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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNG
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Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der am 25. April 2022 eingereichten koreanischen Patentanmeldung Nr. 10-2022-0050954.
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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Fahrzeugleuchte und insbesondere auf eine Fahrzeugleuchte, die in der Lage ist, Lichtverteilungseigenschaften eines Strahlmusters effektiver zu erfüllen.
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Im Allgemeinen beinhaltet ein Fahrzeug verschiedene Arten von Fahrzeugleuchten mit einer Beleuchtungsfunktion und einer Signalisierungsfunktion. Die Beleuchtungsfunktion ermöglicht es dem Fahrer des Fahrzeugs, Objekte um das Fahrzeug herum leichter zu erkennen, während er bei schlechten Lichtverhältnissen (z. B. bei Nacht) fährt, und die Signalisierungsfunktion wird verwendet, um andere Fahrzeuge oder Verkehrsteilnehmer über den Fahrzustand des Fahrzeugs zu informieren.
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Zum Beispiel sind ein Scheinwerfer und eine Nebelleuchte hauptsächlich für die Beleuchtungsfunktion ausgelegt, und eine Blinkerleuchte, eine Heckleuchte und eine Bremsleuchte sind hauptsächlich für die Signalisierungsfunktion ausgelegt. Die Installationsstandards und Spezifikationen dieser Fahrzeugleuchten sind durch Gesetze und/oder Vorschriften vorgeschrieben, so dass jede Funktion die Standards vollständig erfüllen kann.
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In letzter Zeit wurden aktiv Forschungen durchgeführt, um die Größe von Fahrzeugleuchten zu reduzieren, indem Mikrolinsen mit einer relativ kurzen Brennweite verwendet werden. In diesem Fall wird Licht, das von einer Lichtquelle auf mehrere Mikroeinfallslinsen einfällt, durch mehrere Mikroaustrittslinsen emittiert, um ein Strahlmuster zu bilden, das für die Verwendung in einer Fahrzeugleuchte geeignet ist, und ein Kollimator wird verwendet, um den Weg des Lichts so einzustellen, dass das Licht von der Lichtquelle mit einem minimalen Verlust auf die Mikroeinfallslinsen einfällt.
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Unterdessen ist es notwendig, mehrere Mikroeinfallslinsen, mehrere Mikroaustrittslinsen und einen Kollimator basierend auf Lichtverteilungseigenschaften eines Strahlmusters, das durch eine Fahrzeugleuchte gebildet werden soll, separat herzustellen. In diesem Fall steigen jedoch die Herstellungskosten und die Produktivität nimmt ab. Daher ist es erforderlich, Wege zu finden, um die Lichtverteilungseigenschaften leichter zu erfüllen, ohne mehrere Mikroeinfallslinsen, mehrere Mikroaustrittslinsen und einen Kollimator basierend auf den Lichtverteilungseigenschaften separat herstellen zu müssen.
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Aspekte der vorliegenden Offenbarung stellen eine Fahrzeugleuchte bereit, die Lichtverteilungseigenschaften eines Strahlmusters insbesondere durch Anordnen von Komponenten zum Bilden des Strahlmusters erfüllt.
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Aspekte der vorliegenden Offenbarung sind jedoch nicht auf die hier dargelegten beschränkt. Die vorstehenden und andere Aspekte der vorliegenden Offenbarung werden für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Offenbarung bezieht, durch Bezugnahme auf die nachfolgende ausführliche Beschreibung der vorliegenden Offenbarung offensichtlicher.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1 bezieht sich auf ein Leuchtmodul für ein Fahrzeug. Das Leuchtmodul umfasst eine Lichtquelleneinheit, die mehrere Lichtquellenchips umfasst, wobei jeder der mehreren Lichtquellenchips Licht erzeugt und abstrahlt; eine Strahlenwegeinstelleinheit, die das von den Lichtquellenchips abgestrahlte Licht leitet; und eine optische Einheit, die das von der Strahlenwegeinstelleinheit geleitete Licht überträgt, um ein Strahlmuster zu bilden, wobei das Strahlmuster mindestens ein Lichtabstrahlmuster umfasst, das durch das Licht von mindestens einem der mehreren Lichtquellenchips gebildet wird. Die mehreren Lichtquellenchips sind entlang einer ersten Richtung angeordnet, insbesondere entlang einer Links-Rechts-Richtung, wenn die Fahrzeugleuchte, die das Leuchtmodul umfasst, an einem Fahrzeug montiert ist.
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Jeder der mehreren Lichtquellenchips kann eine Lichtquelle umfassen, die eine lichtemittierende Oberfläche einer vorbestimmten Größe aufweist, und eine Verpackung, die die Lichtquelle fasst.
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Die Strahlenwegeinstelleinheit kann einen ersten Kollimator, der vor den mehreren Lichtquellenchips entlang eines Lichtausbreitungswegs des von den Lichtquellenchips abgestrahlten Lichts angeordnet ist, und einen zweiten Kollimator, der vor dem ersten Kollimator entlang des Lichtausbreitungswegs angeordnet ist, umfassen. Der erste Kollimator und der zweite Kollimator können so angeordnet sein, dass eine erste Mittelachse des ersten Kollimators und eine zweite Mittelachse des zweiten Kollimators parallel zueinander und in einer zweiten Richtung senkrecht zur ersten Richtung, insbesondere in einer Auf-Ab-Richtung, wenn die Fahrzeugleuchte, die das Leuchtmodul umfasst, an einem Fahrzeug montiert ist, voneinander beabstandet sind.
