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TECHNISCHES GEBIET
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Fahrzeugleuchte eines
Typs, der eine LED-Lichtquelle einsetzt und insbesondere auf eine solche
Fahrzeugleuchte, die derart konstruiert ist, um Licht mittels indirekter
Beleuchtung auszustrahlen.
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STAND DER TECHNIK
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In
jüngster
Zeit wurden mit LED-Lichtquellen ausgestattete Fahrzeugleuchten
häufig
eingesetzt. Wie in der japanischen Patent-Offenlegungsschrift
JP 11-306810 A beschrieben,
wurde eine Leuchte entwickelt, die eine sanfte Leuchtwirkung mittels
einer indirekten Beleuchtungstechnik bereitstellt, wobei die LED-Lichtquelle
derart angeordnet ist, um von der Vorderseite der Leuchte nicht
sichtbar zu sein. Um diesen Effekt zu erzielen, setzt die Leuchte
eine Fresnel-Linse zusammen mit der LED-Lichtquelle ein.
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Wie
in 10 gezeigt ist eine solche Leuchte derart aufgebaut,
dass Licht von einer LED-Lichtquelle 102, die nach oben
gewandt angeordnet ist, in einen nach oben gerichteten, parallelen
Lichtstrom durch eine Fresnel-Linse 104 gebildet wird,
die nahe der Oberseite der LED-Lichtquelle 102 vorgesehen ist,
und der parallele Lichtstrom von der Fresnel-Linse 104 wird dann durch einen
Reflektor 106 auf zerstreute Weise zu der Vorderseite der
Leuchte gerichtet. Der Reflektor 106 der Fahrzeugleuchte
ist in einer abgestuften Form gebildet, wobei die reflektierende Oberfläche 106 davon
in eine Vielzahl von Segmenten aufgeteilt ist, die in einem gleichförmigen Abstand H' in Bezug auf die
vertikale Richtung (die Richtung der optischen Achse Ax' der Fresnel-Linse 104)
angeordnet sind, und ein reflektierendes Element 106s, das
den parallelen Lichtstrom in zerstreuter Weise zu der Vorderseite
der Leuchte reflektiert und eine Stufenabschnitt 106r,
der sich in der vertikalen Richtung erstreckt, sind in jedem der
Segmente vorgesehen.
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In
der oben beschriebenen herkömmlichen Fahrzeugleuchte,
da der Reflektor 106, der im allgemeinen als eine ebene
Platte gebildet ist, unter einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf
die Richtung der optischen Achse Ax' geneigt ist, und die Breiten der reflektierenden
Elemente 106 in der Längsrichtung der
Leuchte alle denselben Wert w' besitzen
(die Höhen
der reflektierenden Elemente 106s in der vertikalen Richtung
sind alle dieselbe Höhe
h'), entstehen Probleme,
wie sie nachfolgend beschrieben werden.
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Da
das durch die LED-Lichtquelle 102 ausgestrahlte Licht eine
Lichtstärkenverteilung
I besitzt, wobei die maximale Leuchtstärke in der direkt nach vorne
gerichteten Richtung auftritt und die Lichtstärke verringert wird, wenn der
Winkel in Bezug auf die direkt nach vorne gerichtete Richtung anwächst, ist der
Lichtstrom pro Flächeneinheit
der Fresnel-Linse 104 hoch
in einem Bereich nahe der optischen Achse Ax', und wird in den Randbereichen verringert.
Darüber
hinaus ist eine Raumwinkel pro Flächeneinheit der Fresnel-Linse 104 in
Bezug auf die LED-Lichtquelle 102 groß in dem Bereich nahe der optischen Achse
Ax, und wird klein in den Randbereichen (θa' > θb' > θc' > θd'). Dementsprechend
ist der Lichtstrom pro Flächeneinheit,
der auf die reflektierenden Elemente 106s in Randbereichen
sowohl auf oberen als auch auf unteren Seiten des zentralen Bereichs nahe
eines Schnittpunkts C in Bezug auf die optische Achse Ax' auf der reflektierenden
Oberfläche 106a trifft,
kleiner als derjenige, der auf die reflektierenden Elemente 106 trifft,
welche den zentralen Bereich bilden (∅a' > ∅b' > ∅c' > ∅d').
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Wenn
man die reflektierende Oberfläche 106a des
Reflektors 106 von der Vorderseite der Leuchte betrachtet,
wenn die Leuchte eingeschaltet ist, erscheinen daher die reflektierenden
Elemente 106s, welche die Randbereiche bilden, dunkel,
während
die reflektierenden Elementen 106s in dem zentralen Bereich
hell gesehen werden, so dass es ein Problem darin gibt, dass das
Gesamterscheinungsbild der Leuchte nicht so gut wie gewünscht ist.
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Die
DE 196 38 081 A1 offenbart
eine Leuchte für
Fahrzeuge mit einem Reflektor, welcher auf seiner der Lichtscheibe
zugewandten Innenseite Umlenkflächen
hat. Zwischen den Umlenkflächen
verlaufen Flächenabschnitte,
welche etwa parallel zu den optischen Achsen der Lichtsysteme verlaufen.
Die Umlenkflächen
und die Flächenabschnitte
sind streifenförmig
ausgeführt
und verlaufen in ihrer Längsausdehnung
in einem äquidistanten
Abstand zu der Fläche,
in welcher die optischen Achsen der Lichtsysteme liegen. Die Flächenabschnitte
und die Umlenkflächen
sind mit einer die Lichtstrahlen reflektierenden Beschichtung versehen.
Die Lichtstrahlen treffen auf die Umlenkflächen auf und reflektieren dort
in Richtung der Lichtscheibe.
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Ferner
offenbart die
US 5,054,885
A ein Gehäuse
mit einem lichtdurchlässigen
Element, wobei in dem Gehäuse
LEDs angeordnet sind. Eine Seitenwand ist dabei eine strukturierte
Oberfläche
mit einer Mehrzahl von Prismen, vorzugsweise lineare Prismen, die
reflektieren. Das Licht, das von der Lichtquelle (LED) ausgesendet
wird, wird von der Seitenwand mit Prismen reflektiert und somit
wird die gesamte Öffnung
des optischen Fensters beleuchtet.
