DE112016002315T5

DE112016002315T5 - Scheinwerfermodul und Scheinwerfervorrichtung

Info

Publication number: DE112016002315T5
Application number: DE112016002315.4T
Authority: DE
Inventors: Masashige Suwa; Ritsuya Oshima; Keiji Nakamura; Kuniko Kojima; Muneharu Kuwata
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2015-05-22
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2018-03-01
Also published as: JP6114485B1; US10851957B2; CN107960117A; CN112664899A; CN112664899B; WO2016190165A1; JP2017107875A; JP6289700B2; JPWO2016190165A1; US20180128442A1; CN107960117B

Abstract

Ein Scheinwerfermodul (100), enthält eine Lichtquelle (1), ein Lichtverteilungs-Steuerelement (4) und ein optisches Projektionselement (8). Die Lichtquelle (1) emittiert Licht. Das Lichtverteilungs-Steuerelement (4) bildet ein Lichtverteilungsmuster durch Ändern eines Divergenzwinkels des darin auftreffenden Lichts. Das optische Projektionselement (8) projiziert das Lichtverteilungsmuster. Das Lichtverteilungs-Steuerelement enthält einen ersten Lichtverteilungs-Bildungsteil (41), der konfiguriert ist zum Bilden eines Bereichs hoher Helligkeit in dem Lichtverteilungsmuster, und einen zweiten Lichtverteilungs-Bildungsteil (42), der konfiguriert ist zum Bilden eines Bereichs geringer Helligkeit in dem Lichtverteilungsmuster. Der Bereich geringer Helligkeit hat eine geringere Helligkeit als der Bereich hoher Helligkeit.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Scheinwerfermodul und eine Scheinwerfervorrichtung zum Beleuchten eines Bereichs vor einem Fahrzeug oder dergleichen.
STAND DER TECHNIK
Eine Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug ist erforderlich, um Bedingungen für ein vorgeschriebenes Lichtverteilungsmuster, das durch Straßenverkehrsregeln oder dergleichen vorgeschrieben ist, zu genügen.
Als eine der Straßenverkehrsregeln ist das vorbestimmte Lichtverteilungsmuster betreffend das Abblendlicht eines Automobils beispielsweise in einer seitlich langen Form, das schmal in der vertikalen Richtung ist.
Weiterhin ist erforderlich, dass ein Bereich auf der unteren Seite einer Schnittlinie (auf der Innenseite des Lichtverteilungsmusters) eine maximale Beleuchtungsstärke hat. Der Bereich mit der maximalen Beleuchtungsstärke wird als ein ”Bereich hoher Beleuchtungsstärke” bezeichnet. Hier bedeutet der ”Bereich auf der unteren Seite der Schnittlinie” einen oberen Teil des Lichtverteilungsmusters, der einem Teil entspricht, der einen entfernten Bereich in dem Fall einer Scheinwerfervorrichtung beleuchtet.
Weiterhin ist erforderlich, dass eine Lichtverteilungsunregelmäßigkeit in dem Lichtverteilungsmuster unterdrückt wird. Die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit erscheint als eine dunkle Linie oder eine helle Linie, wenn die Scheinwerfervorrichtung die Straßenoberfläche beleuchtet. Die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit kann das Gefühl des Fahrers für den Abstand verschlechtern. Daher ist erforderlich, dass die Scheinwerfervorrichtung eine Lichtverteilung mit geringerer Lichtverteilungsunregelmäßigkeit bereitstellt.
Das Patentdokument 1 offenbart eine Technologie zum Erzeugen eines Bereichs hoher Helligkeit durch Verwendung einer Konvexlinse. Ein helles Lichtquellenbild wird in der Nähe einer oberen Kante eines Schattens durch Verwendung der Konvexlinse gebildet, und das Lichtquellenbild wird durch eine Projektionslinse projiziert. Demgemäß wird der Bereich hoher Helligkeit in der Nähe der Schnittlinie gebildet.
DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENT

Patentdokument 1: Japanische Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008-288010

KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDES PROBLEM
Jedoch wird bei der in dem Patentdokument 1 beschriebenen Konfiguration das durch die Konvexlinse gebildete Lichtquellenbild durch die Bildprojektionslinse als ein umgekehrtes Bild vorwärts projiziert. Die Lichtquelle bewirkt eine Helligkeitsunregelmäßigkeit in Abhängigkeit von dem Elektrodenmuster oder dergleichen der Lichtquelle. Weiterhin bewirkt die Lichtquelle eine Helligkeitsunregelmäßigkeit in Abhängigkeit von der Konfiguration, der Form oder dergleichen der Lichtquelle. Somit wird die Helligkeitsunregelmäßigkeit der Lichtquelle direkt als Helligkeitsunregelmäßigkeit in dem Lichtverteilungsmuster projiziert. Mit anderen Worten, die Helligkeitsunregelmäßigkeit einer lichtemittierenden Oberfläche der Lichtquelle wird direkt als Helligkeitsunregelmäßigkeit in dem Lichtverteilungsmuster projiziert.
Das heißt, die Helligkeitsunregelmäßigkeit der Lichtquelle wird direkt projiziert, und dies bewirkt die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit in dem Lichtverteilungsmuster.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die in Anbetracht des Problems mit der herkömmlichen Technologie gemacht wurde, besteht darin, eine Scheinwerfervorrichtung anzugeben, die in der Lage ist, den Bereich hoher Beleuchtungsstärke zu erzeugen, während die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit durch Verwendung einer segmentierten optischen Oberfläche herabgesetzt wird.
MITTEL ZUM LÖSEN DES PROBLEMS
Ein Scheinwerfermodul enthält eine Lichtquelle, die konfiguriert ist zum Emittieren von Licht, ein Lichtverteilungs-Steuerelement, das konfiguriert ist zum Bilden eines Lichtverteilungsmusters durch Ändern eines Divergenzwinkels des darin auftreffenden Lichts, und ein optisches Projektionselement, das konfiguriert ist zum Projizieren des Lichtverteilungsmusters. Das Lichtverteilungs-Steuerelement enthält einen ersten Lichtverteilungs-Bildungsteil, der konfiguriert ist, einen Bereich hoher Helligkeit in dem Lichtverteilungsmuster zu bilden, und einen zweiten Lichtverteilungs-Bildungsteil, der konfiguriert ist, einen Bereich geringer Helligkeit in dem Lichtverteilungsmuster zu bilden. Der Bereich geringer Helligkeit hat eine geringere Helligkeit als der Bereich hoher Helligkeit.
WIRKUNGEN DER ERFINDUNG
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Scheinwerfermodul oder eine Scheinwerfervorrichtung mit geringerer Lichtverteilungsunregelmäßigkeit erhalten werden.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Scheinwerfermoduls 100 nach einem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
2 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die Konfiguration des Scheinwerfermoduls 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Lichtverteilungs-Steuerelements 4 des Scheinwerfermoduls 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel
4 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Kondensationsposition PW des Scheinwerfermoduls 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
5 ist ein Diagramm zum Erläutern der Kondensationsposition PW des Scheinwerfermoduls 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel.
6 ist ein Diagramm, das die Beleuchtungsstärkeverteilung auf einer Beleuchtungsfläche 9, die durch das Scheinwerfermodul 100 gebildet wird, nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Konturenanzeige zeigt.
7 ist ein Diagramm, das die Beleuchtungsstärkeverteilung auf der durch das Scheinwerfermodul 100 gebildeten Beleuchtungsfläche 9 nach dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Konturenanzeige zeigt.
8 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Scheinwerfermodul 101 nach einem Vergleichsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
9 ist ein Diagramm, das eine Beleuchtungsstärkeverteilung auf der von dem Scheinwerfermodul 101 gebildeten Beleuchtungsfläche 9 nach dem Vergleichsbeispiel des ersten Ausführungsbeispiels in einer Konturenanzeige zeigt.
10 ist ein schematisches Diagramm, das die Form einer Seite 51 einer Lichtblockadeplatte 5 des Scheinwerfermoduls 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigt.
11 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Scheinwerfermoduls 110 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
12 ist eine perspektivische Ansicht eines optischen Lichtleit-Projektionselements 3 des Scheinwerfermoduls 110 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel zeigt.
13 ist ein Diagramm zum Erläutern der Kondensationsposition PW des Scheinwerfermoduls 110 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
14 ist ein Diagramm zum Erläutern der Kondensationsposition PW des Scheinwerfermoduls 110 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
15 ist ein Diagramm zum Erläutern der Form einer reflektierenden Fläche 32 des optischen Lichtleit-Projektionselements 3 in dem Scheinwerfermodul 110 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
16 ist ein schematisches Diagramm, das eine Querschnittsform des optischen Lichtleit-Projektionselements 3 des Scheinwerfermoduls 110 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in einer konjugierten Ebene PC zeigt.
17 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration einer Scheinwerfervorrichtung 10 nach einem dritten Ausführungsbeispiel zeigt.
18 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Scheinwerfermoduls 102 nach einer ersten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
19 ist eine perspektivische Ansicht eines Lichtverteilungs-Steuerelements 40 nach der ersten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels.
20 ist ein Diagramm, das ein Beispiel für einen in das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 eintretenden Strahl nach der ersten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels zeigt.
21 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Scheinwerfermoduls 111 nach einer zweiten Modifikation des zweiten Ausführungsbeispiels zeigt.
ART DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Wie vorstehend erläutert wurde, wird in dem Patentdokument 1 ein Lichtquellenbild durch eine Konvexlinse gebildet und das Lichtquellenbild wird durch eine Projektionslinse projiziert. Insbesondere offenbart das Patentdokument 1 ein Beispiel, dass eine weißes Licht emittierende Diode (Halbleiter-Lichtquelle) als die Lichtquelle verwendet.
Die lichtemittierende Oberfläche der lichtemittierenden Diode emittiert Licht nicht gleichförmig. Die Luminanzunregelmäßigkeit tritt auf der lichtemittierenden Oberfläche der lichtemittierenden Diode aufgrund des Musters von Elektroden oder dergleichen auf. Somit wird, wenn das Lichtquellenbild durch eine Konvexlinse gebildet wird, die Luminanzunregelmäßigkeit direkt durch die Bildprojektionslinse projiziert, und dies bewirkt die Beleuchtungsstärkeunregelmäßigkeit.
Weiterhin ist die Form der lichtemittierenden Oberfläche der lichtemittierenden Diode im Allgemeinen quadratisch oder kreisförmig. Somit wird, wenn das Lichtquellenbild durch eine Konvexlinse gebildet wird, die Grenzlinie der Form der lichtemittierenden Oberfläche direkt durch die Bildprojektionslinse projiziert. Demgemäß tritt die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit auf, wenn das Lichtverteilungsmuster gebildet wird.
Weiterhin kann in Fällen, in denen das Lichtquellenbild durch eine Konvexlinse wie in dem Patentdokument 1 gebildet wird, die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit durch das Auftreten von Aberration bewirkt werden.
Diese Typen von Lichtverteilungsunregelmäßigkeit können nicht nur durch Überlagern eines Bilds geringer Helligkeit über ein Bild hoher Helligkeit ausreichend eliminiert werden. In dem Patentdokument 1 wird eine Gesamtform eines Lichtverteilungsmusters für Abblendlicht mit reflektiertem Licht von einem Reflektor gebildet, ein Bild eines lichtemittierenden Chips wird im Wesentlichen an einer Position über und in der Nähe der oberen Kante eines Schattens durch die Konvexlinse gebildet, und das Bild wird beispielsweise durch die Bildprojektionslinse projiziert.
In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen kann die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit durch Verwendung einer segmentierten optischen Oberfläche unterbunden werden, und somit kann ein Bereich hoher Helligkeit durch Verwendung einer Festkörper-Lichtquelle gebildet werden. Die ”segmentierte optische Oberfläche bedeutet eine optische Oberfläche, die in Segmente unterteilt ist. In den folgenden Ausführungsbeispielen haben Segmente der segmentierten optischen Oberfläche unterschiedliche optische Eigenschaften.
In den nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen trifft Licht von der Lichtquelle auf in der Brechkraft unterschiedliche Segmente, und das Überlagern mehrerer Bilder, die durch die Segmente gebildet werden, verhindert, dass der Abstand zwischen Konturlinien des Lichtverteilungsmusters sich diskontinuierlich ändert. Beispielsweise kann die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit, die an einer Kante eines Lichtquellenbilds auftritt, durch Überlagern der Kante des einen Lichtquellenbilds über ein angrenzendes Lichtquellenbild verringert werden. Weiterhin werden der Bereich hoher Helligkeit in dem Lichtverteilungsmuster und die Gesamtform des Lichtverteilungsmusters durch Verwendung von Segmenten mit unterschiedlicher Brechkraft gebildet.
Die Öffnung jedes Segments ist klein im Vergleich zu einer Linse. Daher ist die segmentierte optische Oberfläche in der Lage, das Auftreten von Aberration im Vergleich zu dem Fall, in welchem das Lichtquellenbild durch eine Konvexlinse gebildet ist, zu verhindern. Demgemäß wird die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit verhindert.
Die Projektionsklinse wird in der gleichen Bedeutung wie die Bildprojektionslinse verwendet. Hier bedeutet ”Projektion” das Werfen eines Strahls. Die ”Bildprojektion” bedeutet, ein Bild zu projizieren. In diesem Beispiel projiziert eine Projektionslinse 8 ein Lichtquellenbild oder ein Lichtverteilungsmuster auf eine Beleuchtungsfläche 9.
In den letzten Jahren erfolgten Bemühungen, eine Energieeinsparung bei Fahrzeugen zu erzielen, beispielsweise unter dem Gesichtspunkt der Beleuchtung die Umweltbelastung zu verringern, wie das Reduzieren der Emission von Kohlendioxid (CO₂) und des Kraftstoffverbrauchs. Demgemäß wurde auch für Scheinwerfervorrichtungen von Fahrzeugen gefordert, eine Größenverringerung, Gewichtsverringerung und eine elektrische Energieeinsparung zu erzielen. Unter einem derartigen Umstand ist es erwünscht, eine Halbleiter-Lichtquelle als eine Lichtquelle für eine Fahrzeug-Scheinwerfervorrichtung zu verwenden. Die Halbleiter-Lichtquelle hat einen hohen Leuchtwirkungsgrad im Vergleich zu einer herkömmlichen Halogenlampe (Lampenlichtquelle).
Die ”Halbleiter-Lichtquelle” bedeutet beispielsweise eine lichtemittierende Diode (LED), eine Laserdiode (LD) oder dergleichen.
Die herkömmlichen Lampenlichtquellen (Vakuumlichtquellen) sind Lichtquellen mit geringer Richtwirkung im Vergleich zu den Halbleiter-Lichtquellen. Glühlampen, Halogenlampen, Fluoreszenzlampen, usw. können als Beispiel für die Lampenlichtquellen genommen werden. Daher verleiht die Lampenlichtquelle dem emittierten Licht eine Richtwirkung durch Verwendung eines Reflektors (z. B. reflektierenden Spiegels). Demgegenüber emittiert die Halbleiter-Lichtquelle, die zumindest eine lichtemittierende Oberfläche hat, Licht zu der Seite der lichtemittierenden Oberfläche.
Wie vorstehend beschrieben, unterscheidet sich die Halbleiter-Lichtquelle von der Lampenlichtquelle durch die Lichtemissionseigenschaften. Daher ist es erwünscht, die Halbleiter-Lichtquelle nicht bei dem herkömmlichen optischen System, das einen Reflektor (z. B. reflektierenden Spiegel) verwendet, sondern bei einem optischen System, das für die Halbleiter-Lichtquelle geeignet ist, zu verwenden.
Beispielsweise ist der Reflektor geeignet für eine Lampe mit einer Punktlichtquelle. Wenn daher der Reflektor für eine Lichtquelle wie eine LED verwendet wird, wird Licht nicht von einer einzelnen Punktlichtquelle emittiert, sondern von mehreren Punktlichtquellen, und die Menge von verschwendetem Licht nimmt zu. Die Menge von durch den Reflektor korrekt reflektiertem Licht nimmt ab, während das verschwendete Licht in grelles Licht umgewandelt wird. Dies bewirkt eine Abnahme der Lichtmenge in dem Bereich des Lichtverteilungsmusters.
Die vorgenannte Halbleiter-Lichtquelle ist ein Typ der Festkörper-Lichtquelle. Eine organische Elektrolumineszenz(organische EL)-Lichtquelle und eine Lichtquelle, die Licht durch Bestrahlen einer Fluoreszenzsubstanz, die auf eine ebene Oberfläche aufgebracht ist, mit Pumplicht emittiert, sind als Beispiel für die Festkörper-Lichtquelle gegeben. Diese Festkörper-Lichtquellen sind auch erwünscht, optische Systeme ähnlich den Halbleiter-Lichtquellen zu verwenden.
Derartige Lichtquellen, die nicht eine Vakuumlichtquelle verwenden und eine Richtwirkung haben, werden als ”Festkörper-Lichtquellen” bezeichnet.
Die ”Richtwirkung” ist eine Eigenschaft mit einer unterschiedlichen Intensität in Abhängigkeit von Richtungen, wenn Licht oder dergleichen in den Raum emittiert wird. Hier bedeutet ”mit Richtwirkung” einen Zustand, in welchem Licht sich zu der Frontseite der lichtemittierenden Oberfläche bewegt, ohne sich zu der Rückseite der lichtemittierenden Oberfläche zu bewegen, wie vorstehend erwähnt ist. Das heißt, der Divergenzwinkel des von der Lichtquelle emittierten Lichts ist kleiner als oder gleich 180 Grad.
Die ”Scheinwerfervorrichtung” ist eine Beleuchtungsvorrichtung, die an einer Transportmaschine oder dergleichen befestigt ist und zum Erhöhen der Sichtbarkeit einer Bedienungsperson und der Sichtbarkeit von außen verwendet wird. Die Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug wird auch als eine Scheinwerferlampe oder ein Scheinwerfer bezeichnet.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele nach der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf Zeichnungen beschrieben, indem eine Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug als ein Beispiel genommen wird. Die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele erfolgt unter Verwendung von XYZ-Koordinaten, um die Erläuterung zu erleichtern.
Die seitliche Richtung des Fahrzeugs ist als eine X-Achsenrichtung definiert. Die linke Seite mit Bezug auf eine Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs wird als eine +X-Achsenrichtung definiert, während die rechte Seite mit Bezug auf die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs als eine –X-Achsenrichtung definiert ist. Die ”Vorwärtsrichtung” bedeutet die Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Mit anderen Worten, die ”Vorwärtsrichtung” ist die Richtung, in der die Scheinwerfervorrichtung Licht emittiert.
Die vertikale Richtung des Fahrzeugs ist als eine Y-Achsenrichtung definiert. Die obere Seite ist als eine +Y-Achsenrichtung definiert, während die untere Seite als eine –Y-Achsenrichtung definiert ist. Die ”obere Seite” bedeutet die Richtung zum Himmel, während die ”untere Seite” die Richtung zum Erdboden (z. B. zur Straßenoberfläche) bedeutet.
Die Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist als eine Z-Achsenrichtung definiert. Die Fahrtrichtung ist als eine +Z-Achsenrichtung definiert, währen die entgegengesetzte Richtung als eine –Z-Achsenrichtung definiert ist. Die +Z-Achsenrichtung wird als die ”Vorwärtsrichtung” bezeichnet, währen die –Z-Achsenrichtung als eine ”Rückwärtsrichtung” bezeichnet wird. Somit ist die +Z-Achsenrichtung die Richtung, in der die Scheinwerfervorrichtung Licht emittiert.
Wie vorstehend erläutert ist, wird in den folgenden Ausführungsbeispielen eine Z-X-Ebene als eine Ebene parallel zu der Straßenoberfläche betrachtet. Dies ergibt sich daraus, dass die Straßenoberfläche nach allgemeiner Auffassung eine ”horizontale Ebene” ist. Daher wird die Z-X-Ebene als eine ”horizontale Ebene” betrachtet. Die ”horizontale Ebene” ist eine zu der Richtung der Schwerkraft senkrechte Ebene.
Jedoch gibt es Fälle, in denen die Straßenoberfläche mit Bezug zu der Fahrtrichtung des Fahrzeugs geneigt ist, wie bei ansteigenden Neigungen und abschüssigen Neigungen. In derartigen Fällen wird die ”horizontale Ebene” als eine Ebene parallel zu der Straßenoberfläche betrachtet, d. h., die ”horizontale Ebene” ist keine zu der Richtung der Schwerkraft senkrechte Ebene.
Andererseits ist es selten, dass eine gewöhnliche Straßenoberfläche in der seitlichen Richtung mit Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs geneigt ist. Die ”seitliche Richtung” bedeutet die Breitenrichtung der Straße. In derartigen Fällen wird die ”horizontale Ebene” als eine Ebene senkrecht zu der Schwerkraftrichtung betrachtet. Beispielsweise wird dieser Zustand, selbst wenn die Straßenoberfläche in der seitlichen Richtung geneigt ist und das Fahrzeug senkrecht zu der seitlichen Richtung der Straßenoberfläche geneigt ist, als äquivalent einem Zustand, in welchem das Fahrzeug in der seitlichen Richtung mit Bezug auf die ”horizontale Ebene” geneigt ist, angesehen.
Aus Gründen der Vereinfachung wird die folgende Erläuterung unter der Annahme, dass die ”horizontale Ebene” eine Ebene senkrecht zu der Schwerkraftrichtung ist, das heißt, die Z-X-Ebene eine Ebene senkrecht zu der Schwerkraftrichtung ist, gegeben.
Weiterhin wird die Lichtquelle in den folgenden Ausführungsbeispielen als eine Lichtquelle mit einer Richtwirkung (Festkörper-Lichtquelle) beschrieben. Wie vorstehend erwähnt ist, ist ein typisches Beispiel für die Lichtquelle eine Halbleiter-Lichtquelle wie eine lichtemittierende Diode oder eine Laserdiode. Die Lichtquelle kann auch eine organische Elektrolumineszenz-Lichtquelle sein, eine Lichtquelle, die Licht durch Bestrahlen einer auf eine ebene Oberfläche aufgebrachten fluoreszierenden Substanz mit Pumplicht emittiert, oder dergleichen sein.
Der Grund, weshalb eine Festkörper-Lichtquelle als ein Beispiel für die Lichtquelle in den Ausführungsbeispielen verwendet wird, besteht darin, dass es schwierig ist, der Anforderung nach einer Energieeinsparung oder der Verkleinerung der Vorrichtung zu genügen, wenn eine Vakuumlichtquelle verwendet wird. Jedoch kann die Lichtquelle eine Vakuumlichtquelle in den Fällen sein, in denen eine Forderung zur Erhöhung des Lichtausnutzungs-Wirkungsgrads gegenüber der Forderung zur Energieeinsparung den Vorrang hat. Mit anderen Worten, die Lichtquelle kann eine Vakuumlichtquelle in den Fällen sein, in denen keine Forderung nach einer Energieeinsparung oder einer Verkleinerung der Vorrichtung besteht.
Die vorliegende Erfindung kann für das Abblendlicht, das Fernlicht usw. einer Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug verwendet werden. Die vorliegende Erfindung kann auch für das Abblendlicht, das Fernlicht, usw. einer Scheinwerfervorrichtung für ein Motorrad verwendet werden. Die vorliegende Erfindung kann auch für eine Scheinwerfervorrichtung von anderen Typen von Fahrzeugen wie einem Dreirad-Fahrzeug oder einem Vierrad-Fahrzeug verwendet werden.
Jedoch wird die folgende Beschreibung für Fälle des Bildens des Lichtverteilungsmusters des Abblendlichts einer Scheinwerfervorrichtung für beispielsweise ein Motorrad gegeben. In dem Lichtverteilungsmuster des Abblendlichts einer Scheinwerfervorrichtung für ein Motorrad ist die Schnittlinie eine gerade Linie, die sich horizontal in der seitlichen Richtung des Fahrzeugs (X-Achsenrichtung) erstreckt. Der Bereich auf der unteren Seite der Schnittlinie (auf der Innenseite des Lichtverteilungsmusters) ist der hellste Punkt.
Die ”Lichtverteilung” bedeutet eine Helligkeitsverteilung einer Lichtquelle mit Bezug auf den Raum. Mit anderen Worten, sie ist eine räumliche Verteilung von von der Lichtquelle emittiertem Licht. Die ”Helligkeit”, die den Grad der Intensität von von einem Leuchtmittel emittiertem Licht darstellt, wird erhalten durch Teilen eines Leuchtflusses, der durch einen sehr kleinen Raumwinkel in einer bestimmten Richtung hindurchgeht, durch den sehr kleinen Raumwinkel. Somit ist die ”Helligkeit” eine physikalische Größe, die darstellt, wie intensiv das von der Lichtquelle emittierte Licht ist. Die ”Beleuchtungsstärke” ist eine physikalische Größe, die die Helligkeit von auf ein ebenes Objekt gestrahltem Licht darstellt. Die Beleuchtungsstärke gleicht einem Leuchtfluss, der auf eine Flächeneinheit gestrahlt wird.
Das ”Lichtverteilungsmuster” stellt die Form eines Lichtflusses und einer Lichtintensitätsverteilung (Helligkeitsverteilung) dar, die sich aus der Richtung von von der Lichtquelle emittiertem Licht ergibt. Das ”Lichtverteilungsmuster” wird auch verwendet, um ein Beleuchtungsstärkemuster auf der Beleuchtungsfläche 9, die später erläutert wird, zu kennzeichnen. Somit stellt das Lichtverteilungsmuster die Form von Beleuchtung und der Beleuchtungsstärkeverteilung des Lichts auf der Beleuchtungsfläche 9 dar. Weiterhin ist ”Beleuchtungsverteilung” die Intensitätsverteilung” (Helligkeitsverteilung) von Licht mit Bezug auf die Richtung von von der Lichtquelle emittiertem Licht. Die ”Beleuchtungsverteilung” wird auch verwendet, um eine Beleuchtungsstärkeverteilung auf der später erläuterten Beleuchtungsfläche 9 zu kennzeichnen.
Daher wird in den folgenden Ausführungsbeispielen ein Bild (Lichtverteilungsmuster), das auf einer konjugierten Ebene PC gebildet wird, beispielsweise auch als Helligkeitsverteilung erläutert.
In den Straßenverkehrsregeln wird, um Fahrer von entgegenkommenden Fahrzeugen nicht zu blenden, gefordert, dass eine Lichtgrenzlinie auf der oberen Seite des Lichtverteilungsmusters (Schnittlinie) ausgeprägt ist. Insbesondere ist eine ausgeprägte Schnittlinie, die ermöglicht, dass ein Bereich auf der oberen Seite der Schnittlinie (außerhalb des Lichtverteilungsmusters) dunkel ist, und ermöglicht, dass ein Bereich auf der unteren Seite der Schnittlinie (innerhalb des Lichtverteilungsmusters) hell ist, erforderlich.
Um eine derartige ausgeprägte Schnittlinie zu erzielen, sollte eine größere chromatische Aberration, ein Verwischen oder dergleichen nicht auf der Schnittlinie auftreten. Das ”Auftreten von Verwischen auf der Schnittlinie” bedeutet, dass die Schnittlinie verschwommen wird.
Es ist erforderlich, dass die Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug derartige komplizierte Lichtverteilungsmuster realisiert. Um die komplizierten Lichtverteilungsmuster zu realisieren, ist es erforderlich, die Beleuchtungsstärke durch Verwenden einer Kondensatorlinse oder dergleichen lokal zu erhöhen.
Die ”Schnittlinie” bedeutet eine Hell/Dunkel-Trennlinie von gebildetem Licht, wenn das Licht von der Scheinwerfervorrichtung auf eine Wand oder einen Schirm gestrahlt wird, das heißt, eine auf der oberen Seite des Lichtverteilungsmusters gebildete Trennlinie. Mit anderen Worten, die Schnittlinie ist eine Grenzlinie zwischen einem hellen Teil und einem dunklen Teil von Licht auf der oberen Seite des Lichtverteilungsmusters, das heißt, eine Grenzlinie zwischen einem hellen Bereich (der Innenseite des Lichtverteilungsmusters) und einem dunklen Bereich (der Außenseite des Lichtverteilungsmusters) des Lichts auf der oberen Seite des Lichtverteilungsmusters.
Die Schnittlinie ist ein Begriff, der verwendet wird, wenn eine Richtung der Beleuchtung durch eine Scheinwerfervorrichtung, die verwendet wird, wenn Fahrzeuge einander passieren, eingestellt wird. Die Scheinwerfervorrichtung, die verwendet wird, wenn Fahrzeuge einander passieren, wird auch als das Abblendlicht bezeichnet.
Das ”Abblendlicht” ist ein Abwärtsstrahl, der verwendet wird, wenn ein Fahrzeug ein entgegenkommendes Fahrzeug passiert, und dergleichen. Im Allgemeinen beleuchtet das Abblendlicht angenähert 40 Meter vor dem Fahrzeug. Die ”vertikale Richtung” bedeutet eine Richtung senkrecht zu der Erdoberfläche (Straßenoberfläche).
Das vorgenannte Lichtverteilungsmuster auf einer Wand oder einem Schirm wird als Beleuchtungsstärkeverteilung erläutert. Daher wird der hellste Bereich als ein ”Bereich hoher Beleuchtungsstärke” bezeichnet. Demgegenüber ist, wenn das Lichtverteilungsmuster als eine Helligkeitsverteilung betrachtet wird, der hellste Bereich des Lichtverteilungsmusters ein ”Bereich hoher Helligkeit”. Beispielsweise entspricht der Bereich hoher Helligkeit des Lichtverteilungsmusters auf der später erläuterten konjugierten Ebene PC den Bereich hoher Helligkeit des Lichtverteilungsmusters auf der Beleuchtungsfläche 9.
Weiterhin benötigt als ein Beispiel für eine andere Straßenverkehrsregel die Scheinwerfervorrichtung zur Erkennung von Fußgängern und Verkehrszeichen eine ”ansteigende Linie”, die die Beleuchtung auf der Seite eines Bürgersteigs anhebt. Dies dient dazu, dem Fahrer zu ermöglichen, Personen oder Verkehrszeichen oder dergleichen, die auf der Seite eines Bürgersteigs vorhanden sind, visuell zu erkennen, ohne Fahrer von entgegenkommenden Fahrzeugen zu blenden. Hier stellt die ”ansteigende Linie” eine Form eines Lichtverteilungsmusters dar, bei dem ein Abblendlicht auf der Seite eines entgegenkommenden Fahrzeugs flach ist und auf einer Bürgersteigseite mit Bezug auf die Seite von entgegenkommenden Fahrzeugen schräg ansteigt.
