DE102005015099A1

DE102005015099A1 - Fahrzeugscheinwerfer

Info

Publication number: DE102005015099A1
Application number: DE102005015099A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Takeda; Masaru Sasaki; Masayasu Ito
Original assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Koito Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-04-02
Filing date: 2005-04-01
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2025-04-02
Also published as: JP2005294165A; GB0506695D0; FR2868508B1; US20050237758A1; KR20060045421A; US7318662B2; DE102005015099B4; CN1676371A; GB2412724A; GB2412724B; KR100706060B1; JP4317067B2; FR2868508A1; CN1676371B

Abstract

Ein Fahrzeugscheinwerfer weist ein erstes Lichtquellenmodul auf, welches mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente aufweist, und ein zweites Lichtquellenmodul, das in Reihe mit dem ersten Lichtquellenmodul geschaltet ist und Halbleiter-Lichtemitterelemente in einer Anzahl aufweist, die kleiner ist als jene beim ersten Lichtquellenmodul, und Licht mit höherer Helligkeit erzeugt als jenes des ersten Lichtquellenmoduls, wenn ein elektrischer Strom zugeführt wird, der im wesentlichen gleich jenem des ersten Lichtquellenmoduls ist.

Description

Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Auslandspriorität auf Grundlage der japanischen Patentanmeldung JP 2004-110273, eingereicht am 02. April 2004, deren Inhalt insgesamt durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung eingeschlossen wird.
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Fahrzeugscheinwerfer. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung einen Scheinwerfer, der bei einem Fahrzeug eingesetzt wird.

Seit einigen Jahren ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, die ein Halbleiter-Lichtemitterelement verwendet, beispielsweise eine LED (Lichtemitterdiode) (vgl. beispielsweise die JP-A-2002-231013 (Seiten 2 bis 6, 1–13)). Weiterhin wurde untersucht, ein Halbleiter-Lichtemitterelement wie eine LED bei einem Fahrzeugscheinwerfer einzusetzen, beispielsweise in Bezug auf das Design. Der Fahrzeugscheinwerfer muss unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit ein vorbestimmtes Lichtverteilungsmuster erzeugen.

Der Fahrzeugscheinwerfer weist mehrere Lichtquelleneinheiten auf, welche Halbleiter-Lichtemitterelemente einsetzen. Die Lichtquelleneinheiten vereinigen manchmal jeweilige Lichtstrahlen, die zum vorderen Teil des Fahrzeugs ausgesandt werden, um ein Lichtverteilungsmuster auszubilden. In diesem Fall ist die Verdrahtung der mehreren Lichtquelleneinheiten kompliziert, so dass man kaum die Abmessungen des Fahrzeugscheinwerfers klein ausbilden kann.

Zusammenfassung der Erfindung

Daher besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Fahrzeugscheinwerfers, der das voranstehend geschilderte Problem lösen kann. Dieses Ziel kann dadurch erreicht werden, dass die Eigenschaften vereinigt werden, die in unabhängigen Bedingungen in den Patentansprüchen kombiniert werden. Weiterhin geben abhängige Bedingungen vorteilhaftere, spezielle Beispiele für die vorliegende Erfindung an.

Um die voranstehend geschilderten Probleme zu lösen, weist gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Fahrzeugscheinwerfer auf: ein erstes Lichtquellenmodul, welches mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente aufweist; und ein zweites Lichtquellenmodul, das in Reihe mit dem ersten Lichtquellenmodul geschaltet ist, und zumindest ein Halbleiter-Lichtemitterelement aufweist, wobei die Anzahl dieser Lichtemitterelemente kleiner ist als jene bei dem ersten Lichtquellenmodul, und welches Licht mit einer Helligkeit erzeugt, die höher ist als jene des ersten Lichtquellenmoduls, wenn ein elektrischer Strom im wesentlichen gleich jenem für das erste Lichtquellenmodul angelegt wird.

Der voranstehend geschilderte Fahrzeugscheinwerfer weist auf: mehrere erste Lichtquellenmodule; mehrere zweite Lichtquellenmodule; ein erstes Optikbauteil zum Anlegen von Licht, das von dem ersten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich des Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugscheinwerfers; und ein zweites Optikbauteil zum Anlegen von Licht, das von dem zweiten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich, der enger ist als jener Bereich, an welchen das Licht von dem ersten Optikbauteil angelegt wird. Mehrere Lichtquellenlinien, bei denen zumindest ein erstes Lichtquellenmodul in Reihe geschaltet ist, mit zumindest einem zweiten Lichtquellenmodul, sind parallel geschaltet. Das erste Optikbauteil und das zweite Optikbauteil sind vorzugsweise in dem ersten Lichtquellenmodul bzw. in dem zweiten Lichtquellenmodul vorgesehen.

Weiterhin weist der voranstehend geschilderte Fahrzeugscheinwerfer darüber hinaus ein zweites Optikbauteil zum Anlagen von Licht auf, das von dem zweiten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich des Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugscheinwerfers, und ein erstes Optikbauteil zum Anlegen von Licht, das von dem ersten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich, der breiter ist als jener Bereich, an welchen das Licht angelegt wird, das von dem zweiten Optikbauteil stammt, und der lang in Querrichtung des Fahrzeugs ist. Wenn die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente, die in dem ersten Lichtquellenmodul vorgesehen sind, auf dem Fahrzeug angebracht sind, sind die Halbleiter-Lichtemitterelemente vorzugsweise im wesentlichen horizontal in Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet.

Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung weist ein Fahrzeugscheinwerfer auf: ein erstes Lichtquellenmodul, das mehrere Lichtemitterelemente aufweist, und ein zweites Lichtquellenmodul, das parallel zum ersten Lichtquellenmodul geschaltet ist, und zumindest ein Halbleiter-Lichtemitterelement aufweist, wobei die Anzahl dieser Lichtemitterelemente kleiner ist als jene bei dem ersten Lichtquellenmodul. Wenn eine Spannung, die im wesentlichen gleich jener des ersten Lichtquellenmoduls ist, an das zweite Lichtquellenmodul angelegt wird, wird ein höheres Ausmaß an elektrischem Strom an das Halbleiter-Lichtemitterelement des zweiten Lichtquellenmoduls als das Ausmaß des elektrischen Stroms angelegt, welcher an die Halbleiter-Lichtemitterelemente angelegt wird, die in dem ersten Lichtquellenmodul vorgesehen sind.

Bei der voranstehend geschilderten Zusammenfassung der Erfindung sind nicht sämtliche Merkmale aufgezählt, die für die vorliegende Erfindung erforderlich sind. Daher können auch Unterkombinationen von Gruppen dieser Merkmale die Erfindung bilden.