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Für eine gleichmäßige Beleuchtung
nimmt die reflektierende Fläche
der Prismen mit dem Abstand von den Lichtquellen zu.
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Unter
Berücksichtigung
der vorstehenden Ausführungen
ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fahrzeugleuchte
des Typs, in welchem Licht von einer LED-Lichtquelle durch indirekte Beleuchtung
ausgestrahlt wird, bereitzustellen, wobei die Leuchte ein verbessertes
Erscheinungsbild besitzt, wenn die Leuchte eingeschaltet ist.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung löst
die obige und weitere Aufgaben durch Bereitstellen einer Leuchte des
oben beschriebenen Typs, in der die Abmessungen jedes reflektierenden
Elements, die die reflektierende Oberfläche des Reflektors bilden,
derart bestimmt ist, um eine gleichmäßigere Beleuchtung zu erhalten.
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Genauer
gesagt umfasst eine Fahrzeugleuchte gemäß der vorliegenden Erfindung
eine LED-Lichtquelle, eine Linse zum Formen des Lichts von der LED-Lichtquelle
in einen parallelen Lichtstrom, einen Reflektor zum Reflektieren
des parallelen Lichtstroms zu der Vorderseite der Leuchte, und eine
transluzente Abdeckung, die vor dem Reflektor der Leuchte vorgesehen
ist, worin die reflektierende Oberfläche des Reflektors in eine
Vielzahl von Segmenten in einem im wesentlichen gleichmäßigen Intervall
in Bezug auf die Strahlungsrichtung des parallelen Lichtstroms aufgeteilt
ist, und ein reflektierendes Element und ein Stufenabschnitt sind
in jedem der Segmente vorgesehen, wodurch die reflektierende Oberfläche in einer
abgestuften Form gebildet ist, und die Breite jedes reflektierenden
Elements in der Längsrichtung
der Leuchte ist derart bestimmt, dass, verglichen mit einem reflektierenden
Element, das einen zentralen Bereich darstellt, der nahe eines Schnittpunkts
in Bezug auf die zentrale Achse des parallelen Lichtstroms auf der
reflektierenden Oberfläche
positioniert ist, die reflektierenden Elemente in Randbereichen
auf beiden Seiten in der Strahlungsrichtung des parallelen Lichtstroms
in Bezug auf den zentralen Bereich breiter werden.
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Die
spezifische Struktur der Linse ist nicht besonders begrenzt, sofern
die Linse das Licht von der LED-Lichtquelle in einen parallelen
Lichtstrom formen kann, beispielsweise ist es möglich, eine einzelne sphärische Linse,
eine Kombinationslinse, eine Fresnel-Linse oder dergleichen einzusetzen.
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Die
Richtung der optischen Achse der Linse ist nicht auf eine spezifische
Richtung begrenzt, sofern die Richtung einer Richtung entspricht,
welche die Längsrichtung
der Leuchte schneidet, beispielsweise ist es möglich, die Richtung der optischen
Achse in einer nach oben gerichteten Richtung oder seitlichen Richtung
einzustellen, indem die Richtung senkrecht zu der Längsrichtung
der Leuchte ausgeführt
wird.
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Die
zentrale Achse des parallelen Lichtstroms ist im allgemeinen derart
eingestellt, um koaxial mit der optischen Achse der Linse zu sein;
allerdings kann sie auf eine geringfügig in Bezug auf die optische
Achse der Linse geneigte Richtung eingestellt sein. Die letztere
Einstellung kann erzielt werden durch Anordnen der LED-Lichtquelle
in einer gegenüber
der optischen Achse der Linse versetzten Position, Vorsehen der
Lichtablenkungseinrichtung nahe der Reflektorseite der Linse, oder
dergleichen.
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Wie
oben beschrieben ist die Fahrzeugleuchte gemäß der vorliegenden Erfindung
derart aufgebaut, dass die reflektierende Oberfläche des Reflektors, der das
Licht von der LED-Lichtquelle, das in die Form eines parallelen
Lichtstroms durch die Fresnel-Linse gebracht ist, zu der Vorderseite
der Leuchte reflektiert, in eine Vielzahl von Segmenten auch im
wesentlichen in einem gleichförmigen
Intervall in Bezug auf die Strahlungsrichtung des parallelen Lichtstroms
aufgeteilt ist. Darüber
hinaus sind ein reflektierendes Element und ein Stufenabschnitt
in jedem der Segmente vorgesehen, wodurch die reflektierende Oberfläche in der
abgestuften Form gebildet ist. Die Breite in der Längsrichtung
der Leuchte jedes reflektierenden Elements ist derart bestimmt, dass
die reflektierenden Elemente, welche die Randbereiche auf beiden
Seiten in der Strahlungsrichtung des parallelen Lichtstroms bilden,
in Bezug auf den zentralen Bereich nahe des Schnittpunkts mit der zentralen
Achse des parallelen Lichtstroms auf der reflektierenden Oberfläche breiter
sind als die reflektierenden Elemente, die den zentralen Bereich
bilden. Infolge dieser Konstruktion werden die folgenden Wirkungen
erhalten.
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Wie
vorstehend beschrieben, da der Lichtstrom pro Flächeneinheit des parallelen
Lichtstroms, der die reflektierende Oberfläche des Reflektors von der
Linse erreicht, kleiner ist in den Randbereichen als in dem zentralen
Bereich der reflektierten Oberfläche
in der herkömmlichen
Leuchte, erscheinen die reflektierenden Elemente, die den zentralen
Bereich bilden, im allgemeinen hell, während die reflektierenden Elemente,
die die Randbereiche bilden, dunkler erscheinen, wenn die reflektierende
Oberfläche
des Reflektors von der Vorderseite der Leuchte betrachtet wird,
wenn die Leuchte eingeschaltet wird. Im Gegensatz hierzu, gemäß der vorliegenden
Erfindung, da die Breite in der Längsrichtung der Leuchte jedes reflektierenden
Elements größer ist
für die
reflektierenden Elemente, welche die Randbereiche bilden, als für die reflektierenden
Elemente, welche den zentralen Bereich bilden, wird ein derartiger
Helligkeitsunterschied zwischen den reflektierenden Elementen, welche
den zentralen Bereich bilden, und den reflektierenden Elementen,
welche die Randbereiche bilden, signifikant verringert.