Die vorgenannte Wand oder der Schirm werden in den folgenden Ausführungsbeispielen als die Beleuchtungsfläche 9 beschrieben. Die Beleuchtungsfläche 9 ist eine imaginäre Oberfläche, die an einer vorbestimmten Position vor dem Fahrzeug gesetzt ist. Die Beleuchtungsfläche 9 ist eine zu der X-Y-Ebene parallele Oberfläche. Somit ist die Beleuchtungsfläche 9 eine Oberfläche senkrecht zu der Richtung (+Z-Achsenrichtung), in der die Scheinwerfervorrichtung Licht emittiert. Die vorbestimmte Position vor dem Fahrzeug ist eine Position, an der die Helligkeit oder die Beleuchtungsstärke der Scheinwerfervorrichtung gemessen wird. Die vorbestimmte Position vor dem Fahrzeug ist durch Straßenverkehrsregeln oder dergleichen vorgeschrieben. In Europa beispielsweise ist die Helligkeitsmessposition für Automobil-Scheinwerfervorrichtungen, die durch UNECE (United Nations Economic Commission for Europe) vorgeschrieben ist, eine Position in einem Abstand von 25 Metern von einer Lichtquelle. In Japan ist die Helligkeitsmessposition, die durch das Japanische Komitee für Industrielle Standards (JIS) vorgeschrieben ist, eine Position in einem Abstand von 10 Metern von einer Lichtquelle.
Ein Vierrad-Fahrzeug ist beispielsweise ein gewöhnliches Vierrad-Automobil oder dergleichen. Ein Dreirad-Fahrzeug ist beispielsweise ein Motordreirad, das Gyo genannt wird. Das ”Gyro genannte Motordreirad” bedeutet einen Motorroller mit drei Rädern enthaltend ein Vorderrad und zwei Hinterräder auf einer Achse. In Japan ist es als ein motorisiertes Fahrrad kategorisiert. Derartige Motordreiräder haben eine Drehachse in der Nähe der Mitte des Fahrzeugkörpers, und der Hauptteil des Fahrzeugkörpers enthaltend das Vorderrad und den Fahrersitz kann in der seitlichen Richtung geneigt werden. Dieser Mechanismus ermöglicht, den Schwerpunkt zu einer Zeit des Wendens nach innen zu verschieben, ähnlich wie bei einem Motorrad.
Erstes Ausführungsbeispiel
1A und 1B sind Konfigurationsdiagramme, die eine Konfiguration eines Scheinwerfermoduls 100 nach einem ersten Ausführungsbeispiel zeigen. 1A ist ein Diagramm, das das Scheinwerfermodul 100 von der rechten Seite (–X-Achsenrichtungsseite) mit Bezug auf die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs aus betrachtet wird. 1B ist ein Diagramm, das das Scheinwerfermodul 100 von der oberen Seite (+Y-Achsenrichtungsseite) aus betrachtet.
2A und 2B sind Konfigurationsdiagramme, die eine Konfiguration eines anderen Scheinwerfermoduls 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel zeigen. 2A ist ein Diagramm, das das Scheinwerfermodul 100 von der rechten Seite (–X-Achsenrichtungsseite) mit Bezug auf die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs aus betrachtet zeigt. 2B ist ein Diagramm, das das Scheinwerfermodul 100 von der oberen Seite (+Y-Achsenrichtungsseite) aus betrachtet zeigt. 2 zeigt ein Beispiel, bei dem die Form eines kondensierenden optischen Elements 2 sich von der in 1 unterscheidet.
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Lichtverteilungs-Steuerelements 4.
Wie in 1 gezeigt ist, enthält das Scheinwerfermodul 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel eine Lichtquelle 1, das kondensierende optische Element 2, das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 und eine Projektionslinse 8. Das Scheinwerfermodul 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel kann eine Lichtblockadeplatte 5 enthalten. Wie später erläutert wird, kann das kondensierende optische Element 2 in Fällen weggelassen werden, in denen das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 eine kondensierende Funktion hat. Es ist auch möglich, sowohl das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 als auch das kondensierende optische Element 2 mit einer lichtkondensierenden Funktion zu versehen. Es kann Fälle geben, in denen das Scheinwerfermodul 100 die Lichtquelle 1 und das kondensierende optische Element 2 als eine einzelne Einheit enthält, die durch Anbringen des kondensierenden optischen Elements 2 an der Lichtquelle 1 gebildet wird.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel stimmen beispielsweise eine optische Achse Cs der Lichtquelle 1, eine optische Achse C des kondensierenden optischen Elements 2 und eine optische Achse Cp der Projektionslinse 8 miteinander überein. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel stimmt beispielsweise die optische Achse C des kondensierenden optischen Elements 2 mit der optischen Achse Cs der Lichtquelle 1 überein. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel stimmt beispielsweise die optische Achse C des kondensierenden optischen Elements 2 mit der optischen Achse Cp der Projektionslinse 8 überein.
<Lichtquelle 1>
Die Lichtquelle 1 hat eine lichtemittierende Oberfläche 11. Die Lichtquelle 1 emittiert Licht von der lichtemittierenden Oberfläche 11. Beispielsweise emittiert die Lichtquelle 1 Licht zum Beleuchten eines Bereichs vor dem Fahrzeug von der lichtemittierenden Oberfläche 11 aus.
Die Lichtquelle 1 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite des kondensierenden optischen Elements 2.
In 1 emittiert die Lichtquelle 1 Licht in der +Z-Achsenrichtung. ”Emittieren” bedeutet das Senden von Licht in einer bestimmten Richtung.
Der Typ der Lichtquelle 1 ist nicht besonders beschränkt. Jedoch wird in der folgenden Beschreibung angenommen, dass die Lichtquelle 1 eine LED (lichtemittierende Diode) ist, wie vorstehend erwähnt ist. Die lichtemittierende Diode wird nachfolgend als eine LED bezeichnet.
Eine Achse, die sich senkrecht zu der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 von der Mitte der lichtemittierenden Oberfläche 11 aus erstreckt, ist als die optische Achse Cs der Lichtquelle 1 definiert. In 3 ist die optische Achse Cs der Lichtquelle 1 parallel zu der Z-Achse.
<Kondensierendes optisches Element 2>
Das kondensierende optische Element 2 wandelt das von der Lichtquelle 1 emittierte Licht in kondensiertes Licht um. Das kondensierende optische Element 2 kondensiert das von der Lichtquelle 1 emittierte Licht.
Das kondensierende optische Element 2 befindet sich auf der +Z-Achsenseite (vor) der Lichtquelle 1. Das kondensierende optische Element 2 befindet sich auf der –Z-Achsenseite von (hinter) dem Lichtverteilungs-Steuerelement 4.
Das von der Lichtquelle 1 emittierte Licht trifft auf das kondensierende optische Element 2 auf.
In dem Fall des kondensierenden optischen Elements 2 bedeutet beispielsweise ”Auftreffen” das Eintreten von Licht in das Innere des kondensierenden optischen Elements 2.
Das ”Auftreffen” enthält beispielsweise die Ankunft von Licht an einer Lichtauftrefffläche. In 2 bedeutet dies die Ankunft von Licht an einer Auftrefffläche 211 oder 212 des kondensierenden optischen Elements 2. Somit enthält in dem Fall des kondensierenden optischen Elements 2 das ”Auftreffen” die Ankunft von Licht an dem kondensierenden optischen Element 2.
Das kondensierende optische Element 2 kondensiert Licht in jede beliebige Position in der Vorwärtsrichtung (+Z-Achsenrichtung). Das kondensierende optische Element 2 ist ein optisches Element mit der lichtkondensierenden Funktion. Insbesondere ist das kondensierende optische Element 2 ein optisches Element mit positiver Brechkraft.
Die kondensierende Position des kondensierenden optischen Elements 2 wird später unter Bezugnahme auf 4 und 5 erläutert.
In 1 ist das kondensierende optische Element 2 als eine Konvexlinse mit positiver Brechkraft illustriert. In 2 ist das kondensierende optische Element 2 als ein optisches Element illustriert, das eine Brechung von Licht und eine Reflexion von Licht verwendet.
Das Innere des in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigten kondensierenden optischen Elements 2 ist beispielsweise mit einem brechenden Material gefüllt.
Während das kondensierende optische Element 2 in 1 und 2 als ein optisches Element gebildet ist, ist es auch möglich, mehrere optische Elemente zu verwenden. Jedoch verschlechtert die Verwendung mehrerer optischer Elemente die Produktivität, da es beispielsweise erforderlich ist, die Positionierungsgenauigkeit jedes optischen Elements zu gewährleisten.
Die Lichtquelle 1 und das kondensierende optische Element 2 sind auf der Rückseite (auf der –Z-Achsenseite) des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 angeordnet. Die Lichtquelle 1 ist auf der Rückseite (der –Z-Achsenseite) des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 angeordnet. Das kondensierende optische Element 2 ist auf der Rückseite (der –Z-Achsenseite) des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 angeordnet.
In 1 und 2 stimmt die optische Achse Cs der Lichtquelle 1 mit der optischen Achse C des kondensierenden optischen Elements 2 überein.
Die folgende Erläuterung wird durch Verwendung des in 2 gezeigten kondensierenden optischen Elements 2 als einem Beispiel gegeben.
In 2 hat das kondensierende optische Element 2 beispielsweise die Auftreffflächen 211 und 212, eine reflektierende Oberfläche 22 und Austrittsflächen 231 und 232.
Das kondensierende optische Element 2 ist unmittelbar nach der Lichtquelle 1 angeordnet. Hier bedeutet ”nach”, dass es auf einer Seite in der Fortpflanzungsrichtung des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts ist, und unterscheidet sich von der vorgenannten ”Rückwärtsrichtung”. Gemäß dem hier verwendeten ”unmittelbar nach” tritt des von der lichtemittierenden Oberfläche 11 emittierte Licht unmittelbar in das kondensierende optische Element 2 ein.
Die LED emittiert Licht mit der Lambert-Verteilung. Die ”Lambert-Verteilung” ist eine Lichtverteilung, bei der die Luminanz der lichtemittierenden Oberfläche konstant ist ungeachtet der Betrachtungsrichtung. Mit anderen Worten, die Richtwirkung der Lichtverteilung der LED ist breit. Daher ermöglicht die Verringerung des Abstands zwischen der Lichtquelle 1 und dem kondensierenden optischen Element 2, dass eine größere Lichtmenge in das kondensierende optische Element 2 eintritt.
Das kondensierende optische Element 2 besteht beispielsweise aus einem transparenten Harz, Glas oder Silikonmaterial. Das Material des kondensierenden optischen Elements 2 ist nicht beschränkt, solange wie das Material eine Permeabilität hat, selbst transparentes Harz oder dergleichen ist verwendbar. Mit anderen Worten, das Material des kondensierenden optischen Elements 2 braucht nur Permeabilität zu haben. Jedoch sind unter dem Gesichtspunkt des Lichtausnutzungs-Wirkungsgrads Materialien mit hoher Permeabilität geeignet für das Material des kondensierenden optischen Elements 2. Da weiterhin das kondensierende optische Element 2 unmittelbar nach der Lichtquelle 1 angeordnet ist, sind Materialien mit hervorragender Wärmebeständigkeit bevorzugt als das Material für das kondensierende optische Element 2.
”Permeation” bedeutet eine Erscheinung, bei der Licht oder dergleichen durch das Innere eines Objekts hindurchgeht.
Die Auftrefffläche 211 ist eine Auftrefffläche, die in einem mittleren Teil des kondensierenden optischen Elements 2 gebildet ist. Der ”mittlere Teil der kondensierenden Linse 2” bedeutet, dass die optische Achse C einen Schnittpunkt auf der Auftrefffläche 211 hat. Das heißt, die optische Achse C geht durch die Auftrefffläche 211 hindurch.
Weiterhin hat die Auftrefffläche 211 beispielsweise eine konvexe Form mit positiver Brechkraft. Die konvexe Form der Auftrefffläche 211 hat die konvexe Form in der –Z-Achsenrichtung. Die Auftrefffläche 211 hat beispielsweise eine drehsymmetrische Form, die auf der optischen Achse C als der Drehachse zentriert ist.
Die Brechkraft hinsichtlich einer Linse wird auch als ”lichtbrechende Kraft” bezeichnet.
Die Auftrefffläche 212 hat eine Form als ein Teil der Oberflächenform eines Drehkörpers, der beispielsweise durch Drehen einer Ellipse um ihre Hauptachse oder ihre Nebenachse als der Drehachse gebildet ist. Der durch Drehen einer Ellipse um ihre Hauptachse oder ihre Nebenachse als der Drehachse gebildete Drehkörper wird als ein ”Sphäroid” bezeichnet. Die Drehachse des Sphäroids stimmt mit der optischen Achse C überein. Die Auftrefffläche 212 hat eine Oberflächenform, die durch Wegschneiden beider Enden des Sphäroids in der Drehachsenrichtung erhalten wird. Mit anderen Worten, die Auftrefffläche 212 hat eine Rohrform.
Ein Ende (Ende auf der +Z-Achsenrichtungsseite) der Rohrform der Auftrefffläche 212 ist mit dem äußeren Umfang der Auftrefffläche 211 verbunden. Die Rohrform der Auftrefffläche 212 ist auf der Seite der Lichtquelle 1 (in der –Z-Achsenrichtung) relativ zu der Auftrefffläche 211 gebildet. Die Rohrform der Auftrefffläche 212 ist in der Rückwärtsrichtung relativ zu der Auftrefffläche 211 gebildet. Das heißt, die Rohrform der Auftrefffläche 212 ist auf der Seite der Lichtquelle 1 der Auftrefffläche 211 gebildet.
Die reflektierende Oberfläche 22 hat beispielsweise eine Rohrform und eine Querschnittsform in einer X-Y-Ebene ist kreisförmig mit der Mitte auf der optischen Achse C. In der Rohrform der reflektierenden Oberfläche 22 ist der Durchmesser der Kreisform in einer X-Y-Ebene an einem Ende der –Z-Achsenrichtungsseite kleiner als der Durchmesser der Kreisform in einer X-Y-Ebene an einem Ende auf der +Z-Achsenrichtungsseite. Mit anderen Worten, der Durchmesser der reflektierenden Oberfläche 22 nimmt von der –Z-Achsenrichtungsseite aus zu der +Z-Achsenrichtungsseite zu.
Beispielsweise hat die reflektierende Oberfläche 22 eine Form einer Seitenfläche eines kreisförmigen Kegelstumpfs. Die Form der Seitenfläche eines kreisförmigen Kegelstumpfs in einer Ebene enthaltend die optische Achse ist eine lineare Form. Jedoch kann die Form der reflektierenden Oberfläche 22 in einer Ebene enthaltend die optische Achse C auch eine gekrümmte Form sein. Die ”Ebene enthaltend die optische Achse C” bedeutet, dass die Linie der optischen Achse C in der Ebene gezogen werden kann.
Ein Ende (Ende der –Z-Achsenrichtungsseite) der Rohrform der reflektierenden Oberfläche 22 ist mit dem anderen Ende (Ende der –Z-Achsenrichtungsseite) der Rohrform der Auftrefffläche 212 verbunden. Mit anderen Worten, die reflektierende Oberfläche 22 befindet sich auf der äußeren Umfangsseite der Auftrefffläche 212.
Die Austrittsfläche 231 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Auftrefffläche 211. Die Austrittsfläche 231 hat beispielsweise eine konvexe Form mit positiver Brechkraft. Die konvexe Form der Austrittsfläche 231 ist konvex in der +Z-Achsenrichtung. Die optische Achse C hat einen Schnittpunkt auf der Austrittsfläche 231. Das heißt, die optische Achse C geht durch die Auftrefffläche 231 hindurch. Die Austrittsfläche 231 hat beispielsweise eine rotationssymmetrische Form mit der Mitte auf der optischen Achse C als der Drehachse.
Die Kombination aus der Auftrefffläche 211 und der Austrittsfläche 231 hat die lichtkondensierende Funktion. Das heißt, die Kombination aus der Auftrefffläche 211 und der Austrittsfläche 231 hat eine positive Brechkraft. In diesem Fall kann beispielsweise eine von der Auftrefffläche 211 und der Austrittsfläche 231 eine negative Brechkraft haben.
Die Austrittsfläche 232 befindet sich auf der äußeren Umfangsseite der Austrittsfläche 231. Die Austrittsfläche 232 hat beispielsweise eine ebene Form parallel zu der X-Y-Ebene. Mit anderen Worten, die Austrittsfläche 232 hat beispielsweise eine ebene Form parallel zu einer zu der optischen Achse C senkrechten Ebene. Der innere Umfang und der äußere Umfang der Austrittsfläche 232 sind kreisförmig.
Der innere Umfang der Austrittsfläche 232 ist mit dem äußeren Umfang der Austrittsfläche 231 verbunden. Der äußere Umfang der Austrittsfläche 232 ist mit dem anderen Ende (Ende der +Z-Achsenrichtungsseite) der Rohrform der reflektierenden Oberfläche 22 verbunden.
Ein mit einem kleinen Emissionswinkel des von der lichtemittierenden Oberfläche 11 emittierten Lichts emittierter Strahl trifft auf die Auftrefffläche 211. Der Divergenzwinkel des Strahls mit einem kleinen Emissionswinkel ist beispielsweise innerhalb 60 Grad. Der Strahl mit einem kleinen Emissionswinkel trifft auf die Auftrefffläche 211 und wird von der Austrittsfläche 231 ausgestrahlt. Der Strahl mit einem kleinen Emissionswinkel, der von der Austrittsfläche 231 ausgestrahlt wird, wird durch die Auftrefffläche 211 oder die Austrittsfläche 231 kondensiert. Der Strahl mit einem kleinen Emissionswinkel, der von der Austrittsfläche 231 ausgestrahlt wird, wird in eine beliebige Position vor (in der +Z-Achsenrichtung von) dem kondensierenden optischen Element 2 kondensiert. Wie vorstehend erwähnt ist, wird die Kondensationsposition später erläutert.
Der ”Divergenzwinkel” bedeutet einen Winkel der Spreizung von Licht.
Ein Strahl mit einem großen Emissionswinkel des von der lichtemittierenden Oberfläche 11 emittierten Lichts trifft auf die Auftrefffläche 212 auf. Der Divergenzwinkel des Strahls mit einem großen Emissionswinkel ist beispielsweise größer als 60 Grad. Der auf die Auftrefffläche 212 auftreffende Strahl wird durch die reflektierende Oberfläche 22 reflektiert. Der durch die reflektierende Oberfläche 22 reflektierte Strahl pflanzt sich in der +Z-Achsenrichtung fort. Der durch die reflektierende Oberfläche 22 reflektierte Strahl wird von der Austrittsfläche 232 ausgestrahlt. Der Strahl mit einem großen Emissionswinkel, der von der Austrittsfläche 232 ausgestrahlt wird, wird durch die reflektierende Oberfläche 22 kondensiert. Der Strahl mit einem großen Emissionswinkel, der von der Austrittsfläche 232 ausgestrahlt wird, wird in eine beliebige Position vor (in der +Z-Achsenrichtung von) dem kondensierenden optischen Element 2 kondensiert. Wie vorstehend erwähnt ist, wird die Kondensationsposition später erläutert.
Das kondensierende optische Element 2 wird in der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele als ein optisches Element mit beispielsweise den folgenden Funktionen beschrieben.
Das durch die Auftrefffläche 211 und die Austrittsfläche 231 hindurchgehende Licht wird durch Brechung kondensiert. Demgegenüber wird das durch die Auftrefffläche 212 und die Austrittsfläche 232 hindurchgehende Licht durch Reflexion an der reflektierenden Oberfläche 22 kondensiert. Das heißt, das kondensierende optische Element 2 kondensiert von der Lichtquelle 1 mit kleinen Emissionswinkeln emittierte Strahlen durch Brechung. Das kondensierende optische Element 2 kondensiert von der Lichtquelle 1 mit großen Emissionswinkeln emittierte Strahlen durch Reflexion.
An der Kondensationsposition des von der Austrittsfläche 231 ausgestrahlten Lichts wird ein Bild in einer Form, die dem Muster der Lichtquelle 1 (Form der lichtemittierenden Fläche 11) ähnlich ist, gebildet. Mit anderen Worten, ein Bild der Lichtquelle 1 wird an der Kondensationsposition des von der Austrittsfläche 231 ausgestrahlten Lichts gebildet. Demgemäß wird die Form der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 durch die Projektionslinse 8 projiziert und kann die Lichtverteilungsunregemäßigkeit bewirken.
In derartigen Fällen kann die durch das von der Austrittsfläche 231 ausgestrahlte Licht bewirkte Lichtverteilungsunregelmäßigkeit gemindert werden durch Bewirken, dass die Kondensationsposition des von der Austrittsfläche 231 ausgestrahlten Lichts und die Kondensationsposition des von der Austrittsfläche 232 ausgestrahlten Lichts beispielsweise verschieden voneinander gemacht werden.
Die Kondensationsposition des von der Austrittsfläche 232 ausgestrahlten Strahls und die Kondensationsposition des von der Austrittsfläche 231 ausgestrahlten Strahls sind notwendigerweise einander gleich. Beispielsweise kann die Kondensationsposition des von der Austrittsfläche 232 ausgestrahlten Lichts näher an dem kondensierenden optischen Element 2 sein als die Kondensationsposition des von der Austrittsfläche 231 ausgestrahlten Lichts.
Dies folgt daraus, dass das von der Austrittsfläche 232 ausgestrahlte Licht kein Lichtquellenbild bildet. Somit kann die Helligkeitsunregelmäßigkeit des Lichtquellenbilds durch Überlagern des von der Austrittsfläche 232 ausgestrahlten Lichts über das durch das von der Austrittsfläche 231 ausgestrahlte Licht gebildete Lichtquellenbild verringert werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel wird die Schnittlinie 91 durch Verwendung der Lichtblockadeplatte 5 gebildet, und somit wird durch die Lichtblockadeplatte 5 blockiertes Licht nicht als das Projektionslicht verwendet. Genauer gesagt, die Hälfte des Bilds der Lichtquelle 1, das an der Kondensationsposition des von der Austrittsfläche 231 ausgestrahlten Lichts gebildet wird, wird nicht als das Projektionslicht verwendet.
In Fällen, in denen das in 2 gezeigte kondensierende optische Element 2 verwendet wird, kann die Wirkung der Verringerung der Lichtverteilungsunregelmäßigkeit erhöht werden durch Verwendung des kondensierenden optischen Elements 2 zusammen mit dem Lichtverteilungs-Steuerelement 4.
Weiterhin kann in Fällen, in denen eine gewöhnliche kondensierende Linse wie in 1 gezeigt als das kondensierende optische Element 2 verwendet wird, die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit durch Verwendung des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 verringert werden.
In dem ersten Ausführungsbeispiel haben sämtliche der Auftreffflächen 211 und 212, der reflektierenden Oberfläche 22 und der Austrittsflächen 231 und 232 des kondensierenden optischen Elements 2 rotationssymmetrische Formen mit der optischen Achse C in der Mitte. Jedoch sind die Formen dieser Oberflächen nicht auf rotationssymmetrische Formen beschränkt, solange wie das von der Lichtquelle 1 emittierte Licht kondensiert werden kann. Beispielsweise kann, indem eine Form eines Querschnitts der reflektierenden Oberfläche 22 in der X-Y-Ebene elliptisch gemacht wird, ein kondensierter Lichtpunkt an der Kondensationsposition auch in einer elliptischen Form gebildet werden. Dies erleichtert die Erzeugung eines breiten Lichtverteilungsmusters durch das Scheinwerfermodul 100.
Der ”kondensierte Lichtpunkt” bedeutet die Form eines Lichtflusses an einer Position, an der das Licht kondensiert wird. Die ”Position, an der Licht kondensiert wird” bedeutet die Position, an der ein von einer Austrittsfläche emittierter Lichtfluss am kleinsten wird.
Selbst in einem Fall, in welchem die Form der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 rechteckig ist, kann wenn beispielsweise die Form eines Querschnitts der reflektierenden Fläche 22 in der Y-Y-Ebene elliptisch ist, das kondensierende optische Element 2 kleiner gemacht werden.
Es ist ausreichend, dass das kondensierte optische Element 2 insgesamt eine positive Brechkraft hat, während jede von den Auftreffflächen 211 und 212, der reflektierenden Oberfläche 22 und den Austrittsflächen 231 und 232 eine beliebige Brechkraft haben kann.
Wie vorstehend erwähnt ist, kann ein reflektierender Spiegel als das kondensierte optische Element in Fällen verwendet werden, in denen eine Vakuumlichtquelle als die Lichtquelle 1 verwendet wird.
<Lichtverteilungs-Steuerelement 4>
Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 befindet sich in der +Z-Achsenrichtung von der Lichtquelle 1. Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 befindet sich in der +Z-Achsenrichtung von dem kondensierenden optischen Element 2. Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 befindet sich in der –Z-Achsenrichtung von der Lichtblockadeplatte 5. Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 befindet sich in der –Z-Achsenrichtung von der Projektionslinse 8.
Das von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlte Licht trifft auf das Lichtverteilungs-Steuerelement 4. Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 emittiert das Licht in der Vorwärtsrichtung (+Z-Achsenrichtung). In Fällen, in denen das kondensierende optische Element 2 nicht verwendet wird, trifft das von der Lichtquelle 1 emittierte Licht auf das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 auf.
3 ist eine perspektivische Ansicht des Lichtverteilungs-Steuerelements 4. Das in 3 gezeigte Lichtverteilungs-Steuerelement 4 ist nur ein Beispiel.
Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 ist beispielsweise ein plattenartiges optisches Element.
Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 besteht beispielsweise aus einem transparenten Harz, Glas, Silikonmaterial oder dergleichen.
Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 enthält einen Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42.
Die ”Punktlichtverteilung” in der folgenden Beschreibung bedeutet eine Lichtverteilung, die intensiv einen Bereich beleuchtet. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Punktlichtverteilung beispielsweise eine Lichtverteilung zum Beleuchten eines Bereichs mit hoher Beleuchtungsstärke.
Die ”Diffusionslichtverteilung” bedeutet eine Lichtverteilung, die einen gesamten zu beleuchtenden Bereich beleuchtet. Die Diffusionslichtverteilung ist eine Lichtverteilung zum Beleuchten eines Bereichs mit niedriger Beleuchtungsstärke. Der Bereich mit niedriger Beleuchtungsstärke ist ein Bereich, dessen Helligkeit geringer ist als die des durch die Punktlichtverteilung beleuchteten Bereichs mit hoher Beleuchtungsstärke. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die Diffusionslichtverteilung beispielsweise eine Lichtverteilung zum Beleuchten des gesamten Lichtverteilungsmusters.
Weiterhin bedeutet ”Diffusionslicht” Licht, das gestreut wurde. Das ”kondensierte Licht” bedeutet Licht, das kondensiert wurde. Somit ist ein Divergenzwinkel des Lichts, das durch den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 hindurchgeht, groß. Ein Divergenzwinkel von Licht, das durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 hindurchgeht, ist klein.
Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 bildet eine Beleuchtungsverteilung für das durch das optische Projektionselement 8 projizierte Lichtverteilungsmuster auf der konjugierten Ebene PC. Das optische Projektionselement 8 projiziert das durch das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 gebildete Lichtverteilungsmuster auf die Beleuchtungsfläche 9. Das optische Projektionselement 8 projiziert das auf der konjugierten Ebene PC gebildete Lichtverteilungsmuster auf die Beleuchtungsfläche. Das Lichtverteilungsmuster auf der Beleuchtungsfläche 9 hat eine ähnliche Form wie das Lichtverteilungsmuster auf der konjugierten Ebene PC.
Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 bildet den Bereich hoher Helligkeit in dem Lichtverteilungsmuster auf der konjugierten Ebene PC. Die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 bilden einen Bereich geringer Helligkeit in dem Lichtverteilungsmuster auf der konjugierten Ebene PC. Der Bereich geringer Helligkeit ist ein Bereich, der eine geringere Helligkeit als der Bereich hoher Helligkeit hat.
Wie vorstehend erwähnt ist, ändert das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 die Brennpunktposition des kondensierten Lichts, das von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlt wird.
In 3 sind der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 beispielsweise auf der Auftrittsflächenseite des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 gebildet. Mit anderen Worten, der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 sind auf einer Oberfläche des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 auf der –Z-Achsenrichtungsseite gebildet.
In 3 enthält das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 beispielsweise zwei Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b. Der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a befindet sich auf der +X-Achsenrichtungsseite des Lichtverteilungs-Steuerelements 4. Der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42b befindet sich auf der –X-Achsenrichtungsseite des Lichtverteilungs-Steuerelements 4.
Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 ist zwischen den beiden Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteilen 42a und 42b angeordnet. Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 befindet sich zwischen den beiden Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteilen 42a und 42b.
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b auf einer Linie in der X-Achsenrichtung angeordnet. Mit anderen Worten, die segmentierten optischen Oberflächen 41, 42a und 42b sind auf einer Linie in der X-Achsenrichtung angeordnet. Jedoch ist es auch möglich, die segmentierten optischen Oberflächen beispielsweise zweidimensional in einer X-Y-Ebene anzuordnen.
Zuerst wird der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 nachfolgend erläutert.
Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 ist beispielsweise eine zylindrische Linse in einer konvexen Form mit einer Krümmung in der X-Achsenrichtung und ohne Krümmung in der Y-Achsenrichtung. Somit kondensiert der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 das auftreffende Licht auf die Z-X-Ebene. Demgegenüber lässt der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 das auftreffende Licht so wie es ist auf der Y-Z-Ebene durch.
Die zylindrische Linse ist eine Linse mit einer lichtbrechenden Oberfläche in einer Form einer Seitenfläche eines Zylinders. Die zylindrische Linse ist eine Linse mit Brechkraft und konvergiert oder divergiert Licht in einer Richtung, aber hat keine Brechkraft in der senkrechten Richtung.
Licht, das parallel auf die konvexe zylindrische Linse auftrifft, wird auf eine gerade Linie kondensiert. In 3 ist die gerade Linie, auf die das Licht kondensiert wird, parallel zu der Y-Achse.
