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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein eine Leuchteneinheit und dergleichen, die in einem Fahrzeugscheinwerfer zur Ausbildung einer Abschneidelinie eingesetzt wird.
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Wie im Patentdokument 1 (
JP-2001-270383-A ) geschildert, ist ein Fahrzeugscheinwerfer bekannt, der so ausgebildet ist, dass er die Geometrie eines Lichtverteilungsmusters mit einer Abschneidelinie in dessen oberer Zone durch Abstrahlung von Licht von mehreren Leuchteneinheiten ausbildet.
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Weiterhin beschreibt das Patentdokument 2 (
JP-2003-31011-A ) eine geradlinige Lichtquelleneinheit, bei welcher mehrere lichtemittierende Dioden in einer geradlinigen Gruppe angeordnet sind, und die so ausgebildet ist, dass das Licht von der geradlinigen Lichtquelleneinheit in Vorwärtsrichtung durch ein vorbestimmtes, reflektierendes Teil reflektiert wird.
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Falls die geradlinige Lichtquelle, die im Patentdokument 2 beschrieben ist, bei einem Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird, wird ermöglicht, die Anordnung zu verkleinern, und die Geometrie des Lichtverteilungsmusters mit der Abschneidelinie in der oberen Zone auszubilden. Allerdings führt dies zu Schwierigkeiten in der Hinsicht, deutliche Abschneidelinien zu erhalten.
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DE 100 09 782 A1 offenbart Merkmale, die unter den Oberbegriff von Anspruch 1 fallen. Die
DE 196 34 754 A1 beschreibt eine Scheinwerferanlage für Fahrzeuge. In dieser Anlage ist eine Lichtquelle vorhanden, vor der – in der Lichtaussenderichtung gesehen – eine Linse angeordnet ist. Zwischen der Linse und einem Reflektor hinter der Lichtquelle ist eine lichtundurchlässige Blende angeordnet.
DE 102 05 779 A1 ist Stand der Technik, der nur für die Beurteilung der Neuheit relevant ist, und offenbart einen Scheinwerfer, der Blenden aufweist. Diese haben einen Rand, der für die Lichtquellen waagerecht ausgerichtet ist, die die Lichtwirkungen in dem Bereich der waagerechten Hell-Dunkel-Grenze bestimmen, und ist geneigt für Lichtquellen, die die Lichtwirkung im Bereich der ansteigenden Grenze bestimmen.
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Angesichts der voranstehend geschilderten Unzulänglichkeit besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer Leuchteneinheit, die in einem Fahrzeugscheinwerfer zur Ausbildung einer Abschneidelinie eingesetzt wird, der eine deutliche Abschneidelinie mit einem einfachen Aufbau erzeugen kann.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung wird durch eine Leuchteneinheit nach Anspruch 1 erreicht. Ferner besteht die Erfindung in einem Fahrzeugscheinwerfer nach Anspruch 9. Die übrige Offenbarung bezieht sich u. a. auf eine Verwendung eines Halbleiter-Lichtemissionselements als Lichtquelle, ein vorbestimmtes Lichtabschirmteils, und eine Projektionslinse.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Leuchteneinheit für einen Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt, die so ausgebildet ist, dass die Geometrie eines Lichtverteilungsmusters mit einer vorbestimmten Abschneidelinie in einer oberen Zone abgestrahlten Lichts erzeugt wird. Die Leuchteneinheit, die zur Ausbildung der vorbestimmten Abschneidelinie verwendet wird, weist eine Projektionslinse auf, die auf einer optischen Achse angeordnet ist, die sich in Längsrichtung eines Fahrzeugs erstreckt, ein Lichtabschirmteil, das in der Nähe eines Brennpunkts an der Rückseite der Projektionslinse angeordnet ist, so dass eine oberer Rand des Lichtabschirmteils in der Nähe der optischen Achse angeordnet ist, so wie ein Halbleiter-Lichtemissionselement, das etwas hinter dem Lichtabschirmteil angeordnet ist. Ein Lichtstrahl, der von dem Halbleiter-Lichtemissionselement ausgesandt wird, das teilweise durch das Lichtabschirmteil abgeschirmt wird, wird in Vorwärtsrichtung über die Projektionslinse abgestrahlt, um einen Teil der Abschneidelinie als invertiertes Bild mit der Form des oberen Randes des Lichtabschirmteils auszubilden.
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Das Lichtverteilungsmuster, das eine vorbestimmte Abschneidelinie in seinem oberen Abschnitt aufweist, kann typischerweise bei einem sogenannten Abblendlicht-Verteilungsmuster eingesetzt werden. Es kann jedoch auch bei jedem anderen Lichtverteilungsmuster eingesetzt werden. Die Geometrie der vorbestimmten Abschneidelinie ist nicht speziell beschränkt. Sie kann aus einer Kombination aus einer horizontalen Abschneidelinie, die horizontal verläuft, und einer schrägen Abschneidelinie bestehen, die sich von der horizontalen Abschneidelinie aus schräg nach oben erstreckt. Weiterhin kann sie aus mehreren Paaren rechter und linker, horizontaler Abschneidelinien bestehen, die stufenförmig angeordnet sind.
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Die „Leuchteneinheit” ist so ausgebildet, dass sie „einen Teil der Abschneidelinie erzeugt”. Ein anderer Teil der Abschneidelinie kann durch Abstrahlung von Licht von denselben Arten von Leuchteneinheiten ausgebildet werden, wie voranstehend erläutert, oder von anderen Arten von Leuchteneinheiten.
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Das „Lichtabschirmteil” ist nicht auf einen speziellen Aufbau beschränkt, obwohl es vorzugsweise in der Nähe der Rückseite eines Brennpunkts an der Rückseite der Projektionslinse so angeordnet ist, dass der obere Rand des Lichtabschirmteils in der Nähe der optischen Achse angeordnet ist.