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Der erste Kollimator und der zweite Kollimator können so angeordnet sein, dass in einer Position, in der die Fahrzeugleuchte, die das Leuchtmodul umfasst, an einem Fahrzeug montiert ist, die zweite Mittelachse oberhalb der ersten Mittelachse verortet ist, insbesondere so, dass ein Mittelabschnitt eines Lichtabstrahlmusters, das von jedem der mehreren Lichtquellenchips gebildet wird, in Bezug auf eine Längsbezugsachse des Fahrzeugs nach oben verschoben ist, wenn die Fahrzeugleuchte, die das Leuchtmodul umfasst, an einem Fahrzeug montiert ist. Der erste Kollimator und der zweite Kollimator können so angeordnet sein, dass die erste Mittelachse und die zweite Mittelachse an der gleichen Position entlang der ersten Richtung, insbesondere an der gleichen seitlichen Position in Bezug auf die Längsbezugsachse des Fahrzeugs, wenn die Fahrzeugleuchte, die das Leuchtmodul umfasst, an einem Fahrzeug montiert ist, verortet sind.
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Der erste Kollimator und der zweite Kollimator können so angeordnet sein, dass Mittellinien, die jeweils durch eine Mitte einer lichtemittierenden Oberfläche eines jeweiligen der mehreren Lichtquellenchips verlaufen, von der ersten Mittelachse und der zweiten Mittelachse in der ersten Richtung beabstandet sind, insbesondere entweder auf einer linken Seite oder einer rechten Seite der ersten Mittelachse und der zweiten Mittelachse in der Links-Rechts-Richtung verortet sind, wenn die Fahrzeugleuchte, die das Leuchtmodul umfasst, an einem Fahrzeug montiert ist.
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Der erste Kollimator und der zweite Kollimator können so angeordnet sein, dass die Mittellinien, die jeweils durch die Mitte der lichtemittierenden Oberfläche eines jeweiligen der mehreren Lichtquellenchips verlaufen, zwischen der ersten Mittelachse und der zweiten Mittelachse in der zweiten Richtung, insbesondere vertikal zwischen der ersten Mittelachse und der zweiten Mittelachse in der Auf-Ab-Richtung verortet sind, so dass ein Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke des Lichtabstrahlmusters zu einem unteren Ende des Lichtabstrahlmusters hin verschoben ist, wenn die Fahrzeugleuchte, die das Leuchtmodul umfasst, an einem Fahrzeug montiert ist.
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Die Strahlenwegeinstelleinheit kann eine numerische Apertur aufweisen, die durch einen Brechungsindex eines Raums, durch den das von der Lichtquelleneinheit abgestrahlte Licht verläuft, und einen Lichtabstrahlungswinkel jedes der mehreren Lichtquellenchips definiert ist. Insbesondere kann die numerische Apertur der Strahlenwegeinstelleinheit auf etwa 0,5 bis etwa 0,866 eingestellt sein.
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Die optische Einheit kann ferner mehrere Einfallslinsen, die so angeordnet sind, dass Licht von jedem der mehreren Lichtquellenchips, das von der Strahlenwegeinstelleinheit geleitet wird, darauf einfällt; und mehrere Austrittslinsen, die jeweils einer jeweiligen der mehreren Einfallslinsen entsprechen, umfassen. Mittelpunkte jeder Einfallslinse und ihrer entsprechenden Austrittslinse können in der ersten Richtung, insbesondere in der Links-Rechts-Richtung, voneinander beabstandet sein, wenn die Fahrzeugleuchte, die das Leuchtmodul umfasst, an einem Fahrzeug montiert ist. Jede Einfallslinse unter den mehreren Einfallslinsen kann eine Brennweite aufweisen, die länger als eine Brennweite ihrer entsprechenden Austrittslinse ist. Ein Verhältnis der Brennweite jeder Einfallslinse zur Brennweite ihrer entsprechenden Austrittslinse kann auf etwa 1,5:1 bis etwa 2:1 eingestellt sein.
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Eine Breite der lichtemittierenden Oberfläche jedes der mehreren Lichtquellenchips in der ersten Richtung, insbesondere eine horizontale Breite, wenn die Fahrzeugleuchte, die das Leuchtmodul umfasst, an einem Fahrzeug montiert ist, kann etwa 70% oder weniger einer Breite der Einfalls- und/oder der Austrittslinse in der ersten Richtung, insbesondere einer horizontalen Breite, wenn die Fahrzeugleuchte, die das Leuchtmodul umfasst, an einem Fahrzeug montiert ist, betragen.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung gemäß dem weiteren unabhängigen Patentanspruch bezieht sich auf eine Fahrzeugleuchte zum Bilden eines vorbestimmten Strahlmusters. Die Fahrzeugleuchte beinhaltet mehrere Leuchtmodule gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung. Die mehreren Leuchtmodule können entlang der ersten Richtung angeordnet sein, insbesondere entlang der Links-Rechts-Richtung, wenn die Fahrzeugleuchte an einem Fahrzeug montiert ist.
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Eine Fahrzeugleuchte gemäß der vorliegenden Offenbarung kann einen oder mehrere der folgenden Vorteile bereitstellen. Die Lichtverteilungseigenschaften eines Strahlmusters können durch Einstellen einer Mittellinie einer lichtemittierenden Oberfläche jedes Lichtquellenchips und der Position einer Mittelachse jedes von mehreren Kollimatoren erfüllt werden, ohne Einfalls- und Austrittslinsen und Kollimatoren abhängig von den Lichtverteilungseigenschaften separat herzustellen. Daher können die Kosten reduziert und die Produktivität verbessert werden. Zusätzlich können Einfalls- und Austrittslinsen, die einander unter mehreren Einfallslinsen und mehreren Austrittslinsen entsprechen in der Links-Rechts-Richtung voneinander beabstandet sein. Daher können mehrere Lichtquellenchips leichter angeordnet werden.
