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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugleuchte, und insbesondere
auf eine Fahrzeugleuchte, die ein Lichtemitterelement als Lichtquelle einsetzt.
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Aus
der
DE 101 45 963
A1 ist eine Fahrzeugleuchte mit einer Linse bekannt, die
auf einer optischen Achse angeordnet ist und konkave Linsenabschnitte
aufweist. Es sind mehrere Lichtemitterelemente vorgesehen, die auf
der Rückseite
der konkaven Linsenabschnitte angeordnet sind. Die Anordnung der
Lichtemitterelemente in Umfangsrichtung um die optische Achse herum
und ein Reflektor, um Licht zu einem konkaven Linsenabschnitt zu
reflektieren, ist dieser Druckschrift jedoch nicht zu entnehmen.
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Die
DE 10 2006 023 163
A1 beschreibt eine Fahrzeugleuchte mit mehreren Lichtemitterelementen,
denen jeweils zwei Reflektoren zugeordnet sind.
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Es
ist weiterhin eine Fahrzeugleuchte bekannt, die eine Konvexlinse
aufweist, die auf einer optischen Achse angeordnet ist, die sich
in Richtung von vorn nach hinten der Leuchte erstreckt, und ein Lichtemitterelement,
das in der Nähe
eines hinteren Brennpunktes der Konvexlinse angeordnet ist (vergleiche
beispielsweise die
JP
2005 044 683 A ). Die Konvexlinse lenkt direktes Licht,
das von dem Lichtemitterelement ausgesandt wird, ab, und strahlt
das Licht in Vorwärtsrichtung
der Leuchte ab.
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Diese
Anordnung ermöglicht
eine exakte Steuerung des direkten Lichtes von dem Lichtemitterelement.
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Da
das Lichtemitterelement in der Nähe
des hinteren Brennpunktes der Konvexlinse angeordnet ist, kann die
Leuchte nicht so ausgebildet werden, dass sie eine geringere Abmessung
in Richtung von vorn nach hinten aufweist. Daher ist es schwierig,
die Leuchte so auszubilden, dass sie ausreichend schlank ist. Weiterhin
kann nur ein einziges Lichtemitterelement in der Nähe des hinteren
Brennpunkts der Konvexlinse angeordnet werden. Daher kann ein ausreichendes
Ausmaß der
Lichtabstrahlung nicht sichergestellt werden.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER
VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Ein
Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer Fahrzeugleuchte, die ein schlankes Profil aufweist, und in
der Sicherstellung einer ausreichenden Lichtabstrahlmenge bei einer
Fahrzeugleuchte, die ein Lichtemitterelement als Lichtquelle aufweist,
während
eine exakte Steuerung der Lichtverteilung sichergestellt wird.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung weist eine Fahrzeugleuchte eine Linse auf,
die auf einer optischen Achse angeordnet ist, die sich in Richtung von
vorn nach hinten der Fahrzeugleuchte erstreckt. Die Linse weist
einen konkaven Linsenabschnitt auf. Die Fahrzeugleuchte weist weiterhin
mehrere Lichtemitterelemente auf, die an der Rückseite der Linse angeordnet
sind, und um die optische Achse herum, in gleichen Abständen in
Umfangsrichtung. Die mehreren Lichtemitterelemente umfassen ein
erstes Lichtemitterelement, das an der Rückseite des konkaven Linsenabschnitts
angeordnet ist. Die Fahrzeugleuchte weist weiterhin einen ersten
Reflektor auf, der zwischen dem ersten Lichtemitterelement und der
optischen Achse angeordnet ist. Eine erste reflektierende Oberfläche des
ersten Reflektors reflektiert Licht von dem ersten Lichtemitterelement
zu dem Abschnitt der Konkavlinse. Die Schnittform der ersten reflektierenden
Oberfläche,
entlang einer Ebene, welche das Lichtaussendezentrum des ersten
Lichtemitterelements und die optische Achse enthält, ist ellipsenförmig.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung kann die Fahrzeugleuchte weiterhin
einen zweiten Reflektor aufweisen, kann die Linse darüber hinaus einen
Konvexlinsenabschnitt aufweisen, und können die mehreren Lichtemitterelemente
darüber
hinaus ein zweites Lichtemitterelement umfassen, das an der Rückseite
des Konvexlinsenabschnitts vorgesehen ist. Der zweite Reflektor
ist zwischen dem zweiten Lichtemitterelement und der optischen Achse
angeordnet. Eine zweite, reflektierende Oberfläche des zweiten Reflektors
reflektiert Licht von dem zweiten Lichtemitterelement zu dem Konvexlinsenabschnitt. Die
Schnittform der zweiten reflektierenden Oberfläche, entlang einer Ebene, welche
ein Lichtaussendezentrum des zweiten Lichtemitterelements und die optische
Achse enthält,
weist die Form eines Zweigs einer Hyperbel auf, an einer Seite des
zweiten Lichtemitterelements, wobei die Hyperbel einen ersten Brennpunkt
in der Nähe
eines rückwärtigen Brennpunkts
des Konvexlinsenabschnitts aufweist, und einen zweiten Brennpunkt
in der Nähe
des Lichtaussendezentrums des zweiten Lichtemitterelements.
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Für die Art
der ”Fahrzeugleuchte” gibt es
keine speziellen Einschränkungen.
Die Fahrzeugleuchte kann beispielsweise ein Scheinwerfer sein, eine Nebelleuchte,
eine Abbiegeleuchte, eine Leuchte beim Fahren am Tage, oder irgendeine
andere Leuchte, die mit einer Lichtemitterdiode versehen ist, oder
eine Leuchteneinheit, die als eines der Bestandteile dieser Leuchten
vorgesehen ist.
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Die ”optische
Achse” bezeichnet
eine Achse, die sich in Richtung von vorn nach hinten der Leuchte erstreckt,
und die ”op tische
Achse” kann
mit einer Achse zusammenfallen, die sich in Richtung von vorn nach
hinten des Fahrzeugs erstreckt, wobei dies jedoch nicht unbedingt
erforderlich ist.
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Der ”Konkavlinsenabschnitt” bezeichnet
einen Linsenabschnitt, der eine negative Brechkraft aufweist, und
ist nicht auf eine bestimmte Form eingeschränkt. Der Konkavlinsenabschnitt
kann beispielsweise die Form einer Plankonkavlinse aufweisen, einer
doppelt konkaven Linse, oder einer konkaven Meniskuslinse. Weiterhin
kann die optische Achse des ”Konkavlinsenabschnitts” parallel
zur optischen Achse verlaufen, ist jedoch nicht hierauf eingeschränkt.
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In
der Beschreibung bezeichnet zur Erleichterung der Erläuterung
der ”vordere
Brennpunkt des Konkavlinsenabschnitts” einen Brennpunkt an der Vorderseite
der Leuchte unter einem Paar aus einem vorderen und einem hinteren
Brennpunkt des Konkavlinsenabschnitts (also einen Punkt, der ein ”hinterer
Brennpunkt” einer
Konkavlinse in einem Bilderzeugungs-Optiksystem sein soll), und
bezeichnet der ”hintere
Brennpunkt des Konkavlinsenabschnitts” einen Brennpunkt, der an
der Rückseite
der Leuchte unter dem vorderen und hinteren Brennpunkt der Konkavlinse
angeordnet ist (also einen Punkt, der ein ”vorderer Brennpunkt” der Konkavlinse
bei dem Bilderzeugungs-Optiksystem sein soll).
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Der ”Konkavlinsenabschnitt” bezeichnet
einen Linsenabschnitt, der eine positive Brechkraft aufweist, und
ist nicht auf eine bestimmte Form festgelegt. Zum Beispiel kann
der Konkavlinsenabschnitt die Form einer Plankonvexlinse aufweisen,
einer doppelt konvexen Linse, oder einer konvexen Meniskuslinse.
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Das ”Lichtemitterelement” bezeichnet
eine Lichtquellenvorrichtung, die einen Oberflächenaussende-Chip aufweist,
der Licht im Wesentlichen von einem Punkt aus aussendet. Das Lichtemitterelement
kann beispielsweise eine Lichtemitterdiode oder eine Laserdiode
sein.
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Spezielle
Werte, beispielsweise die Anzahl der ”Lichtemitterelemente” und der
Abstand in Umfangsrichtung sind nicht speziell eingeschränkt. Die Lichtemitterelemente
müssen
nicht so ausgebildet sein, dass sie sämtlich gleichzeitig eingeschaltet sind.
Sämtliche
Lichtemitterelemente, oder einige von diesen, können entsprechend einer vorgegebenen
Zeitvorgabe eingeschaltet sein.
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Obwohl
die ”reflektierende
Oberfläche” des ersten
Reflektors so ausgebildet ist, dass sie eine elliptische Schnittform
einnimmt, entlang der Ebene, welche das Lichtaussendezentrum des
Lichtemitterelements und die optische Achse enthält, gibt es für die Schnittform
entlang einer Ebene mit Ausnahme der Ebene, welche das Lichtaussendezentrum
des Lichtemitterelements und die optische Achse enthält, keine
speziellen Einschränkungen.
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Obwohl
die ”reflektierende
Oberfläche” des zweiten
Reflektors eine Hyperbelschnittform aufweist, entlang der Ebene,
welche das Lichtaussendezentrum des Lichtemitterelements und die
optische Achse enthält,
gibt es für
die Schnittform entlang einer Ebene mit Ausnahme jener Ebene, welche
das Lichtaussendezentrum des Lichtemitterelements und die optische
Achse enthält,
keine spezielle Einschränkung.
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Andere
Vorteile und Aspekte der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden
Beschreibung, den Zeichnungen und den Patentansprüchen deutlich
werden.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Ansicht von vorn, die eine Fahrzeugleuchte gemäß einer
ersten beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2 ist
eine Seitenschnittansicht der Fahrzeugleuchte von 1;
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3 ist
eine Perspektivansicht, welche ein Lichtverteilungsmuster der Fahrzeugleuchte
von 1 zeigt, das auf einer gedachten, vertikalen Leinwand
ausgebildet wird, die an einem Ort 25 m vor der Fahrzeugleuchte
angeordnet ist, durch Licht, das in Vorwärtsrichtung von der Leuchte
abgestrahlt wird;
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4 ist
eine Seitenschnittansicht, die eine Fahrzeugleuchte gemäß einer
zweiten, beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
eine Vorderansicht einer Fahrzeugleuchte gemäß einer dritten, beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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6 ist
eine Perspektivansicht, die ein Lichtverteilungsmuster der Fahrzeugleuchte
von 5 zeigt, das auf einer gedachten vertikalen Leinwand
erzeugt wird, die an einem Ort 25 m vor der Fahrzeugleuchte angeordnet
ist, durch Licht, das in Vorwärtsrichtung
von der Fahrzeugleuchte abgestrahlt wird;
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7 ist
eine Ansicht von vorn einer Fahrzeugleuchte gemäß einer vierten, beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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8 ist
eine Seitenschnittansicht, die ein Teil der Fahrzeugleuchte von 7 zeigt;
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9 ist
eine Ansicht von vorn, die eine Fahrzeugleuchte gemäß einer
fünften,
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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10 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie X-X in 9;
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11 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie XI-XI in 9;
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12 ist
eine Perspektivansicht, die als einzelnes Erzeugnis eine Konvexlinse
der Fahrzeugleuchte von 9 zeigt;
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13 ist
eine Perspektivansicht, die ein Lichtverteilungsmuster zeigt, das
auf einer gedachten vertikalen Leinwand ausgebildet wird, die an
einem Ort 25 m vor der Fahrzeugleuchte von 9 angeordnet
ist, durch in Vorwärtsrichtung
von der Fahrzeugleuchte abgestrahltes Licht;
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14 ist
eine Ansicht von vorn einer Fahrzeugleuchte gemäß einer sechsten, beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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15 ist
eine Perspektivansicht, die ein Lichtverteilungsmuster zeigt, das
auf einer gedachten vertikalen Leinwand ausgebildet wird, die an
einem Ort 25 m vor der Fahrzeugleuchte angeordnet ist, durch Licht,
das in Vorwärtsrichtung
von der Fahrzeugleuchte von 14 abgestrahlt
wird;
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16 ist
eine Schnittansicht zur Erläuterung
einer Fahrzeugleuchte gemäß einer
siebten, beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung; und
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17A bis 17D sind
Perspektivansichten, die jeweils ein Lichtverteilungsmuster zeigen, das
auf einer gedachten, vertikalen Leinwand an einem Ort 25 m vor der
Fahrzeugleuchte durch Licht hervorgerufen wird, das in Vorwärtsrichtung
von der Fahrzeugleuchte von 16 abgestrahlt
wird.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
BEISPIELHAFTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Nachstehend
werden beispielhafte Ausführungsformen
der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die
folgenden, beispielhaften Ausführungsformen
schränken
den Umfang der Erfindung nicht ein.