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Das „Halbleiter-Lichtemissionselement” ist ebenfalls nicht auf einen speziellen Typ beschränkt. So können beispielsweise eine lichtemittierende Diode, eine Laserdiode und dergleichen verwendet werden.
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Wie voranstehend erwähnt, wird die Leuchteneinheit zur Ausbildung der vorbestimmten Abschneidelinie eingesetzt, und weist eine Projektionslinse auf, die auf einer optischen Achse angeordnet ist, die sich in Längsrichtung eines Fahrzeugs erstreckt, ein Lichtabschirmteil, das in der Nähe eines Brennpunkts an der Rückseite der Projektionslinse so angeordnet ist, dass ein oberer Rand in der Nähe der optischen Achse angeordnet ist, sowie ein Halbleiter-Lichtemissionselement, das hinter dem Lichtabschirmteil angeordnet ist. Daher wird ein Lichtstrahl, der von dem Halbleiter-Lichtemissionselement ausgesandt wird, das teilweise durch das Lichtabschirmteil abgeschirmt wird, in Vorwärtsrichtung über die Projektionslinse abgestrahlt, um einen Teil der Abschneidelinie als invertiertes Bild der Form des oberen Randes des Lichtabschirmteils auszubilden. Daher wird hierdurch ermöglicht, dass die Leuchteneinheit eine deutliche Abschneidelinie zur Verfügung stellt. Das Halbleiter-Lichtemissionselement wird als Lichtquelle verwendet, und das Lichtabschirmteil ist um die Lichtquelle an ihrer Vorderseite herum vorgesehen. Weiterhin ist die Projektionslinse an der Vorderseite des Lichtabschirmteils angeordnet. Hierdurch kann ermöglicht werden, die Leuchteneinheit zu verkleinern.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Leuchteneinheit, die in dem Fahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird, verkleinert werden, und kann eine deutliche Abschneidelinie erzeugen.
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Wenn die Leuchteneinheit einen solchen Aufbau aufweist, dass mehrere der Halbleiter-Lichtemissionselemente und mehrere der Lichtabschirmteile vorgesehen sind, kann die Lichtmenge des von der Leuchteneinheit abgestrahlten Lichts weiter erhöht werden, und kann eine Anzahl von Abschneidelinien erzeugt werden.
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Wenn bei zumindest zweien der Lichtabschirmteile deren obere Ränder jeweils eine unterschiedliche Form aufweisen, lässt sich eine frei wählbare Geometrie der Abschneidelinie einfach durch das von der Leuchteneinheit abgestrahlte Licht erzeugen.
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In diesem Fall kann, wenn die mehreren Lichtabschirmteile einstückig oder vereinigt ausgebildet sind, die Positionsbeziehung zwischen diesen Lichtabschirmteilen exakt eingestellt werden, so dass die Abschneidelinie exakt ausgebildet wird.
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Wenn der Fahrzeugscheinwerfer mit mehreren der Leuchteneinheiten gemäß der vorliegenden Erfindung versehen ist, kann der Scheinwerfer selbst verkleinert werden, und wird darüber hinaus ermöglicht, das Lichtverteilungsmuster mit deutlichen Abschneidelinien zu erhalten.
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Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Zeichnungen, und den beigefügten Patentansprüchen deutlich werden.
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Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:
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1 eine Vorderansicht eines Fahrzeugscheinwerfers mit mehreren Leuchteneinheiten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
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2 schematisch das Profil von Lichtverteilungsmustern auf einer gedachten, vertikalen Leinwand, die durch Licht erzeugt werden, das von einer Lichtquelle gemäß einer Ausführungsform der Erfindung abgestrahlt wird;
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3 eine teilweise vergrößerte Darstellung von 1, wobei eine der Leuchteneinheiten gezeigt ist, die zur Ausbildung horizontaler Abschneidelinien des Fahrzeugscheinwerfers dient;
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4 eine Querschnitts-Seitenansicht der Leuchteneinheit von 3;
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5 eine Aufsicht auf die Leuchteneinheit von 3;
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6 eine Perspektivansicht zur Erläuterung des Profils eines Lichtverteilungsmusters auf der gedachten, vertikalen Leinwand, das durch Licht erzeugt wird, das von der in 3 gezeigten Leuchteneinheit abgestrahlt wird;
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7 eine Querschnitts-Seitenansicht einer anderer Leuchteneinheit zur Ausbildung einer horizontalen Abschneidelinie;
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8 eine teilweise vergrößerte Ansicht von 1, wobei eine der Leuchteneinheiten zur Erzeugung schräger Abschneidelinien dargestellt ist;
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9 eine Perspektivansicht zur Erläuterung des Profils eines Lichtverteilungsmusters auf der gedachten, vertikalen Leinwand, das durch Licht erzeugt wird, das von der in 8 gezeigten Leuchteneinheit abgestrahlt wird;
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10 eine Querschnitts-Seitenansicht von 1, wobei eine der Leuchteneinheiten zur Ausbildung eines diffusen Bereichs dargestellt ist;
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11 eine Perspektivansicht zur Erläuterung des Profils eines diffusen Bereichs, der durch Licht erzeugt wird, das von der in 10 gezeigten Leuchteneinheit abgestrahlt wird;
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12 eine teilweise vergrößerte Ansicht einer Leuchteneinheit gemäß einem abgeänderten Beispiel, das nicht zur Erfindung gehört;
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13 eine Aufsicht auf die Leuchteneinheiten von 12;
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14 eine Perspektivansicht zur Erläuterung des Profils zu Lichtverteilungsmustern auf der gedachten, vertikalen Leinwand, die durch Licht erzeugt werden, das von der in 12 gezeigten Leuchteneinheit abgestrahlt wird;
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15 eine teilweise vergrößerte Vorderansicht einer Leuchteneinheit gemäß einem anderen, abgeänderten Beispiel einer Ausführungsform der Erfindung; und
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16 eine Perspektivansicht zur Erläuterung des Profils eines Lichtverteilungsmusters auf der gedachten, vertikalen Leinwand, das durch Licht erzeugt wird, das von der in 15 gezeigten Leuchteneinheit abgestrahlt wird.