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Daher
besitzt die erfinderische Fahrzeugleuchte, in der Licht von der
LED-Lichtquelle durch indirekte Beleuchtung ausgestrahlt wird, ein
verbessertes Erscheinungsbild, wenn die Leuchte eingeschaltet ist.
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In
der oben beschriebenen Leuchtenstruktur, in dem Fall, in welchem
die Breite in der Längsrichtung
der Leuchte jedes reflektierenden Elements anwächst, wenn die Position des
reflektierenden Elements anwächst
auf beiden Seiten in der Strahlungsrichtung des parallelen Lichtstroms
von dem Schnittpunkt zwischen dem parallelen Lichtstrom und der zentralen
Achse auf der reflektierenden Oberfläche, ist es möglich, den
Helligkeitsunterschied zwischen den reflektierenden Elementen, welche
den zentralen Bereich bilden und den reflektierenden Elementen,
welche die Randbereiche bilden, sehr viel kleiner zu machen.
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Darüber hinaus,
in dem Fall, in welchem die Breite in der Längsrichtung der Leuchte jedes
reflektierenden Elements derart ist, dass die einfallenden Lichtströme auf all
die reflektierenden Elemente im wesentlichen zueinander gleich sind,
wird die Helligkeit der reflektierenden Elemente über die
gesamte reflektierende Oberfläche
gleichmäßig gemacht.
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Darüber hinaus,
in der wie oben beschrieben konstruierten Leuchte, in dem Fall,
in welchem jedes der reflektierenden Elemente durch eine gekrümmte Oberfläche gebildet
ist, die den parallelen Lichtstrom von der Linse auf streuende Weise
sowohl in vertikaler als auch in seitlicher Richtung reflektiert,
ist es möglich,
eine erforderliche Leuchtenlichtverteilungsleistung zu erhalten,
selbst wenn die Abdeckung der Leuchte transluzent und im allgemeinen
eben ist. In dem Fall, in welchem der Reflexionswinkel der jeweiligen
reflektierenden Elemente im wesentlichen derselbe ist, wird jedes
der reflektierenden Elemente im wesentlichen mit derselben Helligkeit
innerhalb desselben Winkelbereichs zu sehen sein, wenn sie von einer
schrägen
Richtung in Bezug auf die Vorwärtsrichtung
der Leuchte betrachtet werden.
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Alternativ
kann jedes der reflektierenden Elemente durch eine glatte Ebene
derart gebildet sein, um den parallelen Lichtstrom von der Linse
zu der Vorderseite der Leuchte zu reflektieren, während der Lichtstrom
parallel gehalten wird, in welchem Fall die Zerstreuungslinsen in
der transluzenten Abdeckung gebildet sind, wodurch das Licht in
der vertikalen Richtung und der seitlichen Richtung zerstreut wird. Andernfalls
können
die reflektierenden Elemente durch eine gekrümmte Oberfläche gebildet sein, die eine
Krümmung
lediglich in einer Richtung derart besitzen, um den parallelen Lichtstrom
von der Linse zu der Vorderseite der Leuchte nur in einer Richtung
auf streuende Weise zu reflektieren, und die Zerstreuungslinsenelemente
sind in der transluzenten Abdeckung gebildet, wodurch das Licht
in der Richtung senkrecht zu der oben genannten einen Richtung gestreut
wird.
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Darüber hinaus,
in dem Fall, in welchem die Linse durch eine Fresnel-Linse gebildet
ist, in der eine Vielzahl von Fresnel-Linsenelementen auf der Oberfläche der
Linsenplatte auf der Seite der LED-Lichtquelle gebildet sind, und
eine Vielzahl von Streulinsenelementen zum Ausstrahlen des parallelen
Lichtstroms, der durch die Fresnel-Linse in einer unter einem vorbestimmten
Winkel in Bezug auf die optische Achse der Fresnel-Linse geneigten
Richtung übertragenen
Lichts sind auf der Linsenplatte auf der Seite des Reflektors gebildet,
können
die folgenden Vorgänge
und Effekte erzielt werden.
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Infolge
der Begrenzungen des Leuchtenlayouts kann es schwierig sein, die
reflektierende Oberfläche
des Reflektors in einer direkt nach vorne gerichteten Position in
der Richtung der optischen Achse der Linse anzuordnen. Allerdings
in dem Fall, in welchem der parallele Lichtstrom in einer unter
einem vorbestimmten Winkel in Bezug auf die optische Achse der Fresnel-Linse
geneigten Richtung ausgestrahlt wird, ist es möglich, den parallelen Lichtstrom in
derselben Richtung auszustrahlen, in der die reflektierende Oberfläche angeordnet
ist, selbst wenn die reflektierende Oberfläche des Reflektors in einer geringfügig von
der direkt nach vorne gerichteten Position in der Richtung der optischen
Achse der Linse versetzten Position angeordnet ist. Dementsprechend
ist es möglich,
die Freiheit der Designauswahl in Bezug auf die Form des Reflektors
zu erhöhen, während die
Wirkung des Verringerns des Helligkeitsunterschieds zwischen den
reflektierenden Elementen, welche den zentralen Bereich des Reflektionsbereichs
bilden, und den reflektierenden Elementen, welche die Randbereiche
bilden, zu verringern. Darüber
hinaus ist es möglich,
die oben genannten Wirkungen zu erzielen bei Verwendung nur einer
einzelnen Fresnel-Linse.
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Die
Fahrzeugleuchte gemäß der vorliegenden
Erfindung kann derart aufgebaut sein, um nur das Licht von der LED-Lichtquelle über die
Linse, den Reflektor und die transluzente Abdeckung auszustrahlen.