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Die Wirkungen der vorliegenden Offenbarung sind jedoch nicht auf die hier dargelegten beschränkt. Die vorstehenden und andere Wirkungen der vorliegenden Offenbarung werden für einen Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet, auf das sich die vorliegende Offenbarung bezieht, offensichtlicher.
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Die vorstehenden und/oder andere Aspekte werden klarer verständlich aus der folgenden Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugleuchte gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 2 und 3 perspektivische Ansichten eines Leuchtmoduls gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung sind;
- 4 eine Seitenansicht des Leuchtmoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 5 eine Draufsicht des Leuchtmoduls gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 6 eine schematische Ansicht eines Lichtquellenchips gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 7 eine schematische Ansicht ist, die Lichtabstrahlmuster veranschaulicht, die durch das Leuchtmodul gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gebildet werden;
- 8 eine schematische Ansicht ist, die einen Lichtabstrahlwinkel des Lichtquellenchips gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung veranschaulicht;
- 9 eine Seitenansicht einer Strahlenwegeinstelleinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 10 eine Draufsicht der Strahlenwegeinstelleinheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 11 eine schematische Ansicht ist, die Lichtabstrahlmuster veranschaulicht, die abhängig von der Position einer Mittelachse sowohl von einem ersten Kollimator als auch einem zweiten Kollimator gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gebildet werden;
- 12 eine schematische Ansicht ist, die Lichtabstrahlmuster veranschaulicht, die abhängig von der Position einer Mittellinie des Lichtquellenchips gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung gebildet werden;
- 13 eine Seitenansicht einer optischen Einheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist;
- 14 eine Draufsicht der optischen Einheit gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung ist; und
- 15 eine Draufsicht ist, die mehrere Lichtquellenchips veranschaulicht, die in einer Links-Rechts-Richtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung angeordnet sind.
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Vorteile und Merkmale der vorliegenden Offenbarung und Verfahren zum Erreichen derselben können durch Bezugnahme auf die folgende ausführliche Beschreibung von beispielhaften Ausführungsformen und die beigefügten Zeichnungen leichter verstanden werden. Die vorliegende Offenbarung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und sollte nicht als auf die hier dargelegten Ausführungsformen beschränkt ausgelegt werden. Vielmehr werden diese Ausführungsformen bereitgestellt, damit diese Offenbarung gründlich und vollständig ist und das Konzept der Offenbarung dem Fachmann vollständig vermittelt wird. In der gesamten Beschreibung bezeichnen gleiche Bezugszeichen in den Zeichnungen gleiche Elemente.
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In einigen Ausführungsformen werden wohlbekannte Schritte, Strukturen und Techniken nicht ausführlich beschrieben, um eine Verschleierung der Offenbarung zu vermeiden.
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Die hier verwendete Terminologie dient nur dem Zweck der Beschreibung bestimmter Ausführungsformen und soll die Offenbarung nicht einschränken. Wie hier verwendet, sollen die Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ auch die Pluralformen umfassen, außer der Zusammenhang ergibt explizit etwas anderes. Es versteht sich ferner, dass die Begriffe „umfasst“ und/oder „umfassend“, wenn sie in dieser Beschreibung verwendet werden, das Vorhandensein angegebener Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten angeben, aber nicht das Vorhandensein oder die Hinzufügung eines oder mehrerer anderer Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen derselben ausschließen. Wie hier verwendet, beinhaltet der Begriff „und/oder“ alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgeführten Elemente.
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Ausführungsformen der Offenbarung werden hier unter Bezugnahme auf Plan- und Querschnittsdarstellungen beschrieben, die schematische Darstellungen beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sind. Daher sind Abweichungen von den Formen der Darstellungen, beispielsweise als Ergebnis von Herstellungstechniken und/oder Toleranzen, zu erwarten. Somit sollten Ausführungsformen der Offenbarung nicht als auf die bestimmten Formen der hier dargestellten Bereiche beschränkt ausgelegt werden, sondern Abweichungen in den Formen umfassen, die beispielsweise aus der Herstellung resultieren. In den Zeichnungen können die jeweiligen Komponenten zur Vereinfachung der Erläuterung vergrößert oder verkleinert werden.
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Im Folgenden wird die vorliegende Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen zum Beschreiben von Fahrzeugleuchten gemäß Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung beschrieben.
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1 ist eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugleuchte 1 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 2 und 3 sind perspektivische Ansichten eines Leuchtmoduls 100 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 4 ist eine Seitenansicht des Leuchtmoduls 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 5 ist eine Draufsicht des Leuchtmoduls 100 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Unter Bezugnahme auf 1 bis 5 kann die Fahrzeugleuchte 1 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mehrere Leuchtmodule 100 beinhalten. Licht, das von mindestens einem der Leuchtmodule 100 emittiert wird, kann ein Strahlmuster bilden, das für die Verwendung der Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung geeignet ist.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Fahrzeugleuchte 1 als Scheinwerfer verwendet wird, wobei der Scheinwerfer Licht in einer Verlaufsrichtung (z. B. einer Vorwärtsrichtung) eines Fahrzeugs abstrahlt, um die Vorwärtssicht eines Fahrers zu sichern, wenn das Fahrzeug bei schlechten Lichtverhältnissen (z. B. bei Nacht oder in einem Tunnel) gefahren wird. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung kann nicht nur als Scheinwerfer, sondern auch als verschiedene in Fahrzeugen installierte Leuchten verwendet werden, wie etwa eine Heckleuchte, eine Bremsleuchte, eine Nebelleuchte, eine Positionsleuchte, eine Blinkerleuchte, eine Tagfahrleuchte, eine Rückfahrleuchte und dergleichen.