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1 ist eine Vorderansicht eines Fahrzeugscheinwerfers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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In 1 weist ein Fahrzeugscheinwerfer 10 gemäß der vorliegenden Erfindung zwölf Leuchteneinheiten auf, die in Vertikalrichtung in drei Stufen angeordnet sind, innerhalb einer Leuchtenkammer, die aus einem Leuchtengehäuse 12 und einer lichtdurchlässigen Abdeckung 14 besteht, die an einer Öffnung am Vorderende des Leuchtengehäuses 12 angebracht ist. Im Einzelnen sind vier Leuchteneinheiten 20A und 20B ausgerichtet in der unteren Stufe vorhanden, vier Leuchteneinheiten 40A und 40B ausgerichtet in der mittleren Stufe, und vier Leuchteneinheiten 60A und 60B in der oberen Stufe.
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Der Hauptanteil der lichtdurchlässigen Abdeckung 14 ist eben ausgebildet. Der obere Bereich der lichtdurchlässigen Abdeckung 14 weist mehrere Diffusorlinsenelemente auf, die wie vertikale Streifen ausgerichtet sind, um das von den vier Leuchteneinheiten 60A und 60B in der oberen Stufe abgestrahlte Licht diffus auszubilden. Ein inneres Feld 16 ist an der Rückseite der lichtdurchlässigen Abdeckung 14 so angeordnet, dass es die zwölf Leuchteneinheiten umgibt.
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2 zeigt schematisch die Geometrie von Lichtverteilungsmustern P auf einer gedachten, vertikalen Leinwand, die in Vorwärtsrichtung in einer Entfernung von 25 Metern angeordnet ist, erzeugt durch Licht, das in Vorwärtsrichtung von dem Fahrzeugscheinwerfer 10 abgestrahlt wird.
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Das Lichtverteilungsmuster P ist ein Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster für Lichtverteilung an der linken Seite. Das Muster P weist eine horizontale Abschneidelinie CL1 in der oberen Zone und eine schräge Abschneidelinie CL2 auf, die in einem vorbestimmten Winkel θ (beispielsweise θ = 15 Grad) in Bezug zur horizontalen Abschneidelinie CL1 verläuft. Ein Abknickpunkt E als Schnittpunkt der Abschneidelinien CL1 und CL2 befindet sich an einer Position unterhalb von H-V als Fluchtpunkt zur Vorderseite der Leuchteneinheit um etwa 0,5 bis 0,6 Grad. Eine „heiße Zone” HZ als Bereich mit hoher Lichtintensität ist so vorgesehen, dass sie den Abknickpunkt E geringfügig nach links umgibt.
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Das Lichtverteilungsmuster P wird durch Zusammensetzen von Lichtverteilungsmustern erzeugt, die festgelegt sind durch Muster P1a und P1b zur Ausbildung der horizontalen Abschneidelinie, Muster P2a und P2b zur Ausbildung der schrägen Abschneidelinie, und Muster P3a und P3b zur Ausbildung des diffusen Bereichs.
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Die Muster P1a und P1b sind Lichtverteilungsmuster zur Ausbildung der horizontalen Abschneidelinie CL1. Die Muster P1a und P1b werden durch das Licht erzeugt, das von den vier Leuchteneinheiten 20A und 20B in der unteren Stufe abgestrahlt wird. Die Muster P1a, also zwei Muster zur Ausbildung der horizontalen Abschneidelinie, werden durch die zwei Leuchteneinheiten 20A erzeugt, die sich im Zentrum befinden, und befinden sich in der Nähe des Abknickpunktes E. Die Muster P1a sind relativ kleine und helle Muster. Die Muster P1b, also zwei Muster zur Ausbildung der horizontalen Abschneidelinie, werden von den zwei Leuchteneinheiten 20B erzeugt, die an beiden Seiten der Stufe angeordnet sind, und sind so angeordnet, dass sie die beiden Muster P1a rechts umgeben. Die Muster P1b sind relativ große Muster.
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Die Muster P2a und P2b sind Lichtverteilungsmuster zur Erzeugung der schrägen Abschneidelinie CL2. Diese Muster werden durch das von den vier Leuchteneinheiten 40A und 40B, die in der mittlern Stufe ausgerichtet angeordnet sind, abgestrahlte Licht erzeugt. Die relativ kleinen und hellen Muster P2a, also zwei Muster zur Ausbildung der schrägen Abschneidelinie, die von den zwei Leuchteneinheiten 40A erzeugt werden, die im Zentrum angeordnet sind, liegen in der Nähe des Abknickpunktes E. Die relativ großen Muster P2b, also zwei Muster zur Ausbildung der schrägen Abschneidelinie, die von den zwei Leuchteneinheiten 40B erzeugt werden, die an beiden Seiten in dieser Stufe liegen, sind so angeordnet, dass sie die beiden Muster P2a nach links umgeben.
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Die Muster P3a und P3b sind Lichtverteilungsmuster zur Ausbildung des diffusen Bereichs des Lichtverteilungsmusters P. Die Muster P3a und P3b werden so erzeugt, dass sie in weitem Ausmaß diffus in Querrichtung unterhalb der horizontalen Abschneidelinie CL1 ausgebildet sind. Die Muster P3a und P3b werden durch mehrere Diffusorlinsenelemente 14s erzeugt, welche in Querrichtung das von den vier Leuchteneinheiten 60A und 60B in der oberen Stufe abgestrahlte Licht diffus ausbilden. Der Winkel des diffusen Lichts in Querrichtung des Musters P3b, das zur Ausbildung des diffusen Bereichs dient, der von den Leuchteneinheiten 20B erzeugt wird, die an beiden Seiten in dieser Stufe angeordnet sind, ist größer als jener des Musters P3a, das durch die Leuchteneinheiten 20A im Zentrum der Stufe ausgebildet wird.
