用于機動車的前大燈投影模塊制造技術

本發明專利技術涉及一種用于機動車的前大燈投影模塊（10），用來產生預設的光分布。該投影模塊（10）包含：光源（11），其用來發出光線；主光學單元（12），其使發出的光的至少一部分束集起來；次級光學單元（14），其使束集起來的光線的至少一部分投影在投影模塊（10）的光出射方向（3）上。為了使投影模塊（10）實現盡量有效的構造，并且為了能尤其盡量整個表面地且均勻地照亮非圓形的次級光學單元（14），建議，在次級光學單元（14）的虛擬目標位置中在束集的光線的光程中設置光學上起作用的、折射光的微結構（24），其中該微結構（24）具有在微米范圍內的確定功能的結構部件（26、27）的尺寸，尤其是單個結構部件（26、27）的高度差。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種用于機動車的前大燈投影模塊，用來產生預設的光分布。該投影模塊包含:-光源，其用來發出光線；-主光學單元，其使發出的光的至少一部分束集；-次級光學單元，其使束集起來的光線的至少一部分投影在投影模塊的光出射方向上，例如投影在機動車前方的車道上。
技術介紹
新式的投影前大燈如今主要用半導體光源、尤其是發光二極管(LED)來當光源。發光二極管至少目前還不會像在高壓-氣體放電燈中出現的一樣產生很高的發光密度值，為此，發光二極管在擴展的動態區域內是可控的，并且可在運行溫度明更低的情況下產生光線。與傳統的電源(例如氣體放電燈和白熾燈)相比，運行溫度低是很重要的優點。因此在LED-投影前大燈中可采取光技術方面的措施，使光線在光源的附近束集。在現代前大燈構造中，由于溫度較低總是可使用塑料，來代替金屬、玻璃或陶瓷。因此，一方面可實現新穎且明顯更復雜的光學附件。另一方面，盡管很復雜，且盡管離散的LED-光源的數量明顯更多，但重量以及所需的空間比常規的解決方案更小。例如從DE 10 2009 053 581 B3已知這種現代前大燈模塊的實施例。在該處公開的前大燈模塊中，光源具有多個矩陣狀并排且相疊設置的半導體光源，例如發光二極管(LED-陣列)。相應地，主光學單元具有多個矩陣狀并排且相疊設置的光導體(光導體-陣列)，其中每個光導體都配備了 LED —陣列的至少一個發光二極管。每個光導體都具有面向發光二極管的光進入面、指向光出射方向的光出射面以及設置在光輸入面和光出射面之間的全反射側面。為了使從主光學單元中輸出的光束均勻化，并且為了在機動車前方實現盡量均勻的光分布，建議在光出射方向上在主光學單元之后設置光學上有效的輸出光學單元。從主光學單元中脫耦并穿透輸出光學單元的光線通過次級光學單元(例如以投影透鏡的形式)投影在機動車前方。發光二極管是明顯分散的光源，并借助由它發出的光束遮蓋很大的立體角。為了能有效地利用它的光線，必須在光出射方向(即機動車前方的車道的方向)上將光通量束集起來。在橫截面過大之前，這一點進行得越早，則為此所需的表面或主光學單元可構造得越小，但是它們必須越靠近發光二極管。在發光二極管中由于運行溫度相對較低，這一點是可行的，因為它們在正常運行時通常不高于或不允許高于最大100°c至150°c，以便能確保發光二極管的正常功能。在從DE 10 2009 053 581 B3已知的前大燈模塊中，就已經在發光二極管表面的后面通過最小的氣隙并通過光導體-耦合面上的光折射實現了第一束集措施，該耦合面分別從屬于發光二極管。其它走向的特征在于在特別成型的光導體-側面上的多次全反射。因此，在主光學單兀的光出射面上產生局部的光分布，該光分布滿足光技術方面的嚴格要求，并由次級光學單元投影到車道上。在此，通常源自次級光學單元的圓環形光輸入面，例如圖1的DE 10 2009 053 581 B3描述的一樣。