch das Spiegelteil 118 positioniert wird.

Die Abschirmung 122 ist zwischen dem Reflektor 16 und der Projektorlinse 12 so angeordnet, dass sie ein Teil des von dem Reflektor 16 reflektierten Lichts absperrt.

Die Abschirmung 122 ist so ausgebildet, dass ein oberer Endabschnitt eine keilförmige Schnittform aufweist. Der obere Endrand 122a der Abschirmung ist so ausgebildet, dass er durch den hinteren Brennpunkt F der Projektorlinse 12 hindurchgeht. In diesem Fall erstreckt sich der obere Endrand 122a entlang der hinteren Brennebene der Projektorlinse 12, ist der linke Bereich, der sich an der linken Seite der optischen Achse Ax befindet (an der rechten Seite bei Betrachtung der Leuchte von vorn) als oberer, horizontaler Abschnitt ausgebildet, dessen Niveau mit jenem der optischen Achse Ax übereinstimmt, und ist der rechte Bereich, der sich an der rechten Seite der optischen Achse Ax befindet, als unterer horizontaler Abschnitt ausgebildet, der sich auf einem niedrigerem Niveau befindet als der linke Bereich, über einen kurzen Schrägabschnitt.

Die Abschirmung 122 ist bewegbar zwischen einer Lichtsperrposition (in 4 jener Position, die mit einer durchgezogenen Linie dargestellt ist), an welcher der obere Endrand 122a sich an dem hinteren Brennpunkt F der Projektorlinse 12 befindet, und einer Sperrneutralisierungsposition bewegbar (in 4 jener Position, die durch die doppelt gepunktete, gestrichelte Linie angedeutet ist), bei welcher die Sperrung des von dem Reflektor 16 reflektierten Lichtes durch die Abschirmung 122 aufgehoben ist. Die Bewegung der Abschirmung 122 ist eine geradlinige Hin- und Herbewegung in Vertikalrichtung, infolge des Antriebs durch einen Elektromagneten 126.

Der Elektromagnet 126 ist an einem Elektromagnetbefestigungsabschnitt 120e angebracht, der in einem unteren Abschnitt des Basisteils 120 vorgesehen ist, in einem Zustand, in welchem ein Kolben 126a nach oben vorsteht. In einem oberen Endabschnitt des Kolbens 126a steht der Elektromagnet 126 im Eingriff mit der Abschirmung 122. In diesem Fall ist eine Strebe 122c, die sich nach hinten erstreckt, auf der hinteren Oberfläche der Abschirmung 122 vorgesehen. Der Eingriff mit dem Kolben 126a erfolgt in der Strebe 122c.

Ein Führungsabschnitt 122b, der nach vorn vorsteht, ist in einem unteren Endabschnitt der Abschirmung 122 vorgesehen. Der Führungsabschnitt 122b gleitet entlang einer vertikalen Führungsoberfläche 120f, die auf dem Basisteil 120 vorgesehen ist, wodurch die Bewegung der Abschirmung 122 geführt wird. Wenn die Abschirmung 122 zur Lichtabsperrposition oder zur Absperrneutralisierungsposition bewegt wird, wird der Führungsabschnitt 122b dazu veranlasst, gegen die obere Endoberfläche bzw. untere Endoberfläche der vertikalen Führungsoberfläche 120f des Basisteils 120 anzustoßen, wodurch die Abschirmung 122 positioniert wird.

Das Basisteil 120 ist so ausgebildet, dass ein vorderer Halbabschnitt 120A und ein hinterer Halbabschnitt 120B miteinander verbunden und aneinander befestigt sind, sodass das Spiegelteil 118, die Abschirmung 122, und die Elektromagneten 124, 126 einfach angeordnet werden können.

Die beiden Elektromagneten 124, 126 werden gegenseitig verriegelt durch Betätigung eines Lichtumschalters betrieben, der nicht dargestellt ist.

5 ist eine ähnliche Darstellung wie 2, und zeigt im Einzelnen einen Lichtweg in dem Abblendlichtzustand, und 6 ist eine ähnliche Darstellung wie 2, und zeigt im Einzelnen einen Lichtweg im Fernlichtzustand.

Wie in 5 gezeigt, wird dann, wenn der Lichtumschalter sich in der Abblendlichtposition befindet, der Kolben 124a des Elektromagneten 124 zum Antrieb des Spiegelteils 118 nach oben zurückgezogen, sodass das Spiegelteil 118 in die Reflexionsneutralisierungsposition bewegt wird, und wird der Kolben 126a des Elektromagneten 126 zum Antrieb der Abschirmung 122 nach oben vorgestellt, sodass die Abschirmung 122 in die Lichtabsperrposition bewegt wird.