1 ist eine Vorderansicht eines Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug.
2 ist eine Perspektivansicht des Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug, gesehen von schräg vorn aus.
3 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer Lichtsammeleinheit 100.
4 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer mittleren Diffusoreinheit 110.
5 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer großen Diffusoreinheit 120.
6 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für einen optischen Weg der Lichtsammeleinheit 100 zeigt.
7 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels für ein Lichtverteilungsmuster des Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug.
8 ist eine schematische Darstellung eines Beispiels von Einzelheiten des Aufbaus eines Lichtquellenmoduls 10a.
9 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für Einzelheiten des Aufbaus eines Lichtquellenmoduls 10b zeigt.
10 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für Einzelheiten des Aufbaus eines Lichtquellenmoduls 10c zeigt.
11 ist eine vertikale Schnittansicht, welche die Beziehung zwischen der Anordnung von Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c und der Entfernung zwischen den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 und einem Reflektor 80 zeigt.
12 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für einen Anschluss des Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug bei der ersten Ausführungsform zeigt.
13 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für die Beziehung zwischen einem Lichtfluss und einem Lichtaussendewirkungsgrad relativ zur Stromdichte des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 zeigt.
14 ist eine schematische Darstellung, die ein weiteres Beispiel für den Anschluss des Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug bei der ersten Ausführungsform zeigt.
15 ist eine schematische Darstellung, die noch ein weiteres Beispiel für den Anschluss des Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug bei der ersten Ausführungsform zeigt.
16 ist eine Vorderansicht, die ein Beispiel für einen Aufbau eines Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
17 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für einen Anschluss des Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug bei der zweiten Ausführungsform zeigt.
18 ist eine schematische Darstellung, die ein Beispiel für den Anschluss eines Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Nunmehr wird die vorliegende Erfindung nachstehend anhand von Ausführungsformen beschrieben. Die nachstehend geschilderten Ausführungsformen schränken nicht die Erfindung ein, die in den Patentansprüchen angegeben ist. Weiterhin sind nicht sämtliche Kombinationen von Merkmalen, die bei den Ausführungsformen beschrieben werden, unbedingt dazu erforderlich, das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, also die Probleme zu lösen.
Die 1 und 2 zeigen ein Beispiel für einen Aufbau eines Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 ist eine Vorderansicht des Scheinwerfers 500 für das Fahrzeug. 2 ist eine Perspektivansicht des Scheinwerfers 500 für das Fahrzeug, gesehen von schräg vor dem Scheinwerfer 500 für das Fahrzeug, wobei eine lichtdurchlässige Abdeckung 58 entfernt ist, die in 1 gezeigt ist. Ein Ziel der vorliegenden Ausführungsform besteht darin, einfach mehrere Lichtquelleneinheiten anzuordnen, und den Scheinwerfer 500 für ein Fahrzeug mit hoher Sicherheit zur Verfügung zu stellen. Bei der vorliegenden Ausführungsform entsprechen die Richtungen nach vorn und hinten, nach rechts und links, und nach oben und unten jeweils den Richtungen nach vorn und hinten, nach rechts und links, und nach oben und unten in Bezug auf das Fahrzeug.
Der Scheinwerfer 500 für ein Fahrzeug ist beispielsweise ein Fahrzeugscheinwerfer zur Erzeugung von Abblendlicht. Lichtsammeleinheiten 100, mittlere Diffusoreinheiten 110, und ein große Diffusoreinheit 120, sind in einer Leuchtenkammer aufgenommen, die aus der lichtdurchlässige Abdeckung 58 und einer Stütze 54 besteht. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Scheinwerfer 500 für ein Fahrzeug die drei Lichtsammeleinheiten 100 auf, die beiden mittleren Diffusoreinheiten 110, und eine große Diffusoreinheit 120.
Die Lichtsammeleinheit 110 weist eine runde Form auf, und sendet Licht mit einer Lichtstärke aus, die höher ist als jene der mittleren Diffusoreinheit 110 und der großen Diffusoreinheit 120. Die mittlere Diffusoreinheit 110 weist eine runde Form auf, und einen Durchmesser, der kleiner ist als jener der Lichtsammeleinheit 100. Die große Diffusoreinheit 120 weist eine Rechteckform auf, die lang in Querrichtung ist. Die mittlere Diffusoreinheit 110 und die große Diffusoreinheit 120 senden jeweils Licht mit einer Lichtstärke aus, die niedriger ist als jene der Lichtsammeleinheit 100, jedoch weisen sie einen Lichtaussendewirkungsgrad auf, der höher ist als jener der Lichtsammeleinheit 100. Die Lichtsammeleinheit 100, die mittlere Diffusoreinheit 110, und die große Diffusoreinheit 120 weisen jeweils nachstehend geschilderte Halbleiter-Lichtemitterelemente als Lichtquellen auf, um einen Teil vor dem Fahrzeug mit dem Licht zu bestrahlen, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen erzeugt wird.
Die Lichtsammeleinheiten 100, die mittlere Diffusoreinheit 110, und die große Diffusoreinheit 120 sind jeweils so an der Stütze 54 angebracht, dass sie nach unten um etwa 0,5 bis 0,6° relativ zum vorderen Teil des Fahrzeugs ausgerichtet sind. Die Stütze 54 ist an dem Scheinwerfer 500 für das Fahrzeug so angebracht, dass sie durch einen Ausrichtungsmechanismus verkippt wird, zum Einstellen der Richtungen der optischen Achsen der Lichtsammeleinheiten 100, der mittleren Diffusoreinheiten 110, und der großen Diffusoreinheit 120. Die Lichtsammeleinheiten 100, die mittleren Diffusoreinheiten 110, und die große Diffusoreinheit 120 weisen jeweils ein Lichtverteilungsmuster auf, das dazu angepasst ist, jede Art der Ausbildung eines Lichtverteilungsmusters zu erhöhen, das insgesamt für den Scheinwerfer 500 für das Fahrzeug benötigt wird. An der rückwärtigen Oberfläche der Stütze 54 sind mehrere Kühlkörper 56 vorgesehen. Die Kühlkörper 56 bestehen aus einem Material, das ein Wärmeleitvermögen aufweist, das höher ist als jenes eines Harzmetalls, beispielsweise aus Metall, Keramik, und dergleichen, um Wärme abzustrahlen, die von den Lichtsammeleinheiten 100, den mittleren Diffusoreinheiten 110, und der großen Diffusoreinheit 120 erzeugt wird.
3 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung der Lichtsammeleinheit 100. Die Lichtsammeleinheit 100 ist so ausgebildet, dass sie konzentrisch Licht auf einen relativ engen Bereich des Lichtverteilungsmusters des Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug aufbringt. Die Lichtsammeleinheit 100 weist eine Linse 90a auf, eine Abschirmung 92a, einen Reflektor 80a, ein Lichtquellenteil 40a, und einen Sockel 50a. Das Lichtquellenteil 40a weist ein Lichtquellenmodul 10a und eine Basisplatine 14a auf, die eine obere Oberfläche aufweist, auf welcher das Lichtquellenmodul 10a angebracht ist. Auf dem Sockel 50a wird die Lichtquelle 40a angebracht, und der Sockel befestigt die Linse 90a, die Abschirmung 92a, und den Reflektor 80a in Bezug auf das Lichtquellenmodul 10a.
Der Reflektor 80a ist ein im wesentlichen kuppelförmiges Teil, das an dem oberen Teil des Lichtquellenmoduls 10a befestigt ist, und weist im Inneren eine im wesentlichen elliptisch-kugelförmige, reflektierende Oberfläche auf, bei der die optische Achse der Lichtsammeleinheit 100 die Zentrumsachse ist. Genauer gesagt, ist die reflektierende Oberfläche so ausgebildet, dass ein Schnitt, der die optische Achse der Lichtsammeleinheit 100 enthält, im wesentlichen ein Viertel so groß ist wie eine elliptische Form, die einen Punkt aufweist, der in Rückwärtsrichtung des Lichtquellenmoduls 10a als gemeinsame Oberseite vorgesehen ist. Bei einer derartigen Ausbildung sammelt der Reflektor 80a das von dem Lichtquellenmodul 10a ausgesandte Licht und reflektiert es in die Nähe der optischen Achse der Linse 90a zum vorderen Teil des Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug.