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Wenn die Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung als Scheinwerfer verwendet wird, kann sie ausgebildet sein, um ein Abblendlichtmuster zu bilden, in dem Licht unter einer vorbestimmten Hell-Dunkel-Grenze abgestrahlt wird, um ein Blenden von Fahrern von vorne befindlichen Fahrzeugen, wie etwa vorausfahrenden Fahrzeugen oder entgegenkommenden Fahrzeugen, zu vermeiden. Ferner kann die Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung ausgebildet sein, um ein Fernlichtmuster zu bilden, um eine Fernsicht vor dem Fahrzeug zu sichern.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Fahrzeugleuchte 1 ein Fernlichtmuster bildet. In diesem Fall kann die Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung einen Schattenbereich bilden, indem die Abstrahlung von Licht auf einen Bereich, der einem vorausfahrenden Fahrzeug entspricht, im Fernlichtmuster verhindert wird oder indem die Helligkeit von Licht, das auf den Bereich abgestrahlt wird, der dem vorausfahrenden Fahrzeug entspricht, reduziert wird. Daher kann die Fahrzeugleuchte 1 die Vorwärtssicht des Fahrers ausreichend sichern, während sie ein Blenden des Fahrers des vorne befindlichen Fahrzeugs verhindert.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Leuchtmodule 100 in einer Links-Rechts-Richtung angeordnet sind. Diese Konfiguration ist jedoch lediglich ein Beispiel, um das Verständnis der vorliegenden Offenbarung zu erleichtern, und die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Die Leuchtmodule 100 können in wenigstens einer Richtung basierend auf dem Layout oder der Auslegung der Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung angeordnet sein.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird die Beschreibung für eines der Leuchtmodule 100 bereitgestellt. Eine ähnliche Beschreibung kann jedoch auf andere Leuchtmodule 100 mit nur einigen Unterschieden in Bezug auf die Installationsposition oder dergleichen angewendet werden.
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Ein Leuchtmodul 100 kann eine Lichtquelleneinheit 110, eine Strahlenwegeinstelleinheit 120 und eine optische Einheit 130 umfassen.
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Die Lichtquelleneinheit 110 kann mehrere Lichtquellenchips 111-113 umfassen. In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die Lichtquellenchips 111 - 113 in der Links-Rechts-Richtung angeordnet sein. Wie in 6 veranschaulicht, kann jeder der Lichtquellenchips 111-113 eine Lichtquelle 110a, die eine lichtemittierende Oberfläche 110a' einer vorbestimmten Größe aufweist, und eine Verpackung 110b (z. B. eine Leiterplatte, eine Platine, eine Hülle, ein Gehäuse oder dergleichen), die die Lichtquelle 110a fasst, umfassen.
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Hier kann eine Breite A der Verpackung 110b entlang der Links-Rechts-Richtung etwa 250% oder weniger einer Breite B der lichtemittierenden Oberfläche 110a' betragen. Wenn die Breite A der Verpackung 110b größer als etwa 250% der Breite B der lichtemittierenden Oberfläche 110a' ist, kann ein Abstand zwischen benachbarten lichtemittierenden Oberflächen aufgrund der Größe der Verpackung 110b relativ groß werden. Daher können Lichtverteilungseigenschaften eines Strahlmusters, das durch die Fahrzeugleuchte gebildet wird, wie etwa die Position, Form, Größe und Helligkeit eines Bereichs, auf den Licht abgestrahlt wird, nicht erfüllt werden.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung können die Lichtquellenchips 111 -113 in der Links-Rechts-Richtung angeordnet sein, so dass mehrere Lichtabstrahlmuster P1-P3, die jeweils durch das von den Lichtquellenchips 111-113 erzeugte Licht gebildet werden, in der Links-Rechts-Richtung angeordnet sind, wie in 7 veranschaulicht, wodurch ermöglicht wird, dass ein Strahlmuster der Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung gebildet wird. Zusätzlich können die Lichtquellenchips 111 - 113 in der Links-Rechts-Richtung angeordnet sein, um einen Schattenbereich zu bilden, indem die Lichtmenge von wenigstens einem der Lichtquellenchips 111 -113 basierend auf der Position eines vorausfahrenden Fahrzeugs abgeschaltet oder reduziert wird, so dass verhindert werden kann, dass ein entsprechendes Lichtabstrahlmuster abgestrahlt wird, oder die Helligkeit des Lichtabstrahlmusters reduziert werden kann.
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Hier können benachbarte Lichtabstrahlmuster unter den Lichtabstrahlmustern P1 -P3 so gebildet werden, dass sie einander teilweise überlappen. Wenn benachbarte Lichtabstrahlmuster unter den Lichtabstrahlmustern P1 bis P3 voneinander beabstandet sind, kann ein unnötiger Schattenbereich gebildet werden, und somit kann die Sicht des Fahrers behindert werden. Dementsprechend kann die Breite A der Verpackung 110b etwa 250% oder weniger der Breite B der lichtemittierenden Oberfläche 110a' betragen, wie oben beschrieben.