In 3 hat der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 eine konvexe Form mit positiver Brechkraft in einer horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung). Somit hat, wenn der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 in einer Ebene parallel zu der Z-X-Ebene geschnitten ist, der Querschnitt die Form einer konvexen Linse.
In dem Fall, in welchem der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 eine positive Brechkraft in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) hat, ändert das Licht, das durch das kondensierende optische Element 2 kondensiert wurde und in den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 eintritt, seinen Divergenzwinkel. Das in den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 eintretende Licht kondensiert weiterhin in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung), nachdem es durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 hindurchgegangen ist.
Die optische Achse C geht durch die Linsenoberfläche des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 hindurch. In 3 stimmt die optische Achse C mit der optischen Achse der konvexen Linse in dem Fall, in welchem der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 in einer Ebene parallel zu der Z-X-Ebene geschnitten ist, überein.
Alternativ geht die optische Achse Cs der Lichtquelle 1 durch die Linsenoberfläche des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 hindurch.
Mit anderen Worten, ein mittlerer Strahl des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts geht durch die Linsenoberfläche des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 hindurch. Der mittlere Strahl ist ein Strahl, der sich in der Mitte des von der Mitte der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 emittierten Lichtflusses befindet. Jedes der Ausführungsbeispiele beschreibt den mittleren Strahl, der mit der optischen Achse der Lichtquelle übereinstimmt, als ein Beispiel. Jedes der Ausführungsbeispiele beschreibt auch die optische Achse der Lichtquelle, die mit der optischen Achse des kondensierenden optischen Elements übereinstimmt, als ein Beispiel.
Als Nächstes werden die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 nachfolgend erläutert.
Der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 ist beispielsweise eine zylindrische Linse in einer konkaven Form mit einer Krümmung in der X-Achsenrichtung und ohne Krümmung in der Y-Achsenrichtung. Somit divergiert der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 das auftreffende Licht in der Z-X-Ebene. Demgegenüber lässt der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 das auftreffende Licht so wie es ist in der Y-Z-Ebene durch.
In 3 hat jeder der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b eine konkave Form mit negativer Brechkraft in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung). Somit hat, wenn der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 in einer Ebene parallel zu der Z-X-Ebene geschnitten ist, der Querschnitt die Form einer konkaven Linse.
In dem Fall, in welchem die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b negative Brechkraft in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) haben, ändert das Licht, das durch das kondensierende optische Element 2 kondensiert wurde und in den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a oder 42b eintritt, seinen Divergenzwinkel. Das in den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a oder 42b eintretende Licht divergiert in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung), nachdem es durch den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a oder 42b hindurchgegangen ist. Mit anderen Worten, das in den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a oder 42b eintretende Licht vergrößert den Divergenzwinkel.
Die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 sind an der Peripherie des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 gebildet.
Die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 sind außerhalb des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 mit Bezug auf die optische Achse C des kondensierenden optischen Elements 2 angeordnet. Alternativ sind die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 außerhalb des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 mit Bezug auf die optische Achse Cs der Lichtquelle 1 angeordnet. Alternativ sind die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 außerhalb des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 mit Bezug auf den mittleren Strahl des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts angeordnet.
Wie vorstehend erwähnt ist, ist in 3 der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a auf der +X-Achsenseite des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 angeordnet. Der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42b ist auf der –X-Achsenseite des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 angeordnet.
In 3 sind die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b in Kontakt mit dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 angeordnet. Daher tritt das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 erreichende Licht durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 oder einen der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 in das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 ein. Mit anderen Worten, das das Lichtverteilungs-Steuerelement erreichende Licht erreicht den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 oder einen der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42.
Jedoch ist es nicht notwendigerweise erforderlich, die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b in Kontakt mit dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 anzuordnen.
Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 kann als ein Beispiel für ein Lichtverteilungsmuster-Formenbildungselement angesehen werden. Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 kann auch als ein Beispiel für ein lichtkondensierendes Element angesehen werden.
Das ”Lichtverteilungsmuster-Formenbildungselement” bedeutet ein Element, das die Form eines Lichtverteilungsmusters bildet.
<Lichtblockierplatte 5>
Als Nächstes wird die Lichtblockierplatte 5 nachfolgend beschrieben.
Die Lichtblockierplatte 5 blockiert einen Teil des von dem Lichtverteilungs-Steuerelement 4 ausgestrahlten Lichts. Die Lichtblockadeplatte 5 bildet die vorgenannte Schnittlinie 91.
Die Lichtblockadeplatte 5 befindet sich an einer Position, die optisch mit der Beleuchtungsfläche 9 konjugiert ist. Die Beleuchtungsfläche 9 wird als in einem unendlichen Abstand von dem Scheinwerfermodul 100 angeordnet angesehen. Demgemäß ist der konjugierte Punkt der Brennpunkt der Projektionslinse 8 auf der Frontseite. Die Lichtblockadeplatte 5 ist an der Brennpunktposition der Projektionslinse 8 auf der Frontseite angeordnet. Genauer gesagt, die konjugierte Ebene PC ist eine Ebene senkrecht zu der optischen Achse Cp der Projektionslinse 8. Die konjugierte Ebene PC befindet sich an der Brennpunktposition der Projektionslinse 8 auf der Frontseite. Der Brennpunkt auf der Frontseite bedeutet einen Brennpunkt auf der Seite, von der aus das Licht auftrifft. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel trifft das Licht von der –Z-Achsenrichtungsseite aus auf die Projektionslinse 8 auf. Somit ist der Brennpunkt auf der Frontseite der Brennpunkt auf der –Z-Achsenseite der Projektionslinse 8.
”Optisch konjugiert” stellt eine Beziehung dar, bei der von einem Punkt emittiertes Licht ein Bild an einem anderen Punkt bildet. Daher ist erwünscht, dass eine Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 auf der +Y-Achsenrichtungsseite in der Form der Schnittlinie 91 gebildet wird. Dies ergibt sich daraus, dass die Lichtblockadeplatte 5 sich an der Position befindet, die optische mit der Beleuchtungsfläche 9 konjugiert ist, und dies bewirkt, dass das Lichtverteilungsmuster an der Position der Lichtblockadeplatte 5 (konjugierte Ebene PC) und das Lichtverteilungsmuster auf der Beleuchtungsfläche 9 eine einander ähnliche Form haben. Das Lichtverteilungsmuster an der Position der Lichtblockadeplatte 5 wird auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert, während es in der vertikalen Richtung und der seitlichen Richtung invertiert wird.
In Fällen, in denen die Projektionslinse 8 beispielsweise eine ringförmige Linse ist, unterscheidet sich das Lichtverteilungsmuster auf der Beleuchtungsfläche 9 von dem Lichtverteilungsmuster an der Position der Lichtblockadeplatte 5 (konjugierte Ebene PC) in dem Verhältnis hinsichtlich der vertikalen Richtung und der seitlichen Richtung. Mit anderen Worten, das Lichtverteilungsmuster auf der Beleuchtungsfläche 9 wird auf der Grundlage des Lichtverteilungsmusters an der Position der Lichtblockadeplatte 5 (konjugierte Ebene PC) gebildet.
<Projektionslinse 8>
Die Projektionslinse 8 befindet sich in der +Z-Achsenrichtung von der Lichtblockadeplatte 5.
Die Projektionslinse 8 ist eine Linse mit positiver Brechkraft. Das Bild des Lichtverteilungsmusters, das an der Position der Lichtblockadeplatte 5 (konjugierte Ebene PC) gebildet ist, wird verstärkt und durch die Projektionslinse 8 auf die Beleuchtungsfläche 9 vor dem Fahrzeug projiziert.
Die Projektionslinse 8 ist ein ”optisches Projektionselement”, das das Bild des an der Position der Lichtblockadeplatte 5 gebildeten Lichtverteilungsmusters vergrößert und projiziert. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird beispielsweise angenommen, dass das optische Projektionselement die Projektionslinse 8 ist.
Die Projektionslinse 8 kann aus einer Linse gebildet sein. Die Projektionslinse 8 kann auch durch Verwendung mehrerer Linsen gebildet sein. Jedoch nimmt der Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad mit der Zunahme der Anzahl von Linsen ab. Somit ist es erwünscht, dass die Projektionslinse 8 aus einer oder aus zwei Linsen gebildet ist.
Die Projektionslinse 8 besteht aus transparentem Harz oder dergleichen. Das Material der Projektionslinse 8 ist nicht auf transparentes Harz beschränkt; jedes beliebige lichtbrechende Material, das durchlässig ist, ist verwendbar. Das Gleiche gilt für das kondensierende optische Element 2 und das Lichtverteilungs-Steuerelement 4, die vorstehend erläutert wurden. Die ”Durchlässigkeit” bedeutet eine Eigenschaft zum Durchlassen von Licht.
Es ist erwünscht, die Projektionslinse 8 so anzuordnen, dass ihre optische Achse CP sich auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) der optischen Achse C des kondensierenden optischen Elements 2 befindet. Die optische Achse C des kondensierenden optischen Elements 2 und die optische Achse Cp der Projektionslinse 8 sind in 2 so illustriert, dass sie aus Gründen der Vereinfachung der Erläuterung miteinander übereinstimmen.
Dies ergibt sich daraus, dass es erforderlich ist, die Schnittlinie auf der Seite entgegenkommender Fahrzeuge leicht unterhalb der horizontalen Linie anzuordnen, in einem vorbestimmten Lichtverteilungsmuster, das für das Automobil-Abblendlicht erforderlich ist. Durch Anordnen der optischen Achse Cp der Projektionslinse 8 auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) der optischen Achse C des kondensierenden optischen Elements 2 kann das Lichtverteilungsmuster auf der Beleuchtungsfläche 9 an einer unteren Position (in der –Y-Achsenrichtung) angeordnet werden.
Die optische Achse Cp der Projektionslinse 8 ist eine Linie, die die Krümmungsmitten beider Oberflächen der Linse verbindet. Die optische Achse Cp der Projektionslinse 8 ist eine normale Linie, die durch die Oberflächenscheitelpunkte der Projektionslinse 8 hindurchgeht. In dem Fall von 1 und 2 ist die optische Achse Cp der Projektionslinse 8 eine Achse, die durch die Oberflächenscheitelpunkte der Projektionslinse 8 hindurchgeht und parallel zu der Z-Achse verläuft.
Wenn ein Oberflächenscheitelpunkt der Projektionslinse 8 in der X-Achsenrichtung oder Y-Achsenrichtung in einer X-Y-Ebene verschoben wird, wird die Normallinie zu dem Oberflächenscheitelpunkt der Projektionslinse 8 auch in der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung in X-Y-Ebenen verschoben. Daher wird die optische Achse Cp der Projektionslinse 8 auch in der gleichen Weise in der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung in X-Y-Ebenen verschoben. Wenn die Projektionslinse 8 mit Bezug auf die X-Y-Ebene geneigt ist, ist die Normallinie zu dem Oberflächenscheitelpunkt der Projektionslinse 8 auch mit Bezug auf die X-Y-Ebene geneigt. Daher ist die optische Achse Cp der Projektionslinse 8 auch in der gleichen Weise mit Bezug auf die X-Y-Ebene geneigt.
In 1 und 2 stimmt die optische Achse Cp der Projektionslinse 8 beispielsweise mit der optischen Achse der Lichtquelle 1 und der optischen Achse C der kondensierenden Linse 2 überein. Weiterhin stimmt die optische Achse Cs der Lichtquelle 1 mit einer Normallinie zu der mittleren Position der lichtemittierenden Oberfläche 11 überein.
In 1 und 2 ist die Projektionslinse 8 so angeordnet, dass die Y-Achsenrichtungsposition der Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 auf der +Y-Achsenrichtungsseite mit der Y-Achsenrichtungsposition der optischen Achse Cp der Projektionslinse 8 übereinstimmt. Mit anderen Worten, in 1 und 2 schneidet die Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 auf der +Y-Achsenrichtungsseite die optische Achse Cp der Projektionslinse 8. In 1 und 2 schneidet die Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 auf der +–Y-Achsenrichtungsseite die optische Achse Cp der Projektionslinse 8 im rechten Winkel.
In Fällen, in denen die Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 auf der +Y-Achsenrichtungsseite nicht eine gerade Linie ist, ist beispielsweise eine Ebene, die parallel zu der X-Y-Ebene ist und sich an der Position befindet, an der die Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 auf der +Y-Achsenrichtungsseite und die optische Achse Cp der Projektionslinse 8 einander schneiden (Punkt Q) in der optisch konjugierten Beziehung mit der Beleuchtungsfläche 9. Mit anderen Worten, die Ebene enthaltend den Punkt Q und parallel zu der X-Y-Ebene verlaufend kann an der Position angeordnet werden, die optische mit der Beleuchtungsfläche 9 konjugiert ist. Der Punkt Q ist der Punkt, an dem die Seite 51 und die optische Achse Cp einander schneiden.
Diese Anordnung ermöglicht, dass die Y-Achsenrichtungsposition der Schnittlinie 91 auf der Beleuchtungsfläche 9 mit der Y-Achsenrichtungsposition der Mitte der Lichtquelle 1 zusammenfällt. Anders gesagt, die Y-Achsenrichtungsposition der Schnittlinie 91 auf der Beleuchtungsfläche 9 kann mit der Y-Achsenrichtungsposition der Mitte der Lichtquelle 1 in Übereinstimmung gebracht werden durch Verwenden der Anordnung, bei der die Seite 51 und die optische Achse Cp einander schneiden.
Die Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 auf der +Y-Achsenrichtungsseite und die optische Achse Cp der Projektionslinse 8 brauchen sich nicht notwendigerweise einander zu schneiden. Genauer gesagt, es ist zulässig, wenn die Position des Punkts Q in der Richtung der optischen Achse Cp (Z-Achsenrichtung) mit der Brennpunktposition der Projektionslinse 8 in der Richtung der optischen Achse Cp (Z-Achsenrichtung) zusammenfällt.
In Fällen, in denen das Fahrzeug mit dem Scheinwerfermodul 100 in einem geneigten Zustand ausgestattet ist, kann die Position, an der die Projektionslinse 8 angeordnet ist, selbstverständlich gemäß der Neigung modifiziert werden. Jedoch kann die Position der Projektionslinse 8 leicht eingestellt werden, da die Einstellung der Position der Projektionslinse 8 die Einstellung eines kleinen Teils im Vergleich zu der Einstellung des gesamten Scheinwerfermoduls 100 ist. Weiterhin kann die Einstellung innerhalb des Scheinwerfermoduls 100 allein durchgeführt werden.
<Verhalten des Strahls>
Wie in 2 gezeigt ist, tritt das durch das kondensierende optische Element 2 kondensierte Licht durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41, den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a oder den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42b in das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 ein.
Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 ist eine lichtbrechende Oberfläche in einer konvexen Form mit einer Krümmung beispielsweise nur in der X-Achsenrichtung. Jeder Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a, 42b ist eine lichtbrechende Oberfläche in einer konkaven Form mit einer Krümmung beispielsweise nur in der X-Achsenrichtung.
Hier tragen Krümmungen des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41, des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 42a und des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 42b in der X-Achsenrichtung zu einer ”Lichtverteilungsbreite” in der horizontalen Richtung mit Bezug auf die Straßenoberfläche bei. Krümmungen des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41, des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 42a und des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 42b in der Y-Achsenrichtung tragen zu einer ”Lichtverteilungshöhe” in der Richtung senkrecht zu der Straßenoberfläche bei.
Die ”Lichtverteilungsbreite” bedeutet die X-Achsenrichtungslänge des auf die Beleuchtungsfläche 91 projizierten Lichtverteilungsmuster. Die ”Lichtverteilungshöhe” bedeutet die Y-Achsenrichtungslänge des auf die Beleuchtungsfläche 91 projizierten Lichtverteilungsmusters.
In der vorstehenden Erläuterung wurden der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b als zylindrische Linsen beschrieben. Jedoch können in Fällen, in denen die ”Lichtverteilungshöhe” eingestellt wird, der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 oder die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b als eine Linsenoberfläche mit einer zwischen der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung unterschiedlichen Brechkraft gebildet sein.
Eine ringförmige Linsenoberfläche kann als ein Beispiel für eine Linsenoberfläche mit einer Krümmung, die zwischen der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung unterschiedlich ist, genommen werden. Diese ”ringförmige Linsenoberfläche” ist eine Oberfläche, deren Krümmungen in zwei senkrechten axialen Richtungen sich voneinander unterscheiden wie die Oberfläche einer Tonne oder einer Ringröhre.
<Verhalten des Strahls in der Z-X-Ebene>
Zuerst wird das durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 hindurchgehende Licht nachfolgend erläutert.
Wie in 2B gezeigt ist, hat der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 eine konvexe Form, wenn er auf der Z-X-Ebene betrachtet wird. Das heißt, der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 hat eine positive Brechkraft hinsichtlich der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung).
Hier bedeutet ”wenn sie auf der Z-X-Ebene betrachtet wird” beispielsweise in der Y-Achsenrichtung betrachtet. Das heißt, es bedeutet wie betrachtet, während auf die Z-X-Ebene projiziert wird.
Somit wird das auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 auftreffende Licht weiter kondensiert und von einer Austrittsfläche 43 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 ausgestrahlt. Demgemäß wird in Fällen, in denen der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 eine zylindrische Linse ist, das auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 auftreffende Licht an einer Position auf der Frontseite (–Z-Achsenrichtungsseite) der Kondensationsposition PH kondensiert.
Daher variiert mit Bezug auf das auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 auftreffende und von der Austrittsfläche 43 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 ausgestrahlte Licht die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC gemäß der Krümmung des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41.
Wie auf der Z-X-Ebene betrachtet wird, ist es, um die hellste Punktlichtverteilung mit dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 zu bilden, ausreichend, wenn die X-Achsenrichtungskondensationsposition PW des von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 emittierten Lichts mit der konjugierten Ebene PC übereinstimmt, wie in 2 gezeigt ist. Mit anderen Worten, es ist ausreichend, wenn die Kondensationsposition PW sich in der konjugierten Ebene PC befindet. Jedoch wird ein Bereich in der X-Achsenrichtung, der von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 beleuchtet wird, am kleinsten.
Zusammengefasst ist festzustellen, dass die hellste Punktlichtverteilung gebildet wird, wenn die Kondensationsposition PW mit der konjugierten Ebene PC übereinstimmt. Die Kondensationsposition PW ist die X-Achsenrichtungs-Kondensationsposition des von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 emittierten Lichts.
In 2A wird die Y-Achsenrichtungs-Kondensationsposition PH durch eine strichpunktierte Linie angezeigt. In 2A wird die konjugierte Ebene PC durch eine gestrichelte Linie angezeigt. In 2B wird die X-Achsenrichtungs-Kondensationsposition PW durch eine strichpunktierte Linie angezeigt.
Hinsichtlich des durch die Auftrefffläche 211 und die Austrittsfläche 231 des kondensierenden optischen Elements 2 hindurchgehenden Lichts bedeutet der Umstand, dass die Kondensationsposition PH und PW des Lichts sich in der konjugierten Ebene PC befinden, dass das Bild der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 in der konjugierten Ebene PC gebildet wird. Anders gesagt, hinsichtlich des durch die Auftrefffläche 211 und die Austrittsfläche 231 des kondensierenden optischen Elements 2 hindurchgehenden Lichts wird, wenn die Kondensationspositionen PH und PW des Lichts mit der Position der konjugierten Ebene PC übereinstimmen, das Bild der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 in der konjugierten Ebene PC gebildet.
In 2A und 2B stimmt hinsichtlich des durch die Auftrefffläche 211 und die Austrittsfläche 231 des kondensierenden optischen Elements 2 hindurchgehenden Lichts jede von der Kondensationsposition PW und der Kondensationsposition PH mit der Position der konjugierten Ebene PC überein. Dies bedeutet, dass das kondensierende optische Element 2 und das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 das Bild der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 in der konjugierten Ebene PC hinsichtlich der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung bilden. Kurz gesagt, das kondensierende optische Element 2 und das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 bilden das Bild der lichtemittierenden Oberfläche 11 in der konjugierten Ebene PC.
Die kondensierende Position PW ist die kondensierende Position hinsichtlich der X-Achsenrichtung. Das heißt, die kondensierende Position PW ist die kondensierende Position in der Z-X-Ebene. Die kondensierende Position PH ist die kondensierende Position hinsichtlich der Y-Achsenrichtung. Das heißt, die kondensierende Position PH ist die kondensierende Position in der Y-Z-Ebene.
Genauer gesagt, das kondensierende optische Element 2 in 2 hat eine Brechkraft, die zwischen der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung unterschiedlich ist. Beispielsweise bilden die Auftrefffläche 211 und die Austrittsfläche 231 des kondensierenden optischen Elements 2 eine ringförmige Linse.
Beispielsweise ist, wenn wie in 2A gezeigt auf die Y-Z-Ebene gesehen wird, die Kondensationsposition PH, die durch die Kombination der Brechkraft des kondensierenden optischen Elements 2 und der Brechkraft des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 erhalten wird, in der konjugierten Ebene PC. Da jedoch der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 in 2A keine Brechkraft hat, ist die Kondensationsposition PH gleich der Y-Achsenrichtungs-Kondensationsposition des kondensierenden optischen Elements 2.
Wenn wie in 2B gezeigt auf die Z-X-Ebene gesehen wird, ist die Kondensationsposition PW, die durch die Kombination der Brechkraft des kondensierenden optischen Elements 2 und der Brechkraft des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311 erhalten wird, in der konjugierten Ebene PC. In 2B hat der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 eine Brechkraft.
Die Kondensationspositionen PH und PW sind Kondensationspositionen, die durch die kombinierte Brechkraft des kondensierenden optischen Elements 2 und des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 erhalten werden. In 2A ist die Kondensationsposition PH die Y-Achsenrichtungs-Kondensationsposition, die durch die Brechkraft des kondensierenden optischen Elements 2 erhalten wird. In 2B ist die Kondensationsposition PW die X-Achsenrichtungs-Kondensationsposition, die durch die kombinierte Brechkraft des kondensierenden optischen Elements 2 und des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 erhalten wird.
Daher wird die Brennweite des Brennpunkts des kondensierenden optischen Elements 2 betreffend die X-Achsenrichtung kürzer als die Brennweite des Brennpunkts des kondensierenden optischen Elements 2 betreffend die Y-Achsenrichtung. Mit anderen Worten, die Brennweite des kondensierenden optischen Elements 2 für die Z-Y-Ebene wird kürzer als die Brennweite des kondensierenden optischen Elements 2 für die Y-Z-Ebene. Die Position des Brennpunkts hinsichtlich der X-Achsenrichtung ist die Brennpunktposition PW. Die Position des Brennpunkts hinsichtlich der Y-Achsenrichtung ist die Brennpunktposition PH.
Die konjugierte Ebene PC befindet sich an der Position, die konjugiert mit der Beleuchtungsfläche 9 ist.
Daher entspricht die Ausbreitung von Licht in der konjugierten Ebene PC in der horizontalen Richtung der ”Lichtverteilungsbreite” auf der Beleuchtungsfläche 9. Somit kann die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC gesteuert werden durch Ändern der Krümmung des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 in der X-Achsenrichtung.
Dies ermöglicht, dass die Helligkeit der Punktlichtverteilung (Bereich hoher Beleuchtungsstärke) des Scheinwerfermoduls 100 geändert werden kann. Genauer gesagt, wenn die Punktlichtverteilung schmal ist, ist die Helligkeit der Punktlichtverteilung heller als wenn die Punktlichtverteilung breit ist. Die Helligkeit einer schmalen Punktlichtverteilung ist höher als die Helligkeit einer breiten Punktlichtverteilung.
Die durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 bestimmte Kondensationsposition PW braucht nicht notwendigerweise mit der konjugierten Ebene PC übereinzustimmen.
4 und 5 sind Diagramme zum Erläutern der Kondensationsposition PW des Scheinwerfermoduls 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel. Die Kondensationsposition PH befindet sich in der konjugierten Ebene PC, wie in 4A und 5A gezeigt ist.
In 4 befindet sich die Kondensationsposition PW des von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 emittierten Lichts auf der Frontseite (–Z-Achsenrichtungsseite) der konjugierten Ebene PC. Das heißt, die Kondensationsposition PW befindet sich zwischen dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und der Lichtblockadeplatte 5. Die Kondensationsposition PW befindet sich zwischen dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und der konjugierten Ebene PC. Die Kondensationsposition PW befindet sich in einem Raum zwischen dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und der Lichtblockadeplatte 5. In 4 wird die Kondensationsposition PW durch das kondensierende optische Element 2 und den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 bestimmt.
Der ”Raum” bedeutet einen Hohlraum.
In der Konfiguration von 4 divergiert das Licht, nachdem es durch die Kondensationsposition PW hindurchgegangen ist. Daher ist die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC größer als die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses an der Kondensationsposition PW. Demgemäß wird Licht mit einer Breite in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) von der konjugierten Ebene PC ausgestrahlt.
In 5 befindet sich die Kondensationsposition PW des von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 emittierten Lichts hinter (auf der +Z-Achsenrichtungsseite) der konjugierten Ebene PC. In 5 befindet sich die Kondensationsposition PW auf der +Z-Achsenrichtungsseite der konjugierten Ebene PC.
Das heißt, die Kondensationsposition PW befindet sich zwischen der Lichtblockadeplatte 5 (konjugierte Ebene PC) und der Projektionslinse 8. In 5 wird die Kondensationsposition PW durch das kondensierende optische Element 2 und den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 bestimmt.
”Hinter” stellt die Richtung, in der sich das Licht fortpflanzt, dar. Beispielsweise ist in dem Fall, in welchem das von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlte Licht das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 erreicht, das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 hinter dem kondensierenden optischen Element 2 angeordnet.
In der Konfiguration von 5 kondensiert das durch die konjugierte Ebene PC hindurchgehende Licht an der Kondensationsposition PW. Daher ist die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC größer als die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses an der Kondensationsposition PW. Demgemäß wird Licht mit einer Breite in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) von der konjugierten Ebene PC ausgestrahlt.
Die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC kann durch Steuern des Abstands von der konjugierten Ebene PC zu der Kondensationsposition PW gesteuert werden. Demgemäß wird Licht mit einer Breite in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) von der konjugierten Ebene PW ausgestrahlt.
Jede Kondensationsposition PH, PW ist eine Position, an der die Dichte des Lichts pro Flächeneinheit das Maximum aufgrund des minimalen Lichtflussdurchmessers in der X-Y-Ebene erreicht.
Daher wird in Fällen, in denen die Kondensationsposition PW und die Position der konjugierten Ebene PC zusammenfallen, die Breite der Punktlichtverteilung auf der Beleuchtungsfläche 9 am kleinsten. Weiterhin wird die Beleuchtungsstärke der Punktlichtverteilung auf der Beleuchtungsfläche 9 am höchsten.
Somit wird, wenn gewünscht ist, die hellste Punktlichtverteilung zu bilden, dies dadurch erreicht, dass die Kondensationsposition PW des durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 hindurchgehenden Lichts in Übereinstimmung mit der Position der konjugierten Ebene PC gebracht wird. Dies wird erreicht durch Bringen der Kondensationsposition PH des durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 hindurchgehenden Lichts in Übereinstimmung mit der Position der konjugierten Ebene PC.
Hier sind die Kondensationspositionen PH und PW und die Position der konjugierten Ebene PC Positionen in der Z-Achsenrichtung.
Als Nächstes wird das durch den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a oder 42b hindurchgehende Licht nachfolgend erläutert.
Wie in 2B gezeigt ist, hat jeder der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a, 42b eine konkave Form bei Betrachtung der Z-X-Ebene. Das Heißt, der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a, 42b hat negative Brechkraft hinsichtlich der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung). In 2B hat der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a, 42b eine konkave Form, die in der –Y-Achsenrichtung konkav ist.
Somit wird das auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a, 42b auftreffende Licht zerstreut und von der Austrittsfläche 43 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 ausgestrahlt. Das heißt, das auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a, 42b auftreffende Licht wird von der Austrittsfläche 43 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 ausgestrahlt, während der Divergenzwinkel zunimmt.
Daher ist die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses, der auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a, 42b auftrifft und von der Austrittsfläche 43 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 auf die konjugierte Ebene PC ausgestrahlt wird, groß. Die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC wird durch den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a, 42b vergrößert.
Beispielsweise ist, wie in 2B gezeigt ist, die Breite des Lichtflusses L₂, der auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a oder 42b auftrifft und von der Austrittsfläche 43 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 auf die konjugierte Ebene PC ausgestrahlt wird, größer als die Breite des Lichtflusses L₁, der auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 auftrifft und von der Austrittsfläche 43 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 auf die konjugierte Ebene PC ausgestrahlt wird. Hier bedeutet die Breite die Abmessung des Lichtflusses in der X-Achsenrichtung.
Wie vorstehend beschrieben ist, haben die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b die negative Brechkraft in der X-Achsenrichtung und sind so in der Lage, ein breites Lichtverteilungsmuster zu bilden. Die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b bilden eine Diffusionslichtverteilung, die breiter als die von dem Durchgang durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 erzeugte Punktlichtverteilung ist.
Die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b bilden eine Diffusionslichtverteilung, die breiter als die Punktlichtverteilung ist. Die Punktlichtverteilung wird durch den Durchgang durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 gebildet. Die Diffusionslichtverteilung wird durch den Durchgang durch den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a oder 42b gebildet.
Demgemäß wird die Breite des Lichtflusses L₂, der auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a oder 42b auftrifft und von der Austrittsfläche 43 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 auf die konjugierte Ebene PC ausgestrahlt wird, größer als die Breite des Lichtflusses L₁, der auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 auftrifft und von der Austrittsfläche 43 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 auf die konjugierte Ebene PC ausgestrahlt wird.
Mit anderen Worten, in der konjugierten Ebene PC und in der X-Achsenrichtung wird die Breite L₂ des Lichtflusses größer als die Breite des Lichtflusses L₁. Der Lichtfluss L₁ ist der Lichtfluss, der auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 auftrifft und von der Austrittsfläche 43 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 ausgestrahlt wird. Der Lichtfluss L₂ ist der Lichtfluss, der auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a oder 42b auftrifft und von der Austrittsfläche 43 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 ausgestrahlt wird.