Die Abschirmung 92a schirmt einen Teil des Lichts ab, oder reflektiert einen Teil des von dem Reflektor 80a reflektierten Lichts, um zu ermöglichen, dass Lichtstrahlen, welche das Lichtverteilungsmuster der Lichtsammeleinheit 100 bilden, auf die Linse 90a einfallen. Die Linse 90a ermöglicht, dass eine vorbestimmte Richtung im vorderen Teil des Scheinwerfers 500 für ein Fahrzeug mit dem Licht bestrahlt wird, das von dem Reflektor 80a und der Abschirmung 92a reflektiert wird. Auf diese Weise ermöglichen der Reflektor 80a, die Linse 90a, und die Abschirmung 92a, dass der vorbestimmte Bereich des Lichtverteilungsmusters mit dem Licht bestrahl wird, das von dem Lichtquellenmodul 10a erzeugt wird. Das Lichtquellenmodul 10a stellt ein Beispiel für ein zweites Lichtquellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung dar, und der Reflektor 80a, die Linse 90a, und die Abschirmung 92a stellen ein Beispiel für ein zweites Optikbauteil gemäß der vorliegenden Erfindung dar.
4 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung der mittleren Diffusoreinheit 110. Die mittlere Diffusoreinheit 110 weist eine Linse 90b auf, eine Abschirmung 92b, einen Reflektor 80b, ein Lichtquellenteil 40b, und einen Sockel 50b. Das Lichtquellenteil 40b weist ein Lichtquellenmodul 10b und eine Basisplatine 14b auf, die mit einer oberen Oberfläche versehen ist, auf welcher das Lichtquellenmodul 10b angebracht ist. Bei der mittleren Diffusoreinheit 110 sind die Formen des Reflektors 80b und der Abschirmung 92b so gewählt, dass das Licht in einem Bereich eingesetzt wird, der weiter ist als der Bereich der Lichtsammeleinheit 100 in dem Lichtverteilungsmuster des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge. Die relativen Positionen des Reflektors 80b, der Linse 90b und der Abschirmung 92b werden in Bezug auf das Lichtquellenmodul 10b festgelegt, und diese Teile sind an dem Sockel 50b befestigt. Das Lichtquellenmodul 10b stellt ein Beispiel für ein erstes Lichtquellenmodul gemäß der vorliegenden Erfindung dar, und der Reflektor 80b, die Linse 90b, und die Abschirmung 92b stellen ein Beispiel für ein erstes Optikbauteil dar.
5 ist eine Perspektivansicht in Explosionsdarstellung einer großen Diffusoreinheit 120. Die große Diffusoreinheit 120 weist einen Reflektor 80c auf, ein Lichtquellenteil 40c, und einen Sockel 50c. Das Lichtquellenmodul 40c weist eine Basisplatine 14c auf, auf deren einen Oberfläche mehrere Lichtquellenmodule 10c in einer Linie angeordnet und angebracht sind. Die große Diffusoreinheit 120 ist so ausgebildet, dass ein Bereich, der am breitesten in Querrichtung des Lichtverteilungsmusters des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge ist, mit dem Licht bestrahlt wird. Auf dem Sockel 50c ist das längliche Lichtquellenteil 40c angebracht, auf welchem die mehreren Lichtquellenmodule 10c angebracht sind, so dass sich das Lichtquellenteil 40c nach unten und in Querrichtung erstreckt. Der Reflektor 80c ermöglicht daher, dass der Abschnitt vor dem Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge mit dem Licht bestrahlt wird, das von den Lichtquellenmodulen 10c nach unten ausgesandt wird.
Die innere reflektierende Oberfläche des Reflektors 80c ist im wesentlichen parabelförmig ausgebildet, wobei ein vertikaler Querschnitt in Richtung nach vorn und hinten des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge im gesamten Bereich der inneren Oberfläche liegt, und ein Teil, das in Berührung mit dem Sockel 50c an der Rückseite der Lichtquellenmodule 10c gelangt, die Oberseite einer Hauptachse bildet. Bei einer derartigen Ausbildung ermöglicht es der Reflektor 80c, dass der breiteste Bereich in Querrichtung des Lichtverteilungsmusters des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge mit dem Licht von den mehreren Lichtquellenmodulen 10c bestrahlt wird, die in Querrichtung angeordnet sind, und in Vertikalrichtung das Licht in einem vorbestimmten Bereich gesammelt wird, der enger ist als der Bereich in Querrichtung.
6 ist eine Schnittansicht, die ein Beispiel für einen optischen Weg der Lichtsammeleinheit 100 zeigt. Die reflektierende Oberfläche, die in der inneren Oberfläche des Reflektors 80a vorgesehen ist, weist ihre Schnittform auf, welche die optische Achse der Lichtsammeleinheit 100 enthält, und im wesentlichen ellipsenförmig ausgebildet ist, wobei deren Exzentrizität so eingestellt ist, dass sie allmählich von dem vertikalen Querschnitt zu einem horizontalen Schnitt zunimmt. In einem Vertikalschnitt, welcher die optische Achse enthält, ist die Linse 90a so angeordnet, dass eine Brennpunktposition F2 an der Rückseite der Brennpunktposition der reflektierenden Oberfläche des Reflektors 80a entspricht. Der Reflektor 80a sammelt bei F2 das Licht des Lichtquellenmoduls 10a auf der reflektierenden Oberfläche rückwärts eines reflektierenden Punktes A von Licht 94, das auf das untere Ende der Linse 90a über F2 einfällt. Licht 95, das auf der reflektierenden Oberfläche im rückwärtigen Teil des reflektierenden Punktes A des Reflektors 80a reflektiert wird, und nahe F2 hindurchgeht, wird auf eine obere Grenze des Lichtverteilungsmusters der Lichtsammeleinheit 100 durch die Linse 90a projiziert. Andererseits wird Licht 96, das auf einem reflektierenden Punkt B des Reflektors 80a reflektiert wird, auf eine untere Grenze des Lichtverteilungsmusters der Lichtsammeleinheit 100 durch die Linse 90a projiziert. Licht 98, das zwischen den reflektierenden Punkten A und B des Reflektors 80a reflektiert wird, wird zwischen die obere Grenze und die untere Grenze des Lichtverteilungsmusters der Lichtsammeleinheit 100 durch die Linse 90a projiziert. Die Abschirmung 92a, die vereinigt mit der Linse 90a ausgebildet ist, ist mit einem Rand versehen, der von F2 nach unten geht. Daher wird ein optisches Bild, das durch den Rand der Abschirmung 92a und den Reflektor 80a auf einer Brennpunktoberfläche erzeugt wird, welche F2 enthält, durch die Linse 90a umgekehrt, und wird das umgekehrte optische Bild auf den vorderen Teil des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge projiziert.
Der Brennpunkt des Reflektors 80a in Horizontalrichtung ist in einem Teil vorgesehen, das näher an der Seite der Linse 90a als an F2 liegt. In dem Rand der Abschirmung 92a, welcher F2 enthält, sind beide Seiten, gesehen von einer oberen Oberfläche aus, nach vorn gekrümmt, entsprechend der Kurve einer Bildoberfläche des Reflektors 80a, also der Kurve der Brennpunktoberfläche in Querrichtung. Daher wird das optische Bild, das auf dem Rand vor F2 entsprechend der Reflexion durch den Reflektor 80a erzeugt wird, in Querrichtung durch die Linse 90 vergrößert, und umgekehrt und projiziert.
7 zeigt ein Beispiel für das Lichtverteilungsmuster des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge. Dieses Lichtverteilungsmuster ist ein linkes Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster, das auf einer gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt wird, die an einem Ort 25 m vor dem Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge angeordnet ist. Das Lichtverteilungsmuster wird als ein vereinigtes Lichtverteilungsmuster erzeugt, aus einem ersten Lichtverteilungsmuster 600 und einem zweiten Lichtverteilungsmuster 602, die von der Lichtsammeleinheit 100 erzeugt werden, einem dritten Lichtverteilungsmuster 604, das von der mittleren Diffusoreinheit 110 erzeugt wird, und einem vierten Lichtverteilungsmuster 606, das durch die große Diffusoreinheit 120 erzeugt wird. Das Lichtverteilungsmuster weist auf seinem oberen Ende eine horizontale Abschneidelinie CL1 und eine schräge Abschneidelinie CL2 zur Festlegung einer vertikalen Abschneidungsgrenze auf.