Allerdings kann zusätzlich
eine zweite Leuchteneinheit vorgesehen sein. In solch einem Fall kann
die Leuchteneinheit an der Vorderseite der LED-Lichtquelle und der
Linse der Leuchte montiert sein, und es ist möglich, die LED-Lichtquelle
und die Linse von der Vorderseite der Leuchte unsichtbar zu machen,
wodurch es möglich
ist, das Erscheinungsbild der Leuchte zu verbessern. In diesem Fall
sind die spezifische Struktur, die Art, die Form und dergleichen
der zweiten Leuchteneinheit nicht besonders begrenzt.
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KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Frontansicht, welche eine gemäß einer bevorzugten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufgebaute Fahrzeugleuchte zeigt.
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2 ist
eine seitliche Querschnittsansicht der Fahrzeugleuchte aus 1.
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3 ist
eine teilweise geschnittene Frontansicht, welche eine einer Vielzahl
von LED-Einheiten der Fahrzeugleuchte aus 1 zeigt.
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4 ist
eine seitliche Querschnittsansicht, welche die LED-Einheit zeigt.
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5 ist
eine Perspektivansicht, welche die LED-Einheit zeigt.
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6 ist
eine Detailansicht eines in 5 bezeichneten
Abschnitts VI.
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7 ist
eine teilweise Detailansicht von 4.
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8 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 4, welche eine Modifikation der LED-Einheit zeigt.
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9 ist
eine Ansicht ähnlich
zu 4, welche eine weitere Modifikation der LED-Einheit
zeigt.
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10 ist
eine ähnliche
Ansicht zu 7, zeigt jedoch eine herkömmliche
Leuchte.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Nachfolgend
wird eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die gemäß der vorliegenden
Erfindung konstruiert sind, unter Bezugnahme auf die begleitenden
Zeichnungen gegeben.
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1 und 2 sind
eine Frontansicht und eine seitliche Querschnittsansicht, die eine
gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgebaute Fahrzeugleuchte zeigen.
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Wie
in diesen Zeichnungen gezeigt nimmt eine Fahrzeugleuchte 10 gemäß der vorliegenden Erfindung
die Form einer Rücklichtkombinationsleuchte
ein, die dazu ausgelegt ist, an dem hinteren Ende eines Fahrzeugs
montiert zu werden. Die Leuchte ist derart aufgebaut, dass eine
Leuchteneinheit 16 für
eine Rücklicht-
und Bremsleuchte und eine Leuchteneinheit 18 für eine Blinksignalleuchte
innerhalb einer Leuchtenkammer vorgesehen sind, die durch einen
Leuchtenkörper 12 und
eine klare, transluzente Abdeckung 14 (mit "klar" ist gemeint, dass die
Abdeckung keine Diffusionslinsenelemente enthält) gebildet.
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Die
Leuchteneinheit 16 schließt eine Vielzahl von LED-Einheiten 20 ein,
die jeweils durch eine Lichtquelleneinheit 22 und einen
Reflektor 24 gebildet sind, welche benachbart zueinander
angeordnet und aneinander befestigt sind in einer seitlichen Richtung.
Die Leuchteneinheit 16 ist dazu ausgelegt, in einem oberen
hinteren Abschnitt innerhalb der Leuchtenkammer montiert zu werden
(in diesem Fall bezieht sich "hinten" auf das Hintere
der Leuchte, das in der Richtung der Vorderseite des Fahrzeugs orientiert
ist. Derselbe Richtungsbezug ist auf die nachfolgende Beschreibung
anwendbar.
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Die
Leuchteneinheit 18, welche eine einzelne Lichtquellenbirne 26 und
einen Reflektor 28 einsetzt, ist in einer unteren vorderen
Position innerhalb der Leuchtenkammer montiert. Ein Erweiterungsabschnitt 28a,
der sich nach oben erstreckt und nach hinten geneigt ist, ist in
einem oberen Abschnitt eines vorderen Endes in dem Reflektor 28 der
Leuchteneinheit 18 gebildet. Dieser Erweiterungsabschnitt 28a erstreckt
sich in eine Position geringfügig
oberhalb einer oberen Endfläche
der Lichtquelleneinheit 22 in der Leuchteneinheit 16,
wodurch die Lichtquelleneinheit 22 von einer direkt von
vorne gerichteten Richtung der Leuchte nicht sichtbar ist.
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3, 4 und 5 sind
jeweils eine Frontansicht, eine seitliche Querschnittsansicht und eine
Perspektivansicht, die in geschnittener Weise eine der Vielzahlen
von LED-Einheiten 20 zeigen, welche die Leuchteneinheit 16 bilden.
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Wie
in diesen Zeichnungen gezeigt ist die Lichtquelleneinheit 22 jeder
der LED-Einheiten 20 durch eine LED-Lichtquelle 30 gebildet,
die nach oben gerichtet angeordnet ist, eine Fresnel-Linse 32, welche
das Licht von der LED-Lichtquelle 30 in einen parallelen
Lichtstrom umwandelt, eine gedruckte Leiterplatte 34, welche
die LED-Lichtquelle 30 lagert, und ein Gehäuse 36,
das die gedruckte Leiterplatte 34 und die Fresnel-Linse 32 trägt. Die
Fresnel-Linse 32 besitzt eine optische Achse Ax, die sich
in einer vertikalen Richtung derart erstreckt, um durch eine zentrale
Position der LED-Lichtquelle 30 zu
passieren, und ein Fresnel-Linsenabschnitt 32a ist auf
einer unteren Oberfläche
davon gebildet. Die gedruckte Leiterplatte 34 und das Gehäuse 36 sind
derart gebildet, um sich in einer seitlichen Richtung über die Breite
der Leuchteneinheit 16 zu erstrecken.
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Der
Reflektor 24 jeder LED-Einheit 20 ist derart gebildet,
um sich nach oben zu erstrecken. Der Reflektor 24 ist nach
vorne geneigt von einem hinteren Endabschnitt der Lichtquelleneinheit 22,
und ist derart aufgebaut, um den parallelen Lichtstrom, der von
der Fresnel-Linse 32 nach oben gestrahlt wird, im wesentlichen
unter rechten Winkeln zu der Vorderseite der Leuchte zu reflektieren.
Der Reflektor 24 erstreckt sich ebenso in einer seitlichen
Richtung über die
Breite der Leuchteneinheit 16.