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ERSTE, BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Wie
in den 1 und 2 gezeigt, weist eine Fahrzeugleuchte 10 gemäß einer
ersten, beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung eine Konkavlinse 12 auf, die
auf einer optischen Achse Ax angeordnet ist, die sich in Richtung
von vorn nach hinten der Leuchte 10 erstreckt (also in Richtung
vor bzw. hinter dem Figurenblatt), vier Lichtemitterelemente 14,
die hinter der Konkavlinse 12 angeordnet sind, vier Reflektoren 16,
und einen Linsenhalter 18. Die Fahrzeugleuchte 10 wird
als eine Leuchteneinheit eines Fahrzeugscheinwerfers in einem Zustand
eingesetzt, bei welchem sie so vorgesehen ist, dass sie eine Einstellung
der optischen Achse für
einen Leuchtenkörper
(nicht gezeigt) ermöglicht.
In diesem Fall dient die Fahrzeugleuchte 10 zum Abstrahlen
von Licht zur Ausbildung eines Fernlicht-Lichtverteilungsmusters
in einem Zustand, bei welchem die optische Achse Ax so angeordnet
ist, dass sie sich in Richtung von vorn nach hinten des Fahrzeugs
erstreckt.
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Die
Konkavlinse 12 bei dieser beispielhaften Ausführungsform
ist eine asphärische
Plankonvexlinse, bei welcher eine Vorderseitenoberfläche eine konkave
Oberfläche
ist, und eine rückseitige
Oberfläche
einer Ebene ist, und ist an dem Linsenhalter 18 an einem
Umfangsrandabschnitt von diesem befestigt und gehaltert. Der Linsenhalter 18 ist
ein Teil aus Metall, das ringförmig
ausgebildet ist, und es ist ein Linsenhalterungsabschnitt 18b zum
Befestigen und Haltern der Konkavlinse 12 auf einer Innenumfangsoberfläche seines
vorderen Endes vorgesehen. Der effektive Durchmesser der Konkavlinse 12 wird
durch den Innendurchmesser des Linsenhalterungsabschnitts 18b festgelegt.
Die Konkavlinse 12 weist eine relative Apertur (also ein
Brennweitenverhältnis, ein
Verhältnis
des effektiven Durchmessers der Konkavlinse 12 zu deren
Brennweite) auf, die auf einen Wert eingestellt ist, der kleiner
oder gleich eins ist (spezieller auf einen Wert von annähernd 0,6).
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Die
vier Lichtemitterelemente 14 sind in regelmäßigen Abständen auf
demselben Umfang um die optische Achse Ax zwischen der Konkavlinse 12 und
einem hinteren Brennpunkt der Konkavlinse 12 angeordnet.
Im Einzelnen ist jedes der Lichtemitterelemente 14 an einem
Ort angeordnet, der sich unmittelbar hinter einem Außenumfangsrand
der Konkavlinse 12 in der Nähe eines hinteren Teils der
Konkavlinse 12 befindet.
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Jedes
der Lichtemitterelemente 14 ist eine weißes Licht
aussendende Lichtemitterdiode und weist einen Lichtaussende-Chip 14a auf,
der eine quadratische Lichtaussendeoberfläche mit Abmessungen von etwa
1 mm im Quadrat aufweist, und ein Substrat 14b zum Haltern
des Lichtemitter-Chips 14a. Es können jedoch auch andere Lichtemitter-Chip-Geometrien
eingesetzt werden. Der Lichtemitter-Chip 14a wird durch
einen Dünnfilm
eingekapselt, der so ausgebildet ist, dass er dessen Lichtaussendeoberfläche abdeckt.
Das Lichtemitterelement 14 ist an einer Innenumfangsoberfläche des
Linsenhalters 18 befestigt und dort gehaltert, in einem
Zustand, bei welchem der Lichtemitter-Chip 14a geringfügig nach
hinten zur optischen Achse Ax schräg steht (spezieller in einem
Zustand, in welchem der Lichtemitter-Chip 14a um annähernd 30
Grad nach hinten in Bezug auf die Orthogonalrichtung der optischen
Achse Ax schräg
steht).
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Mehrere
Abstrahlrippen 18a sind auf einem Abschnitt des Linsenhalters 18 vorgesehen,
der auf der Außenumfangsseite
gegenüber
jedem Lichtemitterelement 14 in Bezug auf die optische
Achse Ax in dem Linsenhalter 18 angeordnet ist, und die
mehreren Abstrahlrippen 18a stehen von dem Linsenhalter 18 aus
nach außen
vor.
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Die
vier Reflektoren 16 sind so angeordnet, dass sie die vier
Lichtemitterelemente 14 wie eine Halbkugel abdecken, zwischen
jedem der Lichtemitterelemente 14 bzw. der optischen Achse
Ax, und dienen dazu, von den Lichtemitterelementen 14 ausgesandtes
Licht in Vorwärtsrichtung
zu reflektieren. Die vier Reflektoren 16 sind einstückig oder
vereinigt miteinander ausgebildet und sind auf einem rückwärtigen Ende
des Linsenhalters 18 befestigt und gehaltert. In diesem
Fall ist jeder der Reflektoren 16 so ausgebildet, dass
sich dessen vorderer Rand zu einer Oberfläche an der Rückseite
der Konkavlinse 12 erstreckt.
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Eine
reflektierende Oberfläche 16a des
Reflektors 16 weist eine Schnittform auf, entlang einer Ebene,
die ein Lichtaussendezentrum A des Lichtemitterelements 14 und
die optische Achse Ax enthält, die
durch eine Ellipse E gebildet wird, bei welcher das Lichtaussendezentrum
A des Lichtemitterelements 14 als ein erster Brennpunkt
eingestellt ist und ein vorderer Brennpunkt F der Konkavlinse 12 so
eingestellt ist, dass er ein zweiter Brennpunkt ist (so dass ein
Segment L als Hauptachse der Ellipse E eingestellt ist). Bei dieser
ersten, beispielhaften Ausführungsform
ist die reflektierende Oberfläche 16a des Reflektors 16 eine
Sphäroid-Oberfläche, die
durch Drehen der Ellipse E um die Hauptachse gebildet wird.
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Der
Hauptanteil des Lichts, das von dem Lichtemitterelement 14 ausgesandt
wird, trifft auf die reflektierende Oberfläche 16a des Reflektors 16 auf, wird
in Vorwärtsrichtung
durch die reflektierende Oberfläche 16a reflektiert
und trifft auf die Konkavlinse 12 auf. In diesem Fall ist
die reflektierende Oberfläche 16a des
Reflektors 16 die Sphäroid-Oberfläche. Daher
trifft das gesamte Licht, das von den Lichtemitterelementen 14 ausgesandt
wird und durch die reflektierenden Oberflächen 16a reflektiert
wird, auf die Konkavlinse 12 als gesammeltes Licht auf,
das zum vorderen Brennpunkt F der Konkavlinse 12 übertragen
wird. Daher verläuft
das gesamte Licht, das von den Lichtemitterelementen 14 ausgesandt wird,
und in Vorwärtsrichtung
von der Konkavlinse 12 übertragen
wird, parallel zur optischen Achse Ax.
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3 ist
eine Perspektivansicht, die ein Lichtverteilungsmuster PA von Licht
zeigt, das in Vorwärtsrichtung
von der Fahrzeugleuchte 10 gemäß der ersten, beispielhaften
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung abgestrahlt wird. Das Lichtverteilungsmuster
PA wird auf einer gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt, die an
einem Ort 25 m vor der Fahrzeugleuchte 10 angeordnet ist.
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Wie
in 3 gezeigt, nimmt das Lichtverteilungsmuster PA
die Form eines Punkts an, der um eine Achse H-V ausgebildet wird,
als Fluchtpunkt in Vorwärtsrichtung
der Leuchte, und als ein Teil eines Lichtverteilungsmusters PH für Fernlicht
ausgebildet wird. Im Einzelnen wird das Lichtverteilungsmuster PH
für Fernlicht
als ein vereinigtes Lichtverteilungsmuster ausgebildet, aus dem
Lichtverteilungsmuster PA und einem diffusen Lichtverteilungsmuster
PB, das durch Licht ausgebildet wird, das in Vorwärtsrichtung
von einer anderen, nicht dargestellten Leuchteneinheit abgestrahlt
wird, und wird eine ”heiße Zone”, also
ein Bereich mit hoher Lichtstärke,
durch das Lichtverteilungsmuster PA ausgebildet.
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Das
Lichtverteilungsmuster PA wird als vereinigtes Lichtverteilungsmuster
aus vier Lichtverteilungsmustern PA1, PA2, PA3 und PA4 ausgebildet. Die
Lichtverteilungsmuster PA1, PA2, PA3 und PA4 werden dadurch erzeugt,
dass jedes der Lichtemitterelemente 14 eingeschaltet wird,
die in der oberen, unteren, linken und rechten Position der optischen Achse
Ax angeordnet sind, und es weisen sämtliche Lichtverteilungsmuster
PA1, PA2, PA3 und PA4 punktförmige
Lichtverteilungsmuster auf. Dies liegt daran, dass das gesamte Licht,
das von den jeweiligen Lichtemitterelementen 14 ausgesandt
wird und in Vor wärtsrichtung
durch die Konkavlinse 12 übertragen wird, parallel zur
optischen Achse Ax verläuft.
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Wie
voranstehend im Einzelnen geschildert, weist die Fahrzeugleuchte 10 gemäß der ersten,
beispielhaften Ausführungsform
die Konkavlinse 12 auf, die auf der optischen Achse Ax
angeordnet ist, die sich in Richtung von vorn nach hinten der Leuchte 10 erstreckt,
und sind die Lichtemitterelemente 14 hinter der Konkavlinse 12 angeordnet.
Allerdings sind die vier Lichtemitterelemente 14 in regelmäßigen Abständen auf
dem gleichen Umfang um die optische Achse Ax herum in der Nähe des hinteren
Teils der Konkavlinse 12 angeordnet, und sind die Reflektoren 16 zum
Reflektieren des Lichts in Vorwärtsrichtung, das
von den Lichtemitterelementen 14 ausgesandt wird, zwischen
den Lichtemitterelementen 14 und der optischen Achse Ax
angeordnet. Daher trifft das von den Lichtemitterelementen 14 ausgesandte
Licht auf die Reflektoren 16 ein, und wird dann durch die
Reflektoren 16 so reflektiert, dass das reflektierte Licht auf
die Konkavlinse 12 einfällt,
abgelenkt wird, durch die Konkavlinse 12 gesteuert wird
und so in Vorwärtsrichtung
ausgesandt wird.
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Die
Schnittform der reflektierenden Oberfläche 16a eines der
Reflektoren 16, entlang der Ebene, welche das Lichtaussendezentrum
A des entsprechenden Lichtemitterelements 14 und die optische Achse
Ax enthält,
wird durch die Ellipse E gebildet, bei welcher das Lichtaussendezentrum
A des Lichtemitterelements 14 als der erste Brennpunkt
eingestellt ist und der vordere Brennpunkt F der Konkavlinse 12 als
der zweite Brennpunkt eingestellt ist. Daher fällt das Licht, das von den
Reflektoren 16 reflektiert wird, auf die Konkavlinse 12 als
gesammeltes Licht ein, das zum vorderen Brennpunkt F der Konkavlinse 12 übertragen
wird, so dass dieser der zweite Brenn punkt der Ellipse E in der
Ebene wird. Daher wird das von der Konkavlinse 12 ausgesandte
Licht in Licht umgewandelt, das parallel zur optischen Achse Ax zumindest
in der Ebene verläuft.