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Anders ausgedrückt, wenn die Breite A der Verpackung 110b größer als etwa 250% der Breite B der lichtemittierenden Oberfläche 110a' ist, kann es aufgrund der Größe der Verpackung 110b eine Reduzierung des Abstands zwischen benachbarten lichtemittierenden Oberflächen 110a' begrenzt sein. In diesem Fall können benachbarte Lichtabstrahlmuster unter den Lichtabstrahlmustern P1 -P3 voneinander beabstandet sein, wodurch ein unnötiger Schattenbereich gebildet wird. Daher kann die Breite Ader Verpackung 110b ausgebildet sein, um etwa 250% oder weniger der Breite B der lichtemittierenden Oberfläche 110a' zu betragen.
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Zusätzlich ist 7 ein Beispiel, bei dem drei Lichtabstrahlmuster P1 -P3 durch ein Leuchtmodul 100 gebildet werden. Wenn die Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung mehrere Leuchtmodule 100 umfasst, kann mindestens ein Lichtabstrahlmuster, das durch jedes der Leuchtmodule 100 gebildet wird, auf mindestens einer der beiden Seiten der Lichtabstrahlmuster P1 -P3 von 7 in der Links-Rechts-Richtung angeordnet sein, um ein Fernlichtmuster zu bilden.
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In dem Beispiel, das als eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung bereitgestellt ist, kann, da die Lichtquellenchips 111 - 113 drei Lichtquellenchips umfassen, verstanden werden, dass die Lichtabstrahlmuster P1 - P3 drei Lichtabstrahlmuster umfassen. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Anzahl der Lichtabstrahlmuster kann gemäß der Anzahl der Lichtquellenchips variieren, oder zwei oder mehr Lichtquellenchips können verwendet werden, um gemeinsam ein Lichtabstrahlmuster zu bilden.
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Obwohl ein Beispiel, bei dem die Lichtquelleneinheit 110 drei Lichtquellenchips 111 -113 umfasst, wie in der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung beschrieben ist, dient diese Konfiguration lediglich dazu, zu bewirken, dass jedes der Leuchtmodule 100 drei Lichtabstrahlmuster bildet, und die vorliegende Offenbarung ist nicht darauf beschränkt. Die Anzahl der Lichtquellenchips, die in jedem der Leuchtmodule 100 enthalten sind, kann gemäß der Anzahl der Lichtabstrahlmuster variieren, die durch jedes der Leuchtmodule 100 gebildet werden sollen.
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Die Strahlenwegeinstelleinheit 120 kann das von der Lichtquelleneinheit 110 erzeugte Licht so leiten, dass es mit einem minimalen Verlust auf die optische Einheit 130 einfällt, indem der Weg des von der Lichtquelleneinheit 110 erzeugten Lichts eingestellt wird.
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Die Strahlenwegeinstelleinheit 120 kann eine numerische Apertur (NA) umfassen, die durch einen Lichtabstrahlungswinkel jedes der Lichtquellenchips 111 -113 und einen Brechungsindex eines Raums, durch den das Licht verläuft, definiert sein kann. Die numerische Apertur kann durch NA = n × sinθ berechnet werden, wobei θ als ein Lichtabstrahlungswinkel verstanden werden kann, unter dem das Licht in Bezug auf eine Mittellinie C abgestrahlt wird, die durch eine Mitte der lichtemittierenden Oberfläche 110a' verläuft, wie in 8 veranschaulicht. Da ein Medium, in dem das Licht zwischen der Lichtquelleneinheit 110 und der Strahlenwegeinstelleinheit 120 verläuft, vermutlich Luft ist, kann n ungefähr eins sein. Daher kann die obige Formel auf NA = sinθ reduziert werden, wenn das Medium Luft ist.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Beispiel beschrieben, bei dem der Lichtabstrahlungswinkel, unter dem das Licht von jedem der Lichtquellenchips 111 -113 mit ausreichender Helligkeit abgestrahlt wird, etwa 60 Grad und die numerische Apertur der Strahlenwegeinstelleinheit 120 etwa 0,5 bis etwa 0,866 beträgt. Der Grund für die Wahl dieser Werte kann in der Erfüllung der Lichteffizienzanforderung der Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung, welche mit einer numerische Apertur von weniger als etwa 0,5 schwierig ist, und in der möglichen Erhöhung der Gesamtgröße, dem geringen Effekt auf die Lichteffizienz durch die Verwendung einer ineffektiven Helligkeit und der schwierigeren Erfüllung der Voraussetzungen der chromatischen Aberration bei einer numerischen Apertur von mehr als etwa 0,866 liegen.
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Hier kann der Lichtabstrahlungswinkel etwa 60 Grad betragen, da bei Verwendung einer Leuchtdiode (LED) als Lichtquelle 110a Licht mit effektiver Helligkeit im Allgemeinen unter einem Lichtabstrahlungswinkel von etwa 60 Grad erzeugt wird. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und der Lichtabstrahlungswinkel, unter dem Licht mit effektiver Helligkeit erzeugt wird, kann in Abhängigkeit von den Lichtemissionseigenschaften der Lichtquelle 110a variieren.