Die horizontale Abschneidelinie CL1 ist etwas nach unten (nach unten gerichtet um etwa 0,5 bis 0,6°) in Bezug auf die vordere Oberfläche (einem Schnittpunkt einer horizontalen Achse H und einer vertikalen Achse V) des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge eingestellt. Die schräge Abschneidelinie CL2 verläuft schräg nach links und oben, um etwa 15° gegenüber dem Schnittpunkt der vertikalen Achse V und CL1. Die horizontale Abschneidelinie CL1 des ersten Lichtverteilungsmusters 600 wird durch die horizontalen Ränder der Abschirmungen 92a und 92b ausgebildet. Die schräge Abschneidelinie CL2 wird durch die schrägen Ränder der Abschirmungen 92a und 92b erzeugt.
Ein Teil nahe dem Schnittpunkt der horizontalen Achse H und der vertikalen Achse V in dem Lichtverteilungsmuster wird als eine heiße Zone bezeichnet. Die heiße Zone ist vorzugsweise heller erleuchtet als andere Bereiche des Lichtverteilungsmusters, unter dem Gesichtspunkt der Sicherheit. Bei der vorliegenden Ausführungsform verwendet die Lichtsammeleinheit 100 das Licht des Lichtquellenmoduls 10a, welches Licht mit höherer Helligkeit als jener bei der mittleren Diffusoreinheit 110 und der großen Diffusoreinheit 120 erzeugt, um das erste Lichtverteilungsmuster 600 als einen engeren Bereich abzustrahlen als jene Bereiche, die mit Licht von der mittleren Diffusoreinheit 110 und der großen Diffusoreinheit 120 bestrahlt werden, mit jenem Licht, das eine hohe Lichtstärke aufweist. Bei der Lichtsammeleinheit 100 wird daher das erste Lichtverteilungsmuster 600 mit Licht bestrahlt, welches eine höhere Helligkeit aufweist als bei der mittleren Diffusoreinheit 110 und der großen Diffusoreinheit 120. Daher kann der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge die heiße Zone hell erleuchten. Da der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge einen Bereich heller erleuchten kann, der während des Fahrens eines Fahrzeugs bemerkt werden soll, kann daher die Sicherheit beim Fahren des Fahrzeugs bei Nacht verbessert werden.
Die 8, 9 und 10 zeigen jeweils ein Beispiel für Einzelheiten des Aufbaus der Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c. Jedes der Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c weist mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, ein Fluoreszenzteil 16, und einen Formkörper 18. Das Halbleiter-Lichtemitterelement 12 ist eine LED, die eine Lichtaussendefläche von beispielsweise etwa 1 mm im Quadrat aufweist, und ist auf einer Basisplatine 14 vorgesehen. Das Halbleiter-Lichtemitterelement 12 erzeugt beispielsweise blaues Licht, entsprechend der elektrischen Energie, die von außerhalb der Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c empfangen wird. Das Fluoreszenzteil 16 ist so ausgebildet, dass es die Oberflächen der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 abdeckt, und erzeugt Licht mit gelber Farbe, als Komplementärfarbe des Lichts mit blauer Farbe, entsprechend dem blauen Licht, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 erzeugt wird. In diesem Fall erzeugen die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c Licht in weißer Farbe, entsprechend dem Licht in blauer Farbe und dem Licht in gelber Farbe, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 bzw. den Fluoreszenzteilen 16 erzeugt wird. In einem anderen Fall können die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 Ultraviolettstrahlung in Bezug auf das Fluoreszenzteil 16 erzeugen. In diesem Fall kann das Fluoreszenzteil 16 Licht in weißer Farbe entsprechend der Ultraviolettstrahlung erzeugen.
Der Formkörper 18 dichtet die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 und das Fluoreszenzteil 16 ab. Der Formkörper 18 ist beispielsweise halbkugelförmig ausgebildet, aus einem Material wie beispielsweise einem lichtdurchlässigen Harz, welches das Licht durchlässt, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 und dem Fluoreszenzteil 16 erzeugt wird. Der Formkörper 18 kann aus einem Material bestehen, das einen Brechungsindex aufweist, der größer ist als jener der Luft, um mit diesem die Lichtaussendeoberfläche des Fluoreszenzteils 16 abzudecken. Das Licht, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 und dem Fluoreszenzteil 16 erzeugt wird, kann daher effizient abgegeben und benutzt werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist das Lichtquellenmodul 10a zwei Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, die im wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen. Die beiden Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die in dem Lichtquellenmodul 10a vorgesehen sind, sind miteinander in Reihe geschaltet. Hierbei ist unter einer Verbindung nicht nur eine körperliche Verbindung zu verstehen, sondern auch eine elektrische Verbindung. Die Lichtquellenmodule 10b und 10c weisen jeweils vier Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, die Lichtaussendebereiche aufweisen, die im wesentlichen gleich den Lichtaussendebereichen der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 sind, die in dem Lichtquellenmodul 10a vorgesehen sind. Wenn die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die in den Lichtquellenmodulen 10b und 10c vorgesehen sind, auf dem Fahrzeug angebracht sind, sind die Halbleiter-Lichtemitterelemente so angeordnet, dass sie in Horizontalrichtung in Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind. Bei den vier Halbleiter-Lichtemitterelementen 12, die jeweils in dem Lichtquellenmodul 10b bzw. 10c vorgesehen sind, sind die Gruppen der Halbleiter-Lichtemitterelemente, die miteinander in Reihe geschaltet sind, parallel geschaltet.
Wenn in diesem Fall die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 im wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen, erzeugen dann, wenn der elektrische Strom zunimmt, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 zugeführt wird, die Halbleiter-Lichtemitterelemente Licht mit höherem Lichtstrom. Wenn die Lichtaussendebereiche gleich sind, und der erzeugte Lichtstrom zunimmt, nimmt darüber hinaus die Lichtstärke als Lichtstrom pro Raumwinkeleinheit zu. Hierbei nimmt auch die Helligkeit als Lichtstärke pro Flächeneinheit zu. Wenn elektrischer Strom, der im wesentlichen gleich jenem der Lichtquellenmodule 10b und 10c ist, dem Lichtquellenmodul 10a zugeführt wird, erzeugt daher das Lichtquellenmodul 10a Licht mit höherer Helligkeit als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10c. Daher können die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c als ein Lichtquellenmodul 10 angesehen werden, dessen Nenn-Vorwärtsstrom im wesentlichen gleich ist. Hierbei bezeichnet der Nenn-Vorwärtsstrom den elektrischen Strom, der den Lichtquellenmodulen 10a, 10b und 10c zugeführt wird, um jeweils die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c mit der gewünschten Lichtmenge leuchten zu lassen.
Wie voranstehend beschrieben, kann der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge eine Stromquelle zur Ausgabe des elektrischen Stroms einsetzen, die einen einzigen Stromwert aufweist, um die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c leuchten zu lassen, welche Licht unterschiedlicher Helligkeit erzeugen. Daher können Teile wie Buchsenklemmen oder Kabel verwendet werden, welche im wesentlichen dieselbe Stromkapazität aufweisen. Daher kann der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge kostengünstig aufgebaut sein. Da die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c, welche das Licht mit unterschiedlicher Helligkeit erzeugen, unter Verwendung im wesentlichen der gleichen Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 aufgebaut sein können, können darüber hinaus die Lichtquellenmodule 10 kostengünstig hergestellt werden.