Im Gegensatz hierzu wird, wie in 6 gezeigt, wenn der Lichtumschalter auf Fernlicht umgeschaltet wird, der Kolben 124a des Elektromagneten 124 zum Antrieb des Spiegelteils 118 nach unten vorgestellt, um das Spiegelteil 118 in die Lichtreflexionsposition zu bewegen, und wird der Kolben 126a des Elektromagneten 126 zum Antrieb der Abschirmung 122 nach unten zurückgestellt, um die Abschirmung 122 in die Absperrneutralisierungsposition zu bewegen.

Die 7 und 8 zeigen ein Lichtverteilungsmuster, das auf der gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt wird, die an einem Ort 25 m vor einem Fahrzeug angeordnet ist, durch Licht, das in Vorwärtsrichtung von der Leuchteneinheit 110 der beispielhaften Ausführungsform ausgesandt wird. 7 zeigt ein Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL1, und 8 zeigt ein Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH1.

Das in 7 gezeigt Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL1 ist ein Lichtverteilungsmuster, das dann erzeugt wird, wie dies in 5 gezeigt ist, wenn sich das Spiegelteil 118 in der Reflexionsneutralisierungsposition befindet, und sich die Abschirmung 122 in der Lichtabsperrposition befindet.

Das Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL1 ist ein Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster für eine Lichtverteilung nach links, und weist eine rechte bzw. linke, abgestufte Abschneidelinie CL1 bzw. CL2 am oberen Endrand auf. Die Abschneidelinien CL1, CL2 erstrecken sich in Horizontalrichtung abgestuft an beiden Seiten einer Linie V-V, die in Vertikalrichtung durch H-V hindurchgeht, also den Fluchtpunkt, in Vorwärtsrichtung der Leuchte. Der Abschnitt für die entgegengesetzte Fahrspur, der sich an der rechten Seite der Linie V-V befindet, ist als die untere Abschneidelinie CL1 ausgebildet, und der Abschnitt für die eigene Fahrspur, der sich an der linken Seite der Linie V-V befindet, ist als die obere Abschneidelinie CL2 ausgebildet, die stufenweise von der unteren Abschneidelinie CL1 aus ansteigt, über einen Schrägabschnitt.

Das Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL1 wird folgendermaßen erzeugt. Ein Bild der Lichtemittervorrichtung 14 wird in der hinteren Brennebene der Projektorlinse 12 durch Licht ausgebildet, das von der Lichtemittervorrichtung 14 ausgesandt wird, und von dem Reflektor 16 reflektiert wird. Das Bild wird durch die Projektorlinse 12 als umgekehrtes Projektionsbild auf die gedachte, vertikale Leinwand projiziert. Die Abschneidelinien CL1, CL2 werden als umgekehrtes, projiziertes Bild des oberen Endrandes 122a der Abschirmung 122 ausgebildet.

Bei dem Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL1 befindet sich ein Abknickpunkt E, der den Schnittpunkt der unteren Abschneidelinie CL1 und der Linie V-V darstellt, unterhalb von H-V, um etwa 0,5 bis 0,6 Grad. Dies wird durch den Verlauf hervorgerufen, in welchem sich die optische Achse Ax in Richtung nach unten um etwa 0,5 bis 0,6 Grad in Bezug auf die Längsrichtung eines Fahrzeugs erstreckt. Bei dem Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL1 wird eine „heiße Zone" HZL1 so ausgebildet, dass sie den Abknickpunkt E umgibt.

Das in 8 gezeigte Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH1 wird erzeugt, wenn sich das Spiegelteil 118 in der Lichtreflexionsposition befindet, und sich die Abschirmung 122 in der Absperrneutralisierungsposition befindet, wie in 6 dargestellt.

Das Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH1 ist ein Lichtverteilungsmuster, das dadurch erhalten wird, dass das Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH, das durch die Leuchteneinheit 10 der ersten, beispielhaften Ausführungsform ausgebildet wird, um etwa 0,5 bis 0,6 Grad nach unten verschoben wird.