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Die Strahlenwegeinstelleinheit 120 kann mehrere Kollimatoren 121 und 122 umfassen, die in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung angeordnet sind. In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Kollimatoren 121 und 122 einen ersten Kollimator 121, der vor der Lichtquelleneinheit 110 angeordnet ist, und einen zweiten Kollimator 122, der vor dem ersten Kollimator 121 angeordnet ist, umfassen. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Strahlenwegeinstelleinheit 120 kann, in Abhängigkeit von dem Weg, entlang dem das von der Lichtquelleneinheit 110 erzeugte Licht durch die Strahlenwegeinstelleinheit 120 zu leiten ist, drei oder mehr Kollimatoren umfassen.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Strahlenwegeinstelleinheit 120 mehrere Kollimatoren 121 und 122 umfassen, da mehrere Kollimatoren den Lichtweg leichter einstellen können als ein einzelner Kollimator. Außerdem kann die Strahlenwegeinstelleinheit 120 mehrere Kollimatoren 121 und 122 umfassen, um die Lichtverteilungseigenschaften eines Strahlmusters, das durch die Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung zu bilden ist, durch Einstellen der Kollimatoren 121 und 122 zu erfüllen. Dieser Aspekt wird später ausführlich beschrieben.
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9 ist eine Seitenansicht einer Strahlenwegeinstelleinheit 120 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 10 ist eine Draufsicht der Strahlenwegeinstelleinheit 120 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung.
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Unter Bezugnahme auf 9 und 10 können eine erste Mittelachse Ax1 des ersten Kollimators 121 und eine zweite Mittelachse Ax2 des zweiten Kollimators 122 in der Links-Rechts-Richtung (z. B. der seitlichen Richtung des Fahrzeugs) miteinander übereinstimmen, können aber in einer Auf-Ab-Richtung (z. B. der vertikalen Richtung des Fahrzeugs) voneinander beabstandet sein. In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Beispiel beschrieben, in dem die zweite Mittelachse Ax2 über der ersten Mittelachse Ax1 angeordnet ist. In diesem Fall kann die erste Mittelachse Ax1 als eine Linie verstanden werden, die durch eine Mitte einer Einfallsoberfläche und eine Mitte einer Austrittsoberfläche des ersten Kollimators 121 verläuft, und die zweite Mittelachse Ax2 kann als eine Linie verstanden werden, die durch eine Mitte einer Einfallsoberfläche und eine Mitte einer Austrittsoberfläche des zweiten Kollimators 122 verläuft.
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Die zweite Mittelachse Ax2 kann über der ersten Mittelachse Ax1 angeordnet sein, so dass ein Lichtabstrahlmuster, das von jedem der Lichtquellenchips 111 -113 gebildet wird, nach oben verschoben ist, mit anderen Worten, so dass die Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung ein Fernlichtmuster bilden kann.
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Wenn die erste Mittelachse Ax1 und die zweite Mittelachse Ax2 in der Auf-Ab-Richtung miteinander übereinstimmen, kann ein Mittelabschnitt eines Lichtabstrahlmusters, das von jedem der Lichtquellenchips 111 -113 gebildet wird, nahe einer Referenzlinie H-H angeordnet sein, wie in 11 veranschaulicht. Wenn jedoch die zweite Mittelachse Ax2 über der ersten Mittelachse Ax1 angeordnet ist, kann der Mittelabschnitt des Lichtabstrahlmusters, das von jedem der Lichtquellenchips 111 -113 gebildet wird, in Bezug auf die Linie H-H nach oben verschoben sein. Dementsprechend kann ein Fernlichtmuster von der Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung besser gebildet werden, und die Lichtverteilungseigenschaften zum Sichern einer relativ weiten Fernsicht vor dem Fahrzeug können leichter erfüllt werden.
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Obwohl 11 ein Beispiel eines Lichtabstrahlmusters von einem der Lichtquellenchips 111 -113 darstellt, können die Lichtabstrahlmuster von anderen Lichtquellenchips 111 -113 auch ähnliche Lichtverteilungseigenschaften mit nur einigen Unterschieden in Bezug auf die Position aufweisen, wo das Lichtabstrahlmuster in der Links-Rechts-Richtung gebildet wird.
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In jedem der Lichtquellenchips 111-113 kann in Bezug auf die vertikale Position die Mittellinie C der lichtemittierenden Oberfläche 110a' zwischen der ersten Mittelachse Ax1 und der zweiten Mittelachse Ax2 angeordnet sein. In diesem Fall kann, da die zweite Mittelachse Ax2 über der ersten Mittelachse Ax1 angeordnet ist, wie in 9 und 10 veranschaulicht, so dass ein Lichtabstrahlmuster nach oben verschoben ist, wie in 11 veranschaulicht, ein Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke (Hotspot) des Lichtabstrahlmusters relativ zu einem unteren Ende des Lichtabstrahlmusters hin verschoben sein, wie in 12 veranschaulicht. Dementsprechend kann der Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke nahe der Linie H-H angeordnet sein, wodurch die Vorwärtssicht des Fahrers verbessert wird.
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Mit anderen Worten, wenn die Mittellinie C der lichtemittierenden Oberfläche 110a' jedes der Lichtquellenchips 111 -113 vertikal zwischen der ersten Mittelachse Ax1 und der zweiten Mittelachse Ax2 angeordnet ist, kann der Bereich mit hoher Beleuchtungsstärke näher an der Linie H-H angeordnet sein, als wenn die Mittellinie C der lichtemittierenden Oberfläche 110a' jedes der Lichtquellenchips 111 -113 an der gleichen vertikalen Position wie die erste Mittelachse Ax1 angeordnet ist. Daher kann das Behindern der Vorwärtssicht des Fahrers effektiver verhindert oder reduziert werden.