Daher wird ermöglicht,
eine Lichtverteilungssteuerung mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
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Weiterhin
sind die Lichtemitterelemente 14 und ihre entsprechenden
Reflektoren 16 in der Nähe des
hinteren Teils der Konkavlinse 12 angeordnet. Daher wird
ermöglicht,
die Länge
der Fahrzeugleuchte zu verringern. Durch Einschalten der vier Lichtemitterelemente 14 wird
ermöglicht,
ein ausreichendes Ausmaß abgestrahlten
Lichts sicherzustellen.
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Bei
der ersten, beispielhaften Ausführungsform
wird bei der Fahrzeugleuchte 10, welche die Lichtemitterelemente 14 als
Lichtquellen einsetzt, daher ermöglicht,
eine Lichtverteilungssteuerung mit hoher Genauigkeit durchzuführen, wodurch
die Dicke der Leuchte verringert wird, und eine ausreichende Menge
an abgestrahltem Licht sichergestellt wird.
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Speziell
sind bei der ersten beispielhaften Ausführungsform die Lichtemitterelemente 14 und ihre
zugehörigen
Reflektoren 16 in der Nähe
des hinteren Teils der Konkavlinse 12 angeordnet. Daher wird
ermöglicht,
die Länge
der Fahrzeugleuchte ausreichend zu verringern. Durch Verkleinerung
der Dicke der Leuchte wird daher ermöglicht, das Ausmaß der Freiheit
beim Entwurf der Leuchte zu erhöhen.
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Weiterhin
sind bei der Fahrzeugleuchte 10 gemäß der ersten beispielhaften
Ausführungsform die
reflektierenden Oberflächen 16a der
Reflektoren 16 Sphäroid-Oberflächen. Daher
wird das gesamte Licht, das von den Lichtemitterelementen 14 ausgesandt
wird und in Vorwärtsrichtung
von der Konkavlinse 12 übertragen
wird, in Licht umgewandelt, das parallel zur optischen Achse Ax
verläuft.
Durch Einschalten der Lichtemitterelemente 14 wird daher
ermöglicht,
die punktförmigen
Lichtverteilungsmuster PA1, PA2, PA3 und PA4 in Richtung der vorderen Oberfläche der
Leuchte auszubilden. Wenn die vier Lichtemitterelemente 14 gleichzeitig
eingeschaltet sind, wird das Lichtverteilungsmuster PA als das vereinigte
Lichtverteilungsmuster der vier Lichtverteilungsmuster PA1, PA2,
PA3 und PA4 ausgebildet.
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Bei
der Fahrzeugleuchte 10 gemäß der ersten, beispielhaften
Ausführungsform
ist darüber
hinaus die relative Apertur der Konkavlinse 12 so eingestellt,
dass sie einen Wert von annähernd
0,6 aufweist. Daher wird ermöglicht,
die Konkavlinse 12 so auszubilden, dass sie vergleichsweise
dünn ist.
Weiterhin kann ein Winkel, der durch die Richtung des Lichts, das
durch die Reflektoren 16 reflektiert wird, mit der optischen
Achse Ax ausgebildet wird, so verkleinert werden, dass er einen
relativ kleinen Wert aufweist. Daher kann die Ablenkungssteuerung
für das
von dem Reflektor 16 reflektierte Licht mit hoher Genauigkeit
durchgeführt
werden.
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Bei
der Fahrzeugleuchte 10 gemäß der ersten, beispielhaften
Ausführungsform
wird darüber
hinaus jedes der Lichtemitterelemente 14 auf dem Linsenhalter 18 aus
Metall gehaltert, und sind die Abstrahlrippen 18a in dem
Abschnitt des Linsenhalters 18 vorgesehen, der auf der
Außenumfangsseite
des Lichtemitterelements 14 in Bezug auf die optische Achse
Ax angeordnet ist. Daher wird ermöglicht, Wärme, die beim Einschaltbetrieb
der Lichtemitterelemente 14 hervorgerufen wird, durch die
Wärmeleiteigenschaft
zum Linsenhalter 18 abzuführen, der eine hohe Wärmekapazität aufweist,
um so wirksam die Wärme
von dem Linsenhalter 18 unter Verwendung der Abstrahlrippen 18a abzuführen. In
diesem Fall sind die Abstrahlrippen 18a an der Außenumfangsseite
des jeweiligen Lichtemitterelements 14 angeordnet. Daher
wird ermöglicht,
die Leuchte dünn zu
halten. Der Linsenhalter 18 kann aus getrennten Haltern
zusammengesetzt sein, die für
jedes der Lichtemitterelemente 14 vorgesehen sind. Allerdings ist
bei der ersten Ausführungsform
der Linsenhalter 18 als einstückige Anordnung ausgebildet,
und sind die vier Lichtemitterelemente 14 auf dem gemeinsamen
Linsenhalter 18 gehaltert. Daher wird ermöglicht,
das Abstrahlvermögen
zu erhöhen,
und die Exaktheit der Positionierung jedes der Lichtemitterelemente 14 zu
erhöhen.
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Obwohl
die voranstehende Beschreibung unter der Annahme erfolgte, dass
die Lichtemitterelemente 14 um annähernd 30 Grad schräg gestellt
zur Rückseite
in Bezug auf die Orthogonalrichtung zur optischen Achse Ax bei der
ersten, beispielhaften Ausführungsform
angeordnet sind, ist es ebenfalls möglich, eine Konstruktion einzusetzen,
bei welcher andere Schrägstellwinkel
vorgesehen sind, oder eine Anordnung, bei welcher das Lichtemitterelement 14 in
Orthogonalrichtung zur optischen Achse Ax angeordnet ist.
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Zwar
erfolgte die Beschreibung unter der Annahme, dass vier Lichtemitterelemente 14 in
regelmäßigen Abständen auf
demselben Umfang um die optische Achse Ax bei der ersten beispielhaften
Ausführungsform
vorgesehen sind, jedoch ist es ebenfalls möglich, eine Anordnung einzusetzen,
bei welcher die vier Lichtemitterelemente 14 an Positionen angeordnet
sind, die gegenüber
dem gleichen Umfang verschoben sind, oder eine Anordnung, bei welcher
sie in unregelmäßigen Abständen in
Umfangsrichtung angeordnet sind.
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Zwar
wurde eine Anordnung eingesetzt, bei welcher die vier Lichtemitterelemente 14 um
die optische Achse Ax herum bei der ersten beispielhaften Ausführungsform
angeordnet sind, jedoch ist es ebenfalls möglich, eine Anordnung einzusetzen,
bei welcher drei Lichtemitterelemente 14 oder weniger, oder
fünf Lichtemitterelemente 14 oder
mehr vorgesehen sind.
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Zwar
erfolgte die Beschreibung unter der Annahme, dass die relative Apertur
der Konkavlinse 12 so eingestellt ist, dass sie einen Wert
von annähernd 0,6
bei der ersten, beispielhaften Ausführungsform aufweist, jedoch
ist es ebenfalls möglich,
annähernd die
gleiche Funktionsweise und die gleichen Vorteile wie bei der ersten,
beispielhaften Ausführungsform zu
erzielen, wenn die relative Apertur auf einen Wert eingestellt ist,
der einen Wert von kleiner oder gleich eins aufweist.
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Es
erfolgte zwar die Beschreibung unter der Annahme, dass die Ellipse
E, welche die Schnittform der reflektierenden Oberfläche 16a eines
der Reflektoren 16 bildet, entlang der Ebene, welche die
optische Achse Ax enthält,
das Lichtaussendezentrum A des zugehörigen Lichtemitterelements 14 so
einstellt, dass es der erste Brennpunkt ist, und den vorderen Brennpunkt
F der Konkavlinse 12 so, dass er der zweite Brennpunkt
bei der ersten, beispielhaften Ausführungsform ist, jedoch wird
das Licht, das von dem Lichtemitterelement 14 ausgesandt
wird, und in Vorwärtsrichtung
von der Konkavlinse 12 ausgesandt wird, in Licht umgewandelt,
das annähernd
parallel zur optischen Achse Ax verläuft, als wären der erste und der zweite
Brennpunkt in der Nähe
des Lichtaussendezentrums A bzw. des vorderen Brennpunkts F angeordnet.
Daher wird ermöglicht,
annähernd
die gleiche Funktionsweise und die gleichen Vorteile wie bei der
ersten, beispielhaften Ausführungsform
zu erhalten.
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ZWEITE, BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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4 ist
eine Seitenschnittansicht, die eine Fahrzeugleuchte 110 gemäß einer
zweiten, beispielhaften Ausführungsform
zeigt.
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Wie
in 4 dargestellt, weist die Fahrzeugleuchte 110 gemäß der zweiten,
beispielhaften Ausführungsform
einen grundlegenden Aufbau auf, der ähnlich jenem der Fahrzeugleuchte 10 gemäß der ersten,
beispielhaften Ausführungsform
ist, und sich in Bezug hierauf dahingehend unterscheidet, dass bei
der ersten, beispielhaften Ausführungsform
eine Konkavlinse 112 eine Fresnel-Linse ist.
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Auch
in jenem Fall, bei welchem die Ausbildung gemäß der zweiten, beispielhaften
Ausführungsform
eingesetzt wird, wird ermöglicht, ähnliche Vorteile
wie bei der ersten, beispielhaften Ausführungsform zu erzielen. Durch
Verwendung der Anordnung gemäß der zweiten,
beispielhaften Ausführungsform
wird darüber
hinaus ermöglicht,
die Dicke der Konkavlinse 112 selbst zu verringern, wodurch eine
Verringerung der Dicke der Leuchte noch weiter gefördert wird.
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DRITTE, BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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5 ist
eine Ansicht von vorn einer Fahrzeugleuchte 210 gemäß einer
dritten, beispielhaften Ausführungsform.
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Wie
in 5 gezeigt, weist die Fahrzeugleuchte 210 gemäß der dritten,
beispielhaften Ausführungsform
grundsätzlich
die gleiche Ausbildung auf wie die Fahrzeugleuchte 10 gemäß der ersten, beispielhaften
Ausführungsform.
Allerdings weisen bei der Fahrzeugleuchte 210 zwei der
vier Reflektoren, nämlich
der obere und der untere Reflektor 216, die in 5 gezeigt
sind, einen unterschiedlichen Aufbau auf, im Vergleich zur ersten,
beispielhaften Ausführungsform.
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Anders
ausgedrückt,
ist der Aufbau des linken und rechten Reflektors 16 ebenso
wie bei der ersten, beispielhaften Ausführungsform. Allerdings ist
bei dem oberen und unteren Reflektor 216 die Form einer
reflektierenden Oberfläche 216a anders als
bei der ersten, beispielhaften Ausführungsform.
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Im
Einzelnen weist die reflektierende Oberfläche 216a jedes der
Reflektoren 216 eine Schnittform entlang einer vertikalen
Ebene auf, die durch die Ellipse E wie bei der ersten, beispielhaften
Ausführungsform
ausgebildet ist; jedoch ist die Schnittform eine gekrümmte Oberfläche, die
durch geringfügige Vergrößerung des
Sphäroids
der ersten, beispielhaften Ausführungsform
in Horizontalrichtung erhalten wird (also in Richtung nach rechts
und links).
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Daher
fällt Licht,
das von den Lichtemitterelementen 14 ausgesandt wird, die
den reflektierenden Oberflächen 216a der
zugehörigen
Reflektoren 216 zugeordnet sind, auf eine Konkavlinse 12 als
gesammeltes Licht ein, das zu einem vorderen Brennpunkt F der Konkavlinse 12 in
der Vertikalebene übertragen
wird, und das von der Konkavlinse 12 ausgesandte Licht
wird in Licht umgewandelt, das parallel zu einer optischen Achse
Ax verläuft.