Diese Diffusionslichtverteilung wird der Punktlichtverteilung überlagert und auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert. Die Punktlichtverteilung wird durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 gebildet. Die Diffusionslichtverteilung wird durch die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b gebildet.
”Überlagern” bedeutet Überlappen.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Diffusionslichtverteilung so überlagert, dass sie die Punktlichtverteilung enthält. Die Diffusionslichtverteilung ist in der Lage, die Grenzlinie der Form der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 (Lichtquellenbild), die von der Punktlichtverteilung auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert wird, zu verwischen. Das Scheinwerfermodul 100 ist in der Lage, die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit auf einfache Weise zu verringern, während die Helligkeit der Punktlichtverteilung beibehalten wird.
”Enthalten” bedeutet, etwas im Innern zu haben. In diesem Beispiel bedeutet ”Enthalten”, dass die Punktlichtverteilung sich in dem Bereich der Diffusionslichtverteilung befindet.
Somit befindet sich die Punktlichtverteilung in dem Bereich der Diffusionslichtverteilung. Demgemäß wird der Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke innerhalb des Lichtverteilungsmusters auf der Beleuchtungsfläche 9 gebildet. Die Diffusionslichtverteilung bildet das gesamte Lichtverteilungsmuster. Die Punktlichtverteilung bildet den Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke.
Der Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke wird auf der Grundlage der Form der lichtemittierenden Oberfläche 11 (Lichtquellenbild) gebildet. Die Form der lichtemittierenden Oberfläche 11 ist im Allgemeinen rechteckig oder kreisförmig. Daher wird der Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke in einfacher Weise auf der Grundlage der Form der lichtemittierenden Oberfläche 11 gebildet.
Das in 1 gezeigte Scheinwerfermodul 100 bildet das Lichtverteilungsmuster und den Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke durch Verwendung von lichtbrechenden Oberflächen. Das in 2 gezeigte Scheinwerfermodul 100 bildet das Lichtverteilungsmuster und den Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke durch Verwendung von lichtbrechenden Oberflächen und einer Totalreflexionsfläche. Somit verwendet das Scheinwerfermodul 100 keinen Reflektor mit einer Spiegelfläche. Demgemäß erleichtert das Scheinwerfermodul 100 die Zunahme des Lichtausnutzungs-Wirkungsgrads oder vereinfacht den Herstellungsprozess, wie später erläutert wird.
Jeder von den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteilen 42a, 42b kann mit einer konvexen Form gebildet werden, wenn er auf der Z-X-Ebene betrachtet wird. Mit anderen Worten, jeder von den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteilen 42a, 42b kann eine positive Brechkraft in der X-Achsenrichtung haben.
<Verhalten des Strahls in der Z-Y-Ebene>
Das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 hat keine Brechkraft in der Y-Achsenrichtung (vertikale Richtung). Das heißt, das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 hat keine Brechkraft bei Betrachtung der Y-Z-Ebene. Daher unterscheiden sich, wenn das Licht, das in das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 eintritt, in der Y-Z-Ebene betrachtet wird, wie beispielsweise in 2A gezeigt ist, die Winkel des auf das Lichtverteilungs-Steuerelements 4 auftreffenden Strahls und des von dem Lichtverteilungs-Steuerelement 4 ausgestrahlten Strahls mit Bezug auf die optische Achse C nicht voneinander.
Daher wird das von der Lichtquelle 1 emittierte Licht durch das kondensierende optische Element 2 auf die konjugierte Ebene PH kondensiert.
In dem durch Straßenverkehrsregeln oder dergleichen vorgeschriebenen Lichtverteilungsmuster hat beispielsweise ein Bereich auf der unteren Seite der Schnittlinie 91 die maximale Beleuchtungsstärke.
Die konjugierte Ebene PC und die Beleuchtungsfläche 9 haben eine konjugierte Beziehung. Daher ist es, um den Bereich der Beleuchtungsfläche 9 auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) der Schnittlinie 91 die maximale Beleuchtungsstärke zu lassen, ausreichend, wenn die Helligkeit eines Bereichs auf der oberen Seite (+Y-Achsenrichtungsseite) der Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 am höchsten gemacht wird.
Um ein derartiges Lichtverteilungsmuster zu bilden, wird beispielsweise ein Teil des in der konjugierten Ebene PH durch das kondensierende optische Element 2 kondensierten Lichts durch die Lichtblockadeplatte 5 blockiert. Die Helligkeit des in der konjugierten Ebene PC kondensierten Lichts ist die höchste auf der optischen Achse C. Daher ist es möglich, dass der Bereich auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) der Schnittlinie 91 die maximale Beleuchtungsstärke hat, indem das Licht auf der optischen Achse C beispielsweise wie in 2A gezeigt, blockiert wird.
In 2A wird ein Beispiel des Anordnens der Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 auf der optischen Achse C gezeigt. Jedoch fällt, selbst wenn die Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 in der Nähe der optischen Achse C angeordnet ist, die Beleuchtungsstärke des Bereichs auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) der Schnittlinie 91 nicht wesentlich ab. Somit ist es zumindest möglich, ein Scheinwerfermodul 100 zu erzeugen, während die Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 an einer Position angeordnet wird, die leicht von der optischen Achse C abweicht.
Beispielsweise ist es möglich, eine Kante des Bilds der lichtemittierenden Oberfläche 11 auf der –Y-Achsenrichtungsseite und die Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 in Übereinstimmung miteinander zu bringen. In diesem Fall kann der gesamte Bereich hoher Helligkeit, der mit dem Bild der lichtemittierenden Oberfläche 11 gebildet ist, auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert werden.
In 2A wurden der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b als zylindrische Linsen beschrieben. Jedoch ist es möglich, den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 oder den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a oder 42b als eine Linsenoberfläche mit einer Brechkraft, die zwischen der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung unterschiedlich ist, zu bilden. Beispielsweise kann eine ringförmige Linsenoberfläche als ein Beispiel für eine derartige Linsenoberfläche genommen werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Höhe des Lichtflusses in der Y-Z-Ebene eingestellt werden durch ordnungsgemäßes Ändern der Krümmungen des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 und der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 in der vertikalen Richtung (Y-Achsenrichtung) ähnlich wie in den Fällen des Einstellens der Horizontalrichtungsbreite der Lichtverteilung.
<Lichtverteilungsmuster>
In dem Lichtverteilungsmuster der Scheinwerfervorrichtung eines Motorrads hat die Schnittlinie 91 die Form einer geraden horizontalen Linie. Das heißt, die Schnittlinie 91 hat die Form einer geraden Linie, die sich in der seitlichen Richtung (X-Achsenrichtung) des Fahrzeugs erstreckt.
In dem Lichtverteilungsmuster des Abblendlichts der Scheinwerfervorrichtung eines Motorrads sollte ein Bereich auf der unteren Seite der Schnittlinie 91 am hellsten sein. Der Bereich mit der maximalen Beleuchtungsstärke wird als der ”Bereich hoher Beleuchtungsstärke” bezeichnet. Somit ist der Bereich auf der unteren Seite der Schnittlinie 91 der Bereich hoher Beleuchtungsstärke.
Die konjugierte Ebene PC auf der Lichtblockadeplatte 5 und der Beleuchtungsfläche 9 sind in der optisch konjugierten Beziehung. Die Seite 51 befindet sich an dem untersten (–Y-Achsenrichtungsseite) Ende des Bereichs in der konjugierten Ebene PC, durch den das Licht hindurchgeht. Daher entspricht die Seite 51 der Schnittlinie 91 auf der Beleuchtungsfläche 9.
Das Lichtverteilungsmuster in der konjugierten Ebene PC wird durch die Projektionslinse 8 auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert, während es in der vertikalen Richtung und der seitlichen Richtung invertiert wird.
Das Scheinwerfermodul 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel projiziert das in der konjugierten Ebene PC gebildete Lichtverteilungsmuster mit der Projektionslinse 8 direkt auf die Beleuchtungsfläche 9. Daher wird das Lichtverteilungsmuster in der konjugierten Ebene PC direkt auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert. Somit bildet die Helligkeitsverteilung in der konjugierten Ebene PC direkt die Beleuchtungsstärkeverteilung auf der Beleuchtungsfläche 9.
Demgemäß ist es, um das Lichtverteilungsmuster, in welchem ein Bereich auf der unteren Seite der Schnittlinie 91 am hellsten ist, zu realisieren, ausreichend, wenn die Helligkeitsverteilung in der konjugierten Ebene PC so gebildet ist, dass die Helligkeit eines Bereichs auf der +Y-Achsenrichtungsseite von der Seite 51 am höchsten ist.
Weiterhin ist es, um die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit (Beleuchtungsstärkeunregelmäßigkeit) in dem auf die Beleuchtungsfläche 9 projizierten Lichtverteilungsmuster zu verhindern, ausreichend, wenn eine Beleuchtungsverteilung ohne Unregelmäßigkeit in der konjugierten Ebene PC gebildet wird.
6 und 7 sind Diagramme, die die von dem Scheinwerfermodul 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel auf der Beleuchtungsfläche 9 gebildete Beleuchtungsstärkeverteilung in einer Konturenanzeige zeigen.
Die ”Konturenanzeige” bedeutet das Anzeigen in einer Konturenzeichnung. Die ”Konturenzeichnung” bedeutet eine Zeichnung, in der Punkte mit dem gleichen Wert durch Linien verbunden sind.
6 zeigt die Beleuchtungsstärkeverteilung in dem Fall, in welchem das in 2 gezeigte Lichtverteilungs-Steuerelement 4 verwendet wird. Genauer gesagt, die konjugierte Ebene PC befindet sich an der Position der Lichtblockadeplatte 5. Die Kondensationspositionen PH und PW befinden sich in der konjugierten Ebene PC. Das heißt, die Kondensationspositionen PH und PW befinden sich auf der Lichtblockadeplatte 5.
7 zeigt die Beleuchtungsstärkeverteilung in dem Fall, in welchem das in 4 gezeigte Lichtverteilungs-Steuerelement 4 verwendet wird. Genauer gesagt, die konjugierte Ebene PC befindet sich an der Position der Lichtblockadeplatte 5. Die Kondensationsposition PW befindet sich zwischen dem Lichtverteilungs-Steuerelement 4 und der Lichtblockadeplatte 5. Die Kondensationsposition PH befindet sich in der konjugierten Ebene PC. Das heißt, die Kondensationsposition PH befindet sich auf der Lichtblockadeplatte 5.
Diese Beleuchtungsstärkeverteilung ist eine Beleuchtungsstärkeverteilung, die auf eine Beleuchtungsfläche 9, die 25 Meter voraus (+Z-Achsenrichtung) ist, projiziert wird. Diese Beleuchtungsstärkeverteilung wurde durch Simulation erhalten.
Wie aus 6 bekannt ist, ist die Schnittlinie 91 des Lichtverteilungsmusters eine ausgeprägte gerade Linie. Genauer gesagt, der Abstand zwischen Konturlinien ist unter der Schnittlinie 91 eng. In der Beleuchtungsverteilung befindet sich der Bereich höchster Beleuchtungsstärke (Bereich hoher Beleuchtungsstärke) 93 in einem kurzen Abstand von der Schnittlinie 91.
In 6 befindet sich die Mitte des Bereichs 93 hoher Beleuchtungsstärke auf der +Y-Achsenrichtungsseite von der Mitte des Lichtverteilungsmusters. In 6 ist der Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke innerhalb eines Bereichs auf der +Y-Achsenrichtungsseite von der Mitte des Lichtverteilungsmusters. Die Mitte des Lichtverteilungsmusters bedeutet die Mitte des Lichtverteilungsmusters in dessen Breitenrichtung und Höhenrichtung.
Es ist bekannt, dass ein Bereich 92 auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) von der Schnittlinie 91 des Lichtverteilungsmusters der hellste ist. Genauer gesagt, der Bereich 93, der der hellste in dem Lichtverteilungsmuster ist, ist in dem Bereich 92 auf der unteren Seite der Schnittlinie 91 des Lichtverteilungsmusters enthalten.
Der Abstand zwischen Konturlinien des Lichtverteilungsmusters wird von dem Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke zu der Peripherie hin kontinuierlich enger. Genauer gesagt, der Konturlinienabstand wird von dem Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke zu der Peripherie des Lichtverteilungsmusters nicht extrem eng. Weiterhin wird der Konturlinienabstand nicht extrem weiter. Kurz gesagt, der Konturlinienabstand wird kontinuierlich enger.
Der Umstand, dass der Konturlinienabstand des Lichtverteilungsmusters kontinuierlich enger wird, bedeutet, dass die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit nicht aufgetreten ist. Der Umstand, dass der Konturlinienabstand des Lichtverteilungsmusters sich kontinuierlich ändert, bedeutet, dass die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit nicht aufgetreten ist.
In dem in 7 gezeigten Lichtverteilungsmuster ist die Schnittlinie 91 eine ausgeprägte gerade Linie. Genauer gesagt, der Abstand zwischen Konturlinien ist auf der unteren Seite der Schnittlinie 91 eng. In der Beleuchtungsverteilung befindet sich der Bereich höchster Beleuchtungsstärke (Bereich hoher Beleuchtungsstärke) 93 in einem kurzen Abstand von der Schnittlinie 91.
In 7 befindet sich die Mitte des Bereichs 93 hoher Beleuchtungsstärke auf der +Y-Achsenrichtungsseite von der Mitte des Lichtverteilungsmusters. In 7 ist der Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke innerhalb eines Bereichs auf der +Y-Achsenrichtungsseite von der Mitte des Lichtverteilungsmusters.
In dem in 7 gezeigten Lichtverteilungsmuster wird ein Bereich 92 auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) von der Schnittlinie 91 der am hellsten beleuchtete. Genauer gesagt, der Bereich 93, der der hellste in dem Lichtverteilungsmuster ist, ist in dem Bereich 92 auf der unteren Seite von der Schnittlinie 91 des Lichtverteilungsmusters enthalten.
In 6 und 7 befindet sich der Bereich 92 auf der unteren Seite von der Schnittlinie 91 zwischen der Mitte des Lichtverteilungsmusters und der Schnittlinie 91.
Der Konturlinienabstand des Lichtverteilungsmusters wird von dem Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke zu der Peripherie hin kontinuierlich enger. Genauer gesagt, der Konturlinienabstand wird von dem Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke zu der Peripherie des Lichtverteilungsmusters hin nicht extrem enger. Weiterhin wird der Konturlinienabstand nicht extrem weiter. Kurz gesagt, der Konturlinienabstand wird kontinuierlich enger.
Der Umstand, dass der Konturlinienabstand des Lichtverteilungsmusters kontinuierlich enger wird, bedeutet, dass die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit nicht aufgetreten ist. Der Umstand, dass sich der Konturlinienabstand des Lichtverteilungsmusters kontinuierlich ändert, bedeutet, dass die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit nicht aufgetreten ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Beleuchtungsverteilung leicht geändert werden, indem die gekrümmte Oberflächenform des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 geändert wird. Insbesondere können die Form und die Beleuchtungsstärke des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke geändert werden.
Weiterhin kann der Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke erfolgreich gebildet werden, ohne das Lichtquellenbild der Lichtquelle 1 in dem Lichtverteilungsmuster klar zu projizieren. Das heißt, die Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke wird erfolgreich gebildet, ohne die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit zu bewirken. Der Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke wird gebildet, während die Beleuchtungsstärkeunregelmäßigkeit unterbunden wird.
Wie vorstehend beschrieben ist, benötigt das Scheinwerfermodul 100 keine komplizierte Konfiguration des optischen Systems, um den Bereich hoher Beleuchtungsstärke in dem Lichtverteilungsmuster zu bilden. Das Scheinwerfermodul 100 benötigt keine komplizierte Konfiguration des optischen Systems, um die Beleuchtungsstärkeunregelmäßigkeit in dem Bereich hoher Beleuchtungsstärke zu unterdrücken. Das Scheinwerfermodul 100 benötigt keine komplizierte Konfiguration des optischen Systems, um die Beleuchtungsstärkeunregelmäßigkeit in dem Lichtverteilungsmuster zu unterdrücken. Somit ist das Scheinwerfermodul 100 in der Lage, eine Scheinwerfervorrichtung zu realisieren, die eine geringe Größe hat, einfach konfiguriert ist und den Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad verbessert.
<Vergleichsbeispiel>
Ein Vergleichsbeispiel zum Verifizieren der Wirkungen des Scheinwerfermoduls 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel wird nachfolgend beschrieben. In diesem Vergleichsbeispiel ist das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 aus den Komponenten des Scheinwerfermoduls 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel entfernt.
8 ist ein Konfigurationsdiagramm, das ein Scheinwerfermodul 101 als das Vergleichsbeispiel zeigt.
In dem Scheinwerfermodul 100 stimmen die Kondensationspositionen PH und PW des kondensierenden optischen Elements 2 mit der konjugierten Ebene PC überein. Auch bei dem Scheinwerfermodul 101 als dem Vergleichsbeispiel stimmen die Kondensationspositionen PH und PW des kondensierenden optischen Elements 2 mit der konjugierten Ebene PC überein.
Mit einer derartigen Konfiguration kann der Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke in dem Bereich 92 auf der unteren Seite von der Schnittlinie erhalten werden.
9 ist ein Diagramm, das die von dem Scheinwerfermodul 101 in dem Vergleichsbeispiel gebildete Helligkeitsverteilung auf der Beleuchtungsfläche 9 in einer Konturenanzeige zeigt. Die Bedingungen der Simulation sind die gleichen wie diejenigen in den Fällen der 6 und 7.
In 9 wird das Lichtquellenbild der Lichtquelle 1 als ein Rechteck projiziert. Genauer gesagt, die Grenze des Lichtquellenbilds der Lichtquelle 1 wird klar projiziert.
Weiterhin ändert sich der Konturlinienabstand des Lichtverteilungsmusters von dem Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke zu der Peripherie hin diskontinuierlich. Genauer gesagt, der Konturlinienabstand wird in einigen Bereichen von dem Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke zu der Peripherie des Lichtverteilungsmusters hin extrem enger. Weiterhin wird der Konturlinienabstand in einigen Bereich extrem weiter.
Das heißt, die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit ist in 9 aufgetreten. Die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit ist in Bereichen um den Bereich 93 hoher Beleuchtungsstärke herum aufgetreten. Der Umstand, dass der Konturlinienabstand des Lichtverteilungsmusters sich diskontinuierlich ändert, bedeutet, dass die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit aufgetreten ist.
Dies ergibt sich daraus, dass das Bild der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 in der konjugierten Ebene PC durch das auf die Auftrefffläche 211 des kondensierenden optischen Elements 2 auftreffende und von der Austrittsfläche 232 ausgestrahlte Licht gebildet ist. Demgemäß wird die Grenze der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 direkt auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert. Die Bildung des Bildes der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 11 auf die konjugierte Ebene PC ist dem Einfluss von Aberration oder dergleichen ausgesetzt. Die Grenze der lichtemittierenden Oberfläche 11 erscheint als die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit.
Das in 2 gezeigte Scheinwerfermodul 101 bildet drei Bilder in der konjugierten Ebene PC. Demgegenüber bildet das in 8 gezeigte Scheinwerfermodul 101 ein Bild in der konjugierten Ebene PC. In dieser Hinsicht unterscheidet sich das Scheinwerfermodul 101 als das Vergleichsbeispiel von dem Scheinwerfermodul 101.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Vergleichsbeispiel erfolgreich hinsichtlich der Bildung des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke, indem die Kondensationsposition PH des kondensierenden optischen Elements 2 in Übereinstimmung mit der konjugierten Ebene PC gebracht wird. Jedoch tritt die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit in dem Vergleichsbeispiel auf, und es besteht die Möglichkeit der Verschlechterung des Fahrergefühls für den Abstand.
Demgegenüber ist das Scheinwerfermodul 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel, bei dem das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 angeordnet ist, in der Lage, wirksam die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit zu verringern, während der Bereich hoher Beleuchtungsstärke erhalten bleibt.
Dies ergibt sich daraus, dass das von jedem Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 emittierte Diffusionslicht dem in der konjugierten Ebene PC durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 gebildeten Bild überlagert wird. Mit anderen Worten, dies ergibt sich daraus, dass das in der konjugierten Ebene PC durch den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 gebildete Bild dem von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 in der konjugierten Ebene PC gebildeten Bild überlagert wird.
Das Scheinwerfermodul 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wurde dadurch beschrieben, dass das Abblendlicht einer Scheinwerfervorrichtung eines Motorrads als ein Beispiel genommen wurde. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Beispielsweise ist das Scheinwerfermodul 100 auch auf das Abblendlicht einer Scheinwerfervorrichtung für ein Motordreirad und das Abblendlicht einer Scheinwerfervorrichtung für ein Vierrad-Automobil anwendbar.
10 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für die Form der Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 zeigt. Die Seite 51 kann eine Form mit einer Stufe aufweisen, wie beispielsweise in 10 gezeigt ist. Genauer gesagt, die in 10 gezeigte Seite 51 hat die Form einer gebogenen Linie.
Wie von der Rückseite (von der –Z-Achsenrichtungsseite) aus betrachtet, ist die Seite 51a auf der linken Seite (–X-Achsenrichtungsseite) an einer Position, die höher ist als die (auf der +Y-Achsenrichtungsseite relativ zu der) Seite 51b auf der rechten Seite (+X-Achsenrichtungsseite).
Die konjugierte Ebene PC und die Beleuchtungsfläche 9 sind in einer optisch konjugierten Beziehung. Daher wird die Form des Lichtverteilungsmusters in der konjugierten Ebene PC durch die Projektionslinse 8 auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert, während sie in der vertikalen Richtung und der seitlichen Richtung invertiert wird. Das Lichtverteilungsmuster wird auf der +Y-Achsenrichtungsseite von der Seite 51 gebildet.
Somit ist auf der Beleuchtungsfläche 9 die Schnittlinie 91 auf der linken Seite mit Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs hoch, und die Schnittlinie 91 auf der rechten Seite ist niedrig.
Demgemäß ist es möglich, leicht die ”ansteigende Linie” zu bilden, die die Beleuchtung auf der Bürgersteigseite (linke Seite) für die Erkennung von Fußgängern und Verkehrszeichen anhebt. Diese Erläuterung wird für Fälle gegeben, in denen Fahrzeuge auf der linken Seite der Straße fahren. Somit wird die ansteigende Linie in der seitlichen Richtung in den Fällen umgekehrt, in denen Fahrzeuge auf der rechten Seite der Straße fahren. Das heißt, es wird eine ansteigende Linie, die die Beleuchtung auf der rechten Seite anhebt, gebildet.
Es gibt Fahrzeuge, an denen mehrere Scheinwerfermodule angeordnet sind, um ein Lichtverteilungsmuster durch Zusammenfügen von Mustern der Module zu bilden. Das heißt, es gibt Fälle, in denen mehrere Scheinwerfermodule angeordnet sind und das Lichtverteilungsmuster durch Zusammenfügen von Lichtverteilungsmustern der Module gebildet wird. Selbst in derartigen Fällen kann das Scheinwerfermodul 100 nach dem ersten Ausführungsbeispiel ohne weiteres verwendet werden.
Mit dem Scheinwerfermodul 100 kann die Breite oder die Höhe des Lichtverteilungsmusters geändert werden durch Einstellen der gekrümmten Oberflächenform des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 oder jedes Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 42 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4. Weiterhin kann die Beleuchtungsverteilung ebenfalls geändert werden.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel wurde ein Beispiel des Bildens des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 in einem Bereich und des Bildens des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 42 in zwei Bereichen beschrieben. Jedoch ist der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 nicht auf dieses Beispiel beschränkt und kann in mehreren Bereichen gebildet sein. Es ist erwünscht, dass der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 in einem Bereich gebildet ist, der die optische Achse C schneidet.
Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 braucht nicht notwendigerweise eine positive Brechkraft in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) zu haben. Beispielsweise können, selbst wenn der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 eine negative Brechkraft in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) hat, die gleichen Wirkungen erhalten werden, wenn eine positive Brechkraft kombiniert mit der Brechkraft des kondensierenden optischen Elements 2 gebildet ist.
Eine zweite Modifikation zeigt ein Beispiel, bei dem das kondensierende optische Element 2 ausgelassen wird durch Bilden eines Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311 oder eines Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312 als eine torusförmige Linsenoberfläche.
Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 bildet den Bereich hoher Beleuchtungsstärke, der sich in einem mittleren Teil des Lichtverteilungsmusters befindet. Daher ist es erwünscht, dass der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 eine größere Brechkraft in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) als der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 hat. Das heißt, es ist erwünscht, dass die Brechkraft des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) höher gesetzt ist als die Brechkraft des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 42 in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung).
Das Beleuchten des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke durch den sich entlang der optischen Achse C fortpflanzenden Strahl minimiert die Belastung des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 und ist am effizientesten. Der Bereich hoher Beleuchtungsstärke befindet sich allgemein in der Mitte des Lichtverteilungsmusters. Daher ist es erwünscht, den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 auf der optischen Achse C anzuordnen. Weiterhin ist es erwünscht, dass der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) eine größere Brechkraft als der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 hat.
Somit hat der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 in der horizontalen Richtung eine größere Brechkraft als der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42. Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 bildet den Bereich hoher Beleuchtungsstärke durch Kondensieren von Licht. Der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 ist an einer Position angeordnet, die von der optischen Achse C abweicht. Das heißt, die optische Achse C geht nicht durch den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 hindurch. Daher ist es wünschenswert, dass der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 eine schwächere positive Brechkraft oder negative Brechkraft als der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 hat und Licht breiter streut im Vergleich zu dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil.
Genauer gesagt, in Fällen, in denen der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 konvexe Oberflächen in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) sind, ist beispielsweise der Krümmungsradius des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) kleiner als der Krümmungsradius des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 42 in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung).
Demgegenüber ist in Fällen, in denen der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 konkave Oberflächen in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) sind, der Krümmungsradius des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) größer als der Krümmungsradius des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 42 in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung).
Zusammengefasst ist festzustellen, dass in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) die Brechkraft des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 42 kleiner als die Brechkraft des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 ist.
Eine konvexe Oberfläche hat positive Brechkraft, und eine konkave Oberfläche hat negative Brechkraft. Somit hat in Fällen, in denen der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 eine konvexe Oberfläche ist und der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 eine konkave Oberfläche ist, der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 eine positive Brechkraft, und der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 hat eine negative Brechkraft. Demgemäß ist die Brechkraft des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 42 kleiner als die Brechkraft des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41.
Bei dem Scheinwerfermodul 100 können die Breite und die Höhe des Lichtverteilungsmusters durch Einstellen der optischen Positionsbeziehung zwischen dem kondensierenden optischen Element 2 und dem Lichtverteilungs-Steuerelement 4 geändert werden. Weiterhin kann die Beleuchtungsverteilung ebenfalls geändert werden.
In dem Scheinwerfermodul 100 kann die Form der Schnittlinie 91 durch die Form der Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 definiert werden. Mit anderen Worten, das Lichtverteilungsmuster kann gemäß der Form der Lichtblockadeplatte 5 gebildet werden.
Somit ist es insbesondere nicht erforderlich, die Form des kondensierenden optischen Elements 2 oder dergleichen unter den mehreren Scheinwerfermodulen zu ändern. Das heißt, das kondensierende optische Element 2 kann als eine gemeinsame Komponente verwendet werden. Demgemäß kann die Anzahl von Typen von Komponenten herabgesetzt werden, der Montagewirkungsgrad kann verbessert werden, und die Produktionskosten können verringert werden.
Es ist ausreichend, solange derartige Funktionen des wünschenswerten Einstellens der Breite und der Höhe des Lichtverteilungsmusters und des wünschenswerten Einstellens der Beleuchtungsverteilung durch das gesamte Scheinwerfermodul 100 erfüllt werden. Das Scheinwerfermodul 100 enthält das kondensierende optische Element 2, das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 und die Lichtblockadeplatte 5 als optische Komponenten. Somit ist es auch möglich, diese Funktionen zwischen einer optischen Oberfläche des kondensierenden optischen Elements 2 oder dem Lichtverteilungs-Steuerelement 4 und der Lichtblockadeplatte 5, die das Scheinwerfermodul 100 bilden, zu verteilen.
<Erste Modifikation>
Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 wurden als segmentierte diskontinuierliche Oberflächen beschrieben. Jedoch können der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 als verbundene Oberflächen gebildet sein. Weiterhin können der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 als stufenlos verbundene, kontinuierliche Oberflächen gebildet sein.
18A und 18B sind Konfigurationsdiagramme, die die Konfiguration eines Scheinwerfermoduls 102 nach einer ersten Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels zeigen. 19 ist eine perspektivische Ansicht eines Lichtverteilungs-Steuerelements 40 nach der ersten Modifikation.
Beispielsweise ist in 19 der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 ein Bereich, der von Zweipunkt-Strich-Linien umgeben ist. Der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 ist ein Bereich, der von gestrichelten Linien umgeben ist.
Wie aus 19 ersichtlich ist, ist die Grenze zwischen dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und dem Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 kontinuierlich so verbunden, dass eine stufenlose gekrümmte Oberfläche gebildet ist. Die Auftrefffläche des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 ist als eine Oberfläche gebildet, die über die gesamte Auftrefffläche kontinuierlich ist. Mit anderen Worten, es gibt keine Stufe an der Grenze zwischen dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und dem Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42. Weiterhin ist die Grenze zwischen dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und dem Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 nicht wie beispielsweise eine V-Form gebogen. Eine ”Biegung wie eine V-Form” meint eine Biegung wie eine gefurchte Linie, die zwischen zwei Oberflächen gebildet ist. Die ”gefurchte Linie” meint ein Liniensegment an einem Teil, bei dem zwei Oberflächen einander schneiden. Genauer gesagt, eine Ecke ist zwischen zwei Oberflächen gebildet.
20 zeigt ein Beispiel für einen auf das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 auftreffenden Strahl. 20 ist ein Diagramm, das eine Ansicht von der +Y-Achsenrichtungsseite aus zeigt.
Aus 20 ist ersichtlich, dass in Fällen, in denen der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42 segmentiert sind, Strahlen existieren, die auf eine Stufe 44 an der Grenze zwischen dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und dem Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 auftreffen. In 20 trifft beispielsweise ein Lichtstrahl R auf die Stufe 44 auf.