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Nachstehend wird der spezielle Aufbau jeder der Leuchteneinheiten 20A, 20B, 40A, 40B, 60A und 60B beschrieben. Zunächst wird der jeweilige Aufbau der Leuchteneinheiten 20A und 20B zur Ausbildung horizontaler Abschneidelinien geschildert.
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3 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht einer der in 1 gezeigten Leuchteneinheiten 20A. Die 4 und 5 sind eine Querschnitts-Seitenansicht bzw. eine Aufsicht, welche die Leuchteneinheit 20A als einzelne Einheit zeigen.
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Wie in den 4 und 5 gezeigt, weist die Leuchteneinheit 20A eine Projektionslinse 22A auf, die auf einer optischen Achse Ax angeordnet ist, die in Längsrichtung eines Fahrzeugs verläuft, ein Lichtabschirmteil 24, das hinter dem Brennpunkt Fa der Projektionslinse 22A angeordnet ist, und ein Halbleiter-Lichtemissionselement 26, das um den Ort herum hinter dem Lichtabschirmteil 24 angeordnet ist.
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Die Projektionslinse 22A ist als Plankonvexlinse ausgebildet, mit einer konvexen Oberfläche an der Vorderseite und mit einer ebenen Oberfläche an der Rückseite. Ihre Brennweite fa ist auf einen relativ großen Wert eingestellt. Die Projektionslinse 22A ist fest an einem Halterungsteil 30 über ein Verbindungsteil (nicht gezeigt) angebracht. Das Lichtabschirmteil 24 ist als plattenförmiges Teil ausgebildet, das sich entlang der vertikalen Oberfläche erstreckt, die in rechtem Winkel die optische Achse Ax kreuzt. Ein oberer Rand 24a des Lichtabschirmteils 24 ist fest so an dem Halterungsteil 30 angebracht, dass es in Horizontalrichtung über die optische Achse Ax in Horizontalrichtung herübergeht. Das Halbleiter-Lichtemissionselement 26 ist eine lichtemittierende Diode, die weißes Licht aussendet, und die fest an dem Halterungsteil 30 über ein Substrat 28 so angebracht ist, dass ein Lichtemissionschip 26a zur Vorderseite der Leuchteneinheit auf der optischen Achse Ax gerichtet ist.
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In der Leuchteneinheit 20A wird das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 26 in Vorwärtsrichtung abgestrahlte Licht durch die Projektionslinse 22A umgekehrt, die dazu führt, dass das durchgelassene Licht geringfügig zur optischen Achse Ax hin gesammelt wird. Das Licht, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 26 ausgesandt wird, und nach unterhalb der optischen Achse Ax gerichtet ist, wird durch das Lichtabschirmteil 24 abgeschirmt. Hierdurch wird verhindert, dass die Leuchteneinheit 20A Licht nach oben hin abstrahlt.
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6 ist eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Geometrie eines Lichtverteilungsmusters auf der gedachten, vertikalen Leinwand, das durch von der in 3 gezeigten Leuchteneinheit abgestrahltes Licht erzeugt wird, als Perspektivansicht von der Rückseite aus.
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Wie in der Figur gezeigt, dient die Leuchteneinheit 20A zur Erzeugung des Musters P1a, das einen Teil der horizontalen Abschneidelinie CL1 enthält, als das invertierte Bild des oberen Randes 24a des Lichtabschirmteils 24. Die Leuchteneinheit 20A ist so angeordnet, dass sich die optische Achse Ax etwas nach unten und rechts in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Die Orientierung der optischen Achse Ax ist in Horizontalrichtung versetzt bei den beiden Leuchteneinheiten 20A. Dies führt dazu, dass die beiden Muster P1a erhalten werden können, die horizontale Abschneidelinien aufweisen.
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7 ist eine Querschnitts-Seitenansicht, in welcher die Leuchteneinheit 20B als einzelne Einheit dargestellt ist.
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Wie aus dieser Figur hervorgeht, weist die Leuchteneinheit 20B einen ähnlichen Aufbau auf wie die Leuchteneinheit 20A. Die Projektionslinse 22B weist eine unterschiedliche Brennweite auf. Genauer gesagt, ist die Brennweite fb der Projektionslinse 22B kürzer gewählt als die Brennweite fa der Projektionslinse 22A der Leuchteneinheit 20A. Das Lichtabschirmteil 24 ist an der Rückseite des Brennpunktes Fb der Projektionslinse 22B angeordnet, wie bei der Leuchteneinheit 20A.
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Bei der Leuchteneinheit 20B wird das Licht, das in Vorwärtsrichtung von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 26 ausgesandt wird, durch die Projektionslinse 22B umgekehrt, was dazu führt, dass das von ihr durchgelassene Licht zur optischen Achse Ax hin gesammelt wird, verglichen mit der Projektionslinse 22A. Hierdurch wird ermöglicht, dass die Leuchteneinheit 20B die Muster P1b erzeugt, die größer sind als die Muster P1a, die in 2 gezeigt sind. Weiterhin ist die Leuchteneinheit 20B so ausgebildet, dass die optische Achse Ax etwas nach unten und rechts in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs verläuft. Die Orientierung der optischen Achse Ax ist in Horizontalrichtung bei den beiden Leuchteneinheiten 20B versetzt angeordnet, um so zwei Muster P1b zur Ausbildung horizontaler Abschneidelinien zu erzeugen.
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Als nächstes wird der jeweilige Aufbau der Leuchteneinheiten 40A und 40B zur Ausbildung schräger Abschneidelinien geschildert.
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8 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht der Leuchteneinheit 40A von 1. Weiterhin ist 9 eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Geometrie eines Lichtverteilungsmusters auf der gedachten, vertikalen Leinwand, das durch das von der Leuchteneinheit 40A abgestrahlte Licht erzeugt wird, in Perspektivansicht von der Rückseite aus.