11 ist eine Vertikalschnittansicht, welche die Beziehung zwischen der Anordnung der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c und der Entfernung zwischen den Halbleiter-Lichtemitterelementen und einem Reflektor 80 zeigt. Die Querrichtung in dieser Figur ist die Richtung nach vorn und hinten des Fahrzeugs. Der Reflektor 80 erzeugt aus dem Licht, das von den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 erzeugt wird, ein Lichtverteilungsmuster, das die Länge L₃ in Vertikalrichtung aufweist, und in Querrichtung des Fahrzeugs länglich ist, auf einer gedachten, vertikalen Leinwand, die an einem Ort 25 m vor dem Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge angeordnet ist. Wenn die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c so angeordnet sind, dass die Halbleiter-Lichtemitterelemente in Horizontalrichtung in Richtung nach vorn und hinten des Fahrzeugs angeordnet sind, als Beispiel, wie mit A bezeichnet, so beträgt die Entfernung zwischen den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 und dem Reflektor 80 L₁. Allerdings sind bei dieser Ausführungsform, wenn die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c auf dem Fahrzeug angebracht sind, die Halbleiter-Lichtemitterelemente in Horizontalrichtung in Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet, wie mit B bezeichnet. Daher beträgt die Entfernung zwischen den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 und dem Reflektor 80 L₂, und ist kürzer als L₁. Daher können die Abmessungen der mittleren Diffusoreinheiten 110 und der großen Diffusoreinheit 120 klein gewählt werden.
12 zeigt ein Beispiel für den Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei der ersten Ausführungsform. Der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge weist einen Lichtstromkreis 700 auf, sowie die Lichtsammeleinheiten 100, die mittleren Diffusoreinheiten 110, und die große Diffusoreinheit 120. Die Lichtsammeleinheiten 100, die mittleren Diffusoreinheiten 110, und die große Diffusoreinheit 120 sind miteinander in Reihen geschaltet. Der Lichtstromkreis 700 liefert einen im wesentlichen gleichen elektrischen Strom an die Lichtsammeleinheiten 100, die mittleren Diffusoreinheiten 110 und die große Diffusoreinheit 120, die in Reihe geschaltet sind. Bei einem derartigen Anschluss liefert der Lichtstromkreis 700 den elektrischen Strom so an die Lichtsammeleinheiten 100, dass die Stromdichte des elektrischen Stroms, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der Lichtsammeleinheiten 100 zugeführt wird, höher ist als die Stromdichte des elektrischen Stroms, der jeweils den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der mittleren Diffusoreinheiten 110 bzw. der großen Diffusoreinheit 120 zugeführt wird.
Wenn der Lichtstromkreis 700 beispielsweise einen elektrischen Strom von 700 mA den Lichtsammeleinheiten 100, den mittleren Diffusoreinheiten 110 und der großen Diffusoreinheit 120 zuführt, die in Reihe geschaltet sind, wird der elektrische Strom von 700 mA jeweils den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der Lichtsammeleinheiten 100 zugeführt. Ein elektrischer Strom von 350 mA wird jeweils den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der mittleren Diffusoreinheiten 110 und der großen Diffusoreinheit 120 zugeführt. Die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtsammeleinheiten 100 erzeugen daher jeweils Licht mit höherer Helligkeit als jener der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der mittleren Diffusoreinheiten 110 und der großen Diffusoreinheit 120. Auf diese Weise können die Lichtquellenmodule 10, die Licht mit unterschiedlicher Helligkeit erzeugen, unter Verwendung einer einzigen Verdrahtung zum Leuchten veranlasst werden, so dass die Anzahl an Verdrahtungen des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge verringert werden kann. Daher kann der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge kleiner ausgebildet werden.
Wenn irgendeines der Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c unterbrochen ist, leuchtet darüber hinaus der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge nicht. Daher kann der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge einen Fahrer dahingehend informieren, dass irgendeines der Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge unterbrochen ist.
13 zeigt ein Beispiel für die Beziehung eines Lichtstroms und eines Lichtaussendewirkungsgrades relativ zur Stromdichte des Halbleiter-Lichtemitterelements 12. Wenn die Stromdichte des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 erhöht wird, wird der Lichtstrom vergrößert, der von dem Halbleiter-Lichtemitterelement 12 erzeugt wird. Andererseits wird der Lichtaussendewirkungsgrad verringert. Wenn man beispielsweise annimmt, dass der Lichtaussendebereich des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 bei der vorliegenden Ausführungsform 1 mm im Quadrat ist, weist dann, wenn ein elektrischer Strom von 700 mA geliefert wird, der Lichtaussendewirkungsgrad des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 einen Wert auf, der durch einen Punkt D bezeichnet ist. Wenn andererseits ein elektrischer Strom von 350 mA geliefert wird, weist der Lichtaussendewirkungsgrad des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 einen Wert auf, der durch einen Punkt A bezeichnet ist, und der höher ist als dann, wenn der elektrische Strom von 700 mA zugeführt wird. Wenn der elektrische Strom von 350 mA zugeführt wird, weist darüber hinaus der Lichtstrom des Lichts, das von dem Halbleiter-Lichtemitterelement 12 erzeugt wird, einen Wert auf, der durch einen Punkt B bezeichnet ist. Wenn andererseits der elektrische Strom von 700 mA zugeführt wird, weist der Lichtstrom des Lichts, das von dem Halbleiter-Lichtemitterelement 12 erzeugt wird, einen Wert auf, der durch einen Punkt C bezeichnet ist, und höher ist als dann, wenn der elektrische Strom von 350 mA zugeführt wird. Wenn die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 im wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen, ist dann, wenn die erzeugten Lichtströme verschieden sind, die Lichtstärke als Lichtstrom pro Raumwinkeleinheit verschieden, und ist gleichzeitig die Helligkeit als Lichtstärke pro Flächeneinheit ebenfalls verschieden. Bei den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12, welche die im wesentlichen gleichen Lichtaussendebereiche aufweisen, sendet daher jenes Halbleiter-Lichtemitterelement 12, welchem ein hoher elektrischer Strom zugeführt wird, Licht aus, dessen Helligkeit höher ist als jene des Halbleiter-Lichtemitterelements 12, welchem ein kleiner elektrischer Strom zugeführt wird.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, welche im wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen. Da ein höherer elektrischer Strom den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 des Lichtquellenmoduls 10a zugeführt wird als jener, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c zugeführt wird, erzeugt das Lichtquellenmodul 10a Licht mit höherer Helligkeit als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10c. Weiterhin schicken die Lichtsammeleinheiten 100 konzentrisch das Licht, das von den Lichtquellenmodulen 10a erzeugt wird, an einen relativ engen Bereich des Lichtverteilungsmusters. Die mittleren Diffusoreinheiten 110 und die große Diffusoreinheit 120 machen das Licht diffus, und schicken das Licht, das von den Lichtquellenmodulen 10b und 10c erzeugt wird, an relativ Breite Bereiche des Lichtverteilungsmusters. Daher senden die Lichtsammeleinheiten 100 Licht aus, dessen Lichtstärke höher ist als jene des Lichts, das von den mittleren Diffusoreinheiten 110 und der großen Diffusoreinheit 120 ausgesandt wird.
Die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c weisen die Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, welche die im wesentlichen gleichen Lichtaussendebereiche aufweisen. Da ein niedrigerer elektrischer Strom den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c zugeführt wird als jener, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 des Lichtquellenmoduls 10a zugeführt wird, ist der Lichtaussendewirkungsgrad der Lichtquellenmodule 10b und 10c höher als jener des Lichtquellenmoduls 10a. Daher kann der Lichtaussendewirkungsgrad der mittleren Diffusoreinheiten 110 und der großen Diffusoreinheit 120 stärker erhöht werden als jener der Lichtsammeleinheiten 100. Daher kann die heiße Zone mit dem Licht bestrahlt werden, welches die hohe Lichtstärke aufweist, und kann ein Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge ausgebildet werden, dessen elektrischer Energieverbrauch niedrig ist.