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13 ist eine Seitenansicht einer optischen Einheit 130 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. 14 ist eine Draufsicht der optischen Einheit 130 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung. Unter Bezugnahme auf 13 und 14 kann die optische Einheit 130 gemäß der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung mehrere Einfallslinsen 131 und mehrere Austrittslinsen 132 beinhalten, die jeweils jeder der mehreren Einfallslinsen 131 entsprechen. Die Einfallslinsen 131 und die Austrittslinsen 132 können auf einer Einfallsfläche 133a bzw. einer Austrittsfläche 133b einer Lichtübertragungseinheit 133 angeordnet sein, die aus einem lichtdurchlässigen Material wie Glas hergestellt sein kann.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Einfallslinsen 131 und die Austrittslinsen 132 Mikrolinsen sind, da sie aufgrund ihrer relativ kurzen Brennweite für die Miniaturisierung vorteilhaft sind.
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Die Einfallslinsen 131 können so angeordnet sein, dass Reihen davon, die sich in der Links-Rechts-Richtung erstrecken, in der Auf-Ab-Richtung angeordnet sind. Ebenso können die Austrittslinsen 132 so angeordnet sein, dass Reihen davon, die sich in der Links-Rechts-Richtung erstrecken, in der Auf-Ab-Richtung angeordnet sind. Insgesamt können die Einfallslinsen 131 und die Austrittslinsen 132 in einer Gitterform angeordnet sein.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung wird ein Beispiel beschrieben, in dem die Einfallslinsen 131 und die Austrittslinsen 132 eins-zu-eins einander entsprechen. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und die Einfallslinsen 131 und die Austrittslinsen 132 können eins-zu-eins, viele-zu-eins, eins-zu-viele oder viele-zu-viele einander entsprechen, basierend auf den Lichtverteilungseigenschaften eines Strahlmusters, das durch die Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung gebildet werden soll.
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Wie in 13 gezeigt, können eine Einfallslinse 131a und eine Austrittslinse 132a, die einander unter den mehreren Einfallslinsen 131 und den mehreren Austrittslinsen 132 entsprechen, vertikal zueinander ausgerichtet sein. Mit anderen Worten kann eine Mittellinie C1 der Einfallslinse 131a, die durch die Mitte der Einfallslinse 131a verläuft und senkrecht zur Einfallsoberfläche 133a ist, an der gleichen vertikalen Position wie eine Mittellinie C2 der Austrittslinse 132a angeordnet sein, die durch die Mitte der Austrittslinse 132a verläuft und senkrecht zur Austrittsoberfläche 133b ist.
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Andererseits können, wie in 14 gezeigt, die Einfallslinse 131a und die Austrittslinse 132a, die einander unter den mehreren Einfallslinsen 131 und den mehreren Austrittslinsen 132 entsprechen, in der Links-Rechts-Richtung seitlich voneinander beabstandet sein. Mit anderen Worten können die Mittellinie C1 der Einfallslinse 131a unter den Einfallslinsen 131 und die Mittellinie C2 der Austrittslinse 132a unterschiedliche horizontale Abstände von beispielsweise einem innersten Ende der Lichtübertragungseinheit 133 aufweisen. Dementsprechend können die mehreren Austrittslinsen 132 horizontal von den mehreren Einfallslinsen 131 versetzt sein, während die Austrittsoberfläche 133b und die Einfallsoberfläche 133a immer noch parallel zueinander sind.
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Wenn Einfalls- und Austrittslinsen, die einander unter den Einfallslinsen 131 und den Austrittslinsen 132 entsprechen, in der Links-Rechts-Richtung voneinander beabstandet sind, kann es erforderlich sein, dass Licht auf jede der Einfallslinsen 131 unter einem Winkel in Bezug auf eine Längsbezugslinie parallel zur Vorwärts-Rückwärts-Richtung der Fahrzeugleuchte 1 und/oder des Fahrzeugs einfällt. Daher kann, wie in 15 veranschaulicht, jede Mittellinie C der lichtemittierenden Oberfläche 110a' jedes der Lichtquellenchips 111 -113 entweder auf einer linken Seite oder einer rechten Seite der ersten Mittelachse Ax1 in der Links-Rechts-Richtung angeordnet sein.
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In 15 ist dargestellt, dass die Gesamtheit jedes der Lichtquellenchips 111-113 auf der linken oder rechten Seite der ersten Mittelachse Ax1 angeordnet ist. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht darauf beschränkt, und abhängig von der Größe der Verpackung 111b, die die Lichtquelle 110a fasst, kann ein Abschnitt der lichtemittierenden Oberfläche 110a' auch auf der entsprechend anderen Seite der ersten Mittelachse Ax1 verbleiben, während die Mittellinie davon auf der einen Seite angeordnet ist. Insbesondere kann jedoch in einigen Ausführungsformen eine gemeinsame Mittellinie der Lichtquelleneinheit 110 seitlich von der ersten Mittelachse Ax1 versetzt sein.
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In der Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung kann die Gesamtheit jedes der Lichtquellenchips 111 -113 entweder auf der linken oder rechten Seite der ersten Mittelachse Ax1 angeordnet sein, da die erste Mittelachse Ax1 und die zweite Mittelachse Ax2 in der Links-Rechts-Richtung miteinander übereinstimmen (d. h. die erste Mittelachse Ax1 und die zweite Mittelachse Ax2 sind in demselben seitlichen Abstand von beispielsweise dem innersten Ende der Lichtübertragungseinheit 133 angeordnet). Dementsprechend kann die Gesamtheit jedes der Lichtquellenchips 111 -113 auch entweder auf der linken oder rechten Seite der zweiten Mittelachse Ax2 angeordnet sein.
