用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛前燈的顯微投影光模塊的制作方法
【專利說(shuō)明】用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛前燈的顯微投影光模塊
[0001]本發(fā)明涉及一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛前燈的顯微投影光模塊，包括 *)至少一個(gè)光源以及
*)至少一個(gè)投影裝置(arrangement)，其以至少一個(gè)光分布的形式將從至少一個(gè)光源出射(ex i t)的光成像到機(jī)動(dòng)車(chē)輛之前的區(qū)域中。
[0002]本發(fā)明還涉及一種用于機(jī)動(dòng)車(chē)輛前燈的照明設(shè)備。
[0003]本發(fā)明另外涉及一種車(chē)輛前燈。
[0004]當(dāng)前的光系統(tǒng)或光模塊或車(chē)輛前燈(特別是在使用發(fā)光二極管作為光源的情況下)使用復(fù)雜的、高度準(zhǔn)確的、并且因此昂貴的LED光源，所述LED光源的光(在適當(dāng)?shù)那闆r下在光之前經(jīng)過(guò)主要或輔助光學(xué)器件之后)通過(guò)例如透鏡的投影光學(xué)器件而被成形為形成光分布。由于高成本，所以通常設(shè)法創(chuàng)建盡可能高效的系統(tǒng)。然而，這導(dǎo)致在空間要求方面繼續(xù)相似于常規(guī)鹵素光模塊的光系統(tǒng)等。
[0005]嘗試減少焦距或通常為光源離反射物的(最短)距離以便獲得更高效率意味著光模塊等具有對(duì)制造容差大得多的靈敏度，由此將允許更小的安裝空間的更高效率要求復(fù)雜的并且因此昂貴的設(shè)計(jì)概念。
[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是創(chuàng)建用于具有減小的整體深度的機(jī)動(dòng)車(chē)輛前燈的光模塊。
[0007]本發(fā)明的另一目的是創(chuàng)建用于在最大可能程度上對(duì)容差不敏感的機(jī)動(dòng)車(chē)輛前燈的光模塊。
[0008]這些目的根據(jù)具有在導(dǎo)言中提到的類型的光模塊的本發(fā)明而實(shí)現(xiàn)，在所述導(dǎo)言中投影裝置包括:
-)入射(entry )光學(xué)器件，其由許多微入射光學(xué)器件構(gòu)成，其優(yōu)選地以陣列布置，
_)出射光學(xué)器件，其由許多微出射光學(xué)器件構(gòu)成，其優(yōu)選地以陣列布置，其中每一個(gè)微入射光學(xué)器件與確切地一個(gè)微出射光學(xué)器件配對(duì)，其中微入射光學(xué)器件以這樣的方式形成和/或微入射光學(xué)器件和微出射光學(xué)器件相對(duì)于彼此以這樣的方式布置:從微入射光學(xué)器件出射的基本上所有的光精確地僅進(jìn)入到配對(duì)的微出射光學(xué)器件中，并且其中由微入射光學(xué)器件所預(yù)先成形的光由微出射光學(xué)器件按照至少一個(gè)光分布成像到機(jī)動(dòng)車(chē)輛之前的區(qū)域中。
[0009]此處，用詞“出射的基本上所有的光”意味著設(shè)法將實(shí)際上從微入射光學(xué)器件出射的全部光通量只照射到配對(duì)的微出射光學(xué)器件中。由于條件這應(yīng)當(dāng)是不可能的，而設(shè)法將至少如此少的光通量輻射到相鄰的微出射光學(xué)器件中使得因此不存在不利的光學(xué)影響(諸如散射光)，其可以導(dǎo)致眩光等。
[0010]另外，用詞“其中微入射光學(xué)器件以這樣的方式形成和/或微入射光學(xué)器件和微出射光學(xué)器件相對(duì)于彼此以這樣的方式布置”也被理解為意味著可以提供附加的措施，諸如網(wǎng)屏(screen)(進(jìn)一步參見(jiàn)下文)，其排他地或優(yōu)選地除了其實(shí)際功能之外還具有將全部光通量精確地引導(dǎo)到配對(duì)的微出射光學(xué)器件上的功能。
[0011]由于使用許多或多數(shù)的彼此配對(duì)的微光學(xué)器件而不是如常規(guī)的投影系統(tǒng)中的單個(gè)光學(xué)器件，所以微光學(xué)器件本身的尺寸和焦距二者比“常規(guī)的”光學(xué)器件中的那些小得多。與常規(guī)的光學(xué)器件相比，平均厚度也可以減小。因此，與常規(guī)的光學(xué)器件相比，可以相當(dāng)大地減小投影裝置的整體深度，然而，良好的或非常好的效率(功效)也通過(guò)光學(xué)器件本身的大小減小來(lái)實(shí)現(xiàn)。在其尺寸方面基本上保持不變并且其焦點(diǎn)寬度減小的常規(guī)光學(xué)器件的情況下，安裝深度相比之下可以確實(shí)減小，然而因此功效退化。