14 zeigt ein anderes Beispiel für den Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge gemäß der ersten Ausführungsform. Der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge weist eine Lichtquellenleitung 502 auf, bei welcher eine Lichtsammeleinheit 100, zwei mittlere Diffusoreinheiten 110, und ein Lichtquellenmodul 10c der großen Diffusoreinheit 120 in Reihe geschaltet sind, sowie eine Lichtquellenleitung 504, bei welcher zwei Lichtsammeleinheiten 100 und zwei Lichtquellenmodule 10c in der großen Diffusoreinheit 120 in Reihe geschaltet sind. Der Lichtstromkreis 700 liefert unabhängig elektrische Energie an die Lichtquellenleitung 502 und die Lichtquellenleitung 504. Selbst wenn irgendeines der Lichtquellenmodule 10, die in einer Lichtquellenleitung der Lichtquellenleitung 502 und der Lichtquellenleitung 504 enthalten sind, unterbrochen ist, kann der Abschnitt vor dem Fahrzeug durch die andere Lichtquellenleitung beleuchtet werden. Daher kann die Sicherheit eines bei Nacht fahrenden Fahrzeugs aufrechterhalten werden. Weiterhin kann die Ausgangsspannung des Lichtstromkreises 700 stärker verringert werden als dann, wenn der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge mit einer einzigen Verdrahtung ausgebildet wird. Daher kann der Lichtstromkreis 700 kostengünstig hergestellt werden, und kann verhindert werden, dass ein Benutzer einen elektrischen Schlag erleidet.
Weiterhin weisen die Lichtquellenleitung 502 und die Lichtquellenleitung 504 vorzugsweise mehrere Arten von Lichtquelleneinheiten auf, um so im wesentlichen den gesamten Anteil des Lichtverteilungsmusters mit diesen zu bestrahlen. Selbst wenn irgendeines der Lichtquellenmodule 10, die in einer Lichtquellenleitung unter der Lichtquellenleitung 502 und der Lichtquellenleitung 504 enthalten sind, unterbrochen ist, kann daher im wesentlichen der gesamte Anteil des Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugs durch die andere Lichtquellenleitung beleuchtet werden. Weiterhin ist die Nenn-Vorwärtsspannung der Lichtquellenmodule 10 vorzugsweise im wesentlichen gleich. Hierbei bezeichnet die Nenn-Vorwärtsspannung die Spannung, die jeweils in den Lichtquellenmodulen 10a, 10b und 10c erzeugt wird, wenn die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c jeweils mit der gewünschten Lichtmenge leuchten. Daher können beispielsweise nur dann, wenn die Anzahl der mehreren Lichtquellenmodule 10, die an die Lichtquellenleitung 502 oder 504 angeschlossen sind, gleich ist, die Lichtquellenmodule 10, die in der Lichtquellenleitung 502 enthalten sind, durch die Lichtquellenmodule 10 ersetzt werden, die in der Lichtquellenleitung 504 enthalten sind. Daher kann, nachdem die Positionen der Lichtquellenmodule 10 in dem Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge unter dem Gesichtspunkt des Designs oder des optischen Designs festgelegt wurden, die Verdrahtung jedes der Lichtquellenmodule 10 einfach vorgenommen werden.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weisen die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c jeweils eine unterschiedliche Anzahl an Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 auf, die jeweils im wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen. Die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die in dem Lichtquellenmodul vorgesehen sind, sind miteinander in Reihe geschaltet. Die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die in den Lichtquellenmodulen 10b und 10c vorgesehen sind, sind parallel geschaltet. Im Vergleich hierzu können als anderes Beispiel die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c jeweils ein Halbleiter-Lichtemitterelement 12 aufweisen, und kann der Lichtaussendebereich des Halbleiter-Lichtemitterelements 12 des Lichtquellenmoduls 10a kleiner sein als die Lichtaussendebereiche der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 der Lichtquellenmodule 10b und 10c. Selbst bei einem derartigen Aufbau kann, wenn ein Lichtstromkreis 700 einen im wesentlichen gleichen elektrischen Strom den Lichtquellenmodulen 10a, 10b und 10c zuführt, das Lichtquellenmodul 10a Licht mit höherer Helligkeit als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10c aussenden.
Weiterhin können, als ein anderes Beispiel, die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c jeweils ein Halbleiter-Lichtemitterelement 12 aufweisen, das einen im wesentlichen gleichen Lichtaussendebereich aufweist. Ein Lichtstromkreis 700 kann einen höheren elektrischen Strom dem Lichtquellenmodul 10a als jenen elektrischen Strom zuführen, der den Lichtquellenmodulen 10b und 10c zugeführt wird. In diesem Fall kann das Lichtquellenmodul 10a ebenfalls Licht mit höherer Helligkeit als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10c erzeugen.
Als noch weiteres Beispiel können die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c jeweils mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 aufweisen, die im wesentlichen gleiche Lichtaussendebereiche aufweisen. Die Anzahl der mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die in dem Lichtquellenmodul 10a vorhanden sind, kann größer sein als die Anzahl der mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die jeweils in den Lichtquellenmodulen 10b und 10c vorgesehen sind, und sie können in Reihe geschaltet sein. Die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die jeweils in den Lichtquellenmodulen 10b und 10c vorgesehen sind, können parallel geschaltet sein. Selbst bei dieser Anordnung kann, wenn ein Lichtstromkreis 700 einen im wesentlichen gleichen elektrischen Strom an die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10c liefert, das Lichtquellenmodul 10a ebenfalls Licht mit höherer Helligkeit aussenden als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10c.
15 zeigt einen noch anderen Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge gemäß der ersten Ausführungsform. In 15 weisen Aufbauten, die mit denselben Bezugszeichen wie in 12 bezeichnet sind, denselben Aufbau auf wie in 12, oder haben entsprechende Funktionen, mit Ausnahme der nachstehend angegebenen Punkte. Daher wird auf deren Erläuterung verzichtet. Der Scheinwerfer für Fahrzeuge weist weiterhin einen Widerstand 140 auf. Bei dieser Ausführungsform sind vier Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die jeweils in dem Lichtquellenmodul 10b bzw. 10c vorgesehen sind, miteinander in Reihe geschaltet. Drei Lichtquellenmodule 10c der großen Diffusoreinheit 120 sind in Reihe geschaltet. Die beiden mittleren Diffusoreinheiten 110 und der Widerstand 140 sind in Reihe geschaltet. Die beiden mittleren Diffusoreinheiten 110 und der Widerstand 140, die in Reihe geschaltet sind, sind parallel zu einer großen Diffusoreinheit 120 geschaltet. Drei Lichtsammeleinheiten 100 sind in Reihe geschaltet. Die Lichtsammeleinheiten 100 sind in Reihe mit der großen Diffusoreinheit 120 geschaltet. Hierbei ist der Widerstandswert des Widerstands 140 so gewählt, dass der Wert des elektrischen Stroms, der den mittleren Diffusoreinheiten 110 zugeführt wird, im wesentlichen gleich jenem des elektrischen Stroms ist, welche der großen Diffusoreinheit 120 zugeführt wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann, da die mehreren Lichtquellenmodule 10 zur Erzeugung von Licht mit unterschiedlicher Helligkeit durch eine geringe Anzahl an Verdrahtungen zum Leuchten veranlasst werden können, der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge verkleinert ausgebildet werden.