Hierbei hat bei dem Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH1 der obere Halbabschnitt eine Form, die dadurch erhalten wird, dass das Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL1 bis zu einem Ort auf geweitet wird, der im Wesentlichen in Vertikalrichtung symmetrisch zur unteren Abschneidelinie CL1 ist, und weist der untere Halbabschnitt eine Form auf, bei welcher das Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL1 geringfügig zur unteren Abschneidelinie CL1 abgeflacht ist. Daher wird die Beleuchtung im Bereich einer kurzen Entfernung einer Straßenoberfläche vor einem Fahrzeug unterdrückt, und wird die Sicht im Bereich großer Entfernungen der Straßenoberfläche vor dem Fahrzeug verbessert. Allerdings ist die „heiße Zone" HZH1 des Fernlicht-Lichtverteilungsmusters PH1 geringfügig nach unten gegenüber der „heißen Zone" HZH des Fernlicht-Lichtverteilungsmusters PH verschoben.

Wie voranstehend im Einzelnen beschrieben wurde, weist die Leuchteneinheit 110 bei der beispielhaften Ausführungsform die bewegliche Abschirmung 122 auf, und ist daher so ausgebildet, dass eine Lichtumschaltung zwischen Abblendlicht und Fernlicht durchgeführt werden kann. Im Fernlichtzustand befindet sich das Spiegelteil 118 in der Lichtreflexionsposition. Im Vergleich zu jenem Fall, bei welchem sich das Spiegelteil 118 in der Reflexionsneutralisierungsposition befindet, oder das Spiegelteil 118 nicht vorhanden ist, kann daher die Helligkeit des unteren Endabschnitts des Fernlicht-Lichtverteilungsmusters PH1 verringert werden, und kann die Helligkeit im Zentrum des Fernlicht-Lichtverteilungsmusters PH1 durch das Licht erhöht werden, das von dem Spiegelteil 118 reflektiert wird. Daher kann die Fernsicht bei dem Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH1 verbessert werden.

Im Gegensatz hierzu befindet sich im Abblendlichtzustand das Spiegelteil 118 in der Reflexionsneutralisierungsposition, sodass das Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL1 so ausgebildet werden kann, dass eine ausreichende Helligkeit des unteren Endabschnitts sichergestellt wird. Daher kann das Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL1 geeignet für den normalen Fahrbetrieb ausgebildet werden.

Wie in 9 gezeigt, ist es möglich, die Leuchteneinheit 110 gemäß der beispielhaften Ausführungsform weiterhin so auszubilden, dass in dem Abblendlichtzustand das Spiegelteil 118 in die Lichtreflexionsposition bewegt wird, beispielsweise durch Betätigung eines Betriebsartumschalters, der nicht dargestellt ist.

In diesem Fall kann ein in 10 gezeigtes Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL2 ausgebildet werden. Das Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL2 weist eine solche Form auf, dass das Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster PL1, das in der Figur durch die doppelt gepunktete, gestrichelte Linie dargestellt ist, geringfügig zur unteren Abschneidelinie CL1 hin abgeflacht ist. Die Helligkeit des unteren Endabschnitts wird verringert, und jene der „heißen Zone" HZL2 wird vergrößert. Daher kann das Muster geeignet zum Fahren bei hoher Geschwindigkeit oder im Regen ausgebildet werden.

Wie in 11 gezeigt, ist es ebenfalls möglich, die Leuchteneinheit 110 gemäß der beispielhaften Ausführungsform so auszubilden, dass in dem Fernlichtzustand das Spiegelteil 118 in die Reflexionsneutralisierungsposition bewegt wird, beispielsweise durch Betätigung des Betriebsartumschalters, der nicht dargestellt ist.

In diesem Fall kann das in 12 gezeigte Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH2 ausgebildet werden. Bei dem Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH2 ist, im Vergleich zum Fernlicht-Lichtverteilungsmuster PH1, das in der Figur durch die doppelt gepunktete, gestrichelte Linie dargestellt ist, die „heiße Zone" HZH2 etwas dunkler als die „heiße Zone" HZH1, jedoch kann die Helligkeit des unteren Endabschnitts vergrößert werden. Daher kann das Muster geeignet zum Fahren auf Bergstraßen ausgebildet werden.

Bei den voranstehenden, beispielhaften Ausführungsformen ist die Lichtemittervorrichtung 14 auf der optischen Achse Ax angeordnet. Allerdings ist es möglich, die gleiche Funktionsweise und die gleichen Auswirkungen wie bei den beispielhaften Ausführungsformen zu erzielen, wenn die Vorrichtung an einem Ort angeordnet wird, der geringfügig von der optischen Achse Ax abweicht.