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Die
reflektierende Oberfläche 24a des
Reflektors 24 ist in eine Vielzahl von Segmenten (vierundzwanzig
Segmente in diesem Beispiel) unter einem gleichmäßigen Intervall bzw. Abstand
H in Bezug auf die vertikale Richtung aufgeteilt, und ein reflektierendes
Element 24s und ein Stufenabschnitt 24r sind in
jedem der Segmente gebildet, wodurch die reflektierende Oberfläche eine
abgestufte Form besitzt. Die reflektierende Oberfläche 24a reflektiert den
parallelen Lichtstrom von der Fresnel-Linse 32 zu der Vorderseite
der Leuchte in gestreuter Weise von jeden der reflektierenden Elemente 24s.
Jeder Stufenabschnitt 24r ist in einer vertikalen Ebene
derart gebildet, dass der parallele Lichtstrom von der Fresnel-Linse 32 nicht
auf die Stufe trifft.
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Die
Breite in der Längsrichtung
der Leuchte jedes reflektierenden Elements 24 ist derart
bestimmt, dass die Breite der reflektierenden Elemente 24s,
welche die Randbereiche 24aU und 24aL auf sowohl
der oberen als auch der unteren Seite der reflektierenden Elemente 24s,
welche einen zentralen Bereich 24aC bilden, größer ist
als die Breite der reflektierenden Elemente 24s, welche
den zentralen Bereich 24aC bilden, der nahe des Schnittpunkts
C in Bezug auf die optische Achse Ax (entsprechend der zentralen
Achse des oben genannten parallelen Lichtstroms) der Fresnel-Linse 32 auf
der reflektierenden Oberfläche 24a positioniert
ist. Die reflektierende Oberfläche 24a ist
in einer Vielzahl von Segmenten (vier Segmente in diesem Beispiel)
unter einem gleichförmigen
Intervall in Bezug auf die horizontale Richtung aufgeteilt, und
ein reflektierendes Element 24s und ein Stufenabschnitt 24r sind
in jedem der Elemente vorgesehen. Das reflektierende Element 24s und
der Stufenabschnitt 24r die die jeweiligen Segmente bilden,
besitzen dieselbe Form auf derselben Stufe in der vertikalen Richtung.
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6 ist
eine Detailansicht eines Abschnitts, der in 5 mit VI
bezeichnet ist. Wie veranschaulicht ist jedes der reflektierenden
Elemente 24s aus einer im wesentlichen kugelförmig gekrümmten Oberfläche derart
aufgebaut, um den parallelen Lichtstrom von der Fresnel-Linse 32 auf
verstreute Weise unter vorbestimmten Diffusions- bzw. Streuwinkeln
in vertikalen und seitlichen Richtungen in Bezug auf eine direkt nach
vorne gerichtete Richtung der Leuchte zu reflektieren. Die Diffusionswinkel
in der vertikalen Richtung und der seitlichen Richtung jedes reflektierenden
Elements 24s sind dieselben bei den reflektierenden Elementen 24s.
Darüber
hinaus ist jeder der Stufenabschnitte 24r durch eine zylindrisch
gekrümmte
Oberfläche
derart gebildet, um die vertikal benachbarten reflektierenden Elemente 24s zu
verbinden.
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7 ist
eine teilweise Detailansicht von 4. Wie veranschaulicht
wird in einem unterseitigen Bereich von dem Schnittpunkt C in Bezug
auf die optische Achse Ax auf der reflektierenden Oberfläche 24a die
Breite in der Längsrichtung
der Leuchte jedes reflektierenden Elements 24s graduell
größer, wenn
der Abstand von dem reflektierenden Element 24s in einer
von dem Schnittpunkt C nach unten gerichteten Richtung anwächst (wa < wb < wc < wd). Da jedes reflektierende
Element 24s mit einer gekrümmten Oberfläche gebildet
ist, für
die eine in Bezug auf die vertikale Richtung von 45° geneigte
Richtung Ebene als Referenzfläche
dient, um die Anforderung des Reflektierens des parallelen Lichtstroms
von der Fresnel-Linse 32 zu der Vorderseite der Leuchte
zu erfüllen,
ist die Breite in der vertikalen Richtung gleich groß ausgeführt zu der
Breite der Längsrichtung
der Leuchte, d. h. ha = wa, hb = wb, hc = wc, hd = wd. Dementsprechend
ist die Breite in der vertikalen Richtung derart eingestellt, um
graduell anzuwachsen, wenn der Abstand des jeweiligen reflektierenden
Elements 24s in der von dem Schnittpunkt C nach unten gerichteten
Richtung anwächst
(ha < hb < hc < hd).
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Die
Breite in der Längsrichtung
der Leuchte jedes reflektierenden Elements 24s ist derart
bestimmt, dass der einfallende Lichtstrom ϕ auf jedem reflektierenden
Element im wesentlichen derselbe ist. Die Breite in der vertikalen
Richtung ist auf dieselbe Weise bestimmt. Um dies zu erreichen,
ist die Breite in der Längsrichtung
der Leuchte jedes reflektierenden Elements 24s derart bestimmt,
dass das Licht von der LED-Lichtquelle 30 durch eine vertikal ausgerichtete
Projektionsoberfläche
in Bezug auf die Fresnel-Linse 32 jedes
reflektierenden Elements 24s passiert, wobei die Größe des Lichtstroms
im wesentlichen dieselbe ist für
alle derartigen Elemente. Allerdings besitzt das durch die LED-Lichtquelle 30 ausgestrahlte
Licht eine Lichtstärkeverteilung
I, in der die maximale Lichtstärke
in der direkt nach vorne gerichteten Richtung der LED-Lichtquelle 30 auftritt, wobei
die Lichtstärke
verringert ist, wenn der Winkel in Bezug auf die direkt nach vorne
gerichteten Richtung anwächst,
wie durch die strichdoppelpunktierte Linie in 7 gezeigt.