16 ist eine Ansicht von vorn eines Beispiels für den Aufbau eines Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 16 weisen Anordnungen, die mit denselben Bezugszeichen wie in 1 bezeichnet sind, denselben Aufbau auf wie jene in 1, oder entsprechende Funktionen, mit Ausnahme der nachstehend geschilderten Punkte. Daher wird auf deren Erläuterung verzichtet. Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge drei Lichtsammeleinheiten 100 auf, vier mittlere Diffusoreinheiten 110, und sechs große Diffusoreinheiten 130. Die große Diffusoreinheit 130 ist rund, und weist einen Durchmesser auf, der kleiner ist als der Durchmesser der mittleren Diffusoreinheit 110. Die große Diffusoreinheit 130 sendet Licht aus, das eine Lichtstärke aufweist, die niedriger ist als jene der Lichtsammeleinheit 100, weist jedoch einen Lichtaussendewirkungsgrad auf, der höher ist als jener der Lichtsammeleinheit 100. Die sechs großen Diffusoreinheiten 130 sind so ausgebildet, dass sie das vierte Lichtverteilungsmuster 606 (siehe 7) erzeugen, welches den weitesten Bereich in Querrichtung in dem Lichtverteilungsmuster einnimmt.
17 zeigt ein Beispiel für einen Anschluss des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei der zweiten Ausführungsform. In 17 weisen Anordnungen, die mit denselben Bezugszeichen wie in 12 bezeichnet sind, denselben Aufbau wie jene in 12, oder ähnliche Funktionen wie in 12, mit Ausnahme der nachstehend geschilderten Punkte. Daher wird auf deren Erläuterung verzichtet. Eine Lichtquellenleitung 506 weist vier mittlere Diffusoreinheiten 110 und eine große Diffusoreinheit 130 auf, die in Reihe geschaltet sind. Eine Lichtquellenleitung 508 weist fünf große Diffusoreinheiten 130 auf, die in Reihe geschaltet sind. Eine Lichtquellenleitung 510 enthält die Lichtquellenleitung 506 und die Lichtquellenleitung 508, die parallel geschaltet sind. Drei Lichtsammeleinheiten 100, die in Reihe geschaltet sind, sind in Reihe mit der Lichtquellenleitung 510 geschaltet. Die großen Diffusoreinheiten 130 enthalten Lichtquellenmodule 10d. Ein Lichtquellenmodul 10a, ein Lichtquellenmodul 10b und das Lichtquellenmodul 10d weisen jeweils zwei Halbleiter- Lichtemitterelemente 12 auf, die in Reihe geschaltet sind. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Spannungsabfall im wesentlichen gleich, wenn ein Nenn-Vorwärtsstrom den mittleren Diffusoreinheiten 110 und den großen Diffusoreinheiten 130 zugeführt wird. Wenn daher der elektrische Nenn-Vorwärtsstrom der Lichtquellenleitung 506 bzw. der Lichtquellenleitung 508 zugeführt wird, ist der Spannungsabfall im wesentlichen gleich. Daher ist der elektrische Strom, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 zugeführt wird, die in den Lichtsammeleinheiten 100 vorgesehen sind, doppelt so groß wie der elektrische Strom, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 zugeführt wird, die in den mittleren Diffusoreinheiten 110 bzw. den großen Diffusoreinheiten 130 vorgesehen sind. Daher erzeugt das Lichtquellenmodul 10a Licht mit höherer Helligkeit als jener der Lichtquellenmodule 10b und 10d. Daher kann bei der vorliegenden Ausführungsform, da die mehreren Lichtquellenmodule 10 zum Aussenden von Licht mit unterschiedlicher Helligkeit ebenfalls durch eine kleine Anzahl von Verdrahtungen zum Leuchten veranlasst werden können, der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge verkleinert ausgebildet werden.
18 zeigt ein Beispiel für den Anschluss eines Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge bei einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 18 weisen Anordnungen, welche mit denselben Bezugszeichen wie in 12 bezeichnet sind, denselben Aufbau auf wie jene in 12, oder ähnliche Funktionen wie jene, die in 12 gezeigt sind, mit Ausnahme der nachstehend geschilderten Punkte. Daher wird auf deren Erläuterung verzichtet. Der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge weist drei Lichtsammeleinheiten 100 auf, zwei mittlere Diffusoreinheiten 110, und drei große Diffusoreinheiten 130. Bei jeder der Lichtsammeleinheiten 100, der mittleren Diffusoreinheiten 110, und der großen Diffusoreinheiten 130, ist ein Ende an eine Bezugspotentialklemme eines Lichtpunktkreises 700 angeschlossen, und ist das andere Ende an eine Klemme mit positivem Potential des Lichtstromkreises 700 über einen Widerstand 142 angeschlossen. Die großen Diffusoreinheiten 130 weisen Lichtquellenmodule 10d auf. Die Widerstandswerte der Widerstände 142 sind jeweils so eingestellt, dass dann, wenn die Nennspannung zum Einschalten der Lichtquellenmodule 10 mit der gewünschten Lichtmenge an die Lichtquellenmodule durch den Lichtstromkreis 700 angelegt wird, die Lichtquellenmodule 10 jeweils auf der Nenn-Vorwärtsspannung gehalten werden, durch einen Spannungsabfall, der in den Widerständen 142 hervorgerufen wird, entsprechend einem elektrischen Nenn-Vorwärtsstrom, der jeweils den Lichtquellenmodulen 10 zugeführt wird. Das Lichtquellenmodul 10a weist zwei Halbleiter-Lichtemitterelemente 12 auf, die in Reihe geschaltet sind. Die Lichtquellenmodule 10b und 10d weisen jeweils vier Halbleiter-Lichtemitterelemente auf. Zwei Halbleiter-Lichtemitterelemente, die in Reihe geschaltet sind, sind parallel zu den anderen zwei Halbleiter-Lichtemitterelementen geschaltet, die in Reihe geschaltet sind. Die Lichtaussendebereiche der Halbleiter-Lichtemitterelemente 12, die jeweils in den Lichtquellenmodulen 10a, 10b und 10d vorgesehen sind, sind im wesentlichen gleich. Weiterhin ist bei der vorliegenden Ausführungsform die Nenn-Vorwärtsspannung, die erzeugt wird, wenn der elektrische Nenn-Vorwärtsstrom jeweils den Lichtquellenmodulen 10a, 10b und 10d zugeführt wird, im wesentlichen gleich.
Wenn die Nennspannung jeweils an die Lichtquellenmodule 10a, 10b und 10d über den jeweiligen Widerstand 142 angelegt wird, wird ein höherer elektrischer Strom den Halbleiter- Lichtemitterelementen 12 zugeführt, die in den Lichtquellenmodulen 10a vorgesehen sind, als der elektrische Strom, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen 12 zugeführt wird, die in den Lichtquellenmodulen 10b und 10d vorhanden sind. Da die Lichtaussendebereiche der Halbleiter-Lichtemitterelemente der Lichtquellenmodule 10 im wesentlichen gleich sind, erzeugten die Lichtquellenmodule 10a Licht mit höherer Helligkeit als jener des Lichts, das von den Lichtquellenmodulen 10b und 10d erzeugt wird. Daher wird der Lichtstromkreis 700 zur Erzeugung einer einzigen Spannung eingesetzt, so dass die mehreren Lichtquellenmodule 10 zur Erzeugung von Licht mit unterschiedlicher Helligkeit zum Leuchten veranlasst werden können. Daher kann der Verdrahtungsaufwand des Scheinwerfers 500 für Fahrzeuge verringert werden. Da die Nenn-Vorwärtsspannung im wesentlichen gleich ist, wenn der elektrische Nenn-Vorwärtsstrom jeweils den Lichtquellenmodulen 10 zugeführt wird, kann darüber hinaus der Spannungsabfall verringert werden, der jeweils in den Widerständen 142 hervorgerufen wird. Daher kann die Ausgangsspannung des Lichtstromkreises 700 abgesenkt werden, bis in die Nähe der Nenn-Vorwärtsspannung der Lichtquellenmodule 10. Daher kann der Lichtstromkreis 700 kostengünstig hergestellt werden, und kann verhindert werden, dass ein Benutzer einen elektrischen Schlag erleidet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Scheinwerfer 500 für Fahrzeuge mit den mehreren Lichtquelleneinheiten zum Aussenden von Licht mit zwei Arten der Lichtstärke versehen. Allerdings können als weiteres Beispiel mehrere Lichtquelleneinheiten vorhanden sein, zum Aussenden von Licht mit drei oder mehr Arten der Lichtstärke. Auf diese Weise kann ein Lichtverteilungsmuster noch exakter ausgebildet werden.
Wie aus der voranstehenden Beschreibung deutlich wird, kann gemäß der vorliegenden Ausführungsform die Verdrahtung der mehreren Lichtquelleneinheiten einfach vorgenommen werden, und kann ein Scheinwerfer 500 zur Verfügung gestellt werden, dessen Sicherheit hoch ist.
Die vorliegende Erfindung wird voranstehend unter Bezugnahme auf die Ausführungsformen beschrieben. Allerdings ist der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht auf den Umfang beschränkt, der durch die voranstehend geschilderten Ausführungsformen festgelegt ist. Ein Durchschnittsfachmann auf diesem Gebiet weiß, dass verschiedene Änderungen oder Verbesserungen bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen vorgenommen werden können. Wie aus der Beschreibung der Patentansprüche deutlich wird, können Formen, welche derartige Änderungen und Verbesserungen einschließen, vom technischen Umfang der vorliegenden Erfindung umfasst sein.