在此，對由主光學單元成型并由次級光學單元成像的光分布提出了尤其重要的要求:主光學單元角開度必須與次級光學單元-角孔徑相匹配，因此該有針對性成型的主光學單元-光線部分能全部由次級光學單元捕捉到。否則，光線部分不能碰到次級光學單元，因此不能為車道上的光分布做出貢獻。該光學系統的轉換效率以及期望的光分布可能會因此受影響。出于此原因，在由DE 10 2009 053 581 B3已知的前大燈模塊中，主光學單元的光出射面優選設計成凸出拱起的。在主光學單元的構造方面的其它要求與從駕駛員的視線上看產生的光分布的在車道上投影的單個局部區域的角度范圍有關。因此，成像的像素應該例如只具有幾度(例如1° )的角寬。成像的像素的豎直角度范圍只稍大一點。因此，通過有針對性地操控前大燈模塊的一個或多個發光二極管，產生的光分布可尤其精細地改變，例如用來實現局部遠光功能或標志光功能。在局部遠光功能中通過有針對性地熄滅單個的發光二極管，可遮住產生的光分布的已探測到了其它交通參與者的區域。在標志光功能中通過有針對性地激活單個的發光二極管，在機動車前方有針對性地照射探測到的目標，以使機動車的駕駛員注意該目標。按照在無損耗的光學系統中的擴展量-獲取(Etendue-Erhaltung),由照亮的表面和張角構成的產品具有恒定不變的大小。因此，光穿透面(例如主光學單元12的光出射面)橫向于其最大范圍的方向束集得最歷害。因為發光二極管鄰近朗博的光分布，并且主光學單元12-光出射面的水平范圍小于豎直范圍，所以主光學單元12-光輸出束集具有相對較大的水平張角。因為主光學單元12-退耦光學單元的豎直范圍更大，所以反過來也適用，即退耦的光束的豎直張角更小。這在一定程度上導致，穿透次級光學單元14的光束的橫截面具有比堅直范圍更大的水平范圍。為此，光束橫截面通常應保持得盡量小，以便能從軸附近的光學光程的較高成像質量中獲取好處。在理想化地照亮圓形的次級光學單元時，主光學單元-光束在進入到次級光學單元14時必須強制性地具有大致相同大小的圓形橫截面。但在新式的前大燈投影模塊中，次級光學單元14由于設計和/或位置原因與圓形橫截面不同。放棄了在光學原因上有利的圓形形狀，并例如通過縱向拉伸的形狀代替，甚至通過長方形或類似形狀代替，其甚至在豎直平面中可朝水平線傾斜，因此產生菱形形狀。
技術實現思路
基于已述的現有技術，本專利技術的目的在于，即盡量完整地、并且按預設的強度分布、尤其盡量均勻均勻地照亮次級光學單元截取的、不同于圓形橫截面的光穿透面。為了實現該目的，基于前述類型的前大燈投影模塊建議，在次級光學單元的虛擬目標位置(即由主光學單元產生的光分布)中，在束集起來的光線的光程中設置光學上起作用的、折射光的微結構，其中該微結構具有在微米范圍內的、確定功能的結構部件的尺寸，尤其是結構部件的高度差。單個結構部件的寬度優選在毫米范圍內。本專利技術可實現，以最小的效率損失以期望的方式照亮具有圓形或非圓形橫截面的次級光學單元。借助本專利技術，由主光學單元束集的光線通過次級光學單元的盡可能大的光穿透面來分布。尤其由主光學單元產生的光束至少局部地偏轉到圓形光穿透面以外的區域中。通過大面積地照亮次級光學單元，產生了新式的設計和更大的顧客接受度。穿過次級光學單元的光穿透面可幾乎任意地成型。此外，通過該微結構可幾乎任意地改變光穿透面內的強度分布。優選的是，試圖盡量均勻地照亮次級光學單元的整個光穿透面。當然還可考慮的是，次級光學單元的光穿透面也可按其它默認值來照亮。與從現有技術已知的前大燈投影模塊相比，本專利技術既在設計技術上，也在光學和光線技術上具有明顯的優點。按本專利技術建議的附件為前大燈外部的觀察者開啟了整個光學系統的可見的、新式的、造型方面的自由空間。