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Wie aus den Figuren hervorgeht, weist die Leuchteneinheit 40A eine Projektionslinse 42A auf, die auf der optischen Achse Ax vorgesehen ist, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, ein Lichtabschirmteil 44, das an der Rückseite des Brennpunkts der Projektionslinse 42A angeordnet ist, und ein Halbleiter-Lichtemissionselement 46, das um eine Position herum hinter dem Lichtabschirmteil 44 angeordnet ist. Der Aufbau der Leuchteneinheit 40A ist ähnlich wie bei der Leuchteneinheit 20A, einschließlich der Brennweite der Projektionslinse 42A, jedoch mit Ausnahme des Lichtabschirmteils 44.
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Das Lichtabschirmteil 44 ist ein plattenförmiges Teil, das sich entlang der vertikalen Oberfläche erstreckt, die in rechtem Winkel die optische Achse Ax kreuzt, sowie das Lichtabschirmteil 24. Der obere Rand 44a des Lichtabschirmteils 44 ist so ausgebildet, dass er so verläuft, dass er die optische Achse Ax kreuzt, und gegen die Horizontalebene, welche die optische Achse Ax enthält, um einen vorbestimmten Winkel θ verkippt ist.
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Bei der Leuchteneinheit 40A wird, ebenso wie im Falle der Leuchteneinheit 20A, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 46 ausgesandte Licht teilweise durch das Lichtabschirmteil 44 abgeschirmt, und dann weiter in Vorwärtsrichtung über die Projektionslinse 42A abgestrahlt.
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Gemäß 9 dient die Leuchteneinheit 40A zur Ausbildung der Muster P2a, um schräge Abschneidelinien aufzuweisen, die einen Teil der schrägen Abschneidelinie CL2 bilden, als invertiertes Bild des oberen Endrandes 44a des Lichtabschirmteils 44. Die Leuchteneinheit 40A ist so angeordnet, dass sich die optische Achse Ax etwas nach unten und links in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Die Orientierung der optischen Achse Ax ist im Winkel zwischen den beiden Leuchteneinheiten 40A um einen vorbestimmten Winkel θ versetzt angeordnet, um zwei Muster P2a auszubilden, die schräge Abschneidelinien aufweisen.
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Weiterhin ist die Leuchteneinheit 40B ähnlich ausgebildet wie die Leuchteneinheit 40A. Allerdings unterscheidet sich die Brennweite der Projektionslinse 42B von jener der Leuchteneinheit 40A. Genauer gesagt, ist die Brennweite der Projektionslinse 42B kürzer als die Brennweite der Projektionslinse 42A der Leuchteneinheit 40A. Noch genauer ist die Brennweite der Projektionslinse 42B auf einen Wert eingestellt, der gleich der Brennweite fb der Projektionslinse 22B der Leuchteneinheit 20B ist.
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Bei der Leuchteneinheit 40B wird das in Vorwärtsrichtung von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 46 ausgesandte Licht durch die Projektionslinse 42B umgekehrt, was dazu führt, dass das von ihr durchgelassene Licht zur optischen Achse Ax hin gesammelt wird, im Vergleich zur Projektionslinse 42A. Wie in 2 gezeigt, werden die Muster P2b erzeugt, die größer sind als die Muster P2a. Die Leuchteneinheit 40B ist so angeordnet, dass sich die optische Achse Ax etwas nach unten und links in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt. Die Orientierung der optischen Achse Ax ist im Winkel versetzt zwischen den beiden Leuchteneinheiten 40A, in einer Richtung, die um einen vorbestimmten Winkel θ verkippt ist, um so zwei Muster P2b für schräge Abschneidelinien auszubilden.
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Als nächstes wird der jeweilige Aufbau der Leuchteneinheiten 60A und 60B zur Ausbildung eines diffusen Bereiches erläutert.
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10 ist eine Querschnitts-Seitenansicht der Leuchteneinheit 60A zusammen mit der lichtdurchlässigen Abdeckung 14. Weiterhin ist 11 eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Geometrie eines diffusen Bereichs auf der gedachten, vertikalen Leinwand, der durch das von der Leuchteneinheit 60A abgestrahlte Licht erzeugt wird, in Perspektivansicht von der Rückseite aus.
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Wie in den Figuren gezeigt ist, weist die Leuchteneinheit 60A eine Projektionslinse 62A auf, die auf der optischen Achse Ax angeordnet ist, die in Längsrichtung des Fahrzeugs verläuft, sowie ein Halbleiter-Lichtemissionselement 66, das um den Brennpunkt Fa an der Rückseite der Projektionslinse 62A herum angeordnet ist. Die Leuchteneinheit 60A weist einen ähnlichen Aufbau wie die Leuchteneinheit 20A auf, mit Ausnahme der Tatsache, dass die Leuchteneinheit 60A nicht mit einem Lichtabschirmteil 24 versehen ist, das in der Leuchteneinheit 20A vorhanden ist.
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Die Leuchteneinheit 60A ist so ausgebildet, dass sie in Vorwärtsrichtung von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 66 ausgesandtes Licht über die Projektionslinse 62A abstrahlt, ebenso wie die Leuchteneinheit 20A. Das von der Projektionslinse 62A abgestrahlte Licht wird in Querrichtung diffus ausgebildet, durch mehrere Diffusorlinsenelemente 14s der lichtdurchlässigen Abdeckung 14, die vor der Projektionslinse 62A angeordnet sind.
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Wie in 11 gezeigt, ist die Leuchteneinheit 60A so ausgebildet, dass das in Horizontalrichtung lange Muster P1a für einen diffusen Bereich auf Grundlage der mehreren Diffusorlinsenelemente 14s ausgebildet wird, die vor der Leuchteneinheit 60A vorgesehen sind, um diffuses Licht in Querrichtung bereitzustellen. Die optische Achse Ax der Leuchteneinheit 60A ist so gewählt, dass sie nach unten in Bezug auf die Längsrichtung des Fahrzeugs orientiert ist, so dass der obere Rand des Musters P3a für den diffusen Bereich nicht über die horizontale Abschneidelinie CL1 hinausgeht. Die andere dieser beiden Leuchteneinheiten 60A weist einen ähnlichen Aufbau wie voranstehend beschrieben auf.