Bei den voranstehenden, beispielhaften Ausführungsformen sind die nach unten reflektierenden Oberflächen 18a, 118a der Spiegelteile 18, 118 als horizontale Oberflächen ausgebildet. Allerdings können die nach unten reflektierenden Oberflächen 18a, 118a auch als flache Oberflächen ausgebildet sein, die geringfügig in Bezug auf eine horizontale Ebene schräg stehen, oder als gekrümmte Oberflächen mit geringer Krümmung.

Bei der zweiten, beispielhaften Ausführungsform ist die Bewegung sowohl des Spiegelteils 118 als auch der Abschirmung 122 eine geradlinige Hin- und Herbewegung in Vertikalrichtung. Allerdings kann auch eine andere Bewegungsbetriebsart eingesetzt werden (beispielsweise eine geradlinige Hin- und Herbewegung in Längsrichtung, oder eine Schwenkbewegung um eine Achse, die in Richtung der Breite des Fahrzeugs verläuft).

Zwar wurde die Erfindung unter Bezugnahme auf die beispielhaften Ausführungsformen beschrieben, jedoch ist der technische Umfang der Erfindung nicht auf die Beschreibung der beispielhaften Ausführungsformen beschränkt. Fachleute auf diesem Gebiet wissen, dass verschiedene Änderungen oder Verbesserungen vorgenommen werden können. Aus der Beschreibung oder den Patentansprüchen wird deutlich, dass auch geänderte oder verbesserte Konstruktionen vom technischen Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst sein können.


Anspruch[de]
Leuchteneinheit (10) für einen Fahrzeugscheinwerfer, bei welcher vorgesehen sind:

eine Projektorlinse (12), die auf einer optischen Achse (Ax) angeordnet ist, die sich in Längsrichtung eines Fahrzeugs erstreckt;

eine Lichtemittervorrichtung (14), die hinter einem hinteren Brennpunkt (F) der Projektorlinse (12) angeordnet ist, wobei die Lichtemittervorrichtung (14) nach unten hin gewandt ist, und in der Nähe der optischen Achse (Ax) angeordnet ist;

ein Reflektor (16), der Licht von der Lichtemittervorrichtung (14) nach vorn reflektiert, während das Licht zur optischen Achse (Ax) hin verstellt wird, wobei der Reflektor (16) die Lichtemittervorrichtung (14) von der Unterseite aus abdeckt; und

ein Spiegelteil (18), das eine nach unten reflektierende Oberfläche (18a) aufweist, und zwischen dem Reflektor (16) und der Projektorlinse (12) angeordnet ist, wobei sich die reflektierende Oberfläche (18a) nach hinten von der Nähe des hinteren Brennpunkts (F) aus erstreckt, nahe zu einem Abschnitt oberhalb der optischen Achse (Ax) und im Wesentlichen parallel zur optischen Achse, wobei ein Teil des von dem Reflektor (16) reflektierten Lichts nach unten durch das Spiegelteil (18) reflektiert wird.
Leuchteneinheit nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch:

eine Abschirmung (122), bei welcher ein oberer Endrand (122a), der durch die Nähe des hinteren Brennpunkts (F) hindurchgeht, zwischen dem Reflektor (16) und der Projektorlinse (12) angeordnet ist, und ein Teil des von dem Reflektor (16) reflektierten Lichts durch die Abschirmung (122) abgesperrt wird.
Leuchteneinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (122) zwischen einer Lichtabsperrposition, in welcher der obere Endrand (122a) der Abschirmung in der Nähe des hinteren Brennpunkts (F) angeordnet ist, und einer Absperrneutralisierungsposition bewegbar ist, bei welcher die Absperrung des von dem Reflektor (16) reflektierten Lichts durch die Abschirmung (122) aufgehoben ist. Leuchteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelteil (118) zwischen einer Lichtreflexionsposition, bei welcher ein vorderer Endrand der nach unten reflektierenden Oberfläche (118a) des Spiegelteils (118) in der Nähe des hinteren Brennpunkts (F) nahe an einem Abschnitt oberhalb der optische Achse (Ax) angeordnet ist, und einer Reflexionsneutralisierungsposition bewegbar ist, bei welcher die Reflexion des von dem Reflektor (16) reflektierten Lichtes durch das Spiegelteil (118) aufgehoben ist. Leuchteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelteil (18) eine ebene Oberfläche aufweist. Leucheneinheit nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Spiegelteil (118) in Vertikalrichtung bewegbar ist. Leuchteneinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmung (122) in Vertikalrichtung bewegbar ist.






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