Claims

Fahrzeugscheinwerfer, welcher aufweist: ein erstes Lichtquellenmodul, welches mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente aufweist, und ein zweites Lichtquellenmodul, das in Reihe mit dem ersten Lichtquellenmodul geschaltet ist, und zumindest ein Halbleiterelement aufweist, in einer Anzahl, die kleiner ist als jene des ersten Lichtquellenmoduls, und welches Licht mit höherer Helligkeit als jener des ersten Lichtquellenmoduls erzeugt, wenn ein elektrischer Strom zugeführt wird, der im wesentlichen gleich jenem des ersten Lichtquellenmoduls ist.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, welcher aufweist: mehrere der ersten Lichtquellenmodule; mehrere der zweiten Lichtquellenmodule; ein erstes Optikbauteil zum Aussenden von Licht, das von dem ersten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich eines Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugscheinwerfers; und ein zweites Optikbauteil zum Aussenden von Licht, das von dem zweiten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich, der enger ist als der Bereich, zu welchem das Licht von dem ersten Optikbauteil ausgesandt wird, wobei mehrere Lichtquellenleitungen, bei denen zumindest ein erstes Lichtquellenmodul in Reihe mit zumindest einem zweiten Lichtquellenmodul geschaltet ist, parallel geschaltet sind, und das erste Optikbauteil und das zweite Optikbauteil in dem ersten Lichtquellenmodul bzw. dem zweiten Lichtquellenmodul vorgesehen sind.
Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 1, welcher weiterhin aufweist: ein zweites Optikbauteil zum Aussenden von Licht, das von dem zweiten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich eines Lichtverteilungsmusters des Fahrzeugscheinwerfers; und ein erstes Optikbauteil zum Aussenden von Licht, das von dem ersten Lichtquellenmodul erzeugt wird, an einen Bereich, der breiter ist als der Bereich, zu welchem das Licht von dem zweiten Optikbauteil ausgesandt wird, und lang ist in Querrichtung eines Fahrzeugs, wobei dann, wenn die mehreren Halbleiter-Lichtemitterelemente, die in dem ersten Lichtquellenmodul vorgesehen sind, auf dem Fahrzeug angebracht sind, die Halbleiter-Lichtemitterelemente im wesentlichen in Horizontalrichtung in Querrichtung des Fahrzeugs angeordnet sind.
Fahrzeugscheinwerfer, welcher aufweist: ein erstes Lichtquellenmodul, das mehrere Halbleiter-Lichtemitterelemente aufweist, und ein zweites Lichtquellenmodul, das parallel zum ersten Lichtquellenmodul geschaltet ist, und zumindest ein Halbleiter-Lichtemitterelement in einer Anzahl aufweist, die kleiner ist als jene beim ersten Lichtquellenmodul, wobei dann, wenn eine Spannung im wesentlichen gleich jener des ersten Lichtquellenmoduls an das zweite Lichtquellenmodul angelegt wird, ein höherer elektrischer Strom dem Halbleiter-Lichtemitterelement des zweiten Lichtquellenmoduls zugeführt wird als jener elektrische Strom, der den Halbleiter-Lichtemitterelementen zugeführt wird, die in dem ersten Lichtquellenmodul vorgesehen sind.