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Die Leuchteneinheit 603 ist ähnlich ausgebildet wie die Leuchteneinheit 60A, mit Ausnahme der Tatsache, dass die Brennweite der Projektionslinse 62B anders ist als bei der Leuchteneinheit 60A. Im Einzelnen ist die Brennweite der Projektionslinse 62B kürzer als die Brennweite fa der Projektionslinse 62A der Leuchteneinheit 60A. Noch genauer ist die Brennweite der Projektionslinse 62B auf jenen Wert eingestellt, der im Wesentlichen gleich der Brennweite fb der Projektionslinse 22B der Leuchteneinheit 20B ist.
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Bei der Leuchteneinheit 60B wird das in Vorwärtsrichtung von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 66 ausgesandte Licht durch die Projektionslinse 62B umgekehrt, was dazu führt, dass das von ihr durchgelassene Licht zur optischen Achse Ax hin gesammelt wird, im Vergleich zur Projektionslinse 62A. Dies führt dazu, dass das Muster P3b für den diffusen Bereich erzeugt wird, das größer ist als das Muster P3a. Die optische Achse Ax der Leuchteneinheit 60B ist so eingestellt, dass sie nach unten in Längsrichtung des Fahrzeugs orientiert ist, so dass der obere Rand des Musters P3b nicht über die horizontale Abschneidelinie CL1 hinausgeht. Die andere der beiden Leuchteneinheiten 60B weist einen ähnlichen Aufbau auf wie die voranstehend geschilderte.
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Wie voranstehend erwähnt, weist der Fahrzeugscheinwerfer 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vier Leuchteneinheiten 20A und 20B zur Ausbildung der horizontalen Abschneidelinie CL1 des Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters P auf. Weiterhin weist jede der Leuchteneinheiten 20A und 20B Projektionslinsen 22A und 22B auf, die jeweils auf der optischen Achse Ax angeordnet sind, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, die Lichtabschirmteile 24, die jeweils in der Nähe der Brennpunkte an der Rückseite der Projektionslinsen 22A und 22B angeordnet sind, so dass jeder der Oberränder der Lichtabschirmteile 24 in der Nähe der optischen Achse Ax angeordnet ist, sowie das Halbleiter-Lichtemissionselement 26, das hinter dem Lichtabschirmteil 24 vorgesehen ist. Daher wird das Licht, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 26 ausgesandt wird, teilweise durch das Lichtabschirmteil 24 abgeschirmt, und wird das teilweise abgeschirmte Licht infolge des Lichtabschirmteils 24 weiter in Vorwärtsrichtung über die Projektionslinsen 22A und 22B ausgesandt, so dass ein Teil der horizontalen Abschneidelinie CL1 als das invertierte Bild der Form des oberen Randes des Lichtabschirmteils erzeugt wird. Dies führt dazu, dass eine deutliche, horizontale Abschneidelinie CL1 erhalten werden kann. Weiterhin wird das Halbleiter-Lichtemissionselement 26 als Lichtquelle verwendet, und ist das Lichtabschirmteil 24 vor dem Halbleiter-Lichtemissionselement 26 angeordnet. Jede der Projektionslinsen 22A und 22B ist vor dem Lichtabschirmteil 24 angeordnet. Der voranstehend geschilderte Aufbau ermöglicht es daher, dass jede der Leuchteneinheiten 20A und 20B kompakt ausgebildet ist.
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Weiterhin weist der Fahrzeugscheinwerfer 10 gemäß der vorliegenden Ausführungsform vier Leuchteneinheiten 40A und 40B zur Ausbildung der schrägen Abschneidelinie CL2 des Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters P auf. Weiterhin weist jede der Leuchteneinheiten 40A und 40B Projektionslinsen 42A und 42B auf, die jeweils auf der optischen Achse Ax angeordnet sind, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, die Lichtabschirmteile 44, die jeweils in der Nähe der Brennpunkte an der Rückseite der Projektionslinsen 42A und 42B so angeordnet sind, dass jeder der oberen Ränder der Lichtabschirmteile 44 in der Nähe der optischen Achse Ax liegt, sowie das Halbleiter-Lichtemissionselement 46, das hinter dem Lichtabschirmteil 44 angeordnet ist. Das Licht, das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 46 ausgesandt wird, wird daher teilweise durch das Lichtabschirmteil 44 abgeschirmt, und das Licht, das teilweise durch das Lichtabschirmteil 44 abgeschirmt wird, wird weiter in Vorwärtsrichtung über die Projektionslinsen 42A und 42B so abgestrahlt, dass die schräge Abschneidelinie CL2 teilweise als das invertierte Bild der Form des oberen Randes des Lichtabschirmteils 44 ausgebildet wird. Dies führt dazu, dass eine deutliche, schräge Abschneidelinie CL2 erhalten werden kann. Weiterhin wird das Halbleiter-Lichtemissionselement 46 als Lichtquelle eingesetzt, und ist das Lichtabschirmteil 44 vor dem Halbleiter-Lichtemissionselement 46 angeordnet. Jede der Projektionslinsen 42A und 42B ist an der Vorderseite des Lichtabschirmteils 44 angeordnet. Daher ermöglicht der voranstehend geschilderte Aufbau, jede der Leuchteneinheiten 40A und 40B kompakt auszubilden.
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Wie voranstehend erwähnt, ermöglicht es die vorliegende Ausführungsform, jede der Leuchteneinheiten 20A, 20B, 40A und 40B zu verkleinern, und das Abblendlicht-Lichtverteilungsmuster P zur Verfügung zu stellen, bei dem gemeinsam die deutliche, horizontale Abschneidelinie CL1 und die deutliche, schräge Abschneidelinie CL2 vorgesehen sind.