Der Lichtstrahl R trifft nicht auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 oder den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 auf. Somit erreicht der Lichtstrahl R keine beabsichtigte Position. Beispielsweise erreicht der Lichtstrahl R keine beabsichtigte Position auf der konjugierten Ebene PC. Mit anderen Worten, der Lichtstrahl R wird nicht von dem Lichtverteilungs-Steuerelement 4 gesteuert. Demgemäß verschlechtert der Lichtstrahl R die Qualität des Lichtverteilungsmusters. Weiterhin wird der Lichtstrahl R in Fällen, in denen der Lichtstrahl R keinen gültigen Bereich auf der konjugierten Ebene PC erreicht, nicht für das Lichtverteilungsmuster verwendet.
Derartige Lichtstrahlen R, die auf die Stufe 44 auftreffen, können nicht effektiv verwendet werden. Somit bewirkt die Stufe 44 einen Abfall des Lichtausnutzungs-Wirkungsgrads. Weiterhin bewirken derartige Lichtstrahlen R als unnötiges Licht ein grelles Licht oder dergleichen. Das grelle Licht bedeutet verwirrendes Licht. In Bezug auf die Scheinwerfervorrichtung meint grelles Licht ein Licht, das bewirkt, dass das eigene Sichtfeld beeinträchtigt wird und das Betrachten des vorderen Bereichs erschwert.
Auch tritt in Fällen, in denen die Grenze wie eine V-Form gebogen ist, eine Erscheinung ähnlich der durch die Stufe 44 bewirkten auf.
Jedoch hat das Lichtverteilungs-Steuerelement 40 keine Stufe an der Grenze zwischen dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 und dem Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42. Demgemäß wird das auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 oder den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42 auftreffende Licht für die Gestaltung des Lichtverteilungsmusters verwendet. Mit anderen Worten, das auf das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 auftreffende Licht wird durch das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 gesteuert. In dem Lichtverteilungs-Steuerelement 4 tritt Licht, das nicht für das Lichtverteilungsmuster verwendet wird, oder Licht, das die Qualität des Lichtverteilungsmusters verschlechtert, nicht auf. Das Lichtverteilungs-Steuerelement 40 trägt zur Erhöhung des Lichtausnutzungs-Wirkungsgrads und zur Verringerung des grellen Lichts bei.
Die vorstehend beschriebene erste Modifikation ist auch auf andere Ausführungsbeispiele anwendbar.
Zweites Ausführungsbeispiel
11A und 11B sind Konfigurationsdiagramme, die die Konfiguration eines Scheinwerfermoduls 110 nach einem zweiten Ausführungsbeispiel zeigen. 11A ist ein Diagramm, das das Scheinwerfermodul 110 von der rechten Seite (–X-Achsenrichtungsseite) mit Bezug auf die Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs aus betrachtet zeigt. 11B ist ein Diagramm, das das Scheinwerfermodul 110 von der oberen Seite (+Y-Achsenrichtungsseite) aus betrachtet zeigt.
Wie in 11A und 11B gezeigt ist, enthält das Scheinwerfermodul 110 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel die Lichtquelle 1, das kondensierende optische Element 2 und ein optisches Lichtleitungs-Projektionselement 3. Das kondensierende optische Element 2 kann in Fällen ausgelassen werden, in denen eine Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 die lichtkondensierende Funktion hat. Es können Fälle auftreten, in denen das Scheinwerfermodul 110 die Lichtquelle 1 und das kondensierende optische Element 2 als eine einzige Einheit, die durch Anbringen des kondensierenden optischen Elements 2 an der Lichtquelle 1 gebildet ist, enthält.
Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass es das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 mit den Funktionen des Lichtverteilungs-Steuerelements 4, der Lichtblockadeplatte 5 und der Projektionslinse 8 bei dem ersten Ausführungsbeispiel in einem Körper enthält. Genauer gesagt, das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 hat eine Konfiguration, die das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 und die Projektionslinse 8 enthält. Die Funktion der Lichtblockadeplatte 5 wird durch eine reflektierende Oberfläche 32 implementiert.
Komponenten, die denen des in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Scheinwerfermoduls 100 äquivalent sind, sind die gleichen Bezugszeichen wie in dem ersten Ausführungsbeispiel zugewiesen, und eine wiederholte Erläuterung von diesen wird weggelassen.
Die Komponenten, die denen in dem ersten Ausführungsbeispiel äquivalent sind, sind die Lichtquelle 1 und das kondensierende optische Element 2. Jedoch ist die Anordnung der Lichtquelle 1 und des kondensierenden optischen Elements 2 in dem zweiten Ausführungsbeispiel unterschiedlich gegenüber der in dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die Erläuterung in dem ersten Ausführungsbeispiel wird eingesetzt für die Erläuterung der Konfiguration, Funktion, Arbeitsweise usw. jeder Komponente, die identisch mit der in dem ersten Ausführungsbeispiel ist, selbst wenn die Erläuterung in dem zweiten Ausführungsbeispiel weggelassen ist. Weiterhin wird die Beschreibung in dem zweiten Ausführungsbeispiel in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel als Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels verwendet. Hier enthält die ”Arbeitsweise” das Verhalten von Licht.
Die Lichtquelle 1 und das kondensierende optische Element 2 sind mit ihren optischen Achsen Cs und C in der –Y-Achsenrichtung um einen Winkel geneigt angeordnet. ”Neigen der optische Achse in der –Y-Achsenrichtung” bedeutet eine Drehung der optischen Achse, die ursprünglich parallel zu der Z-Achse war, um die X-Achse als der Drehachse im Uhrzeigersinn, wenn sie von der –X-Achsenrichtungsseite aus betrachtet wird.
Um die Erläuterung der Lichtquelle 1 und des kondensierenden optischen Elements 2 zu vereinfachen, werden X₁Y₁Z₁-Koordinaten als ein neues Koordinatensystem verwendet. Die X₁Y₁Z₁-Koordinaten sind Koordinaten, die durch Drehen der XYZ-Koordinaten um die X-Achse als der Drehachse im Uhrzeigersinn um den Winkel ”a” bei Betrachtung von –X-Achsenrichtungsseite aus erhalten werden.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die X-Achse parallel zu der reflektierenden Oberfläche 32 und senkrecht zu einer optischen Achse C₁. Die Y-Achse ist senkrecht zu der Z-X-Ebene. Die Z-Achse ist parallel zu der optischen Achse C₁. Eine X₁-Achse ist parallel zu der reflektierenden Oberfläche 32 und senkrecht zu der optischen Achse C₁. Das heißt, die X₁-Achse ist identisch mit der X-Achse. Eine Y₁-Achse ist senkrecht zu einer Z₁-X₁-Ebene. Eine Z₁-Achse ist parallel zu einer optischen Achse C₂. Alternativ ist die Z₁-Achse parallel zu der optischen Achse Cs.
Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist die optische Achse C₂ des kondensierenden optischen Elements 2 parallel zu der Z₁-Achse. Weiterhin stimmt die optische Achse C₂ des kondensierenden optischen Elements 2 mit der optischen Achse Cs der Lichtquelle 1 überein.
Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die optische Achse C₁ die optische Achse des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3. Die optische Achse C₂ ist die optische Achse des kondensierenden optischen Elements 2. Die optische Achse Cs ist die optische Achse der Lichtquelle 1.
<Lichtquelle 1>
Die Lichtquelle 1 hat die lichtemittierende Oberfläche 11. Die Lichtquelle 1 emittiert Licht zum Beleuchten eines Bereichs vor (in der +Z-Achsenrichtung von) dem Fahrzeug von der lichtemittierenden Oberfläche 11 aus.
Die Lichtquelle 1 befindet sich auf der –Z₁-Achsenrichtungsseite des kondensierenden optischen Elements 2. Die Lichtquelle 1 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite von (hinter) dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3. Die Lichtquelle 1 befindet sich auf der +Y-Achsenrichtungsseite (oberen Seite) des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3.
In 11 emittiert die Lichtquelle 1 Licht in der +Z₁-Achsenrichtung. Während der Typ der Lichtquelle 1 nicht besonders beschränkt ist, wird die folgende Erläuterung unter der Annahme gegeben, dass die Lichtquelle 1 eine LED ist, in der gleichen Weise wie in der vorstehenden Erläuterung.
<Kondensierendes optisches Element 2>
Das kondensierende optische Element 2 selbst ist das gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Hinsichtlich des kondensierenden optischen Elements 2 selbst wird die Erläuterung in dem zweiten Ausführungsbeispiel weggelassen, während die Erläuterung in dem ersten Ausführungsbeispiel für die Erläuterung in dem zweiten Ausführungsbeispiel eingesetzt wird.
Die optische Achse C des in dem ersten Ausführungsbeispiel erläuterten kondensierenden optischen Elements 2 ändert sich in dem zweiten Ausführungsbeispiel in die optische Achse C₂. Somit wird die optische Achse C in der Erläuterung in dem ersten Ausführungsbeispiel durch die optische Achse C₂ ersetzt.
Weiterhin sind die XYZ-Koordinaten des in dem ersten Ausführungsbeispiel erläuterten kondensierenden optischen Elements 2 in dem zweiten Ausführungsbeispiel in die X₁Y₁Z₁-Koordinaten geändert. Somit sind die XYZ-Koordinaten in der Erläuterung des ersten Ausführungsbeispiels durch die X₁Y₁Z₁-Koordinaten ersetzt.
Das kondensierende optische Element 2 befindet sich auf der +Z1-Achsenrichtungsseite von der Lichtquelle 1. Das kondensierende optische Element 2 befindet sich auf der –Z₁-Achsenrichtungsseite des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3. Das kondensierende optische Element 2 befindet sich auf der –Z-Achsenrichtungsseite von (hinter) dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3. Das kondensierende optische Element 2 befindet sich auf der +Y-Achsenrichtungsseite (oberen Seite) des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3.
Das von der Lichtquelle 1 emittierte Licht trifft auf das kondensierende optische Element 2. Das kondensierende optische Element 2 kondensiert das Licht in eine beliebige Position vor diesem (in der +Z₁-Achsenrichtung). Das kondensierende optische Element 2 ist ein optisches Element mit einer lichtkondensierenden Funktion. Die Kondensationsposition des kondensierenden optischen Elements 2 wird später unter Bezugnahme auf 13 und 14 erläutert.
Die Lichtquelle 1 und das kondensierende optische Element 2 sind auf der oberen Seite (+Y-Achsenrichtungsseite) des optischen Lichtleitungs-Projektionselements angeordnet. Die Lichtquelle 1 und das kondensierende optische Element 2 sind hinter (auf der –Z-Achsenrichtungsseite von) dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 angeordnet.
Die Lichtquelle 1 und das kondensierende optische Element 2 befinden sich auf einer Seite der reflektierenden Oberfläche 32, auf der die reflektierende Oberfläche 32 nicht reflektiert. Das heißt, die Lichtquelle 1 und das kondensierende optische Element 2 befinden sich auf einer Frontseite der reflektierenden Oberfläche 32. Die Lichtquelle 1 und die kondensierende Linse 2 befinden sich auf der Frontseite der reflektierenden Oberfläche 32 hinsichtlich der Richtung einer Normalen zu der reflektierenden Oberfläche 32. Das kondensierende optische Element 2 ist auf der der reflektierenden Oberfläche 32 zugewandten Seite angeordnet.
In 11 stimmt die optische Achse Cs der Lichtquelle 1 mit der optischen Achse C₂ des kondensierenden optischen Elements 2 überein.
Weiterhin haben die optischen Achsen Cs und C₂ der Lichtquelle 1 und des kondensierenden optischen Elements 2 beispielsweise einen Schnittpunkt auf der reflektierenden Oberfläche 32.
In Fällen, in denen das Licht beispielsweise durch die Auftrefffläche 31 gebrochen wird, erreicht ein mittlerer Strahl, der von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlt wird, die reflektierende Oberfläche 32. Das heißt, die optische Achse C₂ des kondensierenden optischen Elements 2 oder der mittlere Strahl hat einen Schnittpunkt auf der reflektierenden Oberfläche 32. Der mittlere Strahl stimmt mit der optischen Achse C₂ überein, bis der von der Lichtquelle 1 emittierte mittlere Strahl von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlt wird.
Der mittlere Strahl ist ein Strahl, der sich in der Mitte des Lichtflusses befindet, der von der Mitte der lichtemittierenden Oberfläche der Lichtquelle emittiert wird. Jedes der Ausführungsbeispiele beschreibt den mittleren Strahl, der mit der optischen Achse der Lichtquelle übereinstimmt, als ein Beispiel. Jedes der Ausführungsbeispiele beschreibt auch die optische Achse der Lichtquelle, die mit der optischen Achse des kondensierenden optischen Elements übereinstimmt, als ein Beispiel.
Das kondensierende optische Element 2 ist unmittelbar nach der Lichtquelle 1 angeordnet. Hier bedeutet ”nach” die Anordnung auf einer Seite in der Fortpflanzungsrichtung des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts und unterscheidet sich von der vorgenannten ”Rückwärtsrichtung”. Gemäß dem hier verwendeten ”unmittelbar hinter” tritt das von der lichtemittierenden Oberfläche 11 emittierte Licht unmittelbar in das kondensierende optische Element 2 ein.
<Optisches Lichtleitungs-Projektionselement 3>
Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 befindet sich auf der +Z₁-Achsenrichtungsseite von dem kondensierenden optischen Element 2. Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 befindet sich auf der +Z-Achsenrichtungsseite des kondensierenden optischen Elements 2. Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 befindet sich auf der –Y-Achsenrichtungsseite von dem kondensierenden optischen Element 2.
Das von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlte Licht trifft auf das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 auf. Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 emittiert das Licht in der Vorwärtsrichtung (+Z-Achsenrichtung).
Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 hat eine Funktion des Leitens von Licht mit seiner reflektierenden Oberfläche 32. Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 hat auch eine Funktion des Projizierens von Licht mit seiner Austrittsfläche 33. Somit wird bei der Erläuterung des optischen Elements 3 das optische Element 3 als ein optisches Lichtleitungs-Projektionselement 3 beschrieben, um das Verständnis zu erleichtern. Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 ist ein optisches Element, das Licht leitet und projiziert.
Das ”Leiten von Licht” bedeutet, dass auftreffendes Licht von einer Seite (Auftrefffläche) zu der anderen Seite (Austrittsfläche) durch Verwendung von innerer Reflexion geleitet wird.
12 ist eine perspektivische Ansicht des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3. Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 hat die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31, die reflektierende Oberfläche 32 und die Austrittsfläche 33. Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 kann eine Auftrefffläche 34 haben.
Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 ermöglicht der Austrittsfläche 33, keine projizierende Funktion zu haben. In derartigen Fällen kann das Scheinwerfermodul 110 mit der Projektionslinse 8 versehen sein, wie in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist.
Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 besteht beispielsweise aus einem transparenten Harz, Glas, Silikonmaterial oder dergleichen.
Das in dem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigte optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 ist beispielsweise mit einem lichtbrechenden Material gefüllt.
Die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 ist an einem Ende des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 auf der –Z-Achsenrichtungsseite gebildet. Die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 ist auf einem Teil des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 auf der +Y-Achsenrichtungsseite gebildet.
Die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 hat eine Funktion äquivalent der des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 in dem ersten Ausführungsbeispiel. Das heißt, die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 hat einen Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 und Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312. Mit anderen Worten, das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 hat eine Konfiguration, die das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 enthält. Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 entspricht dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4. Die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312 entsprechen den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteilen 42 des Lichtverteilungs-Steuerelements 4.
In 11A, 11C und 12 hat die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 beispielsweise zwei Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b. Der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a befindet sich auf der +X₁-Achsenrichtungsseite (+X-Achsenrichtungsseite) von der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31. Der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312b befindet sich auf der –X₁-Achserichtungsseite (–X-Achsenrichtungsseite) von der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31.
Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 ist zwischen den beiden Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteilen 312a und 312b angeordnet. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist das Lichtverteilungs-Steuerelement 4 so angeordnet, dass es senkrecht zu der optischen Achse C ist. Jedoch ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 mit Bezug auf die optische Achse C₂ geneigt. In 11 ist die optische Achse C₂ in der –Y₁-Achsenrichtung in Bezug auf die Normale zu der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 geneigt.
Das heißt, in Bezug auf die Normale zu der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 ist die optische Achse C₂ entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, wenn sie von der –X-Achsenrichtungsseite aus betrachtet wird. Der von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlte mittlere Strahl erreicht die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 von der –Y₁-Achsenrichtungsseite mit Bezug auf die Normale zu der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31. Der von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlte mittlere Strahl erreicht die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 von der Richtung aus, in der die reflektierende Oberfläche 32 angeordnet ist, mit Bezug auf die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist der mittlere Strahl als ein Strahl auf der optischen Achse C₂ angezeigt.
Dies ermöglicht dem von der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 auftreffenden Licht, gebrochen zu werden und die reflektierende Oberfläche 32 zu erreichen.
In 11A, 11B und 12 ist der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 eine zylindrische Linse in einer konvexen Form mit einer Krümmung in der X₁-Achsenrichtung (X-Achsenrichtung) und keiner Krümmung in der Y₁-Achsenrichtung (oder der Y-Achsenrichtung).
Genauer gesagt, der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 hat keine Krümmung in einer Richtung parallel zu der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 und senkrecht zu der X-Achse. Die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 wird in dieser Erläuterung als eine Ebene beschrieben, in der der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312 angeordnet sind. Das heißt, der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312 werden als auf dieser imaginären Ebene gebildet angenommen. Diese Ebene kann eine angenäherte Ebene sein in Fällen, in denen die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 beispielsweise eine gekrümmte Oberfläche ist. Das Gleiche gilt für die folgende Erläuterung der Formen des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311 und der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312.
In 11 hat der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 eine konvexe Form mit positiver Brechkraft in der X₁-Achsenrichtung (X-Achsenrichtung). Somit hat, wenn der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 in einer Ebene parallel zu der Z₁-X₁-Ebene (oder der Z-X-Ebene) geschnitten ist, der Querschnitt die Form einer konvexen Linse.
Mit anderen Worten, wenn der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 in einer Ebene parallel zu der X-Achse und senkrecht zu der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 geschnitten ist, hat der Querschnitt die Form einer konvexen Linse.
Die optische Achse C₂ geht durch die Linsenoberfläche des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311 hindurch. In 11 stimmt die optische Achse C₂ mit der optischen Achse der konvexen Linse in dem Fall überein, in welchem der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 beispielsweise in der Ebene parallel zu der Z₁-X₁-Ebene geschnitten ist.
Mit anderen Worten, in 11 stimmt die optische Achse C₂ mit der optischen Achse der konvexen Linse in dem Fall, in welchem der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 beispielsweise in der Ebene parallel zu der X-Achse und senkrecht zu der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 geschnitten ist, überein.
Der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312 ist eine zylindrische Linse in einer konkaven Form mit beispielsweise einer Krümmung in der X₁-Achsenrichtung und ohne Krümmung in der Y₁-Achsenrichtung.
Genauer gesagt, der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312 hat keine Krümmung in der Richtung parallel zu der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 und senkrecht zu der X-Achse. Der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312 hat keine Krümmung in der Y-Z-Ebene.
In 11 hat jeder von den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteilen 312a und 312b eine konkave Form mit negativer Brechkraft in der X₁-Achsenrichtung (X-Achsenrichtung). Somit hat, wenn der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312 in einer Ebene parallel zu der Z₁-X₁-Ebene (oder Z-X-Ebene) geschnitten ist, der Querschnitt eine Form einer konkaven Linse.
Mit anderen Worten, wenn der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312 in einer Ebene parallel zu der X-Achse und senkrecht zu der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 geschnitten ist, hat der Querschnitt die Form einer konkaven Linse.
Die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 kann als ein Beispiel für einen Lichtverteilungsmuster-Bildungsteil betrachtet werden. Die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 kann als ein Beispiel für einen lichtkondensierenden Teil betrachtet werden.
Der ”Lichtverteilungsmuster-Bildungsteil” meint einen Teil, der die Form eines Lichtverteilungsmusters bildet.
Die reflektierende Oberfläche 32 ist an einem Ende der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 auf der –Y-Achsenrichtungsseite angeordnet. Das heißt, die reflektierende Oberfläche 32 ist auf der –Y-Achsenrichtungsseite von der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 angeordnet. Weiterhin ist die reflektierende Oberfläche 32 auf der +Z-Achsenrichtungsseite der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 angeordnet. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist ein Ende der reflektierenden Oberfläche 32 auf der –Z-Achsenrichtungsseite mit dem Ende der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 auf der –Y-Achsenrichtungsseite verbunden.
Die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert Licht, das die reflektierende Oberfläche 32 erreicht. Mit anderen Worten, die reflektierende Oberfläche 32 hat eine Funktion des Reflektierens von Licht. Somit fungiert die reflektierende Oberfläche als ein lichtreflektierender Teil. Die reflektierende Oberfläche 32 kann als ein Beispiel für den lichtreflektierenden Teil angesehen werden.
Die reflektierende Oberfläche 32 ist der +Y-Achsenrichtung zugewandt. Genauer gesagt, die Vorderfläche der reflektierenden Oberfläche 32 ist der +Y-Achsenrichtung zugewandt. ”Zugewandt” bedeutet, den vorderen Teil zu etwas hin zu haben. Die Vorderfläche der reflektierenden Oberfläche 32 ist eine Fläche, die Licht reflektiert. Die vordere Fläche der reflektierenden Oberfläche 32 zeigt angenähert in die +Y-Achsenrichtung. Die Rückfläche der reflektierenden Oberfläche 32 zeigt angenähert in die –Y-Achsenrichtung.
Die reflektierende Oberfläche 32 ist eine Oberfläche, die mit Bezug auf die Z-X-Ebene im Uhrzeigersinn um eine Achse parallel zu der X-Achse bei Betrachtung von der –X-Achsenrichtungsseite aus gedreht ist. In 11 ist die reflektierende Oberfläche 32 eine Oberfläche, die mit Bezug auf die Z-X-Ebene um einen Winkel ”b” gedreht ist.
Genauer gesagt, die reflektierende Oberfläche 32 ist so geneigt, dass die reflektierende Oberfläche leicht in der Richtung orientiert ist, in der das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 Licht emittiert (+Z-Achsenrichtung).
In 11 ist die reflektierende Oberfläche 32 als eine ebene Oberfläche angezeigt. Jedoch braucht die reflektierende Oberfläche 32 keine ebene Oberfläche zu sein. Die reflektierende Oberfläche 32 kann eine gekrümmte Oberflächenform haben.
Die reflektierende Oberfläche 32 kann als eine Spiegeloberfläche mittels Spiegeldampfabscheidung gebildet sein. Jedoch ist es wünschenswert, dass die reflektierende Oberfläche 32 als eine Totalreflexionsfläche ohne Durchführen der Spiegeldampfabscheidung funktioniert.
Dies ergibt sich daraus, dass die Totalreflexionsfläche ein höheres Reflexionsvermögen als die Spiegeloberfläche hat und zu der Zunahme des Lichtausnutzungs-Wirkungsgrads beiträgt. Weiterhin kann der Herstellungsprozess für das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 durch Eliminieren des Spiegeldampfabscheidungsschritts vereinfacht werden. Dies trägt zu der Verringerung der Herstellungskosten für das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 bei.
Insbesondere hat die in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigte Konfiguration eine Charakteristik dahingehend, dass die reflektierende Oberfläche 32 als eine Totalreflexionsfläche ohne Durchführen der Spiegeldampfabscheidung gebildet werden kann, da der Auftreffwinkel des Strahls auf die reflektierende Oberfläche 32 flach ist. Der ”Auftreffwinkel ist flach” bedeutet, dass der Auftreffwinkel groß ist. Der Auftreffwinkel ist der Winkel, der durch die Richtung des Auftreffens und der Normalen zu der Schnittstellenfläche gebildet ist, wenn der Strahl auftrifft. In diesem Beispiel ist die Schnittstellenfläche die reflektierende Oberfläche 32.
Der Auftreffwinkel 34 wird beispielsweise verwendet zum Empfangen von auftreffendem Licht und zum Emittieren von Licht, das dem Fernlicht entspricht, von der Austrittsfläche 33. Während die Lichtquelle für das Fernlicht in 11 nicht gezeigt ist, ist die Lichtquelle an einer Position, die beispielsweise der Auftrefffläche 34 zugewandt ist, angeordnet. Die Lichtquelle für das Fernlicht (Lichtquelle 6), die in 21 gezeigt ist, wird später bei einer zweiten Modifikation durch Bezugnahme auf 21 erläutert.
Die Auftrefffläche 34 ist beispielsweise eine Oberfläche parallel zu der X-Y-Ebene. Jedoch kann die Auftrefffläche 34 eine gekrümmte Oberflächenform haben. Durch Bilden der Auftrefffläche 34 in eine gekrümmten Oberflächenform kann die Lichtverteilung des auftreffenden Lichts geändert werden.
Die Auftrefffläche 34 ist auf der –Y-Achsenrichtungsseite der reflektierenden Oberfläche 32 angeordnet. Das heißt, die Auftrefffläche 34 ist auf der Rückseite der reflektierenden Fläche 32 angeordnet. In 11 ist ein Ende der Auftrefffläche 34 auf der +Y-Achsenrichtungsseite mit einem Ende der reflektierenden Oberfläche 32 auf +Z-Achsenrichtungsseite verbunden. In 11 ist das Ende der Auftrefffläche 34 auf +Y-Achsenrichtungsseite an dem Ende der reflektierenden Oberfläche 32 auf der +Z-Achsenrichtungsseite angeordnet.
Die Auftrefffläche 34 in 11 befindet sich an einer Position, die optisch mit der Beleuchtungsfläche 9 konjugiert ist. Daher wird die Form von Licht auf der Auftrefffläche 34 und der konjugierten Ebene PC, die sich auf einer Verlängerung der Auftrefffläche 34 befindet, auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert. Das heißt, die Austrittsfläche 33 projiziert die Form von Licht auf der Auftrefffläche 34 und der konjugierten Ebene PC, die sich auf einer Verlängerung der Auftrefffläche 34 befindet, auf die Beleuchtungsfläche 9. Hier ist die Form von Licht das Lichtverteilungsmuster.
In 11 trifft kein Strahl von der Auftrefffläche 34 auf. Das heißt, es trifft kein Strahl von der Auftrefffläche 34 auf. Somit wird in 11 die Form von Licht, das von der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 auf die konjugierte Ebene PC auftrifft, auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert.
Das Bild des Lichts in der konjugierten Ebene PC (Lichtverteilungsmuster) wird auf einem Teil der konjugierten Ebene PC innerhalb des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 gebildet. Genauer gesagt, das Lichtverteilungsmuster kann in einer Form, die geeignet für das Scheinwerfermodul 110 ist, innerhalb eines Bereichs in der konjugierten Ebene PC innerhalb des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 gebildet werden. Beispielsweise kann in Fällen, in denen ein Lichtverteilungsmuster auf der Beleuchtungsfläche 9 durch Verwendung mehrerer Scheinwerfermodule gebildet wird, ein Lichtverteilungsmuster entsprechend der Funktion jedes Scheinwerfermoduls in der konjugierten Ebene PC gebildet werden.
Ein Kammlinienteil 321 ist eine Seite der reflektierenden Oberfläche 32 auf der –Y-Achsenrichtungsseite. Der Kammlinienteil 321 ist eine Seite der reflektierenden Oberfläche 32 auf der +Z-Achsenrichtungsseite. Der Kammlinienteil 321 befindet sich an einer Position, die optisch mit der Beleuchtungsfläche 9 konjugiert ist. Der Kammlinienteil 321 entspricht der Seite 51 der Lichtblockadeplatte 5 bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
”Kammlinie” meint allgemein eine Grenzlinie zwischen zwei Oberflächen. Jedoch kann die hier verwendete ”Kammlinie” eine Kante einer Oberfläche bedeuten. In dem ersten Ausführungsbeispiel ist der Kammlinienteil 321 der Teil, der beispielsweise die reflektierende Oberfläche 32 und die Auftrefffläche 34 miteinander verbindet. Das heißt, der Teil, an dem die reflektierende Oberfläche 32 und die Auftrefffläche 34 miteinander verbunden sind, ist der Kammlinienteil 321.
Jedoch ist beispielsweise in Fällen, in denen das Innere des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 hohl ist und die Auftrefffläche 34 eine Öffnung ist, der Kammlinienteil 321 eine Kante der reflektierenden Oberfläche 32. Somit kann der Kammlinienteil 321 eine Grenzlinie zwischen zwei Oberflächen sein. Der Kammlinienteil 321 kann auch eine Kante einer Oberfläche sein. In dem zweiten Ausführungsbeispiel ist das Innere des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 mit einem lichtbrechenden Material gefüllt, wie vorstehend erwähnt ist.
Weiterhin ist die ”Kammlinie” nicht auf eine gerade Linie beschränkt, sondern kann eine gekrümmte Linie oder dergleichen sein. Beispielsweise kann die Kammlinie in der Form der vorgenannten ”ansteigenden Linie” gebildet sein. Die Kammlinie kann in einer Form ähnlich den in dem ersten Ausführungsbeispiel beschriebenen Seiten 51a und 51b der Lichtblockadeplatte 5 gebildet sein. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel hat der Kammlinienteil 321 die Form einer geraden Linie. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel hat der Kammlinienteil 321 die Form einer geraden Linie parallel zu der X-Achse.
Zusammengefasst ist die Form usw. des Kammlinienteils 321 ähnlich der Form usw. der Seite 51 bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Somit wird die Erläuterung der Form usw. der Seite 51 bei dem ersten Ausführungsbeispiel für die Erläuterung der Form usw. des Kammlinienteils 321 eingesetzt.
Weiterhin ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Kammlinienteil 321 eine Seite der Auftrefffläche 34 auf der +Y-Achsenrichtungsseite. Der Kammlinienteil 321 befindet sich auch auf der Auftrefffläche 34. Demgemäß befindet sich der Kammlinienteil 321 an einer Position, die optisch mit der Beleuchtungsfläche 9 konjugiert ist.
Weiterhin schneiden sich bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Kammlinienteil 321 und die optische Achse C₁ der Austrittsfläche 33. Der Kammlinienteil 321 und die optische Achse C₁ der Austrittsfläche 33 schneiden sich unter einem rechten Winkel. Die optische Achse C₁ entspricht der optischen Achse Cp bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
Die optische Achse C₁ ist eine Normale zu der Austrittsfläche 33, die durch den Oberflächenscheitelpunkt der Austrittsfläche 33 hindurchgeht. In dem Fall von 11 ist die optische Achse C₁ eine Achse parallel zu der Z-Achse und geht durch den Oberflächenscheitelpunkt der Austrittsfläche 33 hindurch.