In der Horizontalebene fällt
das Licht auf die Konkavlinse 12 mit einem kleineren Einfallswinkel
ein als das gesammelte Licht, das zum vorderen Brennpunkt F der
Konkavlinse 12 übertragen
wird, und wird daher von der Konkavlinse 12 als Licht ausgesandt,
das in Horizontalrichtung geringfügig diffus ausgebildet ist.
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6 ist
eine Perspektivansicht, die ein Lichtverteilungsmuster PC von einer
Fahrzeugleuchte 210 gemäß der dritten,
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Lichtverteilungsmuster PC
wird auf einer gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt, die 25 m
in Vorwärtsrichtung
angeordnet ist, durch Licht, das in Vorwärtsrichtung von der Fahrzeugleuchte 210 ausgesandt wird.
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Wie
in 6 gezeigt, ist das Lichtverteilungsmuster PC so
ausgebildet, dass es geringfügig schräg um die
Achse H-V verläuft,
und ist als Teil eines Lichtverteilungsmusters PH für Fernlicht
ausgebildet, auf ähnliche
Art und Weise wie bei der ersten, beispielhaften Ausführungsform.
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Das
Lichtverteilungsmuster PC ist als ein vereinigtes Lichtverteilungsmuster
aus vier Lichtverteilungsmustern PC1, PC2, PC3 und PC4 ausgebildet.
Jedes der Lichtverteilungsmuster PC1, PC2, PC3 und PC4 wird dadurch
ausgebildet, dass jedes der Lichtemitterelemente 14 eingeschaltet
wird, die an einer oberen, unteren, linken bzw. rechten Position
der optischen Achse Ax angeordnet sind. In diesem Fall nehmen die
Lichtverteilungsmuster PC3 und PC4 die Form eines Punkts auf ähnliche
Weise wie bei den Lichtverteilungsmustern PA3 und PA4 gemäß der ersten,
beispielhaften Ausführungsform an,
und werden die Lichtverteilungsmuster PC1 und PC2 dadurch erhalten,
dass die in 3 gezeigten Lichtverteilungsmuster
PA1 und PA2 geringfügig
vergrößert werden,
in Bezug auf die erste, beispielhafte Ausführungsform, und zwar in Horizontalrichtung.
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Die
Lichtverteilungsmuster PC1 und PC2 sind geringfügig vergrößert, da trotz der Tatsache, dass
das gesamte Licht, das von den Lichtemitterelementen 14 ausgesandt
wird, in Vorwärtsrichtung
von der Konkavlinse 12 übertragen
wird, und von den reflektierenden Oberflächen 16a des linken
bzw. rechten Reflektors 16 in Licht umgeändert wird,
das parallel zur optischen Achse Ax verläuft, jenes Licht, das von den
reflektierenden Oberflächen 216a des
oberen bzw. unteren Reflektors 216 reflektiert wird, in Licht
umgewandelt wird, das parallel zur optischen Achse Ax verläuft, in
Bezug auf die Vertikalrichtung, und in Licht umgewandelt wird, welches
stärker
diffus in Richtung nach rechts und links in Bezug auf die Horizontalrichtung
ausgebildet ist.
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Durch
Einsatz der Anordnung gemäß der dritten,
beispielhaften Ausführungsform
wird ermöglicht,
ein geringfügig
schräges
Lichtverteilungsmuster als das Lichtverteilungsmuster PC zur Ausbildung
einer heißen
Zone bei dem Lichtverteilungsmuster PH für Fernlicht zu erhalten. Daher
wird ermöglicht,
die Sicht dadurch zu verbessern, dass ein Lichtstrahl in einen entfernten
Bereich einer Straßenoberfläche in Vorwärtsrichtung
des Fahrzeugs abgestrahlt wird.
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VIERTE, BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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7 ist
eine Ansicht von vorn einer Fahrzeugleuchte 310 gemäß einer
vierten, beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, und 8 ist eine
Seitenschnittansicht eines Teils der in 7 gezeigten
Fahrzeugleuchte 310.
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Wie
aus den 7 und 8 hervorgeht, weist
die Fahrzeugleuchte 310 gemäß der vierten, beispielhaften
Ausführungsform
eine ähnliche Grundkonstruktion
auf wie die Fahrzeugleuchte 10 gemäß der ersten, beispielhaften
Ausführungsform. Allerdings
unterscheidet sich die Fahrzeugleuchte 310 der vierten,
beispielhaften Ausführungsform
von jener bei der ersten, beispielhaften Ausführungsform in Hinsicht auf
die Ausbildung jedes der Lichtemitterelemente 14, und darüber hinaus
in Hinsicht auf das Zufügen
mehrerer Hilfsreflektoren 322.
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Genauer
gesagt, weist bei der vierten, beispielhaften Ausführungsform
jeder der Reflektoren 16 einen ähnlichen Aufbau auf wie bei
der ersten, beispielhaften Ausführungsform.
Allerdings weist die erste, beispielhafte Ausführungsform vier Lichtemitterelemente 14 auf,
jedoch die vierte, beispielhafte Ausführungsform acht Lichtemitterelemente 14.
Bei der vierten, beispielhaften Ausführungsform sind zwei Lichtemitterelemente 14 für jedes
Lichtemitterelement 14 bei der ersten, beispielhaften Ausführungsform
vorhanden. Für
jeden Quadranten der Fahrzeugleuchte 310 sind jeweils zwei
Lichtemitterelemente 14 bei der vierten, beispielhaften
Ausführungsform
in Positionen angeordnet, die gegenüber einer optischen Achse Ax
beabstandet sind, und getrennt von einem Punkt B, der ein Punkt
ist, auf welchem ein Lichtaussendezentrum A jedes der Lichtemitterelemente 14 bei
der ersten, beispielhaften Ausführungsform
angeordnet ist. Diese zwei der Lichtemitterelemente 14 sind
so angeordnet, dass das Licht, das von jedem der Lichtemitterelemente 14 ausgesandt
wird, in Vorwärtsrichtung
gerichtet ist (also in jene Richtung, in welche die Fahrzeugleuchte 310 weist),
und in regelmäßigem Abstand
voneinander in Umfangsrichtung.
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Bei
jedem Quadranten sind zwei Hilfsreflektoren 322, also jeweils
einer entsprechend jedem der zwei Lichtemitterelemente 14,
vereinigt vorgesehen, und sind in der Nähe eines vorderen Teils des
jeweiligen der zwei Lichtemitterelemente 14 ange ordnet. Jeder
der Hilfsreflektoren 322 reflektiert Licht, das von dem
zugehörigen
Lichtemitterelement 14 ausgesandt wird, so, dass das Licht
an einem Punkt B (also einem Sammelpunkt) gesammelt wird. Um diese
Anordnung zu ermöglichen,
ist eine Hilfsreflektoroberfläche 322a jedes
der Hilfsreflektoren 322 als Sphäroid ausgebildet, bei welchem
ein Lichtaussendezentrum C des jeweiligen Lichtemitterelements 14 als
ein erster Brennpunkt eingestellt ist, und der Punkt B als ein zweiter
Brennpunkt eingestellt ist.
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Bei
der vierten, beispielhaften Ausführungsform
ist bei jedem Quadranten der Reflektor 16 zwischen dem
Punkt B und der optischen Achse Ax angeordnet. Licht, das von dem
Lichtemitterelement 14 ausgesandt wird, wird durch den
zugehörigen
Hilfsreflektor 322 reflektiert, und einmal auf dem Punkt
B gesammelt, und trifft dann auf den Reflektor 16 auf, und
von dem Punkt B divergierendes Licht wird in Vorwärtsrichtung
durch den Reflektor 16 reflektiert.
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Bei
der vierten, beispielhaften Ausführungsform
weist ein Linsenhalter 318 eine Form zum Befestigen und
Haltern jedes der Lichtemitterelemente 14 auf, die sich
teilweise von jener des Linsenhalters 18 bei der ersten,
beispielhaften Ausführungsform unterscheidet.
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Genauer
gesagt, ist der Linsenhalter 318 gemäß der vierten, beispielhaften
Ausführungsform
ein Teil aus Metall, welches ringförmig auf ähnliche Art und Weise wie der
Linsenhalter 18 gemäß der ersten, beispielhaften
Ausführungsform
ausgebildet ist, und weist eine derartige Anordnung auf, dass eine
Konkavlinse 12 in einem Linsenhalterungsabschnitt 318b befestigt
und gehaltert wird, der an einem vorderen Ende vorgesehen ist, und
vier Reflektoren 16 am hinteren Ende befestigt und gehaltert
werden, wobei ein plattenförmiger
Lichtquellen-Halterungsabschnitt 318c entlang
einer Ebene vorgesehen ist, die orthogonal zur optischen Achse Ax
verläuft,
an vier Orten in Umfangsrichtung. In jedem der Lichtquellen-Halterungsabschnitte 318c,
also jeweils einem für
jeden Quadranten, sind die beiden zugehörigen Lichtemitterelemente 14 in
regelmäßigen Abständen in
Umfangsrichtung angeordnet, und sind in diesem Zustand befestigt
und gehaltert, und sind darüber
hinaus die beiden jeweiligen Hilfsreflektoren 322 ebenfalls
durch den zugehörigen
Lichtquellen-Halterungsabschnitt 318c befestigt und gehaltert.
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Weiterhin
sind in dem Linsenhalter 318 mehrere Abstrahlrippen 318a so
vorgesehen, dass sie zur Außenumfangsseite
des Lichtquellen-Halterungsabschnitts 318c an einer Endoberfläche an der
Außenumfangsseite
vorstehen.
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Obwohl
ein Lichtverteilungsmuster, das durch Licht ausgebildet wird, das
von der Fahrzeugleuchte 310 gemäß der vierten, beispielhaften
Ausführungsform
abgestrahlt wird, eine ähnliche
Form aufweist wie ein Lichtverteilungsmuster PA, das bei der ersten,
beispielhaften Ausführungsform
ausgebildet wird, wird das von den Lichtemitterelementen 14 ausgesandte
Licht zweimal reflektiert, nämlich
durch den Hilfsreflektor 322 und den Reflektor 16,
und trifft dann auf die Konkavlinse 12 bei der vierten,
beispielhaften Ausführungsform
auf. Daher weist jedes so erzeugte Lichtverteilungsmuster eine geringfügigere Lichtverteilungs-Ungleichmäßigkeit
auf als jedes der Lichtverteilungsmuster PA1, PA2, PA3 und PA4,
die bei der ersten, beispielhaften Ausführungsform ausgebildet werden.
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Weiterhin
sind bei der Fahrzeugleuchte 310 gemäß der vierten, beispielhaften
Ausführungsform zwei
Lichtemitterelemente 14 und zwei Hilfsreflektoren 322 für jeden
Reflektor 16 vorgesehen, und wird das Licht, das von den
Lichtemitterelementen 14 ausgesandt wird, in dem Punkt
B gesammelt. Daher wird ermöglicht,
eine Verringerung der Dicke der Leuchte zu erzielen, wodurch das
Ausmaß des
abgestrahlten Lichts noch weiter erhöht wird. Daher wird ermöglicht,
ein helleres Lichtverteilungsmuster auszubilden, unter Verwendung
der Fahrzeugleuchte 310 gemäß der vierten, beispielhaften
Ausführungsform,
im Vergleich zum Lichtverteilungsmuster PA, das unter Einsatz der
Fahrzeugleuchte 10 gemäß der ersten, beispielhaften
Ausführungsform
ausgebildet wird.
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Als
Alternative für
jene Anordnung, bei welcher zwei Lichtemitterelemente 14 und
zwei Hilfsreflektoren 322 vorgesehen sind, ist es ebenfalls
möglich,
eine Anordnung einzusetzen, bei welcher nur ein Lichtemitterelement 14 und
ein Hilfsreflektor 322 in jedem Quadranten der Fahrzeugleuchte 310 vorhanden
sind.