借助該微結構，從主光學單元中輸出的光束這樣在幾乎任意的方向上朝次級光學單元折射，使得主光學單元的在次級光學單元的光輸入面上產生的光分布的形狀和強度分布可幾乎任意地變化。因此，幾乎任意成型的光穿透面可被次級光學單元照亮。此外，在圓形表面的外部在次級光學單元的邊緣上均勻地照亮待添加的光學上不利的設計區域。尤其可考慮的是，照亮長方形或菱形的光穿透面或次級光學單元。此外，可由此以較高的規模來改變光穿透面內部的強度分布。尤其可考慮的是，均勻地照亮光穿透面。它們都不會明顯地降低光學系本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于機動車的前大燈投影模塊（10），用來產生預設的光分布，該投影模塊（10）包含：?光源（11），其用來發出光線；?主光學單元（12），其使發出的光的至少一部分束集，和；?次級光學單元（14），其使束集的光線的至少一部分投影在投影模塊（10）的光出射方向（3）上，其特征在于，在所述次級光學單元（14）的虛擬目標位置中，在束集的光線的光程中設置在光學上起作用的、折射光的微結構（24），其中該微結構（24）具有在微米范圍內的、確定功能的結構部件（26、27）的尺寸。

【技術特征摘要】
2011.10.27 DE 102011085315.41.一種用于機動車的前大燈投影模塊(10)，用來產生預設的光分布，該投影模塊(10)包含: -光源(11)，其用來發出光線； -主光學單元(12)，其使發出的光的至少一部分束集，和； -次級光學單元(14)，其使束集的光線的至少一部分投影在投影模塊(10)的光出射方向(3)上， 其特征在于，在所述次級光學單元(14)的虛擬目標位置中，在束集的光線的光程中設置在光學上起作用的、折射光的微結構(24)，其中該微結構(24)具有在微米范圍內的、確定功能的結構部件(26、27)的尺寸。2.根據權利要求1所述的投影模塊(10)，其特征在于，該光學上起作用的結構(24)構成為一維的、具有多個波紋的波紋結構，其中波紋的波峰(26)和波谷(27)通過圓柱形或大致圓柱形的部段構成，并且其中所述圓柱形或大致圓柱形的部段的縱軸線(28)彼此平行地延伸。3.根據權利要求1所述的投影模塊(10)，其特征在于，該光學上起作用的結構(24)構成二維的波紋結構，其具有第一組波紋和第二組波紋，其中波紋的波峰(26)和波谷(27)通過疊加兩組波紋的圓柱形或大致圓柱形的部段構成，其中第一組波紋的圓柱形或大致圓柱形的部段的縱軸線(30)彼此平行地延伸，并且第二組波紋的圓柱形或大致圓柱形的部段的縱軸線(31)彼此平行地延伸，并且其中第一組波紋和第二組波紋的縱軸線(30、31)以大于零的角度相互定向。4.根據權利要求2或3所述的投影模塊(10)，其特征在于，該光學上起作用的結構(24)這樣定向，使得在安裝于機動車中的狀態下，波紋的縱軸線(28 ；30 ;31)關于投影模塊 (10)的水平面傾斜地延伸。5.根據權利要求1至4之任一項所述的投影模塊(10)，其特征在于，所述光源(11)包含氣體放電燈或白熾燈。6.根據權利要求1至4之任一項所述的投影模塊(10)，其特征在于，所述光源(11)具有至少一個半導體光源、尤其是發光二極管。7.根據權利要求6所述的投影模塊(10)，其特征在于，所述光源(11)包含多個以行或列并排或相疊或呈矩陣狀并排和相疊設置的半導體光源、尤其是發光二極管。8.根據權利要求1至7之任一項所述的投影模塊(10)，其特征在于，主光學單元(12)具有反射器。9.根據權利要求6或7所述的投影模塊(10)，其特征在于，所述主光學單元(12)具...

【專利技術屬性】
技術研發人員：埃米爾·P·斯特凡諾夫，馬庫斯·基賽爾，恩斯特奧拉夫·羅森漢，
申請(專利權)人：汽車照明羅伊特林根有限公司，
類型：發明
國別省市：