Somit wird, wenn der Oberflächenscheitelpunkt der Austrittsfläche 33 in der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung in einer X-Y-Ebene verschoben wird, die Normale zu dem Oberflächenscheitelpunkt der Austrittsfläche 33 auch in der gleichen Weise in der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung in X-Y-Ebenen verschoben. Daher wird die optische Achse C₁ auch in der gleichen Weise in der X-Achsenrichtung oder der Y-Achsenrichtung in X-Y-Ebenen verschoben. Wenn die Austrittsfläche 33 mit Bezug auf die X-Y-Ebene geneigt ist, ist die Normale zu dem Oberflächenscheitelpunkt der Austrittsfläche 33 auch mit Bezug auf die X-Y-Ebene verschoben. Daher ist die optische Achse C₁ auch mit Bezug auf X-Y-Ebene in der gleichen Weise geneigt.
Der Kammlinienteil 321 hat die Form der Schnittlinie 91 des Lichtverteilungsmusters. Dies ergibt sich daraus, dass der Kammlinienteil 321 sich an der Position befindet, die optisch mit der Beleuchtungsfläche 9 konjugiert ist. Demgemäß wird das Lichtverteilungsmuster auf der Beleuchtungsfläche 9 in der Form ähnlich dem Lichtverteilungsmuster in der konjugierten Ebene PC, die den Kammlinienteil 321 enthält. Daher ist es wünschenswert, den Kammlinienteil 321 in der Form der Schnittlinie 91 zu bilden.
In Fällen, in denen die Austrittsfläche 33 beispielsweise eine ringförmige Linsenoberfläche ist, unterscheidet sich das Lichtverteilungsmuster auf der Beleuchtungsfläche 9 von dem Lichtverteilungsmuster an der Position der konjugierten Ebene PC in dem Verhältnis betreffend die vertikale Richtung und die seitliche Richtung. Zusammengefasst ist das Lichtverteilungsmuster auf der Beleuchtungsfläche 9 auf der Grundlage des Lichtverteilungsmusters an der Position der konjugierten Ebene PC gebildet.
Die Austrittsfläche 33 ist an einem Ende des optischen Lichtverteilungs-Projektionselements 3 auf der +Z-Achsenrichtungsseite angeordnet. Die Austrittsfläche 33 hat eine gekrümmte Oberflächenform mit positiver Brechkraft. Die Austrittsfläche 33 hat eine konvexe Form, die in der +Z-Achsenrichtung vorsteht.
Die optische Achse C₁ ist die optische Achse der Austrittsfläche 33. In Fällen, in denen die Austrittsfläche 33 eine ebene Oberfläche ist und die Projektionslinse 8 wie vorstehend erwähnt verwendet wird, kann die optische Achse C₁ als die optische Achse der Projektionslinse 8 definiert werden. Ein die Projektionslinse 8 verwendendes Beispiel, das in 21 gezeigt ist, wird später bei der zweiten Modifikation durch Bezugnahme auf 21 erläutert.
<Verhalten des Strahls>
Wie in 11 gezeigt ist, tritt das durch das kondensierende optische Element 2 kondensierte Licht von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311, dem Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a oder dem Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312b in das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 ein.
In 11B und 12 haben die Außenseiten der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b ebene Formen. Jedoch tritt das durch das kondensierende optische Element 2 kondensierte Licht nicht von den ebenen Teilen aus in das optische Lichtleitungs-Projektionselement ein. Das heißt, der Lichtfluss zu der Zeit des Eintretens in das optische Lichtleitungs-Projektionselements 3 ist innerhalb des Bereichs des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311 und der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b.
Die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 hat Funktionen, die denen des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 bei dem ersten Ausführungsbeispiel äquivalent sind. Genauer gesagt, der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 hat Funktionen, die denen des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 41 bei dem ersten Ausführungsbeispiel äquivalent sind. Die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b haben Funktionen, die denen der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 42a und 42b bei dem ersten Ausführungsbeispiel äquivalent sind.
Der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 ist eine lichtbrechende Oberfläche in einer konvexen Form, die eine Krümmung beispielsweise nur in der X-Achsenrichtung hat. Jeder Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a, 312b ist eine lichtbrechende Oberfläche in einer konkaven Form, die eine Krümmung beispielsweise nur in der X-Achsenrichtung hat.
Jeder Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a, 312b kann als eine lichtbrechende Oberfläche in einer konvexen Form gebildet sein, die eine Krümmung beispielsweise nur in der X-Achsenrichtung hat, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wurde.
Hier tragen Krümmungen des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311, des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312a und des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312b in der X-Achsenrichtung zu der ”Lichtverteilungsbreite” in der horizontalen Richtung mit Bezug auf die Straßenoberfläche bei. Das heißt, Krümmungen des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311, des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312a und des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312b in der Z-X-Ebene tragen zu der ”Lichtverteilungsbreite” in der horizontalen Richtung mit Bezug auf die Straßenoberfläche bei.
Mit anderen Worten, Krümmungen von Schnittoberflächen, die durch Schneiden des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311, des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312a und des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312b in einer Ebene parallel zu der X-Achse und senkrecht zu der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 erhalten wurden, tragen zu der ”Lichtverteilungsbreite” in der horizontalen Richtung mit Bezug auf die Straßenoberfläche bei.
Krümmungen des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311, des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312a und des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312b in der Y-Achsenrichtung tragen zu der ”Lichtverteilungshöhe” in der Richtung senkrecht zu der Straßenoberfläche bei. Das heißt, Krümmungen des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311, des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312a und des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312b in der Y-Z-Ebene tragen zu der ”Lichtverteilungshöhe” in der Richtung senkrecht zu der Straßenoberfläche bei.
Mit anderen Worten, Krümmungen des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311, des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312a und des Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteils 312b in einer Richtung parallel zu der Lichtverteilungs-Steueroberfläche 31 und senkrecht zu der X-Achse tragen zu der ”Lichtverteilungshöhe” in der Richtung senkrecht zu der Straßenoberfläche bei. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Z-X-Ebene eine Ebene senkrecht zu der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 und der reflektierenden Oberfläche 32.
In der vorstehenden Erläuterung wurden der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 und die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b als zylindrische Linsen beschrieben. Jedoch können in Fällen, in denen die ”Lichtverteilungshöhe” eingestellt ist, jeder von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 und den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteilen 312a und 312b als eine Linsenoberfläche mit einer Brechkraft, die zwischen der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung unterschiedlich ist, gebildet sein. Die ”Y-Achsenrichtung” ist in diesem Fall die Richtung parallel zu der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 und senkrecht zu der Z-Achse, wie vorstehend erwähnt ist.
Eine torusförmige Linsenoberfläche kann als ein Beispiel für eine Linsenoberfläche genommen werden, die eine Krümmung hat, die zwischen der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung unterschiedlich ist. Die ”ringförmige Linsenoberfläche” ist eine Oberfläche, deren Krümmungen in zwei senkrechten axialen Richtungen voneinander unterschiedlich sind, wie die Oberfläche einer Tonne oder eines Donuts.
Ein Beispiel, in welchem die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b ringförmige Linsenoberflächen sind, wie in 21 gezeigt ist, werden später bei der zweiten Modifikation unter Bezugnahme auf 21 erläutert.
<Verhalten des Strahls in der Z-X-Ebene>
Zuerst wird das durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 hindurchgehende Licht nachfolgend erläutert.
Wie in 11B gezeigt ist, ist der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 in einer konvexen Form, wenn die Z-X-Ebene betrachtet wird. Das heißt, der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 hat eine positive Brechkraft hinsichtlich der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung).
Hier bedeutet ”bei Betrachtung der Z-X-Ebene” die Betrachtung in der Y-Achsenrichtung. Das heißt, betrachtet, während auf die Z-X-Ebene projiziert wird. Somit pflanzt sich das auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 auftreffende Licht fort, während es weiter durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 kondensiert wird. Hier bedeutet ”fortpflanzt”, dass das Licht sich in dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 weiterbewegt.
Daher ändert sich die X-Achsenrichtungsbreite des auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 auftreffenden und von der Austrittsfläche 33 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 emittierten Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC in Abhängigkeit von der Krümmung des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311.
Wie in 11B gezeigt ist, trifft ein Lichtfluss L₁ auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 auf und wird von der Austrittsfläche 33 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 ausgestrahlt. Ein Lichtfluss L₂ trifft auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312 auf und wird von der Austrittsfläche 33 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 ausgestrahlt.
Die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses L₁ in der konjugierten Ebene PC ändert sich in Abhängigkeit von der Krümmung des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311.
Bei Betrachtung der Z-X-Ebene ist es, um die hellste Punktlichtverteilung (Bereich hoher Beleuchtungsstärke) mit dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 zu bilden, ausreichend, wenn die Kondensationsposition PW des von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 emittierten Lichts mit der konjugierten Ebene PC zusammentrifft, wie in 11B gezeigt ist. Jedoch wird ein Bereich in der X-Achsenrichtung, der von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 beleuchtet wird, am kleinsten.
Zusammengefasst wird die hellste Punktlichtverteilung gebildet, wenn die Kondensationsposition PW mit der konjugierten Ebene PC übereinstimmt. Die Kondensationsposition PW ist die X-Achsenrichtungs-Kondensationsposition des von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 emittierten Lichts.
In 11B ist die X-Achsenrichtungs-Kondensationsposition PW durch eine strichpunktierte Linie angezeigt. Die Kondensationsposition PW befindet sich auf dem Kammlinienteil 321. In 11B ist die Position des Kammlinienteils 321 die Position der konjugierten Ebene PC. In 11A wird die konjugierte Ebene PC durch eine gestrichelte Linie angezeigt. Die Y-Achsenrichtungs-Kondensationsposition PH wird durch eine strichpunktierte Linie angezeigt.
Hinsichtlich des durch die Auftrefffläche 211 und die Austrittsfläche 231 des kondensierenden optischen Elements 2 hindurchgehenden Lichts bedeutet der Umstand, dass die Kondensationspositionen PH und PW des Lichts sich in der konjugierten Ebene PC befinden, dass das Bild der lichtemittierenden Oberfläche 11 der LED in der konjugierten Ebene PC gebildet wird. Anders gesagt, hinsichtlich des durch die Auftrefffläche 211 und die Austrittsfläche 231 des kondensierenden optischen Elements 2 hindurchgehenden Lichts stimmen die Kondensationspositionen PH und PW des Lichts mit der Position der konjugierten Ebene PC überein, und das Bild der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 wird in der konjugierten Ebene PC gebildet.
In 11A und 11B stimmt hinsichtlich des durch die Auftrefffläche 211 und die Austrittsfläche 231 des kondensierenden optischen Elements 2 hindurchgehenden Lichts jede von der Kondensationsposition PW und der Kondensationsposition PH mit der Position der konjugierten Ebene PC überein. Dies bedeutet, dass das kondensierende optische Element 2 und die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 das Bild der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 in der konjugierten Ebene PC hinsichtlich der X-Achsenrichtung und der Y-Achsenrichtung bilden. Kurz gesagt, das kondensierende optische Element 2 und die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 bilden das Bild der lichtemittierenden Oberfläche 11 in der konjugierten Ebene PC.
Die Kondensationsposition PW ist die Kondensationsposition hinsichtlich der X-Achsenrichtung. Das heißt, die Kondensationsposition PW ist die Kondensationsposition in der Z-X-Ebene. Die Kondensationsposition PH ist die Kondensationsposition hinsichtlich der Y-Achsenrichtung. Das heißt, die Kondensationsposition PH ist die Kondensationsposition in der Y-Z-Ebene.
Genauer gesagt, das kondensierende optische Element 2 in 11 hat eine Brechkraft, die zwischen der X₁-Achsenrichtung und der Y₁-Achsenrichtung unterschiedlich ist. Beispielsweise bilden die Auftrefffläche 211 und die Austrittsfläche 231 des kondensierenden optischen Elements 2 eine torusförmige Linse.
Beispielsweise ist, wenn die Y-Z-Ebene wie in 11A gezeigt betrachtet wird, die Kondensationsposition PH, die durch die Kombination der Brechkraft des kondensierenden optischen Elements 2 und der Brechkraft des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311 erhalten wird, in der konjugierten Ebene PC. Da jedoch der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 keine Brechkraft in 11A hat, ist die Kondensationsposition PH gleich der Y-Achsenrichtungs-Kondensationsposition des kondensierenden optischen Elements 2.
Demgegenüber ist bei Betrachtung der Z-X-Ebene wie in 11B gezeigt die Kondensationsposition PW, die durch die Kombination der Brechkraft des kondensierenden optischen Elements 2 und der Brechkraft des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311 erhalten wird, in der konjugierten Ebene PC. In 11B hat der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 Brechkraft.
Die Kondensationspositionen PH und PW sind Kondensationspositionen, die durch die kombinierte Brechkraft des kondensierenden optischen Elements 2 und des Lichtverteilungs-Steuerelements 4 erhalten werden. In 11A ist die Kondensationsposition PH die Y-Achsenrichtungs-Kondensationsposition, die durch die Brechkraft des kondensierenden optischen Elements 2 erhalten wird. In 11B ist die Kondensationsposition PW die X-Achsenrichtungs-Kondensationsposition, die durch die kombinierte Brechkraft des kondensierenden optischen Elements 2 und des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311 erhalten wird.
Daher wird die Brennweite des Brennpunkts des kondensierenden optischen Elements 2 hinsichtlich der X-Achsenrichtung kürzer als die Brennweite des Brennpunkts des kondensierenden optischen Elements 2 hinsichtlich der Y-Achsenrichtung. Mit anderen Worten, die Brennweite des kondensierenden optischen Elements 2 in der Z-X-Ebene wird kürzer als die Brennweite des kondensierenden optischen Elements 2 in der Y-Z-Ebene. Die Position des Brennpunkts hinsichtlich der X-Achsenrichtung ist die Brennpunktposition PH. Die Position des Brennpunkts hinsichtlich der Y-Achsenrichtung ist die Brennpunktposition PW.
Die konjugierte Ebene PC befindet sich an der mit der Beleuchtungsfläche 9 konjugierten Position.
Daher entspricht die Streuung von Licht in der konjugierten Ebene PC in der horizontalen Richtung der ”Lichtverteilungsbreite” auf der Beleuchtungsfläche 9. Somit kann die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC durch Ändern der Krümmung des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311 der Auftrefffläche 31 in der X-Achsenrichtung gesteuert werden.
Die Helligkeit der Punktlichtverteilung (Bereich hoher Beleuchtungsstärke) des Scheinwerfermoduls 110 kann wie vorstehend geändert werden. Genauer gesagt, wenn die Punktlichtverteilung schmal ist, ist die Helligkeit der Punktlichtverteilung höher als bei der breiten Punktlichtverteilung. Die Helligkeit einer schmalen Punktlichtverteilung ist höher als die Helligkeit einer breiten Punktlichtverteilung.
Die durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 bestimmte Kondensationsposition PW braucht nicht notwendigerweise mit der konjugierten Ebene PC übereinzustimmen.
13 und 14 sind Diagramme zum Erläutern der Kondensationsposition PW des Scheinwerfermoduls 110 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel.
In 13 befindet sich die Kondensationsposition PW des von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 emittierten Lichts auf der Frontseite (–Z-Achsenrichtungsseite) von der konjugierten Ebene PC. Das heißt, die Kondensationsposition PW befindet sich zwischen dem kondensierenden optischen Element 2 und der konjugierten Ebene PC des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3. Die Kondensationsposition PW befindet sich zwischen dem kondensierenden optischen Element 2 und der konjugierten Ebene PC. In 13 wird die kondensierende Position PW durch das kondensierende optische Element 2 und den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 41 bestimmt.
In der Konfiguration von 13 divergiert das Licht nach dem Durchgang durch die Kondensationsposition PW. Daher ist die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC größer als die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses an der Kondensationsposition PW. Demgemäß wird Licht mit einer Breite in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) von der konjugierten Ebene PC ausgestrahlt.
In 14 befindet sich die Kondensationsposition PW des von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 emittierten Lichts hinter (auf der +Z-Achsenrichtungsseite von) dem Kammlinienteil 321 (konjugierte Ebene PC). In 14 befindet sich die Kondensationsposition PW auf der +Z-Achsenrichtungsseite von der konjugierten Ebene PC. In 14 befindet sich die konjugierte Ebene PC auf der –Z-Achsenrichtungsseite von der Kondensationsposition PW. Das heißt, die Kondensationsposition PW befindet sich zwischen dem Kammlinienteil 321 (konjugierte Ebene PC) und der Austrittsfläche 33.
In der Konfiguration von 14 kondensiert das durch die konjugierte Ebene PC hindurchgehende Licht an der Kondensationsposition PW. Daher ist die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC größer als die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses an der Kondensationsposition PW. Demgemäß wird Licht mit einer Breite in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) von der konjugierten Ebene PC ausgestrahlt.
Die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC kann durch Steuern des Abstands von der konjugierten Ebene PC zu der Kondensationsposition PW gesteuert werden. Demgemäß wird Licht mit einer Breite in der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung) von der konjugierten Ebene PW ausgestrahlt.
Jede Kondensationsposition PH, PW ist eine Position, an der die Dichte von Licht pro Flächeneinheit das Maximum erreicht aufgrund des minimalen Lichtflussdurchmessers in der X-Y-Ebene.
Daher wird in Fällen, in denen die Kondensationsposition PW und die Position der konjugierten Ebene PC (die Z-Achsenrichtungsposition des Kammlinienteils 321) miteinander übereinstimmen, die Breite der Lichtverteilung auf der Beleuchtungsfläche 9 am kleinsten. Weiterhin wird die Beleuchtungsstärke der Punktlichtverteilung auf der Beleuchtungsfläche 9 am höchsten. Diese Erläuterung ist über die Position in der Z-Achsenrichtung.
Wenn somit gewünscht wird, die hellste Punktlichtverteilung zu bilden, wird dies durch Bringen der Kondensationsposition PW des durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 hindurchgehenden Lichts in Übereinstimmung mit der Position der konjugierten Ebene PC erreicht. Dies wird auch erreicht durch Bringen der Kondensationsposition PH des durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 hindurchgehenden Lichts in Übereinstimmung mit der Position der konjugierten Ebene PC.
Hier sind die Kondensationspositionen PH und PW und die Position der konjugierten Ebene PC Positionen in der Z-Achsenrichtung.
Als Nächstes wird das durch den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a oder 312b hindurchgehende Licht nachfolgend erläutert.
Wie in 11B gezeigt ist, hat jeder Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a, 312b eine konkave Form bei Betrachtung der Z-X-Eben. Das heißt, der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a, 312b hat eine negative Brechkraft hinsichtlich der horizontalen Richtung (X-Achsenrichtung). In 11B hat der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 42a, 42b eine konkave Form in der –Y-Achsenrichtung.
Somit tritt das auf das Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a, 312b auftreffende Licht in das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 ein, während es gestreut wird, und erreicht dann die konjugierte Ebene PC. Das heißt, das auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a, 312b auftreffende Licht tritt mit einem vergrößerten Divergenzwinkel in das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 ein. Dann erreicht das Licht mit dem vergrößerten Divergenzwinkel die konjugierte Ebene PC.
Daher ist die X-Achsenrichtungsbreite des auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a, 312b auftreffenden und von der Austrittsfläche 33 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 ausgestrahlten Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC groß. Die X-Achsenrichtungsbreite des Lichtflusses in der konjugierten Ebene PC wird durch den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a, 312b vergrößert.
Beispielsweise ist, wie in 11B gezeigt ist, die Breite des auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a oder 312b auftreffenden und von der Austrittsfläche 33 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 ausgestrahlten Lichtflusses L₂ größer als die Breite des auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 auftreffenden und von der Austrittsfläche 33 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 auf die konjugierte Ebene PC ausgestrahlten Lichtflusses L₁. Hier bedeutet die Breite die Abmessung des Lichtflusses in der X-Achsenrichtung.
Wie vorstehend beschrieben, sind die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b in der Lage, aufgrund der negativen Brechkraft in der X-Achsenrichtung ein breites Lichtverteilungsmuster zu schaffen. Die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b bilden eine Diffusionslichtverteilung, die breiter als die durch den Durchgang durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 erzeugte Punktlichtverteilung ist.
Die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b bilden eine Diffusionslichtverteilung, die breiter als die Punktlichtverteilung ist. Die Punktlichtverteilung wird durch den Durchgang durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 gebildet. Die Diffusionslichtverteilung wird durch den Durchgang durch den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a oder 312b gebildet.
Jeder Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a, 312b kann in einer konvexen Form bei Betrachtung der Z-X-Ebene gebildet werden. Mit anderen Worten, jeder Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a, 312b kann eine positive Brechkraft in der X-Achsenrichtung haben. In diesem Fall ist die Brennweite der Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b größer als die Brennweite des Punktlichtverteilungs-Bildungsteils 311 ist.
Demgemäß wird die Breite des auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a oder 312b auftreffenden und von der Austrittsfläche 33 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 auf die konjugierte Ebene P2 ausgestrahlten Lichtflusses L₂ größer als die Breite des auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 auftreffenden und von der Austrittsfläche 33 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 auf die konjugierte Ebene PC ausgestrahlten Lichtflusses L₁.
Mit anderen Worten, in der konjugierten Ebene PC und in der X-Achsenrichtung wird die Breite 12 des Lichtflusses größer als die Breite L₁ des Lichtflusses. Der Lichtfluss L₁ ist der auf den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 auftreffende und von der Austrittsfläche 33 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 ausgestrahlte Lichtfluss. Der Lichtfluss L₂ ist der auf den Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312a oder 312b auftreffende und von der Austrittsfläche 33 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 ausgestrahlte Lichtfluss.
Diese Diffusionslichtverteilung wird der Punktlichtverteilung überlagert und auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert. Die Punktlichtverteilung wird durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 gebildet. Die Diffusionslichtverteilung wird durch die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b gebildet.
Wie vorstehend beschrieben ist, wird die Diffusionslichtverteilung so überlagert, dass sie die Punktlichtverteilung enthält. Weiterhin ist die Diffusionslichtverteilung in der Lage, die Grenzlinie der Form der lichtemittierenden Oberfläche 11 der Lichtquelle 1 (Lichtquellenbild), die durch die Punktlichtverteilung auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert wird, zu verwischen. Das Scheinwerfermodul 110 ist in der Lage, die Lichtverteilungsunregelmäßigkeit auf einfache Weise zu verringern, während die Helligkeit der Punktlichtverteilung aufrechterhalten wird.
Genauer gesagt, die Punktlichtverteilung befindet sich in dem Bereich der Diffusionslichtverteilung. Demgemäß wird der Bereich hoher Beleuchtungsstärke innerhalb des Lichtverteilungsmusters auf der Beleuchtungsfläche 9 gebildet. Die Diffusionslichtverteilung bildet das gesamte Lichtverteilungsmuster. Die Punktlichtverteilung bildet den Bereich hoher Beleuchtungsstärke.
Der Bereich hoher Belichtungsstärke wird auf der Grundlage der Form der lichtemittierenden Oberfläche 11 (Lichtquellenbild) gebildet. Die Form der lichtemittierenden Oberfläche 11 ist im Allgemeinen rechteckig oder kreisförmig. Daher wird der Bereich hoher Beleuchtungsstärke einfach auf der Grundlage der Form der lichtemittierenden Oberfläche 11 gebildet.
Das in 11 gezeigte Scheinwerfermodul 110 bildet das Lichtverteilungsmuster und den Bereich hoher Beleuchtungsstärke durch Verwendung von lichtbrechenden Oberflächen und einer Totalreflexionsfläche. Wenn das in 11 gezeigte kondensierende optische Element 2 durch einen gewöhnlichen Typ von kondensierender Linse implementiert wird, kann das Scheinwerfermodul 110 das Lichtverteilungsmuster und den Bereich hoher Beleuchtungsstärke durch Verwendung von lichtbrechenden Oberflächen bilden. Somit verwendet das Scheinwerfermodul 110 keinen Reflektor mit einer Spiegeloberfläche. Demgemäß erleichtert das Scheinwerfermodul 110 die Zunahme des Lichtausnutzungs-Wirkungsgrads oder vereinfacht den Herstellungsprozess.
<Verhalten des Strahls in der Y-Z-Ebene>
Die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 hat keine Brechkraft, wenn die Y-Z-Ebene betrachtet wird. Daher pflanzt sich, wenn das von der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 auftreffende Licht beispielsweise in der Y-Z-Ebene betrachtet wird, wie in 11A gezeigt ist, das durch die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 gebrochene Licht sich in dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 fort und wird zu der reflektierenden Oberfläche 32 geleitet. Hier bedeutet ”Fortpflanzen”, dass sich das Licht durch die Lichtleitungskomponente 3 bewegt.
Das in das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 eintretende und die reflektierende Oberfläche 32 erreichende Licht erreicht die reflektierende Oberfläche 32 direkt nach dem Eintritt in das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3. ”Direkt erreichen” bedeutet das Erreichen, ohne durch eine andere Oberfläche reflektiert oder dergleichen zu sein. Das in das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 eintretende und die reflektierende Oberfläche 32 erreichende Licht erreicht die reflektierende Oberfläche 32, ohne durch eine andere Oberfläche oder dergleichen reflektiert zu sein. Somit wird das die reflektierende Oberfläche 32 erreichende Licht der ersten Reflexion in dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 unterzogen.
Weiterhin wird das durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektierte Licht direkt von der Austrittsfläche 33 ausgestrahlt. Das heißt, das durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektierte Licht erreicht die Austrittsfläche 33, ohne durch eine andere Oberfläche oder dergleichen reflektiert zu sein. Somit erreicht das Licht, das der ersten Reflexion an der reflektierenden Oberfläche 32 unterzogen wird, die Austrittsfläche 33 aufgrund der einzigen Reflexion.
In 11 erreicht das von Teilen der Austrittsflächen 231 und 232 des kondensierenden optischen Elements 2 auf der +Y₁-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C₂ von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlte Licht die reflektierende Oberfläche 32. Von Teilen der Austrittsflächen 231 und 232 des optischen Elements 2 auf der –Y₁-Achsenrichtungsseite der optischen Achse C₂ des kondensierenden optischen Elements 2 wird von der Austrittsfläche 33 ausgestrahlt, ohne durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert zu werden.
Kurz gesagt, ein Teil des auf das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 auftreffenden Lichts erreicht die reflektierende Oberfläche 32. Das die reflektierende Oberfläche 32 erreichende Licht wird durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert und wird dann von der Austrittsfläche 33 ausgestrahlt.
Abhängig von der Einstellung des Neigungswinkels ”a” der Lichtquelle 1 und des kondensierenden optischen Elements 2 ist es möglich, sämtliches von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahltes Licht durch die reflektierende Oberfläche 32 zu reflektieren. Weiterhin ist es in Abhängigkeit von der Einstellung des Neigungswinkels ”b” der reflektierenden Oberfläche 32 möglich, sämtliches von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahltes Licht durch die reflektierende Oberfläche 32 zu reflektieren.
Abhängig von der Einstellung des Neigungswinkels ”a” der Lichtquelle 1 und des kondensierenden optischen Elements 2 kann die Länge des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 in der Richtung der optischen Achse C₁ (Z-Achsenrichtung) verkürzt werden. Weiterhin kann die Tiefe (Länge in der Z-Achsenrichtung) des optischen Systems verkürzt werden. Hier bedeutet das ”optische System” bei dem ersten Ausführungsbeispiel ein optisches System, das das kondensierende optische Element 2 und das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 als Komponenten enthält.
Abhängig von der Einstellung des Neigungswinkels ”a” der Lichtquelle 1 und des kondensierenden optischen Elements 2 wird es einfach, das von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlte Licht zu der reflektierenden Oberfläche 32 zu leiten. Dies vereinfacht das effiziente Sammeln von Licht in einem Bereich in der konjugierten Ebene PC und innerhalb (auf der +Y-Achsenrichtungsseite) des Kammlinienteils 321.
Genauer gesagt, durch Sammeln des von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlten Lichts auf der Seite der konjugierten Ebene PC der reflektierenden Oberfläche 32 kann die Menge von Licht, das von dem Bereich auf der +Y-Achsenrichtungsseite des Kammlinienteils 321 ausgestrahlt wird, vergrößert werden. In diesem Fall befindet sich der Schnittpunkt der reflektierenden Oberfläche 32 und des mittleren Strahls, der von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlt wird, auf der Seite der konjugierten Ebene PC von der reflektierenden Oberfläche 32.
In 22 erreicht der mittlere Strahl des von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlten Lichts die Position des Kammlinienteils 321. In 11 kondensiert das von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlte Licht an der Position des Kammlinienteils 321.
Das heißt, der mittlere Strahl des von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlten und durch den Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 hindurchgehenden Lichts die Position des Kammlinienteils 321. Demgemäß bilden das kondensierende optische Element 2 und die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 das Bild der lichtemittierenden Oberfläche 11 in der konjugierten Ebene PC, wie vorstehend erwähnt ist. Weiterhin befindet sich die Mitte des Bilds der lichtemittierenden Oberfläche 11 auf dem Kammlinienteil 321.
Daher wird das Bild eines Teils der lichtemittierenden Oberfläche 11 auf der –Y₁-Achsenrichtungsseite von der Mitte der lichtemittierenden Oberfläche 11 in einem Bereich in der konjugierten Ebene PC auf der +Y-Achsenrichtungsseite von dem Kammlinienteil 321 gebildet. Das Bild eines Teils der lichtemittierenden Oberfläche 11 auf der +Y₁-Achsenrichtungsseite von der Mitte der lichtemittierenden Oberfläche 11 wird durch die reflektierende Oberfläche 32 invertiert und dem Bild des Teils der lichtemittierenden Oberfläche 11 auf der –Y₁-Achsenrichtungsseite von der Mitte der lichtemittierenden Oberfläche 11 in der konjugierten Ebene PC überlagert.