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Bei dieser Ausführungsform ist jede der Leuchteneinheiten 60A und 60B im Wesentlichen ebenso ausgebildet wie jede der Leuchteneinheiten 20A, 20B, 40A und 40B für die Erzeugung der horizontalen und schrägen Abschneidelinien. Daher kann der Fahrzeugscheinwerfer 10 verkleinert ausgebildet werden.
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Da jede der Projektionslinsen 22A und 22B der Leuchteneinheiten 20A und 20B zur Erzeugung horizontaler Abschneidelinien unterschiedliche Brennweiten fa und fb aufweisen, weisen die sich ergebenden Geometrien der Muster P1a und P1b unterschiedliche Abmessungen auf. Dies ermöglicht es, die Lichtintensitätsverteilung des Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters P um die horizontale Abschneidelinie CL1 herum zu vergleichförmigen, wobei gleichzeitig eine ausreichende Fernsicht auf der Straße in Vorwärtsrichtung sichergestellt wird.
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Weiterhin weisen, da jede der Projektionslinsen 42A und 42B der Leuchteneinheiten 40A und 40B zur Erzeugung schräger Abschneidelinien unterschiedliche Werte fa und fb aufweisen, die sich ergebenden Geometrien der Muster P2a und P2b unterschiedliche Abmessungen auf. Dies ermöglicht es, die Lichtintensitätsverteilung des Abblendlicht-Lichtverteilungsmusters P um die schräge Abschneidelinie CL2 herum zu vergleichförmigen, wobei gleichzeitig eine ausreichende Fernsicht auf der Straße in Vorwärtsrichtung sichergestellt wird.
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Da die beiden Projektionslinsen 62A und 62B der Leuchteneinheiten 60A und 60B zur Erzeugung des diffusen Bereichs unterschiedliche Brennweiten fa und fb aufweisen, weisen die sich ergebenden Geometrien der Muster P3a und P3b unterschiedliche Abmessungen auf. Dies ermöglicht es, dass die Leuchteneinheiten 60A und 60B über einen weiten Bereich Licht in den Bereich in kurzer Entfernung auf der Straße in Vorwärtsrichtung abstrahlen, ohne eine ungleichmäßige Lichtverteilung hervorzurufen.
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Bei der vorliegenden Ausführungsform sind vier Leuchteneinheiten 20A und 20B, vier Leuchteneinheiten 40A und 40B, und vier Leuchteneinheiten 60A und 60B in drei Stufen angeordnet. Die Anzahl dieser Leuchteneinheiten und deren Anordnung können jedoch abgeändert werden, entsprechend dem angestrebten Lichtverteilungsmuster, der angestrebten Lichtintensitätsverteilung, und dergleichen.
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Nachstehend wird ein erstes, abgeändertes Beispiel beschrieben.
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12 zeigt eine Leuchteneinheit 120A des abgeänderten Beispiels, die ähnlich wie in 3 ausgebildet ist. Weiterhin ist 13 eine Aufsicht, welche die Leuchteneinheit 120A als einzelne Einheit zeigt.
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Wie aus diesen Figuren hervorgeht, weist die Leuchteneinheit 120A eine Projektionslinse 122A auf, die auf der optischen Achse Ax angeordnet ist, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, ein Lichtabschirmteil 124, das in der Nähe eines Brennpunkts Fa an der Rückseite der Projektionslinse 122A angeordnet ist, und drei Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C, die hinter dem Lichtabschirmteil 124 angeordnet sind. Die Leuchteneinheit 120A weist einen ähnlichen Aufbau auf, wie die Leuchteneinheit 20A, einschließlich der Brennweite fa der Projektionslinse 122A, mit Ausnahme der Tatsache, dass drei Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C eingesetzt werden.
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Die drei Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C sind in Horizontalrichtung in vorbestimmten Abständen entlang dem oberen Rand 124a des Lichtabschirmteils 124 angeordnet. Das Halbleiter-Lichtemissionselement 126A im Zentrum ist auf der optischen Achse Ax angeordnet.
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Bei der Leuchteneinheit 120A wird, wie bei der Leuchteneinheit 20A, das jeweilige Licht, das von den Halbleiter-Lichtemissionselementen 126A, 126B und 126C ausgesandt wird, teilweise durch das Lichtabschirmteil 124 abgeschirmt, und wird weiter über die Projektionslinse 122A in Vorwärtsrichtung abgestrahlt.
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14 ist eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Geometrie von Lichtverteilungsmustern auf der gedachten, vertikalen Leinwand, die durch das von der Leuchteneinheit 120A abgestrahlte Licht erzeugt werden, gesehen von der Rückseite aus.
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Wie aus der Figur hervorgeht, dient die Leuchteneinheit 120A zur Ausbildung des Musters P1aA für die horizontale Abschneidelinie, welches ähnlich dem Muster P1a ist, das von der Leuchteneinheit 20A erzeugt wird, auf Grundlage des Aussendens von Licht von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 126A auf der optischen Achse Ax, und zur Ausbildung von zwei Mustern P1aB und P1aC für horizontale Abschneidelinien, die sich teilweise mit dem Muster P1aA überlappen, auf Grundlage des Aussendens des Lichts von den Halbleiter-Lichtemissionselementen 126B und 126C an beiden Seiten der Reihe.
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Bei diesem abgeänderten Beispiel können die mehreren Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C die Helligkeit des von der Leuchteneinheit 120A abgestrahlten Lichts noch weiter verbessern, und den Bereich erweitern, der als die horizontale Abschneidelinie CL1 ausgebildet werden soll.
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Weiterhin wird das Lichtabschirmteil 124 gemeinsam für die mehreren Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C eingesetzt. Dies ermöglicht es, die Positionsbeziehung zwischen den Lichtabschirmpositionen entsprechend den jeweiligen Halbleiter-Lichtemissionselementen 126A, 126B und 126C exakt einzustellen. Dies führt dazu, dass die horizontale Abschneidelinie CL1 exakt ausgebildet werden kann.