Daher wird der Lichtstrom pro Flächeneinheit
der Fresnel-Linse 32 gemäß dem Abstand an der optischen
Achse Ax verringert. Dementsprechend kann der Raumwinkel auf der
Basis der Position der LED-Lichtquelle 30 größer ausgeführt werden,
um die verringerte Lichtstrommenge zu berücksichtigen, wenn der Abstand
der vertikalen Projektionsfläche
weg von der optischen Achse Ax anwächst (θa < θb < θc < θd).
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Beim
Bilden der reflektierenden Oberfläche 24a besitzt die
Referenzfläche
zum Bilden der reflektierenden Oberfläche 24a eine leicht
konvexe Oberflächenform,
wie durch eine gestrichelt-doppeltpunktierte Linie in der Zeichnung
gezeigt.
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In
dem Bereich oberhalb des Schnittpunktes C in Bezug auf die optische
Achse Ax auf der reflektierenden Oberfläche 24a wächst die
Breite in die Längsrichtung
der Leuchte jedes reflektierenden Elements 24s graduell
an, wenn der Abstand des reflektierenden Elements 24s nach
oben von dem Schnittpunkt C anwächst.
Die Breite in der vertikalen Richtung ist auf dieselbe Weise bestimmt.
Wenn die reflektierende Oberfläche 24a auf
die oben beschriebene Weise gebildet wird, besitzt die Referenzfläche zum
Bilden der reflektierenden Oberfläche 24a eine leicht
vertiefte Oberflächenform,
wie durch eine gestrichelt-doppeltpunktierte Linie in 4 gezeigt.
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Als
nächstes
wird eine Beschreibung des Betriebes der Leuchte der vorliegenden
Ausführungsform
gegeben.
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In
der herkömmlichen
Leuchte ist die reflektierende Oberfläche 24a in eine Vielzahl
von Segmenten unter einem gleichförmigen Intervall in Bezug auf
die vertikale Richtung aufgeteilt, und ein reflektierendes Element 24s,
das dieselbe Form und Größe wie all
die anderen Elemente besitzt, ist in jedem der Segmente gebildet.
In diesem Fall ist der Lichtstrom pro Flächeneinheit des parallelen
Lichtstroms, der auf die reflektierende Oberfläche 24a des Reflektors 24 trifft,
geringer in den Randbereichen 24aU und 24aL als
in dem zentralen Bereich 24aC der reflektierenden Oberfläche 24a.
Daher erscheinen die reflektierenden Elemente 24s, welche
den zentralen Bereich 24aC bilden, hell, und die reflektierenden
Elemente 24s, welche die Randbereiche 24aU und 23aL bilden,
erscheinen dunkel, wenn die reflektierende Oberfläche 24a des
Reflektors von der Vorderseite der Leuchte bei eingeschalteter Leuchte
betrachtet wird.
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Im
Gegensatz hierzu ist in der gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
aufgebauten Leuchte die Breite in der Längsrichtung der Leuchte jedes
reflektierenden Elements 24s größer ausgeführt für die reflektierenden Elemente 24s,
welche die Randbereiche 24aU und 24aL bilden,
als für
die reflektierenden Elemente 24s, welche den zentralen
Bereich 24aC der reflektierenden Oberfläche 24a bilden. Daher wird
der Helligkeitsunterschied zwischen den reflektierenden Elementen 24s,
welche den zentralen Bereich 24aC bilden, und den reflektierenden
Elementen 24s, welche die Randbereiche 24aU und 24aL bilden,
signifikant verringert.
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Daher
wird in der Fahrzeugleuchte 10 gemäß der vorliegenden Erfindung,
die derart aufgebaut ist, um Licht durch indirekte Beleuchtung mittels der
LED-Lichtquelle 30 auszustrahlen das Erscheinungsbild verbessert,
wenn die Leuchte eingeschaltet ist.
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Darüber hinaus,
da die Breite in der Längsrichtung
der Leuchte jedes reflektierenden Elements 24 graduell
anwächst,
der Abstand des reflektierenden Elements 24s sowohl auf
der oberen als auch auf der unteren Seite von dem Schnittpunkt C
in Bezug auf die optische Achse Ax der Fresnel-Linse 32 auf
der reflektierenden Oberfläche 24a anwächst, wird
der Helligkeitsunterschied zwischen den reflektierenden Elementen 24s,
welche den zentralen Bereich 24aC der reflektierenden Oberfläche 24a bilden,
und den reflektierenden Elementen 24s, welche die Randbereiche 24aU und 24aL bilden,
gering ausgeführt.
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Die
Breite in der Längsrichtung
der Leuchte jedes reflektierenden Elements 24 ist derart
bestimmt, dass der einfallende Lichtstrom ϕ auf jeden reflektierenden
Element 24s im wesentlichen derselbe ist. Daher ist es
möglich,
eine im wesentlichen gleichmäßige Helligkeit
der reflektierenden Elemente 24s über die gesamte reflektierende
Oberfläche 24a zu
erhalten.
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Darüber hinaus
ist in der oben beschriebenen Ausführungsform jedes reflektierende
Element 24s durch eine gekrümmte Oberfläche zum Reflektieren des parallelen
Lichtstroms von der Fresnel-Linse 32 auf zerstreute Weise
in vertikaler und seitlicher Richtung gebildet. Daraus ergibt sich,
dass es möglich
ist, die gewünschte
Lichtverteilungseigenschaft zu erhalten, selbst wenn die transluzente
Abdeckung 14 klar ist. Darüber hinaus können die
folgenden Wirkungen erzielt werden.
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Wie
in 3 gezeigt, wenn die eingeschaltete LED-Einheit 20 direkt
von der Vorderseite der Leuchte betrachtet wird, strahlt die reflektierende Oberfläche 24a Licht
auf zerstreute Weise in allen Richtungen in allen reflektierenden Elementen 24s. In 3 ist
ein mit Bezugszeichen B bezeichneter Abschnitt ein heller Abschnitt,
der in dem Zentrum jedes reflektierenden Elements 24s erscheint.
Da der einfallende Lichtstrom des parallelen Lichtstroms, der auf
jedes reflektierende Element 24s trifft, im wesentlichen
gleichmäßig ist,
wird die Helligkeit aller reflektierenden Elemente im wesentlichen
konstant über
die gesamte reflektierende Oberfläche 24a.