Das Bild des Teils der lichtemittierenden Oberfläche 11 auf der –Y₁-Achsenrichtungsseite von der Mitte der lichtemittierenden Oberfläche 11 ist als ein erstes Bild definiert, während das Bild des Teils der lichtemittierenden Oberfläche 11 auf der +Y₁-Achsenrichtungsseite von der Mitte der lichtemittierenden Oberfläche 11 als ein zweites Bild definiert ist. Das zweite Bild wird durch die reflektierende Oberfläche 32 invertiert und dem ersten Bild in der konjugierten Ebene PC überlagert.
Demgemäß ist das Scheinwerfermodul 110 in der Lage, ein Lichtverteilungsmuster mit größerer Helligkeit im Vergleich zu dem Fall des Scheinwerfermoduls 100 zu bilden. Mit anderen Worten, das Scheinwerfermodul 110 ist in der Lage, einen höheren Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad im Vergleich zu dem Scheinwerfermodul 100 zu realisieren.
Wie in dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert wurde, verwendet das Scheinwerfermodul 100 eine Konfiguration, bei der die Lichtblockadeplatte 5 Licht blockiert. Somit wird in dem Scheinwerfermodul 100 das Licht zum Bilden des zweiten Bilds durch die Lichtblockadeplatte 5 blockiert.
Da die optischen Achsen Cs und C₂ mit Bezug auf die konjugierte Ebene PC geneigt sind, ist das Lichtquellenbild mit Bezug auf die konjugierte Ebene PC geneigt. Jedoch kann die Neigung des Lichtquellenbereichs innerhalb eines Bereichs erfolgen, der die Bildung des Lichtverteilungsmusters nicht beeinträchtigt.
Selbst bei Konfigurationen, in denen kein Lichtquellenbild in der konjugierten Ebene PC gebildet wird, ist es möglich, den Bereich hoher Helligkeit in der konjugierten Ebene PC zu bilden, indem Licht mit der reflektierenden Oberfläche 32 reflektiert wird.
Demgemäß wird es einfach, den Bereich des auf die Beleuchtungsfläche 9 projizierten Lichtverteilungsmusters auf der unteren Seite der Schnittlinie 91 heller zu machen.
Weiterhin nimmt aufgrund der Verkürzung der Länge des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 in der Richtung der optischen Achse C₁ (Z-Achsenrichtung) die interne Absorption von Licht in dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 ab und der Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad kann erhöht werden. ”Interne Absorption” bedeutet den optischen Verlust innerhalb eines Materials, wenn Licht durch eine Lichtleitungskomponente hindurchgeht (in diesem Ausführungsbeispiel das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3), ausgenommen einen Verlust durch Oberflächenreflexion. Die interne Absorption nimmt mit der Zunahme der Länge der Lichtleitungskomponente zu.
Bei einem gewöhnlichen Typ von Lichtleitungselement pflanzt sich das Licht innerhalb des Lichtleitungselements fort, während es wiederholt durch Seitenflächen des Lichtleitungselements reflektiert wird. Demgemäß wird die Intensitätsverteilung des Lichts vergleichmäßigt. Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel wird das in das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 eintretende Licht einmal durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert und von der Austrittsfläche 33 ausgestrahlt. In dieser Hinsicht unterscheidet sich die Verwendung des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 bei dem zweiten Ausführungsbeispiel von der Verwendung des herkömmlichen Lichtleitungselements.
In dem durch Straßenverkehrsregeln oder dergleichen vorgeschriebenen Lichtverteilungsmuster hat beispielsweise ein Bereich auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) von der Schnittlinie 91 die maximale Beleuchtungsstärke. Wie vorstehend erwähnt ist, ist der Kammlinienteil 321 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 in einer konjugierten Beziehung mit der Beleuchtungsfläche 9. Daher ist es, damit der Bereich auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) von der Schnittlinie 91 die maximale Beleuchtungsstärke erhält, ausreichend, wenn die Helligkeit eines Bereichs auf der oberen Seite (+Y-Achsenrichtungsseite) von dem Kammlinienteil 321 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 am höchsten gemacht wird.
In Fällen, in denen der Kammlinienteil 321 keine gerade Linie ist, ist es beispielsweise möglich, zu bewirken, dass eine Ebene, die parallel zu der X-Y-Ebene liegt und sich an einer Position (Punkt Q) befindet, an der der Kammlinienteil 321 und die optische Achse C₁ einander schneiden (d. h., die konjugierte Ebene PC) der konjugierten Beziehung mit der Beleuchtungsfläche 9 genügt. Der Kammlinienteil 321 und die optische Achse C1 der Austrittsfläche 33 brauchen nicht notwendigerweise einander zu schneiden. Das heißt, der Kammlinienteil 321 kann sich auf der +Y-Achsenrichtungsseite oder der –Y-Achsenrichtungsseite von der optischen Achse C₁ befinden.
Um ein derartiges Lichtverteilungsmuster, in welchem der Bereich auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) der Schnittlinie 91 die maximale Beleuchtungsstärke hat, zu erzeugen, ist es wirksam, wie in 11A gezeigt ist, dass die reflektierende Oberfläche 32 einen Teil des von der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 auftreffenden Lichts reflektiert, wenn die Y-Z-Ebene betrachtet wird. Dies ergibt sich daraus, dass der Teil des von der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 auftreffenden Lichts, der die +Y-Achsenrichtungsseite des Kammlinienteils 321 erreicht, ohne durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert zu werden, und der Teil des von der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 auftreffenden Lichts, der von der reflektierten Oberfläche 32 reflektiert wird, in der konjugierten Ebene PC einander überlagert werden.
Das heißt, in dem Bereich der konjugierten Ebene PC entsprechend dem Bereich hoher Beleuchtungsstärke auf der Beleuchtungsfläche 9 werden das Licht, das die konjugierte Ebene PC erreicht, ohne durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert zu sein, und das Licht, das die konjugierte Ebene PC erreicht, nachdem es durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert wurde, einander überlagert. Mit einer derartigen Konfiguration kann die Helligkeit des Bereichs auf der oberen Seite (+Y-Achsenrichtungsseite) von dem Kammlinienteil 321 zu der höchsten von der Helligkeit in der konjugierten Ebene PC gemacht werden.
Der Bereich hoher Helligkeit wird durch Überlagern des Lichts, das die konjugierte Ebene PC erreicht, ohne durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert zu sein, und des Lichts, das die konjugierte Ebene PC erreicht, nachdem es durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert wurde, miteinander in der konjugierten Ebene PC gebildet. Eine Modifikation der Position des Bereichs hoher Helligkeit in der konjugierten Ebene PC ist möglich durch Ändern der lichtreflektierenden Position auf der reflektierenden Oberfläche 32.
Durch Anordnen der lichtreflektierenden Position auf der reflektierenden Oberfläche 32 nahe der konjugierten Ebene PC kann ein Bereich in der konjugierten Ebene PC und nahe des Kammlinienteils 321 als der Bereich hoher Helligkeit ausgebildet werden. Das heißt, der Bereich auf der Beleuchtungsfläche 9 auf der unteren Seite der Schnittlinie 91 kann als der Bereich hoher Beleuchtungsstärke ausgebildet werden.
In 11 wird das von dem kondensierenden optischen Element 2 ausgestrahlte Licht an der Position des Kammlinienteils 321 kondensiert. Daher kann der Bereich auf der Beleuchtungsfläche 9 auf der unteren Seite von der Schnittlinie 91 als der Bereich hoher Beleuchtungsstärke ausgebildet werden.
Die Menge des überlagerten Lichts kann durch erwünschtes Ändern der Krümmung der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 in der vertikalen Richtung (Y-Achsenrichtung) in gleicher Weise wie bei der Einstellung der Lichtverteilungsbreite in der horizontalen Richtung eingestellt werden.
Die ”Menge des überlagerten Lichts” bedeutet die Menge des Lichts als das Ergebnis der Überlagerung des Lichts, das die +Y-Achsenrichtungsseite von dem Kammlinienteil 321 erreicht (in der konjugierten Ebene PC) ohne durch die reflektierte Oberfläche 32 reflektiert worden zu sein, und des durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektierten Lichts.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann die Lichtverteilung durch Einstellen der Krümmung der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 eingestellt werden. Mit anderen Worten, eine gewünschte Lichtverteilung kann durch Einstellen der Krümmung der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 erhalten werden. Hier bedeutet die ”gewünschte Lichtverteilung” die durch Straßenverkehrsregeln oder dergleichen vorgeschriebene Lichtverteilung. In Fällen, in denen ein Lichtverteilungsmuster durch Verwenden mehrerer Scheinwerfermodule gebildet wird, bedeutet die ”gewünschte Lichtverteilung” eine von jedem Scheinwerfermodul geforderte Lichtverteilung.
Weiterhin kann die Lichtverteilung durch Einstellen der geometrischen Beziehung zwischen dem kondensierenden optischen Element 2 und dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 eingestellt werden. Das heißt, eine gewünschte Lichtverteilung kann durch Einstellen der geometrischen Beziehung zwischen dem kondensierenden optischen Element 2 und dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 erhalten werden. Hier bedeutet die ”gewünschte Lichtverteilung” die beispielsweise durch Straßenverkehrsregeln oder dergleichen vorgeschriebene Lichtverteilung. In Fällen, in denen das Lichtverteilungsmuster durch Verwendung mehrerer Scheinwerfermodule gebildet wird, bedeutet die ”gewünschte Lichtverteilung” eines für jedes Scheinwerfermodul geforderte Lichtverteilung.
Die ”geometrische Beziehung” bedeutet eine Positionsbeziehung zwischen dem kondensierenden optischen Element 2 und dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 beispielsweise in der Richtung der optischen Achse C₁. Mit der Abnahme des Abstands von dem kondensierenden optischen Element 2 zu dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 nimmt die Menge des von der reflektierenden Oberfläche 32 reflektierten Lichts ab und die Abmessung der Lichtverteilung in der vertikalen Richtung (Y-Achsenrichtung) nimmt ab. Das heißt, die Höhe des Lichtverteilungsmusters nimmt ab. Umgekehrt nimmt mit der Zunahme des Abstands von dem kondensierenden optischen Element 2 zu dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 die Menge des von der reflektierenden Oberfläche 32 reflektierten Lichts zu und die Abmessung der Lichtverteilung in der vertikalen Richtung (Y-Achsenrichtung) nimmt zu. Das heißt, die Höhe des Lichtverteilungsmusters nimmt zu.
Weiterhin kann die Position des überlagerten Lichts durch Einstellen der Position des von der reflektierenden Oberfläche 32 reflektierten Lichts geändert werden.
Die ”Position des überlagerten Lichts” bedeutet die Position, an der das Licht, das die +Y-Achsenrichtungsseite des Kammlinienteils 321 (in der konjugierten Ebene PC) erreicht, ohne durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert worden zu sein, und das Licht, das durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert wurde, in der konjugierten Ebene PC einander überlagert werden. Somit bedeutet die Position des überlagerten Lichts den Bereich des Bereichs hoher Helligkeit in der konjugierten Ebene PC. Der Bereich hoher Helligkeit ist der Bereich in der konjugierten Ebene PC entsprechend dem Bereich hoher Beleuchtungsstärke auf der Beleuchtungsfläche 9.
Darüber hinaus kann die Höhe des Bereichs hoher Helligkeit auf der Austrittsfläche 33 durch Einstellen der Kondensationsposition des durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektierten Lichts eingestellt werden. Genauer gesagt, wenn die Kondensationsposition nahe der konjugierten Ebene PC ist, wird die Abmessung des Bereichs hoher Helligkeit in der Höhenrichtung kurz. Umgekehrt wird, wenn die Kondensationsposition von der konjugierten Ebene PC entfernt ist, die Abmessung des Bereichs hoher Helligkeit in der Höhenrichtung groß.
In der vorstehenden Erläuterung wird der Bereich hoher Beleuchtungsstärke als ein Bereich auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) von der Schnittlinie 91 beschrieben. Dies ist die Position des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke des Lichtverteilungsmusters auf der Beleuchtungsfläche 9.
Beispielsweise gibt es Fälle, in denen ein Lichtverteilungsmuster auf der Beleuchtungsfläche 9 durch Verwendung mehrerer Scheinwerfermodule gebildet wird. In derartigen Fällen ist der Bereich hoher Helligkeit jedes Scheinwerfermoduls in der konjugierten Ebene PC nicht auf einen Bereich auf der +Y-Achsenrichtungsseite von dem Kammlinienteil 321 beschränkt. Der Bereich hoher Helligkeit in der konjugierten Ebene PC wird an einer Position gebildet, die für das Lichtverteilungsmuster jedes Scheinwerfermoduls geeignet ist.
Wie vorstehend erläutert ist, kann die Breite des Lichtverteilungsmusters durch Einstellen der Kondensationsposition PW hinsichtlich der horizontalen Richtung gesteuert werden. Die Höhe des Lichtverteilungsmusters kann durch Einstellen der Kondensationsposition PH hinsichtlich der vertikalen Richtung gesteuert werden. Weiterhin kann die Breite des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke durch Einstellen der Kondensationsposition PW hinsichtlich der horizontalen Richtung gesteuert werden. Die Höhe des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke kann durch Einstellen der Kondensationsposition PH hinsichtlich der vertikalen Richtung gesteuert werden.
Wie vorstehend beschrieben ist, müssen die Kondensationsposition PW hinsichtlich der horizontalen Richtung und die Kondensationsposition PH hinsichtlich der vertikalen Richtung nicht notwendigerweise miteinander übereinstimmen. Die Form des Lichtverteilungsmusters oder die Form des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke kann durch unabhängiges Setzen der Kondensationsposition PW hinsichtlich der horizontalen Richtung und der Kondensationsposition PH hinsichtlich der vertikalen Richtung gesteuert werden.
Weiterhin kann die Form der Schnittlinie 91 leicht gebildet werden durch Ändern der Form des Kammlinienteils 321 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3. Das heißt, die Schnittlinie 91 kann leicht gebildet werden durch Bilden des Kammlinienteils 321 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 in der Form der Schnittlinie 91. Somit hat dieses Ausführungsbeispiel auch einen Vorteil dahingehend, dass der Lichtausnutzungs-Wirkungsgrad hoch ist im Vergleich zu dem Fall des ersten Ausführungsbeispiels, in welchem die Form der Schnittlinie 91 durch Bilden der Lichtblockadeplatte 5 gebildet ist. Dies folgt daraus, dass die Schnittlinie 91 ohne Blockade von Licht gebildet werden kann.
Das Bild des in der konjugierten Ebene PC gebildeten Lichtverteilungsmusters wird durch das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 vergrößert und auf die Beleuchtungsfläche 9 vor dem Fahrzeug projiziert. Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 projiziert das in der konjugierten Ebene PC gebildete Bild des Lichtverteilungsmusters auf die Beleuchtungsfläche 9. Genauer gesagt, die Austrittsfläche 33 projiziert das in der konjugierten Ebene PC gebildete Bild des Lichtverteilungsmusters auf die Beleuchtungsfläche 9.
Die Brennpunktposition der Austrittsfläche 33 stimmt mit der Position (Position in der Z-Achsenrichtung) des Kammlinienteils 321 beispielsweise auf der optischen Achse C₁ überein. Das heißt, die Brennpunktposition der Austrittsfläche 33 ist an dem Schnittpunkt des Kammlinienteils 321 und der optischen Achse C₁.
Alternativ stimmt die Position des Brennpunkts der Austrittsfläche 33 in der Z-Achsenrichtung (Richtung der optischen Achse C₁) mit der Position des Kammlinienteils 321 in der Z-Achsenrichtung überein. In diesem Fall braucht der Brennpunkt der Austrittsfläche 33 nicht auf dem Kammlinienteil 321 zu liegen.
Bei herkömmlichen Scheinwerfervorrichtungen werden eine Lichtblockadeplatte und eine Projektionslinse verwendet, und somit treten Änderungen wie eine Verformung der Schnittlinie oder Variationen der Lichtverteilung aufgrund von Positionsveränderungen zwischen Komponenten auf. Jedoch ist das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 in der Lage, die Brennpunktposition der Austrittsfläche 33 mit der Position des Kammlinienteils 321 in der Richtung der optischen Achse C₁ mittels einer Formgenauigkeit einer Komponente in Übereinstimmung zu bringen.
Demgemäß ist das Scheinwerfermodul 110 in der Lage, die Änderungen wie eine Verformung der Schnittlinie oder Veränderungen der Lichtverteilung zu unterbinden. Dies ergibt sich dadurch, dass die Verbesserung der Formgenauigkeit einer Komponente im Allgemeinen leichter als die Verbesserung der Positionsgenauigkeit zwischen zwei Komponenten ist.
15A und 15B sind Diagramme zum Erläutern der Form der reflektierenden Oberfläche 32 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 in dem Scheinwerfermodul 110 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel. In 15A und 15B ist ein Teil des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 aus der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 zu der konjugierten Ebene PC herausgezogen und gezeigt.
15A zeigt einen Fall, in welchem die reflektierende Oberfläche 32 nicht mit Bezug auf die Z-X-Ebene aus Gründen des Vergleichs geneigt ist. Das heißt, die reflektierende Oberfläche 32 in 15A ist parallel zu der Z-X-Ebene. 15B zeigt die Form der reflektierenden Oberfläche 32 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3.
Die in 15B gezeigte reflektierende Oberfläche 32 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 ist keine zu der Z-X-Ebene parallele Oberfläche. Beispielsweise ist, wie in 15B gezeigt ist, die reflektierende Oberfläche 32 eine ebene Oberfläche, die mit Bezug zu der Z-X-Ebene um die X-Achse als der Drehachse herum geneigt ist (geneigte Oberfläche). Die reflektierende Oberfläche 32 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 ist eine Oberfläche, die um die X-Achse als die Drehachse herum im Uhrzeigersinn gedreht wird, wenn sie von der –X-Achsenrichtungsseite aus betrachtet wird. In 15B ist die reflektierende Oberfläche 32 eine Oberfläche, die um einen Winkel ”f” mit Bezug auf die Z-X-Ebene gedreht ist. Somit befindet sich ein Ende der reflektierenden Oberfläche 32 auf der Seite der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 (–Z-Achsenrichtungsseite) auf der +Y-Achsenrichtungsseite relativ zu einem Ende der reflektierenden Oberfläche 32 auf der Seite der konjugierten Ebene PC (+Z-Achsenrichtungsseite) (d. h., des Kammlinienteils 321).
Die reflektierende Oberfläche 32 des in 15A gezeigten optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 ist eine ebene Oberfläche parallel zu der Z-X-Ebene. Das von der Auftrefffläche 31 auftreffende Licht wird durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert und erreicht dann die konjugierte Ebene PC.
Der Auftreffwinkel des Lichts zu der reflektierenden Oberfläche 32 ist der Auftreffwinkel S₁. Der Reflexionswinkel des Lichts an der reflektierenden Oberfläche 32 ist der Reflexionswinkel 52. Gemäß dem Reflexionsgesetz ist der Reflexionswinkel S₂ gleich dem Auftreffwinkel S₁. Eine senkrechte Linie m₁ zu der reflektierenden Oberfläche 32 wird durch eine strichpunktierte Linie in 15A angezeigt.
Das Licht trifft unter einem Auftreffwinkel 53 auf die konjugiere Ebene PC auf. Das Licht wird von der konjugierten Ebene PC unter einem Emissionswinkel S_out1 ausgestrahlt. Der Emissionswinkel S_out1 ist gleich dem Auftreffwinkel 53. Eine senkrechte Linie m₂ zu der konjugierten Ebene PC ist als eine strichpunktierte Linie in 15A angezeigt. Die senkrechte Linie m₂ zu der konjugierten Ebene PC ist parallel zur optischen Achse C₁.
In 15A und 15B ist die konjugierte Ebene PC mit einer ausgezogenen Linie gezeichnet. Jedoch ist die konjugierte Ebene PC eine fiktive Ebene, wie vorstehend erläutert wurde. Das heißt, die konjugierte Ebene PC ist eine imaginäre Ebene.
Da das Licht durch die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 stark gebrochen wird, wird der Emissionswinkel S_out1 des von der konjugierten Ebene PC ausgestrahlten Lichts groß. Wenn der Emissionswinkel S_out1 groß wird, nimmt die Öffnung der Austrittsfläche 33 entsprechend zu. Dies ergibt sich daraus, dass Licht mit einem großen Emissionswinkel S_out1 eine Position auf der Austrittsfläche 33 weit von der optischen Achse C₁ entfernt erreicht.
Demgegenüber ist die reflektierende Oberfläche 12 des in 15B gezeigten optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 mit Bezug auf die X-Z-Ebene geneigt. Die Richtung der Neigung der reflektierenden Oberfläche 32 ist die Richtung des Drehens aus der X-Z-Ebene im Uhrzeigersinn, wenn sie aus der –X-Achsenrichtungsseite aus betrachtet wird.
Das heißt, die reflektierende Oberfläche 32 ist mit Bezug auf die Lichtfortpflanzungsrichtung (+Z-Achsenrichtung) in einer Richtung des Erweiterns des optischen Kanals in dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 geneigt. Die reflektierende Oberfläche 32 ist zu der Lichtfortpflanzungsrichtung (+Z-Achsenrichtung) so geneigt, dass der optische Kanal in dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 sich erweitert. Hier ist die Lichtfortpflanzungsrichtung die Fortpflanzungsrichtung des Lichts in dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3. Demgemäß ist die Lichtfortpflanzungsrichtung die Richtung parallel zu der optischen Achse C₁ des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3.
Die reflektierende Oberfläche 32 ist in der Richtung der optischen Achse C₁ der Austrittsfläche 33 so geneigt, dass sie der Seite der Austrittsfläche 33 zugewandt ist. ”Der Seite der Austrittsfläche 33 zugewandt” bedeutet, dass die reflektierende Oberfläche 32 sichtbar ist, wenn sie von der Seite der Austrittsfläche 33 (+Z-Achsenrichtungsseite) aus betrachtet wird.
Das von der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 auftreffende Licht wird durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert und erreicht dann die konjugierte Ebene PC.
Der Auftreffwinkel des Lichts auf die reflektierende Oberfläche 32 ist der Auftreffwinkel 54. Der Reflexionswinkel des Lichts an der reflektierenden Oberfläche 32 ist der Reflexionswinkel S₅. Gemäß dem Brechungsgesetz ist der Reflexionswinkel S₅ gleich dem Auftreffwinkel S₄. Eine senkrechte Linie m₃ zu der reflektierenden Oberfläche 32 ist durch eine strichpunktierte Linie in 15B angezeigt.
Das Licht trifft unter einem Auftreffwinkel S₆ auf die konjugierte Ebene PC auf.
Das Licht wird unter einem Emissionswinkel S_out2 von der konjugierten Ebene PC ausgestrahlt. Der Emissionswinkel S_out2 ist gleich dem Auftreffwinkel 56. Eine senkrechte Linie m₄ zu der konjugierten Ebene PC ist durch eine strichpunktierte Linie in 16B angezeigt. Die senkrechte Linie m₄ zu der konjugierten Ebene PC ist parallel zu der optischen Achse C₁.
Aufgrund der Neigung der reflektierenden Oberfläche 32 ist der Auftreffwinkel 54 größer als der Auftreffwinkel S₁. Weiterhin ist der Reflexionswinkel 55 größer als der Reflexionswinkel 52. Somit ist der Auftreffwinkel S₆ kleiner als der Auftreffwinkel S₃. Genauer gesagt, hinsichtlich des Neigungswinkels des von der konjugierten Ebene PC emittierten Lichts mit Bezug die optische Achse C₁ ist der Emissionswinkel S_out2 kleiner als der Emissionswinkel S_out1.
Durch Neigen der reflektierenden Oberfläche 32 zu der Lichtfortpflanzungsrichtung (+Z-Achsenrichtung) hin derart, dass der optische Kanal in dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 erweitert wird, kann die Öffnung der Austrittsfläche 33 klein gemacht werden.
Durch Neigen der reflektierenden Oberfläche 32 in der Richtung der optischen Achse C₂ der Austrittsfläche 33 derart, dass sie der Seite der Austrittsfläche 33 zugewandt ist, kann die Öffnung der Austrittsfläche 33 klein gemacht werden. In Fällen, in denen die Projektionslinse 8 verwendet wird, kann die Öffnung der Projektionslinse 8 klein gemacht werden durch Neigen der reflektierenden Oberfläche 32 in der Richtung der optischen Achse Cp der Projektionslinse 8, um der Seite der Projektionslinse 8 zugewandt zu sein.
Es ist auch möglich, die reflektierende Oberfläche 32 in der Form einer gekrümmten Oberfläche zu bilden, um den Emissionswinkel S_out2 kleiner als den Emissionswinkel S_out1 zu machen. Das heißt, die reflektierende Oberfläche 32 wird als eine gekrümmte Oberfläche gebildet, so dass der optische Kanal zu der Lichtfortpflanzungsrichtung (+Z-Achsenrichtung) hin erweitert wird.
Die reflektierende Oberfläche 32 ist als eine gekrümmte Oberfläche gebildet, die der Seite der Austrittsfläche 33 in der Richtung der optischen Achse C₁ der Austrittsfläche 33 zugewandt ist. In Fällen, in denen die Projektionslinse 8 verwendet wird, ist die reflektierende Oberfläche 32 als eine gekrümmte Oberfläche gebildet, die der Seite der Projektionslinse 8 in der Richtung der optischen Achse Cp der Projektionslinse 8 zugewandt ist.
Die Neigung der reflektierenden Oberfläche 32 hat die Wirkung, den Emissionswinkel S_out zu der Zeit, zu der das von der reflektierenden Oberfläche 32 reflektierte Licht von der konjugierten Ebene PC ausgestrahlt wird, zu verringern. Daher kann die Öffnung der Austrittsfläche 33 durch die Neigung der reflektierenden Oberfläche 32 klein gemacht werden. In Fällen, in denen die Projektionslinse 8 verwendet wird, kann die Öffnung der Projektionslinse 8 durch die Neigung der reflektierenden Oberfläche 32 klein gemacht werden. Weiterhin kann das Scheinwerfermodul 110 verkleinert werden. Insbesondere trägt die Neigung der reflektierenden Oberfläche 32 zu der Verkleinerung des Scheinwerfermoduls 110 in der Höhenrichtung (Y-Achsenrichtung) bei.
Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 kann die in 15A gezeigte Konfiguration der reflektierenden Oberfläche 32 verwenden.
<Lichtverteilungsmuster>
Das Scheinwerfermodul 110 ist in der Lage, ein Lichtverteilungsmuster ähnlich dem in dem ersten Ausführungsbeispiel zu erhalten, da die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 als eine Auftrefffläche des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 verwendet wird. Daher wird die Erläuterung des Lichtverteilungsmusters bei dem ersten Ausführungsbeispiel für die Erläuterung des Lichtverteilungsmusters bei diesem Ausführungsbeispiel eingesetzt.
Weiterhin kann die ”ansteigende Linie” auf einfache Weise durch die Form des Kammlinienteils 321 ähnlich der Verwendung der Lichtblockadeplatte 5 bei dem ersten Ausführungsbeispiel gebildet werden.
16 ist ein schematisches Diagramm, das ein Beispiel für eine Querschnittsform des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 auf der konjugierten Ebene PC zeigt. Der Kammlinienteil 321 kann eine Form mit beispielsweise einer Stufe aufweisen, wie in 16 gezeigt ist. Das heißt, die Form des in 16 gezeigten Kammlinienteils 321 ist die vorbeschriebene gebogene Linienform.
In dem Fall des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 pflanzt sich das Licht innerhalb des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 fort. Daher ist die Form jedes Kammlinienteils 321a, 321b die gleiche wie die Form jeder Seite 51a, 51b der in dem ersten Ausführungsbeispiel gezeigten Lichtblockadeplatte 5. Die Kammlinienteile 321a und 321b sind Seiten des Querschnitts des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 auf der Seite der –Y-Achsenrichtung. Die Seiten 51a und 51b sind Seiten der Lichtblockadeplatte 5 auf der +Y-Achsenrichtungsseite.
Von hinten (von der –Z-Achsenrichtungsseite aus) betrachtet befindet sich der Kammlinienteil 321a auf der linken Seite (+X-Achsenrichtungsseite) an einer höheren Position als (auf der +Y-Achsenrichtungsseite relativ zu) der Kammlinienteil 321b auf der rechten Seite (–X-Achsenrichtungsseite).
Die konjugierte Ebene PC und die Beleuchtungsfläche 9 sind in der optisch konjugierten Beziehung. Daher wird die Form des Lichtverteilungsmusters in der konjugierten Ebene PC auf die Beleuchtungsfläche 9 projiziert, während sie in der vertikalen Richtung und der seitlichen Richtung invertiert wird. Somit ist auf der Beleuchtungsfläche 9 die Schnittlinie 91 der linken Seite mit Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs hoch, und die Schnittlinie 91 auf der rechten Seite mit Bezug auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs ist niedrig.
Mit dieser Konfiguration kann die ”ansteigende Linie”, die die Beleuchtung auf der Bürgersteigseite (linken Seite) für die Erkennung von Fußgängern und Verkehrszeichen anhebt, in einfacher Weise gebildet werden. Diese Erläuterung wird für Fälle gegeben, in denen Fahrzeuge auf der linken Seite der Straße fahren. Somit wird die ansteigende Linie in der seitlichen Richtung in den Fällen umgekehrt, in denen Fahrzeuge auf der rechten Seite der Straße fahren. Das heißt, eine ansteigende Linie, die die Beleuchtung der rechten Seite anhebt, wird gebildet.
Es gibt Fahrzeuge, bei denen mehrere Scheinwerfermodul angeordnet sind, um das Lichtverteilungsmuster durch Summieren der Lichtverteilungsmuster der Module miteinander zu bilden. Das heißt, es gibt Fälle, in denen mehrere Scheinwerfermodule angeordnet sind und ein Lichtverteilungsmuster durch Summieren der Lichtverteilungsmuster der Module miteinander gebildet wird. Selbst in derartigen Fällen kann das Scheinwerfermodul 110 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel auf einfache Weise verwendet werden.
Bei dem Scheinwerfermodul 110 können die Breite und die Höhe des Lichtverteilungsmusters geändert werden durch Einstellen der Form der gekrümmten Oberfläche der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3. Weiterhin kann die Beleuchtungsverteilung auch geändert werden.