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FÜNFTE,
BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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Wie
in den 9, 10 und 11 gezeigt,
weist die Fahrzeugleuchte 310 gemäß einer fünften, beispielhaften Ausführungsform
eine Konvexlinse 412 auf, die auf einer optischen Achse
Ax angeordnet ist, die in Richtung von vorn nach hinten der Leuchte 410 verläuft, vier
Lichtemitterelemente 14A, 14B, die hinter der
Konvexlinse 412 angeordnet sind, vier Reflektoren 416A, 416B,
sowie einen Linsenhalter 418. Die Fahrzeugleuchte 410 wird
als eine Leuchteneinheit eines Fahrzeugscheinwerfers in einem Zustand
eingesetzt, bei welchem sie so vorgesehen ist, dass sie eine Einstellung
der optischen Achse eines Leuchtenkörpers (nicht gezeigt) ermöglicht.
Bei einem derartigen Fall dient die Fahrzeugleuchte 410 zur
Abstrahlung von Licht zur Ausbildung eines Teils eines Fernlicht-Lichtverteilungsmusters
in einem Zustand, bei welchem die optische Achse Ax so angeordnet
ist, dass sie in Richtung nach vorn und hinten des Fahrzeugs verläuft.
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12 ist
eine Perspektivansicht, welche die Konvexlinse 412 als
einzelnes Erzeugnis darstellt.
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Wie
in den 9, 10, 11 und 12 dargestellt,
ist die Konvexlinse 412 eine plankonvexe, asphärische Linse,
bei welcher eine vorderseitige Oberfläche eine konvexe Oberfläche und
eine rückseitige
Oberfläche
eine Ebene ist, und ist auf dem Linsenhalter 418 in einem
Umfangsrandabschnitt von diesem befestigt und gehaltert. Der Linsenhalter 418 ist
ein Metallteil, das ringförmig ausgebildet
ist, und ein Linsenhalterungsabschnitt 418b zum Befestigen
und Haltern der Konvexlinse 412 ist auf einer Innenumfangsoberfläche seines
vorderen Endes vorgesehen. Der effektive Durchmesser der Konvexlinse 412 wird
durch den Innendurchmesser des Linsenhalterungsabschnitts 418b festgelegt. Die
Konvexlinse 412 weist eine relative Apertur (also ein Brennweitenverhältnis, ein
Verhältnis
des effektiven Durchmessers der Konvexlinse 412 zu deren Brennweite)
auf, die so eingestellt ist, dass ihr Wert kleiner oder gleich eins
ist (speziell gleich einem Wert von annähernd 0,6 ist).
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Zwei
Orte in Umfangsrichtung, wobei die optische Achse Ax in der Konvexlinse 412 ein
Zentrum bildet, sind als konkave Linsenabschnitte 412A ausgebildet.
Die konkaven Linsenabschnitte 412A an den beiden Orten
sind unmittelbar oberhalb bzw. unterhalb der optische Achse Ax angeordnet.
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Die
konkaven Linsenabschnitte 412A werden so ausgebildet, dass
eine Oberfläche
der Konvexlinse 412 so bearbeitet wird, dass sie eine annähernd kugelförmige Form
annimmt, und eine im Wesentlichen kreisförmige Form aufweist, bei Betrachtung
von der Vorderseite der Leuchte aus. Jeder der konkaven Linsenabschnitte 412A ist
so ausgebildet, dass er im Innenkreis eines Außenumfangsrandes der Konvexlinse 412 an
einem Ort liegt, der getrennt von der optischen Achse Ax angeordnet
ist.
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Jeder
der konkaven Linsenabschnitte 412A weist eine optische
Achse Axt auf. Die optische Achse Ax1 verläuft parallel zur optischen
Achse Ax, und geht durch einen benachbarten Abschnitt eines Außenumfangsrandes
der Konvexlinse 412 hindurch, wobei die Brennweite so eingestellt
ist, dass sie im Wesentlichen den gleichen Wert aufweist wie jenen der
Konvexlinse 412.
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Die
vier Lichtemitterelemente 14A, 14B sind in gleichen
Abständen
auf dem gleichen Umfang um die optische Achse Ax herum angeordnet,
zwischen der Konvexlinse 412 und einem hinteren Brennpunkt F3
der Konvexlinse 412 (siehe 11). Genauer
gesagt, sind die Lichtemitterelemente 14A, 14B an
Orten angeordnet, die hinter dem Außenumfangsrand der Konvexlinse 412 in
der Nähe
eines hinteren Teils der Konvexlinse 412 angeordnet sind.
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Zwei
der vier Lichtemitterelemente 14A, 14B sind als
erste Lichtemitterelemente 14A in der Nähe eines hinteren Teils des
Außenumfangsrandes
der Konvexlinse 412 an Orten angeordnet, die oberhalb bzw.
unterhalb der optischen Achse Ax liegen (also zwischen jedem der
konkaven Linsenabschnitte 412A und einem hinteren Brennpunkt
des Konkavlinsenabschnitts 412A, genauer gesagt, in der
Nähe des
hinteren Teils des Konkavlinsenabschnitts 412A) (vergleiche 10),
und die übrigen
zwei der vier Lichtemitterelemente 14A, 14B sind
als zweite Lichtemitterelemente 14B in der Nähe des rückwärtigen Teils
des Außenumfangsrandes
der Konvexlinse 412 an Orten angeordnet, die neben der
linken bzw. rechten Seite der optischen Achse Ax liegen (also in
der Nähe
eines hinteren Teils eines in Umfangsrichtung mittleren Abschnitts 412B,
der zwischen den konkaven Linsenabschnitten 412A der Konvexlinse 412 angeordnet
ist) (siehe 11).
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Die
Lichtemitterelemente 14A, 14B sind Dioden, welche
weißes
Licht aussenden, und weisen jeweils einen Lichtemitter-Chip 14a auf,
der eine Lichtaussendeoberfläche
mit Abmessungen von annähernd
1 mm im Quadrat aufweist und ein Substrat 14b zum Haltern
des Lichtemitter-Chips 14a. In diesem Fall ist der Lichtemitter-Chip 14a durch
einen Dünnfilm
abgekapselt, der so ausgebildet ist, dass dessen Lichtaussendeoberfläche abgedeckt
wird. Die Lichtemitterelemente 14A, 14B sind auf
einer Innenumfangsoberfläche
des Linsenhalters 418 befestigt und gehaltert, in einem
Zustand, bei welchem der Lichtemitter-Chip 14a geringfügig nach
hinten zur optischen Achse Ax verkippt ist (genauer gesagt, in einem
Zustand, bei welchem der Lichtemitter-Chip 14a um annähernd 10
bis annähernd
30 Grad nach hinten in Bezug auf die Orthogonalrichtung zur optischen Achse
Ax verkippt ist).
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Mehrere
Abstrahlrippen 418a sind so ausgebildet, dass sie zur Außenumfangsseite
in einem Abschnitt vorstehen, der auf der Außenumfangsseite vorgesehen
ist, gegenüber
den Lichtemitterelementen 14A, 14B in Bezug auf
die optische Achse Ax in dem Linsenhalter 418.
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Zwei
der vier Reflektoren 416A, 416B sind als erste
Reflektoren 416A vorgesehen, um die jeweiligen ersten Lichtemitterelemente 14A wie
eine Halbkuppel abzudecken, zwischen den ersten Lichtemitterelementen 14A und
der optischen Achse Ax, und dienen dazu, von den ersten Lichtemitterelementen 14A ausgesandtes
Licht nach vorn zu reflektieren. Weiterhin sind die übrigen zwei
der vier Reflektoren 416A, 416B als zweite Reflektoren 416B vorgesehen,
um die jeweiligen zweiten Lichtemitterelemente 14B abzudecken,
wie eine Halbkuppel, zwischen den zweiten Lichtemitterelementen 14B und der
optischen Achse Ax, und dienen dazu, von den zweiten Lichtemitterelementen 14B ausgesandtes Licht
nach vorn zu reflektieren. Die vier Reflektoren 416A, 416B sind
einstückig
oder vereinigt miteinander ausgebildet, und sind auf einem rückwärtigen Ende
des Linsenhalters 418 befestigt und gehaltert. Jeder der
Reflektoren 416A, 416B ist so ausgebildet, dass
sein vorderer Rand sich zu einer Oberfläche an der Rückseite
der Konvexlinse 412 erstreckt.
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Reflektierende
Oberflächen 416Aa der
entsprechenden ersten Reflektoren 416A weisen eine Schnittform
auf, entlang einer Ebene, welche ein Lichtaussendezentrum A des
jeweiligen ersten Lichtemitterelements 14A und die optische
Achse Ax enthält,
die durch eine Ellipse E gebildet wird, wobei das Lichtaussendezentrum
A des jeweiligen Lichtemitterelements 14A so eingestellt
ist, dass es ein erster Brennpunkt ist, und ein vorderer Brennpunkt
F2 des konkaven Linsenabschnitts 412A ein zweiter Brennpunkt
ist (wobei sich daher ein koaxiales Segment ergibt, und die optische
Achse Ax1 als eine Hauptachse eingestellt ist). Bei der fünften, beispielhaften
Ausführungsform
ist jede der reflektierenden Oberflächen 416Aa der jeweiligen
ersten Reflektoren 416A eine Sphäroid- Oberfläche, die durch Drehen der Ellipse
E um die Hauptachse gebildet wird.
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Jedes
der ersten Lichtemitterelemente 14A ist so angeordnet,
dass der Lichtemitter-Chip 14a geringfügig zur Rückseite zur optischen Achse
Ax hin verkippt ist. Bei jedem der ersten Lichtemitterelemente 14A trifft
daher der Hauptanteil des Lichts, das von dem ersten Lichtemitterelement 14A ausgesandt wird,
auf die jeweilige reflektierende Oberfläche 416Aa des jeweiligen
ersten Reflektors 416A auf, und wird nach vorn durch die
jeweilige reflektierende Oberfläche 416Aa reflektiert,
und fällt
daher auf den konkaven Linsenabschnitt 412A ein. In diesem
Fall ist die erste reflektierende Oberfläche 416Aa des Reflektors 416A eine
Sphäroid-Oberfläche. Das
gesamte Licht, das von den ersten Lichtemitterelementen 14A ausgesandt
wird, und durch die jeweiligen reflektierenden Oberflächen 416Aa reflektiert
wird, trifft daher auf den konkaven Linsenabschnitt 412A als
gesammeltes Licht auf, das zum vorderen Brennpunkt F2 des konkaven
Linsenabschnitts 412A übertragen wurde.
Das gesamte Licht, das von den ersten Lichtemitterelementen 14A ausgesandt
wurde, und von dem konkaven Linsenabschnitt 412A übertragen wurde,
verläuft
daher parallel zur optischen Achse Ax.
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Andererseits
weist bei jedem der zweiten Lichtemitterelemente 14B eine
reflektierende Oberfläche 416Ba des
jeweiligen zweiten Reflektors 416B eine Schnittform auf,
die entlang einer Ebene verläuft,
welche ein Lichtaussendezentrum C des jeweiligen zweiten Lichtemitterelements 14B und
die optische Achse Ax enthält,
gebildet durch eine Hyperbel H an der Seite des zweiten Brennpunkts
bei einem Paar von Hyperbeln, bei welchen der rückwärtige Brennpunkt F3 der Konvexlinse 412 als
ein erster Brennpunkt eingestellt ist, und das Lichtaussendezen trum
C des jeweiligen zweiten Lichtemitterelements 14B als ein
zweiter Brennpunkt eingestellt ist (so dass eine gerade Linie L,
welche den hinteren Brennpunkt F3 und das Lichtaussendezentrum C verbindet,
als eine Achse eingestellt ist). Bei der fünften, beispielhaften Ausführungsform
weist jede der reflektierenden Oberflächen 416Ba der jeweiligen zweiten
Reflektoren 416B die Form eines Rotations-Hyperboloids
auf, das durch Drehen der Hyperbel H um die Achse ausgebildet wird.