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Darüber hinaus,
wenn die Betrachtungsposition nach oben, nach unten, nach links
oder nach rechts von der direkt auf der Vorderseite der Leuchte liegenden
Position beendet wird, bewegt sich die Position des hellen Abschnitts
B ebenso nach oben, nach links und nach rechts innerhalb jedes reflektierenden
Elements 24s. Da allerdings der Diffusionswinkel jedes
reflektierenden Elements 24 unter allen reflektierenden
Elementen 24s derselbe ist, erscheinen alle reflektierenden
Elemente 24s im wesentlichen mit derselben Helligkeit,
bis alle reflektierenden Elemente 24s gleichzeitig dunkel
werden, wenn ein bestimmter maximaler Diffusionswinkel überschritten wird.
Dementsprechend wird das Erscheinungsbild der Leuchte weiter verbessert,
da das Erscheinungsbild im wesentlichen konstant ist für alle Betrachtungswinkel.
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Darüber hinaus
ist es möglich,
anstatt aller reflektierenden Elemente 24s als im wesentlichen kugelförmig gekrümmte Oberfläche zu bilden,
das Licht in der vertikalen oder seitlichen Richtung durch Konstruieren
jedes reflektierenden Elements 24s als glatte Ebene derart
zu verstreuen, um den parallelen Lichtstrom von der Fresnel-Linse 32 zu
der Vorderseite der Leuchte zu reflektieren, während der Lichtstrom parallel
gehalten wird, und gleichzeitig Diffusionslinsenelemente auf der
transluzenten Abdeckung 14 (oder alternativ eine innere
Linse) bereitzustellen. Alternativ ist es möglich, den parallelen Lichtstrom von
der Fresnel-Linse 32 zu der Vorderseite der Leuchte auf zerstreute
Weise nur in einer Richtung zu reflektieren durch Ausbilden jedes
reflektierenden Elements 24s als gekrümmte Oberfläche, die nur in einer Richtung
eine Krümmung
besitzt, und das Licht in einer Richtung senkrecht zu der oben genannten einen
Richtung zu zerstreuen durch Ausbilden von Diffusionslinsenelementen
auf der transluzenten Abdeckung 14 oder dergleichen.
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Die
Fahrzeugleuchte 10 gemäß der vorliegenden
Erfindung ist derart aufgebaut, dass die Leuchteneinheit 16 für die Rücklicht-
und Bremsleuchte und die Leuchteneinheit 18 für die Blinksignalleuchte
innerhalb der Leuchtenkammer aufgenommen sind, die durch den Leuchtenkörper 12 und die
klare transluzente Abdeckung 14 gebildet ist. Da allerdings
die Leuchteneinheit 16 auf der Vorderseite der Lichtquelleneinheit 22 der
Leuchteneinheit 16 der Leuchte vorgesehen ist, ist es möglich, die
Lichtquelleneinheit 22 unsichtbar von der Vorderseite der Leuchte
zu machen, wodurch es möglich
ist, das Erscheinungsbild der Leuchte zu verbessern.
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In
der oben beschriebenen Ausführungsform ist
die reflektierende Oberfläche 24a des
Reflektors 24 in jeder LED-Einheit 20 in eine Vielzahl
von Segmenten (vier Segmente in dem gegebenen Beispiel) unter einem
gleichmäßigen Intervall
in Bezug auf die horizontale Richtung aufgeteilt, und ein reflektierendes
Element 24s und ein Stufenabschnitt 24r sind in jedem
Segment gebildet. Da allerdings jedes reflektierende Element 24s und
jeder Stufenabschnitt, welche die Segmente jeweils bilden, in derselben
Form in jeder Stufe gebildet sind, besitzen die Segmente, welche
die benachbarten Stufen darstellen, nicht dieselbe Helligkeit. Um
die Helligkeit gleichmäßiger zu machen,
kann die Breite in der seitlichen Richtung des Reflektors 24 jeder
der LED-Einheiten abgesenkt werden.
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Die
oben beschriebene Ausführungsform
bezieht sich auf den Fall, in welchem die Leuchteneinheit 16 für eine Rücklicht- und Bremsleuchte
vorgesehen ist. Allerdings kann das allgemeine Konzept der vorliegenden
Erfindung auch auf andere Arten von Leuchten (beispielsweise eine
Leuchteneinheit für
eine Begrenzungsleuchte oder dergleichen) angewendet werden, während derselbe
Betrieb und dieselben Wirkungen wie diejenigen der oben genannten
Ausführungsform
ausrechterhalten werden.
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8 und 9 sind
Zeichnungen zu 4, welche eine modifizierte
Ausführungsform
der LED-Einheit 20 zeigen. Die in 8 gezeigte LED-Einheit 20A setzt
eine Vielzahl prismenartiger Ablenkungslinsenelemente 32b ein,
die parallelen Lichtstrom, der durch die Fresnel-Linse 32 übertragen
wird, in einer um 5° zur
Rückseite
der Leuchte in Bezug auf die optische Achse Ax, die sich in der
vertikalen Richtung erstreckt, geneigten Richtung ausstrahlen. Die
prismenartigen Ablenkungslinsenelemente 32b sind auf der
oberen Seitenfläche
der Fresnel-Linse 32 gebildet. Der Reflektor 24A für die LED-Einheit 20A ist
zu der Rückseite
der Leuchte in Bezug auf den Reflektor 24 (gezeigt durch
eine strich-doppeltpunktierte Line) der LED-Einheit 20 geneigt
und ist derart aufgebaut, um den parallelen Lichtstrom, der nach
oben in einer um 5° zur
Rückseite
der Leuchte von der Fresnel-Linse 32 geneigt ist, zu der
Vorderseite der Leuchte auf zerstreute Weise zu reflektieren. Die
reflektierende Oberfläche 24a des
Reflektors 24A ist in eine Vielzahl von Segmenten unter
einem gleichmäßigen Intervall
H in Bezug auf die Strahlungsrichtung des parallelen Lichtstroms aufgeteilt,
und ein reflektierendes Element 24s und der Stufenabschnitt 24r sind
in jedem Segment vorgesehen, wodurch die reflektierende Oberfläche in einer
abgestuften Form gebildet ist. Darüber hinaus ist die reflektierende
Oberfläche 24a derart
aufgebaut, um den parallelen Lichtstrom von der Fresnel-Linse 32 zu
der Vorderseite der Leuchte auf zerstreute Weise in jedem reflektierenden
Element 24s zu reflektieren, und jeder Stufenabschnitt 24r ist
als eine Oberfläche
gebildet, die sich in der Strahlungsrichtung des parallelen Lichtstroms
erstreckt, so dass der parallele Lichtstrom von der Fresnel-Linse 32 nicht
eintritt. Die Breite in der Längsrichtung
der Leuchte jedes reflektierenden Elements 24s ist derart
eingestellt, dass die Breite der reflektierenden Elemente 24s,
welche die Randbereiche 24aU und 24aL, die sowohl
auf der oberen als auch auf der unteren Seite der reflektierenden
Elemente 24s positioniert sind, die wiederum den zentralen
Bereich 24aC bilden, bilden, größer sind als die Breite der
reflektierenden Elemente 24s, welche den zentralen Bereich 24aC nahe
des Schnittpunkts C1 in Bezug auf die optische Achse Ax1 des parallelen
Lichtstroms auf der reflektierenden Oberfläche 24a sind.