Bei dem Scheinwerfermodul 110 können die Breite und die Höhe des Lichtverteilungsmusters durch Einstellen der optischen Positionsbeziehung zwischen dem kondensierenden optischen Element 2 und dem optischen Lichtleitungs-Projektionselement 3 oder der Form der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 geändert werden. Weiterhin kann die Beleuchtungsverteilung auch geändert werden.
Durch Verwendung der reflektierenden Oberfläche 32 kann die Änderung der Beleuchtungsverteilung auch erleichtert werden. Beispielsweise kann die Position des Bereichs hoher Beleuchtungsstärke geändert werden durch Ändern des Neigungswinkels ”b” der reflektierenden Oberfläche 32.
Bei dem Scheinwerfermodul 110 kann die Form der Schnittlinie 91 durch die Form des Kammlinienteils 321 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 definiert werden. Mit anderen Worten, das Lichtverteilungsmuster kann gemäß der Form des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 gebildet werden.
Somit ist es beispielsweise nicht erforderlich, die Form des kondensierenden optischen Elements 2 oder dergleichen aus den mehreren Scheinwerfermodulen zu ändern. Das heißt, das kondensierende optische Element 2 kann als eine gemeinsame Komponente verwendet werden. Demgemäß kann die Anzahl von Typen von Komponenten verringert werden, der Montagewirkungsgrad kann verbessert werden und die Herstellungskosten können herabgesetzt werden.
Es ist ausreichend, wenn derartige Funktionen des gewünschten Einstellens der Breite und der Höhe des Lichtverteilungsmusters und des wünschenswerten Einstellens der Beleuchtungsverteilung durch das gesamte Scheinwerfermodul 110 bereitgestellt werden. Optische Komponenten des Scheinwerfermodul 110 enthalten das kondensierende optische Element 2 und das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3. Somit ist es auch möglich, diese Funktionen auf eine oder mehrere optische Oberflächen des kondensierenden optischen Elements 2 und des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3, die das Scheinwerfermodul 110 bilden, zu verteilen.
Beispielsweise ist es möglich, die reflektierende Oberfläche 32 des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 mit einer gekrümmten Oberflächenform zu bilden, damit die reflektierende Oberfläche 32 Brechkraft hat und die Lichtverteilung bildet.
Jedoch ist hinsichtlich der reflektierenden Oberfläche 32 nicht für das gesamte Licht erforderlich, dass es die reflektierende Oberfläche 32 erreicht. Demgemäß ist die Lichtmenge, die zu der Bildung des Lichtverteilungsmusters beitragen kann, in dem Fall beschränkt, in welchem der reflektierenden Oberfläche 32 eine Form gegeben wird. Somit ist die Lichtmenge, die die Wirkung des Formens der reflektierenden Oberfläche 32 zu dem Lichtverteilungsmuster geben kann, indem es durch die reflektierende Oberfläche 32 reflektiert wird, beschränkt. Das heißt, der Einfluss der Form der reflektierenden Oberfläche 32 auf das Lichtverteilungsmuster aufgrund der Reflexion von Licht durch die reflektierende Oberfläche 32 ist beschränkt. Daher ist es, um das Lichtverteilungsmuster einfach zu ändern, indem dem gesamten Licht eine optische Wirkung gegeben wird, erwünscht, die Lichtverteilung zu bilden, indem der Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 Brechkraft zugewiesen wird.
Funktionen, die denjenigen des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 äquivalent sind, können implementiert werden durch Verwendung des Lichtverteilungs-Steuerelements 4, des reflektierenden Elements und der Projektionslinse 8, die in dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben wurden. Das reflektierende Element entspricht der reflektierenden Oberfläche 32.
<Zweite Modifikation>
21 ist ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration eines Scheinwerfermoduls 111 gemäß einer zweiten Modifikation zeigt.
Das Scheinwerfermodul 111 enthält die Lichtquellen 1 und 6, ein kondensierendes optisches Element 7 und die Projektionslinse 8. Das Scheinwerfermodul 111 enthält nicht das kondensierende optische Element 2. Das kondensierende optische Element 2 ist ein lichtkondensierendes Element für die Lichtquelle 1. Bei der zweiten Modifikation ist anstelle des optischen Lichtleitungs-Projektionselements 3 ein optisches Element gezeigt, dessen Austrittsfläche 330 beispielsweise eine ebene Oberfläche ist. Dieses optische Element, das nicht die Projektionsfunktion hat, wird als ein optisches Lichtleitungselement 30 beschrieben.
Zuerst wird die Lichtquelle 6 für das Fernlicht nachfolgend erläutert.
Um die Erläuterung der Lichtquelle 6 zu erleichtern, werden X₂Y₂Z₂-Koordinaten als ein neues Koordinatensystem verwendet. Die X₂Y₂Z₂-Koordinaten sind Koordinaten, die durch Drehen der XYZ-Koordinaten um die X-Achse als die Drehachse entgegen dem Uhrzeigersinn um einen Winkel ”e” bei Betrachtung von der –X-Achsenrichtungsseite aus erhalten werden.
Die Lichtquelle 6 hat eine lichtemittierende Oberfläche 61. Die Lichtquelle 6 emittiert Licht zum Beleuchten eines Bereichs vor dem Fahrzeug von der lichtemittierenden Oberfläche 61 aus.
Die Lichtquelle 6 befindet sich auf der –Z₂-Achsenseite des kondensierenden optischen Elements 7. Die Lichtquelle 6 befindet sich auf der –Z-Achsenseite des (hinter dem) des optischen Lichtleitungselements 30. Die Lichtquelle 6 befindet sich auf der –Y-Achsenseite (untere Seite) des optischen Lichtleitungselements 30.
In 21 emittiert die Lichtquelle 6 Licht in der +Z₂-Achsenrichtung. Während der Typ der Lichtquelle 6 nicht besonders beschränkt ist, wird die folgende Erläuterung unter der Annahme gegeben, dass die Lichtquelle 6 eine LED in der gleichen Weise wie bei der vorstehenden Erläuterung ist.
Das kondensierende optische Element 7 befindet sich auf der +Z₂-Achsenseite der Lichtquelle 6. Das kondensierende optische Element 7 befindet sich auf der –Z₂-Achsenseite des optischen Lichtleitungselements 30. Das kondensierende optische Element 7 befindet sich auf der –Z-Achsenseite des (hinter dem) optischen Lichtleitungselements 30. Das kondensierende optische Element 7 befindet sich auf der –Y-Achsenseite (untere Seite) des optischen Lichtleitungselements 30.
Das von der Lichtquelle 6 emittierte Licht trifft auf das kondensierende optische Element 7. Das kondensierende optische Element 7 kondensiert das Licht in eine Position davor (in der +Z₂-Achsenrichtung). In 21 ist das kondensierende optische Element 7 als ein kondensierendes optisches Element 7 mit positiver Brechkraft angezeigt.
Das bei der zweiten Modifikation gezeigte kondensierende optische Element 7 ist beispielsweise mit einem lichtbrechenden Material gefüllt.
Während das kondensierende optische Element 7 in 21 aus einem kondensierenden optischen Element 7 gebildet ist, ist es auch möglich, mehrere optische Komponenten zu verwenden. Jedoch verschlechtert die Verwendung mehrerer optischer Elemente die Produktivität, da es beispielsweise erforderlich ist, die Positionierungsgenauigkeit jedes optischen Elements zu gewährleisten.
Bei der zweiten Modifikation ist die optische Achse C₃ des kondensierenden optischen Elements 7 parallel zu der Z₂-Achse. Die optische Achse C₃ des kondensierenden optischen Elements 7 stimmt der optischen Achse Cs₂ der Lichtquelle 6 überein.
Die detaillierte Konfiguration und die Funktion des kondensierenden optischen Elements 7 sind äquivalent denjenigen des kondensierenden optischen Elements 2. Somit wird die Erläuterung des kondensierenden optischen Elements 2 für die Erläuterung des kondensierenden optischen Elements 7 eingesetzt. Jedoch ist das optische Verhalten des kondensierenden optischen Elements 7 derart, dass die Brennweite einen Wert annehmen kann, der von dem des kondensierenden optischen Elements 2 verschieden ist.
Die Lichtquelle 6 und das kondensierende optische Element 7 sind auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) des optischen Lichtleitelements 30 angeordnet. Die Lichtquelle 6 und das kondensierende optische Element 7 sind hinter (auf der –Z-Achsenrichtungsseite von) dem optischen Lichtleitungselement 30 angeordnet. Somit ist in dem Scheinwerfermodul 111 nach der zweiten Modifikation die Lichtquelle 7 auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) der Lichtquelle 1 angeordnet, wie in 21 gezeigt ist.
Als Nächstes wird das Verhalten des Strahls erläutert.
Wie in 21 gezeigt ist, trifft das von dem kondensierenden optischen Element 7 kondensierte Licht auf eine Auftrefffläche 34 des optischen Lichtleitungselements 30. Die Auftrefffläche 34 ist eine lichtbrechende Oberfläche. In 21 ist die Auftrefffläche 34 in einer ebenen Form illustriert. Das auf die Auftrefffläche 34 auftreffende Licht wird durch die Auftrefffläche 34 gebrochen. Das auf die Auftrefffläche 34 auftreffende Licht wird von der Austrittsfläche 330 ausgestrahlt.
Das bei der zweiten Modifikation gezeigte optische Lichtleitungselement 30 ist beispielsweise mit einem lichtbrechenden Material gefüllt.
Die Auftrefffläche 34 ist in konjugierter Beziehung mit der Beleuchtungsfläche 9. Das heißt, die Auftrefffläche 34 befindet sich an einer Position, die optisch mit der Beleuchtungsfläche 9 konjugiert ist. Daher wird das Bild des Lichtverteilungsmusters, das auf der Auftrefffläche 34 gebildet ist, durch das kondensierende optische Element 7 vergrößert und durch die Projektionslinse 8 auf die Beleuchtungsfläche 9 vor dem Fahrzeug projiziert.
Die Auftrefffläche 34 ist auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) des Kammlinienteils 321 angeordnet. Daher wird das Bild des auf der Auftrefffläche 34 gebildeten Lichtverteilungsmusters auf den Bereich der Beleuchtungsfläche 9 auf der oberen Seite (+Y-Achsenrichtungsseite) der Schnittlinie 91 projiziert. Demgemäß sind die Lichtquelle 6 und das kondensierende optische Element 7 in der Lage, den durch das Fernlicht zu beleuchtenden Bereich zu beleuchten.
Weiterhin kann die Lichtverteilung des Fernlichts durch Einstellen der Kondensationsposition des von dem kondensierenden optischen Element 7 ausgestrahlten Lichts geändert werden, wie in 21 gezeigt ist. Die Lichtverteilung des Fernlichts kann auch durch Einstellen der geometrischen Beziehung zwischen dem kondensierenden optischen Element 7 und dem optischen Lichtleitungselement 30 geändert werden.
”Einstellen der geometrischen Beziehung” bedeutet das Einstellen der Positionsbeziehung zwischen dem kondensierenden optischen Element 7 und dem optischen Lichtleitungselement 30 beispielsweise in der Richtung der optischen Achse C₁ (Z-Achsenrichtung). Wenn eine Änderung in der Positionsbeziehung zwischen dem kondensierenden optischen Element 7 und dem optischen Lichtleitungselement 30 in der Richtung der optischen Achse C₁ stattfindet, ändert sich die Größe des von dem kondensierenden optischen Element 7 gebildeten kondensierten Lichtpunkts auf der Auftrefffläche 34. Das heißt, der Lichtflussdurchmesser des von dem kondensierenden optischen Element 7 auf die Auftrefffläche 34 kondensierten Lichts ändert sich. Dann ändert sich die Lichtverteilung auf der Beleuchtungsfläche 9 entsprechend.
In dem vorstehenden Beispiel ist die Auftrefffläche 34 in der konjugierten Ebene PC angeordnet. Jedoch kann die Auftrefffläche 34 auf der –Z-Achsenrichtungsseite von der konjugierten Ebene PC angeordnet sein. In diesem Fall existiert die konjugierte Ebene PC auf der +Z-Achsenseite der Auftrefffläche 34. Die konjugierte Ebene PC existiert innerhalb des optischen Lichtleitungselements 30.
In Fällen der Verwendung einer derartigen Konfiguration kann das Bild des Lichtverteilungsmusters, das in dem Bereich auf der unteren Seite (–Y-Achsenrichtungsseite) von dem Kammlinienteil 321 der konjugierten Ebene PC gebildet ist, durch die Form der Auftrefffläche 34 gesteuert werden.
Beispielsweise hat die Auftrefffläche 34 eine gekrümmte Oberflächenform mit positiver Brechkraft. Das von dem kondensierenden optischen Element 7 ausgestrahlte Licht kondensiert an dem Kammlinienteil 321. In diesem Fall wird das Lichtverteilungsmuster in einer solchen Weise gebildet, dass ein Bereich, der auf der oberen Seite (+Y-Achsenseite) der Schnittlinie 91 beleuchtet wird, am hellsten ist.
Wie vorstehend beschrieben ist, kann das Lichtverteilungsmuster des Fernlichts leicht gesteuert werden durch Änderung der Oberflächenform der Auftrefffläche 34.
Wie vorstehend beschrieben ist, ist das Scheinwerfermodul 111 nach dem zweiten Ausführungsbeispiel in der Lage, sowohl das Lichtverteilungsmuster des Abblendlichts als auch das Lichtverteilungsmuster des Fernlichts auf einfache Weise mit demselben Scheinwerfermodul zu bilden. Mit anderen Worten, es ist nicht erforderlich, ein Scheinwerfermodul für das Fernlicht und ein Scheinwerfermodul für das Abblendlicht separat vorzubereiten. Demgemäß kann eine Scheinwerfervorrichtung mit einer im Vergleich zu herkömmlichen Scheinwerfervorrichtungen geringen Größe realisiert werden.
Als Nächstes wird die Verwendung der Projektionslinse 8 nachfolgend beschrieben.
Das optische Lichtleitungselement 30 hat die Austrittsfläche 330. Die Austrittsfläche 330 ist beispielsweise eine ebene Oberfläche. Die Austrittsfläche 330 ist beispielsweise eine ebene Oberfläche senkrecht zu der optischen Achse Cp der Projektionslinse 8.
Daher hat das optische Lichtleitungselement 30 keine Funktion des Projizierens des Lichtverteilungsmusters auf die Beleuchtungsfläche 9. Das Scheinwerfermodul 111 ist mit der Projektionslinse 8 ausgestattet. Die Projektionslinse 8 projiziert das Lichtverteilungsmuster auf die Beleuchtungsfläche 9. Genauer gesagt, das optische Lichtleitungselement 30 hat eine Konfiguration enthaltend das Lichtverteilungs-Steuerelement 4. Das optische Lichtleitungs-Projektionselement 3 hat eine Konfiguration, bei der das optische Lichtleitungselement 30 die Projektionslinse 8 enthält.
Der Brennpunkt der Projektionslinse 8 ist beispielsweise an der Position des Lichtverteilungsmusters in der Richtung der optischen Achse Cp. Das heißt, das Lichtverteilungsmuster ist in der konjugierten Ebene PC gebildet. Demgemäß ist die Projektionslinse 8 in der Lage, das Lichtverteilungsmuster auf die Beleuchtungsfläche 9 zu projizieren.
Es ist möglich, die Austrittsfläche 330 mit Brechkraft zu versehen. In derartigen Fällen projizieren die Austrittsfläche 330 und die Projektionslinse 8 das Lichtverteilungsmuster auf die Beleuchtungsfläche 9.
Schließlich werden die Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteile 312a und 312b als ringförmige Linsenoberflächen nachfolgend erläutert.
Die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 des optischen Lichtleitungselements 30 wird mit ringförmigen Linsenoberflächen gebildet. In 21 hat die Lichtverteilungs-Steuerfläche 31 eine gekrümmte Oberflächenform bei Betrachtung der Y-Z-Ebene. Somit hat der Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 oder jeder Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312 beispielsweise die lichtkondensierende Funktion in der Y-Z-Ebene.
Daher enthält das Scheinwerfermodul 111 nicht das kondensierende optische Element zum Kondensieren des von der Lichtquelle 1 emittierten Lichts.
Bei dem in 21 gezeigten Scheinwerfermodul wird das 111 wird das Licht von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 oder dem Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312 in der konjugierten Ebene PC kondensiert. In dem in 21 gezeigten Scheinwerfermodul 111 wird das von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 oder dem Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312 kondensierte Licht an dem Kammlinienteil 321 kondensiert. In dem in 21 gezeigten Scheinwerfermodul 111 wird das von dem Punktlichtverteilungs-Bildungsteil 311 oder dem Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil 312 kondensierte Licht auf der optischen Achse Cp der Projektionslinse 8 kondensiert.
Drittes Ausführungsbeispiel
17 ist ein Konfigurationsdiagramm, das die Konfiguration einer Scheinwerfervorrichtung, die mit den Scheinwerfermodulen 100, 102, 110 oder 111 ausgestattet ist, zeigt. Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen wurden Ausführungsbeispiele der Scheinwerfermodule 100, 102, 110 und 111 beschrieben. 17 zeigt ein Beispiel, bei dem die Scheinwerfervorrichtung 10 beispielsweise mit den Scheinwerfermodulen 100 ausgestattet ist.
Die gesamten oder Teile der drei in 17 gezeigten Scheinwerfermodule 100 können beispielsweise durch die Scheinwerfermodule 102, 110 oder 111 ersetzt werden.
Die Scheinwerfervorrichtung 10 hat ein Gehäuse 97. Die Scheinwerfervorrichtung 10 kann eine Abdeckung 96 haben.
Das Gehäuse 97 hält die Scheinwerfermodule 100.
Das Gehäuse 97 ist beispielsweise innerhalb des Fahrzeugkörpers angeordnet.
Die Scheinwerfermodule 100 sind in dem Gehäuse 97 aufgenommen. In 17 sind beispielsweise drei Scheinwerfermodule 100 in dem Gehäuse 97 aufgenommen. Die Anzahl der Scheinwerfermodule 100 ist nicht auf drei beschränkt. Die Anzahl der Scheinwerfermodule 100 kann auch eins, zwei oder vier oder mehr betragen.
Die Scheinwerfermodule 100 sind beispielsweise in dem Gehäuse 97 auf einer Linie in der X-Achsenrichtung angeordnet. Die Art der Anordnung der Scheinwerfermodule 100 ist nicht auf die Ausrichtung in der X-Achsenrichtung beschränkt. Die Scheinwerfermodule 100 können so angeordnet sein, dass sie gegeneinander in der Y-Achsenrichtung oder der Z-Achsenrichtung gemäß der Gestaltung, Funktion usw. verschoben sind.
In 17 sind die Scheinwerfermodule 100 in dem Gehäuse 97 aufgenommen. Jedoch braucht das Gehäuse 97 keine Kastenform zu haben. Es ist möglich, eine Konfiguration zu verwenden, bei der das Gehäuse 97 aus einem Rahmen oder dergleichen gebildet ist, an dem die Scheinwerfermodule 100 befestigt sind. Dies ergibt sich daraus, dass das Gehäuse 97 innerhalb des Fahrzeugkörpers in Fällen von Vierrad-Automobilen und dergleichen angeordnet ist. Der Rahmen oder dergleichen kann eine Komponente des Fahrzeugkörpers sein. In derartigen Fällen ist das Gehäuse 97 ein Teil des Fahrzeugkörpers. Das heißt, das Gehäuse 97 ist als ein Gehäuseteil vorgesehen.
In dem Fall eines Motorrads kann das Gehäuse 97 in der Nähe der Lenkstange angeordnet sein. In dem Fall eines Vierrad-Automobils ist das Gehäuse 97 innerhalb des Fahrzeugkörpers angeordnet.
Die Abdeckung 96 lässt das von den Scheinwerfermodulen 100 emittierte Licht durch. Das durch die Abdeckung 96 hindurchgehende Licht wird von dem Fahrzeug in Vorwärtsrichtung emittiert. Die Abdeckung 96 besteht aus einem transparenten Material.
Die Abdeckung 96 ist an einem Oberflächenteil des Fahrzeugkörpers angeordnet, um zur Außenseite des Fahrzeugkörpers hin frei zu liegen.
Die Abdeckung 96 ist auf der +Z-Achsenrichtungsseite des Gehäuses 97 angeordnet.
Das von den Scheinwerfermodulen 100 emittierte Licht geht durch die Abdeckung 96 hindurch und wird in Vorwärtsrichtung (in der +Z-Achsenrichtung) von dem Fahrzeug emittiert. In 17 wird jeder von der Abdeckung 96 emittierte Strahl einem Strahl, der von einem angrenzenden Scheinwerfermodul 100 emittiert wurde, überlagert, um ein Lichtverteilungsmuster zu bilden.
Die Abdeckung 96 ist vorgesehen, um die Scheinwerfermodule 100 vor Wind, Regen, Staub und dergleichen zu schützen. Jedoch ist es nicht erforderlich, die Abdeckung 96 in Fällen, in denen jedes Scheinwerfermodul 100 eine Konfiguration hat, bei der die Projektionslinse 8 die Komponenten in dem Scheinwerfermodul 100 vor Wind, Regen, Staub und dergleichen schützt, besonders vorzusehen.
Din Fällen, in denen die Scheinwerfervorrichtung 10 mehrere Scheinwerfermodule 100 wie vorbeschrieben enthält, ist die Scheinwerfervorrichtung 10 eine Ansammlung der Scheinwerfermodule 100. In Fällen, in denen die Scheinwerfervorrichtung 10 ein Scheinwerfermodul 100 enthält, ist die Scheinwerfervorrichtung 10 gleich dem Scheinwerfermodul 100. Das heißt, das Scheinwerfermodul 100 ist die Scheinwerfervorrichtung 10. Alternativ ist die Scheinwerfervorrichtung 10 durch Anbringen der Abdeckung 96, des Gehäuses 97 oder dergleichen an dem Scheinwerfermodul 100 konfiguriert.
Begriffe, die eine Positionsbeziehung zwischen Komponenten oder die Form einer Komponente anzeigen, wie ”parallel” und ”senkrecht”, können in den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen verwendet worden sein. Diese Begriffe sind so beabsichtigt, dass sie einen Bereich enthalten, der Toleranzen bei der Herstellung, Variationen bei der Montage oder dergleichen zulässt. Daher enthält, wenn eine Beschreibung eine Positionsbeziehung zwischen Komponenten oder die Form einer Komponente anzeigt, in den Ansprüchen enthalten ist, eine derartige Beschreibung einen Bereich, der Toleranzen bei der Herstellung, Variationen bei der Montage oder dergleichen zulässt.
Während Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung wie vorstehend beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsbeispiele beschränkt.
<Anhänge>
Die folgenden Merkmale werden als Anhänge beschrieben:
<Anhang 1>
Scheinwerfermodul, welches aufweist:
eine Lichtquelle, die Licht emittiert;
ein kondensierendes optisches Element, das das von der Lichtquelle emittierte Licht in kondensiertes Licht umwandelt;
ein Lichtverteilungs-Steuerelement, das eine Brennpunktposition des kondensierten Lichts ändert; und
ein optisches Projektionselement, das das von dem Lichtverteilungs-Steuerelement ausgestrahlte Licht projiziert,
wobei das Lichtverteilungs-Steuerelement eine Beleuchtungsverteilung für ein durch das optische Projektionselement projiziertes Lichtverteilungsmuster in einer Ebene senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Projektionselements, die sich auf einer Vorderseiten-Brennposition des optischen Projektionselements befindet, bildet, und einen ersten Lichtverteilungs-Bildungsteil, der einen Bereich hoher Helligkeit in dem Lichtverteilungsmuster bildet, und einen zweiten Lichtverteilungs-Bildungsteil, der einen Bereich geringer Helligkeit in dem Lichtverteilungsmuster bildet, enthält. Der Bereich geringer Helligkeit hat eine geringere Helligkeit als der Bereich hoher Helligkeit.
<Anhang 2>
Das Scheinwerfermodul nach Anhang 1, bei dem der erste Lichtverteilungs-Bildungsteil auf einer optischen Achse des kondensierenden optischen Elements angeordnet ist.
<Anhang 3>
Das Scheinwerfermodul nach Anhang 1 oder 2, bei dem der erste Lichtverteilungs-Bildungsteil eine größere Brechkraft als der zweite Lichtverteilungs-Bildungsteil hat.
<Anhang 4>
Das Scheinwerfermodul nach einem der Anhänge 1 bis 3, aufweisend eine reflektierende Oberfläche, die das von dem Lichtverteilungs-Steuerelement ausgestrahlte Licht reflektiert,
wobei ein Ende der reflektierenden Oberfläche auf der Seite des optischen Projektionselements sich in der Ebene hinsichtlich einer optischen Achsenrichtung des optischen Projektionselements befindet.
<Anhang 5>
Eine Scheinwerfervorrichtung, aufweisend das Scheinwerfermodul nach einem der Anhänge 1 bis 4.
BESCHREIBUNG VON BEZUGSZEICHEN

10: Scheinwerfervorrichtung, 100, 101, 10, 110, 111: Scheinwerfermodul, 1, 6: Lichtquelle, 11, 61: lichtemittierende Oberfläche, 2, 7: kondensierendes optisches Element, 211, 212: Auftrefffläche, 22: reflektierende Oberfläche, 231, 232 Austrittsfläche, 3: optisches Lichtleitungs-Projektionselement, 30: optisch es Lichtleitungselement, 31: Lichtverteilungs-Steuerfläche, 311: Punktlichtverteilungs-Bildungsteil, 312, 312a, 312b: Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil, 32: reflektierende Oberfläche, 321: Kammlinienteil, 33, 330: Austrittsfläche, 4, 40: Lichtverteilungs-Steuerelement, 41: Punktlichtverteilungs-Bildungsteil, 41, 42, 42a, 42b: Diffusionslichtverteilungs-Bildungsteil, 43: Austrittsfläche, 44: Stufe, 5: Lichtblockadeplatte, 51, 51a, 51b: Seite, 8: Projektionslinse, 9: Beleuchtungsfläche, 91: Schnittlinie, 92: Bereich auf der unteren Seite der Schnittlinie, 93: Bereich hoher Helligkeit, 96: Abdeckung, 97: Gehäuse, a, b, f: Winkel, C, Cp, Cs, C₁, C₂: optische Achse L₁, L₂: Lichtfluss, m₁, m₂, m₃, m₄: senkrechte Linie, PH, PW: Kondensationsposition, PC: konjugierte Ebene, R₁: Strahl, S₁, S₃, S₄, S₆: Auftreffwinkel, S₂, S₅: Reflexionswinkel, S_out, S_out1, S_out2: Emissionswinkel.

Claims

Scheinwerfermodul, welches aufweist: eine Lichtquelle, die zum Emittieren von Licht konfiguriert ist; ein Lichtverteilungs-Steuerelement, das konfiguriert ist zum Bilden eines Lichtverteilungsmusters durch Ändern eines Divergenzwinkels des darin auftreffenden Lichts; und ein optisches Projektionselement, das konfiguriert ist zum Projizieren des Lichtverteilungsmusters, wobei das Lichtverteilungs-Steuerelement einen ersten Lichtverteilungs-Bildungsteil, der zum Bilden eines Bereichs hoher Helligkeit in dem Lichtverteilungsmuster konfiguriert ist, und einen zweiten Lichtverteilungs-Bildungsteil, der zum Bilden eines Bereichs niedriger Helligkeit in dem Lichtverteilungsmuster konfiguriert ist, enthält, wobei der Bereich niedriger Helligkeit eine geringere Helligkeit als der Bereich hoher Helligkeit hat.
Scheinwerfermodul nach Anspruch 1, bei dem der erste Lichtverteilungs-Bildungsteil auf einer optischen Achse der Lichtquelle angeordnet ist.
Scheinwerfermodul nach Anspruch 2, bei dem der zweite Lichtverteilungs-Bildungsteil außerhalb des ersten Lichtverteilungs-Bildungsteils mit Bezug auf die optische Achse der Lichtquelle angeordnet ist.
Scheinwerfermodul nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend ein kondensierendes optisches Element, das konfiguriert ist zum Umwandeln des von der Lichtquelle emittierten Lichts in kondensiertes Licht, wobei der erste Lichtverteilungs-Bildungsteil auf einer zweiten optischen Achse des kondensierenden optischen Elements angeordnet ist.
Scheinwerfermodul nach Anspruch 4, bei dem der zweite Lichtverteilungs-Bildungsteil außerhalb des ersten Lichtverteilungs-Bildungsteils mit Bezug auf die optische Achse des kondensierenden optischen Elements angeordnet ist.
Scheinwerfermodul nach Anspruch 1, bei dem der erste Lichtverteilungs-Bildungsteil einen von der Lichtquelle emittierten mittleren Strahl überträgt.
Scheinwerfermodul nach Anspruch 6, bei dem der zweite Lichtverteilungs-Bildungsteil außerhalb des ersten Lichtverteilungs-Bildungsteils mit Bezug auf den mittleren Strahl angeordnet ist.
Scheinwerfermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei dem der erste Lichtverteilungs-Bildungsteil eine größere Brechkraft als der zweite Lichtverteilungs-Bildungsteil hat.
Scheinwerfermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Lichtverteilungsmuster in einer Ebene gebildet wird, die sich an einer Brennpunktposition des optischen Projektionselements befindet.
Scheinwerfermodul nach Anspruch 9, bei dem die Ebene senkrecht zu einer optischen Achse des optischen Projektionselements ist.
Scheinwerfermodul nach Anspruch 9 oder 10, bei dem von dem ersten Lichtverteilungs-Bildungsteil ausgestrahltes Licht in der Ebene kondensiert.
Scheinwerfermodul nach Anspruch 9 oder 10, weiterhin aufweisend eine reflektierende Oberfläche, die konfiguriert ist zum Reflektieren von von dem Lichtverteilungs-Steuerelement ausgestrahltem Licht, wobei ein Ende der reflektierenden Oberfläche auf der Seite des optischen Projektionselements in einer Richtung der optischen Achse des optischen Projektionselements sich in der Ebene befindet.
Scheinwerfermodul nach Anspruch 12, weiterhin aufweisend ein optisches Lichtleitungselement, das das Lichtverteilungs-Steuerelement und die reflektierende Oberfläche enthält.
Scheinwerfermodul nach Anspruch 13, bei dem das Lichtleitungselement das optische Projektionselement enthält.
Scheinwerfervorrichtung, aufweisend das Scheinwerfermodul nach einem der Ansprüche 1 bis 14.