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Wenn die jeweilige Mittellinie der lichtemittierenden Oberfläche 110a' jedes der Lichtquellenchips 111 -113 entweder auf der linken oder rechten Seite der ersten Mittelachse Ax1 in der Links-Rechts-Richtung angeordnet ist, können die Lichtquellenchips 111 -113 mit einem relativ größeren Abstand in der Links-Rechts-Richtung angeordnet sein. Daher können die Lichtquellenchips 111 -113 leichter angeordnet werden.
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Zusätzlich kann ein Brennpunkt F zwischen der Einfallslinse 131a unter den mehreren Einfallslinsen 131 und der Austrittslinse 132a, die der Einfallslinse 131a unter den mehreren Austrittslinsen 132 entspricht, angeordnet sein. Eine Brennweite f1 zwischen der Einfallslinse 131a und dem Brennpunkt F kann größer als eine Brennweite f2 zwischen der Austrittslinse 132a und dem Brennpunkt F sein. Die Brennweite f1 der Einfallslinse 131a und die Brennweite f2 der Austrittslinse 132a können durch die Krümmung der Einfallslinse 131a bzw. die Krümmung der Austrittslinse 132a bestimmt werden.
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In einigen Ausführungsformen kann ein Verhältnis der Brennweite f1 der Einfallslinse 131a zur Brennweite f2 der Austrittslinse 132a auf etwa 1,5:1 bis etwa 2,0:1 eingestellt sein.
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Die Brennweite f1 der Einfallslinse 131a kann größer als die Brennweite f2 der Austrittslinse 132a sein, um zu verhindern, dass das auf die Einfallslinse 131a einfallende Licht auf eine andere Austrittslinse neben der Austrittslinse 132a einfällt und somit in eine unnötige Richtung abgestrahlt wird. Wenn das Verhältnis der Brennweite f1 der Einfallslinse 131a zur Brennweite f2 der Austrittslinse 132a kleiner als etwa 1,5:1 ist, kann das auf die Einfallslinse 131a einfallende Licht nicht nur zur Austrittslinse 132a, sondern auch zu einer anderen Austrittslinse neben der Austrittslinse 132a gelangen. Wenn das Verhältnis der Brennweite f1 der Einfallslinse 131a zur Brennweite f2 der Austrittslinse 132a größer als etwa 2,0:1 ist, kann die Fläche des auf die Austrittslinse 132a einfallenden Lichts klein werden, was es schwierig macht, ein Lichtabstrahlmuster mit gewünschten Lichtverteilungseigenschaften zu bilden.
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Eine Breite der lichtemittierenden Oberfläche 110a' jedes der Lichtquellenchips 111 -113 in der Links-Rechts-Richtung kann etwa 70% oder weniger einer Breite von entsprechenden Einfalls- und Austrittslinsen unter den Einfallslinsen 131 und den Austrittslinsen 132 betragen. Die Lichtquellenchips 111 -113 können aufgrund der Größe der lichtemittierenden Oberfläche 110a' im Wesentlichen oberflächenemittierend sein. Wenn daher die Breite der Lichtausbreitungsoberfläche die Breite der Einfallslinsen 131 und der Austrittslinsen 132 in der horizontalen Richtung überschreitet, kann das Licht nicht nur in die entsprechenden Einfalls- und Austrittslinsen unter den Einfallslinsen 131 und den Austrittslinsen 132 eintreten, sondern auch in eine andere benachbarte Einfalls- und Austrittslinse, das heißt in einer unnötigen Richtung.
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Wie oben beschrieben, kann die Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung Lichtverteilungseigenschaften eines Strahlmusters, das durch die Fahrzeugleuchte 1 der vorliegenden Offenbarung gebildet wird, durch Einstellen der Position der Mittellinie C der lichtemittierenden Oberfläche 110' jedes der Lichtquellenchips 111 -113 und der Position der Mittelachse Ax1 und/oder Ax2 jedes der Kollimatoren 121 und 122 erfüllen. Daher ist es nicht notwendig, Einfalls- und Austrittslinsen und Kollimatoren abhängig von dem gewünschten Strahlmuster separat herzustellen. Dementsprechend können die Kosten reduziert werden, wodurch die Produktivität verbessert wird.
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Zum Ende der ausführlichen Beschreibung wird der Fachmann erkennen, dass viele Variationen und Modifikationen an den beispielhaften Ausführungsformen vorgenommen werden können, ohne im Wesentlichen von den Prinzipien der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Daher werden die beispielhaften Ausführungsformen der Offenbarung nur in einem generischen und beschreibenden Sinn und nicht zum Zwecke der Einschränkung verwendet.
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Liste der Bezugszeichen
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- 100
- Leuchtmodul
- 110
- Lichtquelleneinheit
- 110a
- Lichtquelle
- 110a'
- lichtemittierende Oberfläche
- 110b
- Verpackung
- 111, 112, 113
- Lichtquellenchips
- 120
- Strahlenwegeinstelleinheit
- 121
- erster Kollimator
- 122
- zweiter Kollimator
- 130
- optische Einheit
- 131
- Einfallslinsen
- 132
- Austrittslinsen
- 133
- Lichtübertragungseinheit
- 133a
- Einfallsoberfläche
- 133b
- Austrittsoberfläche