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Jedes
der zweiten Lichtemitterelemente 14B ist so angeordnet,
dass der Lichtemitter-Chip 14a geringfügig zur Rückseite zur optischen Achse
Ax hin verkippt ist. Bei jedem der zweiten Lichtemitterelemente 14B fällt daher
der Hauptanteil des von dem jeweiligen zweiten Lichtemitterelement 14B ausgesandten
Lichts auf die jeweilige reflektierende Oberfläche 416Ba des jeweiligen
zweiten Reflektors 416b ein, und wird nach vorn durch die
reflektierende Oberfläche 416Ba reflektiert,
so dass es auf den mittleren Abschnitt in Umfangsrichtung 412B der
Konvexlinse 412 auftrifft. Daher stellt die reflektierende Oberfläche 416Ba des
jeweiligen zweiten Reflektors 416B das Rotations-Hyperboloid
dar. Das Licht, das von den zweiten Lichtemitterelementen 14B ausgesandt
wird, und durch die jeweiligen reflektierenden Oberflächen 416Ba reflektiert
wird, trifft daher auf den in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt 412B der Konvexlinse 412 durch
den gleichen optischen Weg wie bei divergentem Licht, das von dem
hinteren Brennpunkt F3 der Konvexlinse 412 übertragen
wird. Daher verläuft
das gesamte Licht, das von den zweiten Lichtemitterelementen 14B ausgesandt
wird, und in Vorwärtsrichtung
durch die in Umfangsrichtung mittleren Abschnitte 412B übertragen
wird, parallel zur optischen Achse Ax.
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13 ist
eine Perspektivansicht, die ein Lichtverteilungsmuster PD der Fahrzeugleuchte 410 gemäß der fünften, beispielhaften
Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt. Das Lichtverteilungsmuster PD wird
auf einer gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt, die an einem Ort
25 m vor der Fahrzeugleuchte 410 angeordnet ist.
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Wie
in 13 gezeigt, weist das Lichtverteilungsmuster PD
die Form eines Punkts auf, der um die Achse H-V ausgebildet wird,
als Fluchtpunkt in Vorwärtsrichtung
der Leuchte, und als Teil eines Lichtverteilungsmusters PH für Fernlicht
ausgebildet ist. Spezieller wird das Lichtverteilungsmuster PH für Fernlicht
als ein vereinigtes Lichtverteilungsmuster des Lichtverteilungsmusters
PD und eines diffusen Lichtverteilungsmusters PB ausgebildet, das
durch Licht erzeugt wird, das in Vorwärtsrichtung von einer anderen,
nicht dargestellten Leuchte abgestrahlt wird, wobei eine ”heiße Zone”, die einen
Bereich mit hoher Lichtstärke
bildet, durch das Lichtverteilungsmuster PD ausgebildet wird.
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Das
Lichtverteilungsmuster PD wird ein vereinigtes Lichtverteilungsmuster
aus vier Lichtverteilungsmustern PD1, PD2, PD3 und PD4 ausgebildet. Zwei
Lichtverteilungsmuster PD1 und PD2 werden dadurch ausgebildet, dass
jeweils jedes der zwei ersten Lichtemitterelemente 14A eingeschaltet
wird, und die beiden anderen Lichtverteilungsmuster PD3 und PD4
werden dadurch ausgebildet, dass jeweils eines der beiden übrigen zweiten
Lichtemitterelemente 14B eingeschaltet wird. Sämtliche
Lichtverteilungsmuster PD1, PD2, PD3 und PD4 nehmen die Form eines
Punkts an, da das gesamte Licht, das von den Lichtemitterelementen 14A, 14B ausgesandt
wird, und von der Konvexlinse 412 nach vorn übertragen wird,
parallel zur optischen Achse Ax verläuft.
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Wie
voranstehend im Einzelnen erläutert, weist
die Fahrzeugleuchte 410 gemäß der fünften, beispielhaften Ausführungsform
einen derartigen Aufbau auf, bei welchem die Konvexlinse 412 auf
der optischen Achse Ax angeordnet ist, die sich in Richtung von
vorn nach hinten der Leuchte erstreckt, und die vier Lichtemitterelemente 14A, 14B hinter
der Konvexlinse 412 angeordnet sind. Zwei Orte in Umfangsrichtung
um die optische Achse Ax der Konvexlinse 412 herum sind
als die konkaven Linsenabschnitte 412A ausgebildet. Weiterhin
sind die vier Lichtemitterelemente 14A, 14B in
regelmäßigen Abständen in
Umfangsrichtung um die optische Achse Ax herum angeordnet. Zwei
von ihnen sind als die ersten Lichtemitterelemente 14A in
der Nähe
des rückwärtigen Teils
des konkaven Linsenabschnitts 412A vorgesehen, und die
restlichen beiden sind als die zweiten Lichtemitterelemente 14B in
der Nähe des
hinteren Teils des mittleren Abschnitts 412B in Umfangsrichtung
vorgesehen, der zwischen den konkaven Linsenabschnitten 412A in
der Konvexlinse 412 vorgesehen ist. Weiterhin sind die
ersten Reflektoren 416A zum Reflektieren des Lichts, das
von den jeweiligen ersten Lichtemitterelementen 14A abgegeben
wird, zwischen den ersten Lichtemitterelementen 14A und
der optischen Achse Ax angeordnet, und darüber hinaus sind die zweiten
Reflektoren 416B zum Reflektieren des Lichts in Vorwärtsrichtung,
das von den jeweiligen zweiten Lichtemitterelementen 14B ausgesandt
wird, zwischen den zweiten Lichtemitterelementen 14B und
der optischen Achse Ax angeordnet. Daher wird bei jedem der ersten
Lichtemitterelemente 14A jenes Licht, das von dem ersten
Lichtemitterelement 14A ausgesandt wird, und auf den ersten
Reflektor 416A einfällt,
durch den ersten Reflektor 416a reflektiert, und trifft
auf den konkaven Linsenabschnitt 412A auf, und wird dann
durch den konkaven Linsenabschnitt 412A abgelenkt und gesteuert,
und in Vor wärtsrichtung übertragen,
und wird bei jedem der zweiten Lichtemitterelemente 14B das
Licht, das von dem zweiten Lichtemitterelement 14B ausgesandt
wird, und auf den zweiten Reflektor 416B einfällt, durch
den zweiten Reflektor 416B reflektiert, und trifft auf
den in Umfangsrichtung mittleren Abschnitt 412B der Konvexlinse 412 auf,
und wird dann durch die Konvexlinse 412 abgelenkt und gesteuert,
und in Vorwärtsrichtung
abgestrahlt.
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In
diesem Fall wird die Schnittform der reflektierenden Oberfläche 416Aa jedes
der ersten Reflektoren 416A, entlang der Ebene, welche
das Lichtaussendezentrum A des jeweiligen ersten Lichtemitterelements 14A und
die optische Achse Ax enthält, durch
die Ellipse E gebildet, bei welcher das Lichtaussendezentrum A des
jeweiligen ersten Lichtemitterelements 14A als der erste
Brennpunkt eingestellt ist, und der vordere Brennpunkt F2 des konkaven Linsenabschnitts 412A als
der zweite Brennpunkt eingestellt ist. Das Licht, das von den ersten
Reflektoren 416A reflektiert wird, trifft daher auf den
konkaven Linsenabschnitt 412A als gesammeltes Licht auf, damit
es zum zweiten Brennpunkt der Ellipse E in der Ebene übertragen
wird. Da der zweite Brennpunkt auf dem vorderen Brennpunkt F2 des
konkaven Linsenabschnitts 412A angeordnet ist, ändert sich
das von dem konkaven Linsenabschnitt 412A ausgesandte Licht
zu Licht, das parallel zur optischen Achse Ax zumindest in der Ebene
ist. Daher wird ermöglicht,
eine Lichtverteilungssteuerung mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
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Weiterhin
wird die Schnittform der reflektierenden Oberfläche 416Ba jedes der
zweiten Reflektoren 416B, entlang der Ebene, welche das
Lichtaussendezentrum C des jeweiligen zweiten Lichtemitterelements 14B und
die optische Achse Ax enthält, durch
die Hyperbel H an der Seite des zweiten Brennpunkts bei dem Paar
der Hyperbeln gebildet, bei welchen der rückwärtige Brennpunkt F3 der Konvexlinse 412 als
der erste Brennpunkt eingestellt ist, und das Lichtaussendezentrum
C des jeweiligen zweiten Lichtemitterelements 14B als der
zweite Brennpunkt eingestellt ist. Daher fällt das von dem zweiten Reflektor 416B reflektierte
Licht als divergentes Licht, das von den ersten Brennpunkten der beiden
Hyperbeln übertragen
wird, auf den mittleren Abschnitt 412B in Umfangsrichtung
der Konvexlinse 412 in der Ebene ein. Da der erste Brennpunkt
auf dem rückwärtigen Brennpunkt
F3 der Konvexlinse 412 liegt, wird das von dem mittleren
Abschnitt 412B in Umfangsrichtung ausgesandte Licht in
Licht umgewandelt, das parallel zur optischen Achse Ax verläuft, zumindest
in der Ebene. Daher wird ermöglicht,
eine Lichtverteilungssteuerung mit hoher Genauigkeit durchzuführen.
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Die
ersten Lichtemitterelemente 14A und ihre jeweiligen ersten
Reflektoren 416A, und die zweiten Lichtemitterelemente 14B und
ihre zweiten Reflektoren 416B, sind in der Nähe des hinteren
Teils der Konvexlinse 412 angeordnet. Im Vergleich zum Aufbau
jener Leuchte, bei welcher das Lichtemitterelement in der Nähe des rückwärtigen Brennpunkts der
Konvexlinse 412 angeordnet ist, wie beim Stand der Technik,
wird daher ermöglicht,
die Länge
der Fahrzeugleuchte 410 zu verringern. Durch Einschalten
der vier Lichtemitterelemente 14A, 14B wird ermöglicht,
eine ausreichende abgestrahlte Lichtmenge sicherzustellen.
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Bei
der fünften,
beispielhaften Ausführungsform
wird bei der Fahrzeugleuchte 410, welche die Lichtemitterelemente 14A, 14B als
Lichtquellen einsetzt, daher ermöglicht,
eine Lichtverteilungssteuerung mit hoher Exaktheit durchzuführen, wodurch die Dicke
der Fahrzeugleuchte verringert wird, und eine ausreichende abgestrahlte
Lichtmenge sichergestellt wird. Durch Verringerung der Dicke der
Fahrzeugleuchte wird daher ermöglicht,
das Ausmaß der
konstruktiven Freiheit für
die Fahrzeugleuchte zu erhöhen.
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Bei
der Fahrzeugleuchte 410 gemäß der fünften, beispielhaften Ausführungsform
sind darüber hinaus
die konkaven Linsenabschnitte 412A sowohl an der Oberseite
als auch an der Unterseite der optischen Achse Ax angeordnet (so
dass Abschnitte vorhanden sind, die in der Konvexlinse 412 eine
symmetrische Form aufweisen). Daher wird erleichtert, die Lichtverteilungssteuerung
durchzuführen.
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Weiterhin
weisen bei der Fahrzeugleuchte 410 gemäß der fünften, beispielhaften Ausführungsform
die reflektierenden Oberflächen 416Aa der
jeweiligen ersten Reflektoren 416A die Form eines Sphäroids auf,
und weisen darüber
hinaus die reflektierenden Oberflächen 416Ba der jeweiligen
zweiten Reflektoren 416B die Form eines Rotations-Hyperboloids
auf. Daher wird das gesamte Licht, das von den Lichtemitterelementen 14A, 14B ausgesandt wird,
und in Vorwärtsrichtung
von der Konvexlinse 412 übertragen wird, in Licht umgewandelt,
welches parallel zur optischen Achse Ax verläuft. Durch Einschalten der
Lichtemitterelemente 14A, 14B wird daher ermöglicht,
die punktförmigen
Lichtverteilungsmuster PD1, PD2, PD3 und PD4 in Richtung der vorderen
Oberfläche
der Leuchte auszubilden. Wenn die vier Lichtemitterelemente 14A, 14B gleichzeitig
eingeschaltet werden, wird das Lichtverteilungsmuster PD als das
vereinigte Lichtverteilungsmuster der vier Lichtverteilungsmuster
PD1, PD2, PD3 und PD4 ausgebildet.