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Selbstverständlich ist es bei diesem abgeänderten Beispiel möglich, einen ähnlichen Aufbau wie bei der Leuchteneinheit 120A bei der Leuchteneinheit zur Erzeugung der schrägen Abschneidelinie einzusetzen.
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Ein zweites, abgeändertes Beispiel für die Ausführungsform wird nachstehend geschildert.
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15 zeigt einen wesentlichen Abschnitt einer Leuchteneinheit 140A des zweiten, abgeänderten Beispiels, die im Wesentlichen ebenso ausgebildet ist wie in 12. Weiterhin ist 16 eine Perspektivansicht zur Erläuterung der Geometrie von drei Mustern PaA, PaB und PaC auf der gedachten, vertikalen Leinwand, die durch das von der Leuchteneinheit 140A abgestrahlte Licht erzeugt werden, in Perspektivansicht von der Rückseite aus.
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Wie aus diesen Figuren hervorgeht, weist die Leuchteneinheit 140A eine Projektionslinse 142A auf, die auf der optischen Achse Ax angeordnet ist, die sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckt, ein Lichtabschirmteil 144, das in der Nähe eines Brennpunktes an der Rückseite der Projektionslinse 142A angeordnet ist, und drei Halbleiter-Lichtemissionselemente 146A, 146B und 146C, die hinter dem Lichtabschirmteil 144 angeordnet sind. Die Leuchteneinheit 140A weist einen ähnlichen Aufbau auf wie die Leuchteneinheit 120A gemäß dem ersten, abgeänderten Beispiel, mit Ausnahme der Ausbildung des Lichtabschirmteils 144.
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Ein oberer Rand 144a des Lichtabschirmteils 144 besteht aus drei Segmenten. Im Einzelnen erstrecken sich Segmente 144aB und 144aC an beiden Seiten des oberen Randes 144a, welche den Halbleiter-Lichtemissionselementen 146B bzw. 146C entsprechen, in Horizontalrichtung, wie der obere Endrand 124a des Lichtabschirmteils 124. Das andere Segment 144aA, welches dem Halbleiter-Lichtemissionselement 146A entspricht, erstreckt sich in einer Richtung, die in Bezug auf die Horizontalrichtung um einen vorbestimmten Winkel θ verkippt ist.
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Bei der Leuchteneinheit 140A wird, wie im Falle der Leuchteneinheit 120A, das von dem jeweiligen Halbleiter-Lichtemissionselement 146A, 146B und 146C ausgesandte Licht teilweise durch das Lichtabschirmteil 144 abgeschirmt, und weiter über die Projektionslinse 142A in Vorwärtsrichtung abgestrahlt. In diesem Fall kann das von dem Halbleiter-Lichtemissionselement 146A im Zentrum der Reihe auf der optischen Achse Ax ausgesandte Licht das Muster PaA für die schräge Abschneidelinie ausbilden, ähnlich wie das Muster P2a für die schräge Abschneidelinie bei der Leuchteneinheit 40A. Weiterhin kann das von den Halbleiter-Lichtemissionselementen 146B und 146C an beiden Seiten der Reihe ausgesandte Licht zwei Muster PaB und PaC für horizontale Abschneidelinien ausbilden, die sich teilweise mit dem Muster P2A für die schräge Abschneidelinie überlappen.
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Bei dem zweiten, abgeänderten Beispiel weist jedes der Segmente 144aA, 144aB und 144aC der oberen Endränder 144a, von denen jeder einen der Halbleiter-Lichtemissionselemente 146A, 146B und 146C entspricht, eine unterschiedliche Form auf. Das von der Leuchteneinheit 144A abgestrahlte Licht kann daher einfach eine Abschneidelinie mit frei wählbarer Form erzeugen.
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Weiterhin sind das Lichtabschirmteil 124 bei dem ersten, abgeänderten Beispiel, und das Lichtabschirmteil 144 des zweiten, abgeänderten Beispiels jeweils einstückig oder vereinigt ausgebildet. Weiterhin kann das Lichtabschirmteil 124 und/oder 144 individuell für die jeweiligen drei Halbleiter-Lichtemissionselemente 126A, 126B und 126C und/oder 146A, 146B und 146C ausgebildet sein.
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Weiterhin sind bei der Ausführungsform und deren abgeänderten Beispielen jedes der Halbleiter-Lichtemissionselemente 26, 46, 66, 126A und 146A auf der optischen Achse Ax angeordnet. Allerdings können diese Halbleiter-Lichtemissionselemente auf einem Ort angeordnet sein, der geringfügig von der optischen Achse Ax beabstandet ist. In diesem Fall kann jede Position der Halbleiter-Lichtemissionselemente 26, 46, 66, 126A und 146A nach oben gegenüber der optischen Achse Ax versetzt angeordnet sein. Hierdurch nimmt die Lichtmenge zu, welche die jeweilige Projektionslinse 22A, 22B, 42A, 42B, 62A, 62B, 122A und 142A erreicht, da Licht um die optischen Achse Ax herum nicht durch das jeweilige Lichtabschirmteil 24, 44, 124 bzw. 144 abgeschirmt wird. Hierdurch wird ermöglicht, den Lichtwirkungsgrad der Leuchteneinheit zu verbessern. Eine derartige Anordnung kann bei den Halbleiter-Lichtemissionselementen 126B und 126C bzw. 146B und 146C eingesetzt werden, die an beiden Seiten des Halbleiter-Lichtemissionselements 126A bzw. 146A angeordnet sind.
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Zwar wurde die Erfindung anhand einer begrenzten Anzahl von Ausführungsformen beschrieben, jedoch werden Fachleute aufgrund der vorliegenden Offenbarung erkennen, dass andere Ausführungsformen möglich sind, die nicht vom Umfang der vorliegenden Erfindung abweichen. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ergibt sich aus der Gesamtheit der vorliegenden Anmeldeunterlagen und soll von den beigefügten Patentansprüchen umfasst sein.