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Im
Gegensatz hierzu ist in der in 9 gezeigten
LED-Einheit 20B eine
Vielzahl prismenartiger Ablenkungslinsenelementen 32c auf
der oberen Seitenfläche
der Fresnel-Linse 32 gebildet, die einen parallelen Lichtstrom,
der durch die Fresnel-Linse 32 in einer um 5° zu der Vorderseite
der Leuchte in Bezug auf die optische Achse Ax, die sich in der
vertikalen Richtung erstreckt, geneigt ist, ausstrahlt. Ein Reflektor 24B der
LED-Einheit 20B ist zu der Rückseite der Leuchte in Bezug
auf den Reflektor 24 (gezeigt durch eine gestrichelt-doppeltpunktierte
Linie) der LED-Einheit 20 geneigt,
wie in der oben beschriebenen Ausführungsform, und ist derart
aufgebaut, um den parallelen Lichtstrom, der von der Fresnel-Linse 32 nach oben
in der um 5° zu
der Vorderseite der Leuchte geneigten Richtung ausgestrahlte Licht
zu der Vorderseite der Leuchte auf zerstreute Weise zu reflektieren.
Die reflektierende Oberfläche 24a des
Reflektors 24A ist in eine Vielzahl von Segmenten unter
einem gleichmäßigen Intervall
H in Bezug auf die Strahlungsrichtung des parallelen Lichtstroms
aufgeteilt, und ein reflektierendes Element 24s und ein
Stufenabschnitt 24r sind in jedem Segment vorgesehen, wodurch
die reflektierende Oberfläche
in einer abgestuften Form gebildet ist. Darüber hinaus ist die reflektierende
Oberfläche 24a derart
aufgebaut, um den parallelen Lichtstrom von der Fresnel-Linse 32 zu
der Vorderseite der Leuchte auf zerstreute Weise in jedem reflektierenden
Element 24s zu reflektieren, und jeder Stufenabschnitt 24r ist
als eine Oberfläche gebildet,
die sich in der Strahlungsrichtung des parallelen Lichtstroms derart
erstreckt, dass der parallele Lichtstrom von der Fresnel-Linse 32 nicht
auf diese Abschnitte trifft. Die Breite in der Längsrichtung der Leuchte jedes
reflektierenden Elements 24s ist derart bestimmt, dass
die Breite der reflektierenden Elemente 24s, welche die
Randbereiche 24aU und 24aL auf sowohl der oberen
als auf der unteren Seite der reflektierenden Elemente 24s,
welche wiederum den zentralen Bereich 24aC bilden, bilden,
größer ist
als die Breite der reflektierenden Elemente 24s, welche den
zentralen Bereich 24aC bilden, der nachher eines Schnittpunkts
C2 in Bezug auf eine optische Achse Ax2 des parallelen Lichtstroms
auf die reflektierende Oberfläche 24a bilden.
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In
diesen modifizierten Ausführungsformen, da
es möglich
ist, den parallelen Lichtstrom in der in Bezug auf die optische
Achse Ax der Fresnel-Linse 32 durch Bilden einer Vielzahl
von Ablenkungslinsenelementen 32b, 32c auf der
oberen Fläche
der Fresnel-Linse 32 auszustrahlen, ist es möglich, den
parallelen Lichtstrom in der Richtung auszustrahlen, in der die
reflektierende Oberfläche 24a angeordnet
ist, obwohl die reflektierenden Oberflächen 24a der Reflektoren 24A, 24B in
Positionen angeordnet sind, die gegenüber einer Position direkt vor
der Leuchte in der Richtung der optischen Achse Ax leicht versetzt sind.
Daher ist es möglich,
den Freiheitsgrad beim Auswählen
der Form des Reflektors zu erhöhen, während dieselben
Wirkungen wie in der oben beschriebenen Ausführungsform aufrechterhalten
werden, nämlich
den Helligkeitsunterschied zwischen den reflektierenden Elementen 24s,
welche den zentralen Bereich 24aC der reflektierenden Oberfläche 24a bilden,
und den reflektierenden Elementen 24s, welche die Randbereiche 24aU und 24aL bilden
zu beseitigen. Darüber
hinaus ist es möglich,
dieselben oben genannten Wirkungen unter Verwendung nur einer einzelnen
Fesnel-Linse 32 zu erzielen.
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Darüber hinaus
wurde im Hinblick auf die modifizierten Ausführungsformen eine Beschreibung des
Falls gegeben, in welchem der parallele Lichtstrom von der Fresnel-Linse 32 in
einer zu der Rückseite
der Leuchte oder zu der Vorderseite der Leuchte in Bezug auf die
optische Achse Ax geneigten Richtung gerichtet ist. Allerdings ist
es möglich,
den parallelen Lichtstrom in einer nach links oder nach rechts in
Bezug auf die optische Achse Ax zu richten.