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Bei
der Fahrzeugleuchte 410 gemäß der fünften, beispielhaften Ausführungsform
ist darüber hinaus
die relative Apertur der Konvexlinse 412 so eingestellt,
dass sie einen Wert aufweist, der kleiner oder gleich eins ist,
nämlich
annähernd
0,6. Daher wird ermöglicht,
die Konvexlinse 412 vergleichsweise dünn auszubilden. Weiterhin weist
die relative Apertur des konkaven Linsenabschnitts 412A einen
kleineren Wert auf. Daher kann ein Winkel, der durch die Richtung
des Lichts, das von den Lichtemitterelementen 14A, 14B ausgesandt
und durch die Reflektoren 416A, 416B ausgesandt
wird, mit der optischen Achse Ax1 so verkleinert werden, dass er
einen vergleichsweise kleinen Wert aufweist. Daher kann die Ablenkungssteuerung
des Lichts, das von den Reflektoren 416A, 416B reflektiert
wird, mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden.
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Bei
der Fahrzeugleuchte 410 gemäß der fünften, beispielhaften Ausführungsform
wird darüber hinaus
jedes der Lichtemitterelemente 14A, 14B auf dem
Linsenhalter 418 aus Metall gehaltert, und sind die Abstrahlrippen 418a in
jenem Abschnitt des Linsenhalters 418 vorgesehen, der auf
der Außenumfangsseite
des Lichtemitterelements 14 in Bezug auf die optische Achse
Ax angeordnet ist. Daher wird ermöglicht, Wärme, die durch den Einschaltbetrieb
der Lichtemitterelemente 14A, 14B hervorgerufen
wird, durch eine Wärmeleitfähigkeit
an den Linsenhalter 418 zu übertragen, der eine größere Wärmekapazität aufweist,
damit die Wärme
von den Abstrahlrippen 418a wirksamer abgeführt wird.
Die Abstrahlrippen 418a sind an der Außenumfangsseite der jeweiligen Lichtemitterelemente 14A, 14B angeordnet.
Daher wird ermöglicht,
dass die Leuchte dünn
ausgebildet werden kann, wodurch Funktionsweisen und Vorteile erzielt
werden. Weiterhin sind die vier Lichtemitterelemente 14A, 14B auf
dem gemeinsamen Linsenhalter 418 gehaltert. Daher wird
ermöglicht,
ausreichend eine Abstrahlfähigkeit
zu erhöhen,
und die Positionierungs-Exaktheit bei jedem der Lichtemitterelemente 14A, 14B zu
erhöhen.
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Obwohl
die Beschreibung so erfolgte, dass die Annahme vorgenommen wurde,
dass jedes der Lichtemitterelemente 14A, 14B in
der Schrägstellrichtung
von etwa 10 bis etwa 30 Grad zur Rückseite in Bezug auf die Orthogonalrichtung
der optischen Achse Ax angeordnet ist, bei der fünften, beispielhaften Ausführungsform,
ist es ebenfalls möglich,
eine Anordnung einzusetzen, bei welcher andere Schrägstellwinkel
eingestellt werden, oder eine Anordnung, bei welcher jedes der Lichtemitterelemente 14A, 14B in
Orthogonalrichtung zur optischen Achse Ax angeordnet ist.
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Zwar
erfolgte die Beschreibung unter der Annahme, dass die vier Lichtemitterelemente 14A, 14B in
regelmäßigen Abständen auf
dem Umfang um die optische Achse Ax bei der fünften, beispielhaften Ausführungsform
angeordnet sind, jedoch ist es ebenfalls möglich, eine Anordnung einzusetzen,
bei welcher die vier Lichtemitterelemente 14A, 14B an Orten
angeordnet sind, die gegenüber
dem gleichen Umfang verschoben sind, oder eine Anordnung, bei welcher
sie in unregelmäßigen Abständen in
Umfangsrichtung angeordnet sind.
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Zwar
wurde eine Anordnung beschrieben, bei welcher zwei erste Lichtemitterelemente 14A und zweite
Lichtemitterelemente 14B so angeordnet sind, dass sie paarweise
um die optische Achse Ax bei der fünften, beispielhaften Ausführungsform
angeordnet sind, jedoch ist es ebenfalls möglich, eine Anordnung einzusetzen,
bei welcher drei oder mehr erste Lichtemitterelemente 14A und
drei oder mehr zweite Lichtemitterelemente 14B so angeordnet
sind, dass sie paarweise vorhanden sind.
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Zwar
erfolgte die Beschreibung unter der Annahme, dass die Ellipse E,
welche die Schnittform der reflektierenden Oberfläche 416Aa des
ersten Reflektors 416A bildet, entlang jener Ebene, welche
die optische Achse Ax enthält,
das Lichtaussendezentrum A des ersten Lichtemitterelements 14A so
einstellt, dass es der erste Brennpunkt ist, und der vordere Brennpunkt
F2 des konkaven Linsenabschnitts 412A der zweite Brennpunkt
ist, bei der fünften,
beispielhaften Ausführungsform,
jedoch wird das Licht, das von dem ersten Lichtemitterelement 14A ausgesandt
wird, und nach vorn von dem konkaven Linsenabschnitt 412A ausgesandt
wird, in Licht geändert, das
annähernd
parallel zur optischen Achse Ax verläuft, wenn der erste und zweite
Brennpunkt in der Nähe
des Lichtaussendezentrums A bzw. des zweiten Brennpunkts F2 angeordnet
sind. Daher wird ermöglicht, ähnliche
Vorteile wie bei der fünften,
beispielhaften Ausführungsform
zu erreichen.
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Obwohl
die Beschreibung unter der Annahme erfolgte, dass die Hyperbel H,
welche die Schnittform der reflektierenden Oberfläche 416Ba des
zweiten Reflektors 416B bildet, entlang jener Ebene, welche
das Lichtaussendezentrum C des zweiten Lichtemitterelements 14B und
die optische Achse Ax enthält,
den hinteren Brennpunkt F3 der Konvexlinse 412 so festlegt,
dass er der erste Brennpunkt ist, und das Lichtaussendezentrum C
des zweiten Lichtemitterelements 14B so einstellt, dass
es den zweiten Brennpunkt bildet, wird entsprechend das von dem zweiten
Lichtemitterelement 14B ausgesandte Licht, das in Vorwärtsrichtung
von dem mittleren Abschnitt 412B in Umfangsrichtung übertragen
wird, in Licht umgewandelt, welches annähernd parallel zur optischen
Achse Ax verläuft,
wenn der erste und der zweite Brennpunkt in der Nähe des hinteren
Brennpunkts F3 bzw. des Lichtaussendezentrums C angeordnet sind.
Daher wird ermöglicht, ähnliche
Vorteile wie bei der fünften,
beispielhaften Ausführungsform zu
erzielen.
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SECHSTE, BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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14 ist
eine Ansicht von vorn, die eine Fahrzeugleuchte 510 gemäß einer
sechsten, beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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Wie
aus 14 hervorgeht, weist die Fahrzeugleuchte 510 gemäß der sechsten,
beispielhaften Ausführungsform
einen grundlegenden Aufbau auf, der ebenso ist wie bei der Fahrzeugleuchte 410 gemäß der fünften, beispielhaften
Ausführungsform. Die
Fahrzeugleuchte 510 unterscheidet sich jedoch von jener
bei der fünften,
beispielhaften Ausführungsform
in Bezug auf die Konstruktion jedes konkaven Linsenabschnitts 512A in
einer Konvexlinse 512.
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Im
Einzelnen weist jeder der konkaven Linsenabschnitte 512A eine
Brennweite in einer Horizontalebene auf, die so gewählt ist,
dass sie einen anderen Wert aufweist als eine Brennweite in einer Vertikalebene.
Genauer gesagt, ist die Brennweite in der Vertikalebene jedes der
konkaven Linsenabschnitte 512A gleich jener der Konvexlinse 412 gemäß der fünften, beispielhaften
Ausführungsform, und
ist die Brennweite in der Horizontalebene so eingestellt, dass sie
einen größeren Wert
aufweist als bei der Konvexlinse 412 gemäß der fünften, beispielhaften
Ausführungsform.
Daher nimmt jeder der konkaven Linsenabschnitte 512A eine
annähernd
elliptische Form auf, die länglich
bei Betrachtung von der Vorderseite der Leuchte ist. Daher wird
Licht, das von dem konkaven Linsenabschnitt 512A ausgesandt wird,
zu annähernd
parallelem Licht in Verti kalrichtung und geringfügig diffusem Licht in Horizontalrichtung
ausgebildet.
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15 ist
eine Perspektivansicht, die ein Lichtverteilungsmuster PE der Fahrzeugleuchte 510 gemäß der sechsten,
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt. Das Lichtverteilungsmuster PE
wird auf einer gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt, die an einem
Ort 25 m vor der Fahrzeugleuchte 510 angeordnet ist, durch
Licht, das in Vorwärtsrichtung
von der Leuchte 510 abgestrahlt wird.
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Wie
aus 15 hervorgeht, ist das Lichtverteilungsmuster
PE so ausgebildet, dass es um die Achse H-V geringfügig schräg verläuft, und
als ein Teil eines Lichtverteilungsmusters PH für Fernlicht ausgebildet ist,
auf ähnliche
Art und Weise wie bei der fünften,
beispielhaften Ausführungsform.
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Das
Lichtverteilungsmuster PE wird als vereinigtes Lichtverteilungsmuster
von vier Lichtverteilungsmustern PE1, PE2, PE3 und PE4 ausgebildet. Zwei
Lichtverteilungsmuster PE1 und PE2 werden durch Licht erzeugt, das
von ersten Lichtemitterelementen 14A ausgesandt wird, und
von den konkaven Linsenabschnitten 512A in der Konvexlinse 512 übertragen
wird, und die beiden restlichen Lichtverteilungsmuster PE3 und PE4
werden durch Licht ausgebildet, das von zweiten Lichtemitterelementen 14B ausgesandt
wird, und von einem mittleren Abschnitt 512B in Umfangsrichtung
der Konvexlinse 512 übertragen
wird. In diesem Fall nehmen die Lichtverteilungsmuster PE3 und PE4
eine Form eines Punkts auf ähnliche
Art und Weise wie die Lichtverteilungsmuster PD3 und PD4 gemäß der fünften, beispielhaften
Ausführungsform
an, und werden die Lichtverteilungsmuster PE1 und PE2 dadurch erhalten,
dass die Lichtverteilungsmuster PD1 und PD2 gemäß der fünften, beispielhaften Ausführungsform
in Horizontalrichtung geringfügig
vergrößert werden.
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Dies
beruht auf der Tatsache, dass das gesamte Licht, das von den mittleren
Abschnitten 512B in Umfangsrichtung ausgesandte Licht in
Licht geändert
wird, das parallel zur optischen Achse Ax verläuft, wogegen das Licht, das
von den konkaven Linsenabschnitten 512A ausgesandt wird,
in Licht umgewandelt wird, das parallel zur optischen Achse Ax in
Vertikalrichtung verläuft,
und in Licht, das in Horizontalrichtung nach rechts und links diffus
ausgebildet ist.
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Durch
Verwendung der Anordnung gemäß der sechsten,
beispielhaften Ausführungsform
verläuft
das von den konkaven Linsenabschnitten 512A ausgesandte
Licht annähernd
parallel in Vertikalrichtung, und wird zu diffusem Licht in Horizontalrichtung, unabhängig von
einer reflektierenden Oberfläche 416Aa eines
ersten Reflektors 416A, der durch ein einfaches Sphäroid gebildet
wird. Daher wird ermöglicht,
einfach die Lichtverteilungsmuster PE1 und PE2 auszubilden, welche
länglich
sind.
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Daher
wird ermöglicht,
ein geringfügig
längliches
Lichtverteilungsmuster als das Lichtverteilungsmuster PE zur Ausbildung
einer ”heißen Zone” des Lichtverteilungsmusters
PH für
Fernlicht zu erhalten. Daher wird ermöglicht, die Sicht dadurch zu
verbessern, dass in weitem Ausmaß Licht in einen entfernten
Bereich einer Straßenoberfläche in Vorwärtsrichtung
eines Fahrzeugs abgestrahlt wird.
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SIEBTE, BEISPIELHAFTE AUSFÜHRUNGSFORM
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16 ist
eine ähnliche
Ansicht wie 11, und erläutert eine Fahrzeugleuchte 610 gemäß einer siebten,
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Wie
aus 16 hervorgeht, weist die Fahrzeugleuchte 610 gemäß der siebten,
beispielhaften Ausführungsform
grundsätzlich
denselben Aufbau auf wie die Fahrzeugleuchte 510 gemäß der sechsten,
beispielhaften Ausführungsform.
Allerdings sind die Konstruktionen von konkaven Linsenabschnitten 612AU, 612AL bei
einer Konvexlinse 612 und der zweiten Reflektoren 618B anders
als bei der sechsten, beispielhaften Ausführungsform.
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Im
Einzelnen weisen die konkaven Linsenabschnitte 612AU, 612AL ähnliche
Oberflächenformen
auf wie bei den konkaven Linsenabschnitten 512A gemäß der sechsten,
beispielhaften Ausführungsform;
jedoch sind die Richtungen der optischen Achsen Ax2U und Ax2L anders
als bei der sechsten, beispielhaften Ausführungsform. Genauer gesagt, weist
der konkave Linsenabschnitt 612AU, der unmittelbar oberhalb
einer optischen Achse Ax angeordnet ist, eine optische Achse Ax2U
auf, die zur linken Seite in Bezug auf die optische Achse Ax verkippt
ist, gesehen in der Ebene. Andererseits weist der konkave Linsenabschnitt 612AL,
der unmittelbar unterhalb der optischen Achse Ax angeordnet ist, eine
optische Achse Ax2L auf, die zur rechten Seite in Bezug auf die
optische Achse Ax verkippt ist, gesehen in der Ebene. Die optischen
Achsen Ax2U und Ax2L verlaufen parallel zur optischen Achse Ax bei Betrachtung
von der Seite. Daher dient der konkave Linsenabschnitt 612AU dazu,
Licht abzulenken und auszusenden, das von jedem der ersten Lichtemitterelemente 14A ausgesandt
wird und auf den konkaven Linsenabschnitt 612AU in Richtung
nach links in Be zug auf die Richtung der Vorderseite der Leuchte einfällt. Andererseits
dient der konkave Linsenabschnitt 612AL dazu, Licht abzulenken
und auszusenden, das von jedem der zweiten Lichtemitterelemente 14B übertragen
wird, und auf den konkaven Linsenabschnitt 612AL einfällt, in
Richtung nach rechts in Bezug auf die Richtung der Vorderseite der
Leuchte.
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Weiterhin
weist jeder zweite Reflektor 616B eine jeweilige reflektierende
Oberfläche 616Ba auf, welche
die Form eines Rotations-Hyperboloids aufweist, ähnlich wie bei den zweiten
Reflektoren 416B gemäß der sechsten,
beispielhaften Ausführungsform.
Ein Ort eines ersten bzw. zweiten Brennpunkts D1, D2 bei zwei Hyperbeln,
welche Basislinien des Rotations-Hyperboloids
darstellen, ist so eingestellt, dass er geringfügig in Horizontalrichtung in
Bezug auf einen rückwärtigen Brennpunkt
F3 einer Konvexlinse 612 verschoben ist. Genauer gesagt,
ist der erste Brennpunkt D1 in Richtung geringfügig nach hinten gegenüber dem
hinteren Brennpunkt F3 bei dem zweiten Reflektor 616B verschoben,
der an der linken Seite der optischen Achse Ax angeordnet ist, wogegen
der zweite Brennpunkt D2 in Richtung geringfügig nach links in Bezug auf
den hinteren Brennpunkt F3 bei dem zweiten Reflektor 616B verstellt
ist, der an der rechten Seite der optischen Achse Ax angeordnet
ist.
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Daher
wird Licht, das von den zweiten Reflektoren 616B reflektiert
wurde, und von mittleren Abschnitten 612B in Umfangsrichtung
der Konvexlinse 612 ausgesandt wurde, in Horizontalrichtung
in Bezug auf die Vorwärtsrichtung
der Fahrzeugleuchte abgelenkt. Genauer gesagt, wird Licht, das von
dem zweiten Reflektor 616B reflektiert wird, der an der
linken Seite der optischen Achse Ax angeordnet ist, und von dem mittleren
Abschnitt 612B in Umfangsrichtung an der linken Seite der
optischen Achse Ax ausgesandt wird, in Richtung geringfügig nach
links in Bezug auf die Richtung der Vorderseite der Fahrzeugleuchte
ausgelenkt, und wird darüber
hinaus Licht, das von dem zweiten Reflektor 616B reflektiert wird,
der an der rechten Seite der optischen Achse Ax angeordnet ist,
und welches von dem mittleren Abschnitt 612B in Umfangsrichtung
an der rechten Seite der optischen Achse Ax ausgesandt wird, in Richtung
geringfügig
nach rechts in Bezug auf die Richtung der Vorderseite der Leuchte
abgelenkt.
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Die 17A bis 17D sind
Perspektivansichten, die jeweils ein Lichtverteilungsmuster PF einer
Fahrzeugleuchte 610 gemäß der siebten,
beispielhaften Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigen. Das Lichtverteilungsmuster PF
wird auf einer gedachten, vertikalen Leinwand erzeugt, die an einem
Ort 25 m vor der Fahrzeugleuchte 610 angeordnet ist, durch
Licht, das in Vorwärtsrichtung
von der Leuchte 610 abgestrahlt wird.
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17A zeigt ein Lichtverteilungsmuster PF1, das
dann ausgebildet wird, wenn das erste Lichtemitterelement 14A unmittelbar
oberhalb der optischen Achse angeordnet ist, und eingeschaltet ist. Da
die optische Achse Ax2U des konkaven Linsenabschnitts 612AU,
angeordnet unmittelbar oberhalb der optischen Achse Ax, zur linken
Seite in Bezug auf die optische Achse Ax verkippt ist, wird das
Lichtverteilungsmuster PF1 an einem Ort erzeugt, der in Richtung
nach links in Bezug auf die Richtung der Vorderseite der Fahrzeugleuchte
verschoben ist.
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17B zeigt schematisch ein Lichtverteilungsmuster
PF2, das ausgebildet wird, wenn das erste Lichtemitterelement 14A,
das unmittelbar unterhalb der optischen Achse Ax angeordnet ist,
eingeschaltet wird. Da die optische Achse Ax2L des konkaven Linsenabschnitts 612AL,
angeordnet unmittelbar unterhalb der optischen Achse Ax, zur rechten
Seite in Bezug auf die optische Achse Ax verkippt ist, wird das
Lichtverteilungsmuster PF2 an einem Ort erzeugt, der in Richtung
nach rechts in Bezug auf die Richtung der Vorderseite der Fahrzeugleuchte
verschoben ist.
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17C ist eine Ansicht, die ein Lichtverteilungsmuster
PF3 zeigt, wenn ein zweites Lichtemitterelement 14B, das
an der linken Seite der optischen Achse Ax angeordnet ist, eingeschaltet
wird. Da Licht, das von dem zweiten Reflektor 616B reflektiert
wird, an der linken Seite der optischen Achse Ax angeordnet ist,
und von dem mittleren Abschnitt 612B in Umfangsrichtung
an der linken Seite der optischen Achse Ax ausgesandt wird, in Richtung
geringfügig
nach links in Bezug auf die Richtung der Vorderseite der Leuchte
abgelenkt wird, wird das Lichtverteilungsmuster PF3 an einem Ort
ausgebildet, der geringfügig
nach links verschoben in Bezug auf die Richtung der Vorderseite
der Fahrzeugleuchte angeordnet ist.
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17D ist eine Ansicht, die ein Lichtverteilungsmuster
PF4 zeigt, das ausgebildet wird, wenn das zweite Lichtemitterelement 14B,
das an der rechten Seite der optischen Achse Ax angeordnet ist,
eingeschaltet wird. Da das Licht, das von dem zweiten Reflektor 616B reflektiert
wird, der an der rechten Seite der optischen Achse Ax angeordnet
ist, und von dem mittleren Abschnitt 612B in Umfangsrichtung
an der rechten Seite der optischen Achse Ax reflektiert wird, in
Richtung geringfügig
nach rechts in Bezug auf die Vorderseite der Leuchte ausgelenkt
wird, wird das Lichtverteilungsmuster PF4 an einem Ort ausgebildet,
der in Richtung geringfügig
nach rechts in Bezug auf die Richtung der Vorderseite der Fahrzeugleuchte
verschoben ist.
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Durch
Einsatz einer Anordnung gemäß der siebten,
beispielhaften Ausführungsform
wird ermöglicht,
das Licht, das von jedem der Lichtemitterelemente 14A, 14B in
Horizontalrichtung ausgesandt wird, gegenüber der Vorderseite der Leuchte
abzulenken. Durch Vereinigung der vier Lichtverteilungsmuster PF1,
PF2, PF3 und PF4, die so ausgebildet werden, wird daher ermöglicht,
das längliche,
vereinigte Lichtverteilungsmuster PF (als doppelt gepunktete, gestrichelte
Linie in den 17A bis 17D dargestellt)
optimal aufgeweitet auszubilden.
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Durch
ordnungsgemäßes Einschalten
jedes der Lichtemitterelemente 14A, 14B, um selektiv
einen Teil der vier Lichtverteilungsmuster PF1, PF2, PF3 und PF4
auszubilden, wird ebenfalls ermöglicht, eine
ausreichende Helligkeit in einem Bereich sicherzustellen, der zur
Aufrechterhaltung der Sicht in Vorwärtsrichtung eingesetzt wird,
entsprechend dem Fahrzustand eines Fahrzeugs. Andererseits wird durch
Verringerung der Helligkeit eines Bereichs, der unwesentlicher ist,
ermöglicht,
die verbrauchte Energie einzusparen, und eine Erhöhung der
Temperatur der Leuchte zu unterdrücken.
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Zwar
erfolgte die Beschreibung unter der Annahme, dass der erste Brennpunkt
D1 des zweiten Reflektors 616B, der an der linken Seite
angeordnet ist, zur entgegengesetzten Seite des zweiten Reflektors 616B verschoben
wird, der an der linken Seite in Bezug auf die optische Achse Ax
bei der siebten, beispielhaften Ausführungsform angeordnet ist,
jedoch ist es ebenfalls möglich,
eine Anordnung einzusetzen, bei welcher der erste Brennpunkt D1
zur selben Seite verschoben ist wie der zweite Reflektor 616B, der
an der linken Seite angeordnet ist. Auch in diesem Fall kann das
Licht, das von dem zweiten Reflektor 616B reflektiert wird,
und von dem mittleren Abschnitt 612B in Umfangsrichtung
der Konvexlinse 612 ausgesandt wird, in Horizontalrichtung
in Bezug auf die Vorwärtsrichtung
der Fahrzeugleuchte abgelenkt werden.
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Die
numerischen Werte, die bei den beispielhaften Ausführungsformen
angegeben sind, dienen nur zur Erläuterung, und selbstverständlich können sie
ordnungsgemäß so eingestellt
werden, dass sie unterschiedliche Werte aufweisen.
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Zwar
erfolgte eine Beschreibung im Zusammenhang mit beispielhaften Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, jedoch wissen Fachleute auf diesem Gebiet,
dass verschiedene Änderungen
und Modifikationen vorgenommen werden können, ohne von der vorliegenden
Erfindung abzuweichen. Daher sollen die beigefügten Patentansprüche sämtliche Änderungen
und Modifikationen umfassen, die vom wahren Wesen und Umfang der
vorliegenden Erfindung umfasst sind.