[0012]微光學(xué)器件系統(tǒng)的數(shù)目越多，期望的光分布可以產(chǎn)生得更準(zhǔn)確，其中關(guān)于微光學(xué)器件系統(tǒng)的數(shù)目的上限主要由可用的產(chǎn)生方法所限制。對(duì)于近光束(dipped beam)功能的產(chǎn)生，例如30-40個(gè)微光學(xué)器件系統(tǒng)可以是足夠的或者有利的，其中，這并非意在向上或向下描述極限值，而是意在僅僅描述示例性數(shù)目。
[0013]另外，可以縮放該類型的光模塊，S卩，可以組合多個(gè)結(jié)構(gòu)上相同的或類似地構(gòu)造的光模塊以形成更大的整體系統(tǒng)，例如車(chē)輛前燈。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例，每一個(gè)微入射光學(xué)器件使經(jīng)過(guò)其的光聚焦在至少一個(gè)微入射光學(xué)器件焦點(diǎn)中。
[0015]此處，每一個(gè)微入射光學(xué)器件的微入射光學(xué)器件焦點(diǎn)優(yōu)選地在光出射方向上位于配對(duì)的微出射光學(xué)器件之前。
[0016]因此，每一個(gè)微入射光學(xué)器件具有位于入射光學(xué)器件和出射光學(xué)器件之間并且相關(guān)聯(lián)的微入射光學(xué)器件的光聚焦在其中的焦點(diǎn)。
[0017]特別地，每一個(gè)微入射光學(xué)器件在垂直方向上使經(jīng)過(guò)其的光聚焦到位于微出射光學(xué)器件之前的微入射光學(xué)器件焦點(diǎn)上，其中微出射光學(xué)器件優(yōu)選均具有與配對(duì)的微入射光學(xué)器件的微入射光學(xué)器件焦點(diǎn)重合的焦點(diǎn)。
[0018]因此，光被聚焦在焦點(diǎn)中，然后在經(jīng)過(guò)相關(guān)聯(lián)的微出射光學(xué)器件之后在垂直方向上相應(yīng)地準(zhǔn)直，并且投影到車(chē)輛之前的區(qū)域中。
[0019]出于完整性起見(jiàn)，此處應(yīng)當(dāng)提到的是，此處采用較簡(jiǎn)單的用詞并且通常在該整體公開(kāi)內(nèi)容的范圍內(nèi)在其他點(diǎn)處對(duì)聚焦“在焦點(diǎn)中”進(jìn)行引用。然而，事實(shí)上，即，在現(xiàn)實(shí)中，光束不聚焦在單個(gè)焦點(diǎn)中，而是被成像到包含所述焦點(diǎn)的焦點(diǎn)區(qū)域中。該焦點(diǎn)區(qū)域可以是焦平面，然而該焦點(diǎn)區(qū)域由于像差通常不是平坦的，而也可以“形成”為彎曲的，即，光束被成像到包含焦點(diǎn)的彎曲區(qū)域中。
[0020]此外，由微入射光學(xué)器件和微出射光學(xué)器件構(gòu)成的每一個(gè)微光學(xué)器件系統(tǒng)有利地在水平方向上加寬經(jīng)過(guò)其的光。
[0021 ]出于該目的，每一個(gè)微入射光學(xué)器件在水平方向上使經(jīng)過(guò)其的光聚焦到位于微出射光學(xué)器件之后的焦點(diǎn)上。該光經(jīng)過(guò)微出射光學(xué)器件并且由此在水平方向上聚焦在位于微出射光學(xué)器件之后的焦點(diǎn)中。
[0022]微入射光學(xué)器件優(yōu)選地被形成為會(huì)聚光學(xué)器件，其在垂直和/或水平方向上會(huì)聚光。
[0023]可以是，微入射光學(xué)器件被形成為自由形式的光學(xué)器件。
[0024]微出射光學(xué)器件也有利地被形成為投影光學(xué)器件。
[0025]以示例的方式，微出射光學(xué)器件可以被形成為球面透鏡或形成為非球面透鏡。
[0026]也可以是，微出射光學(xué)器件被形成為自由形式的透鏡。
[0027]在本發(fā)明的具體的、特別優(yōu)選的實(shí)施例中，彼此配對(duì)的微入射光學(xué)器件和微出射光學(xué)器件的面向彼此的邊界面彼此全等地形成并且優(yōu)選地也彼此全等地布置。
[0028]此處，術(shù)語(yǔ)“全等地形成”僅意味著如下事實(shí):彼此配對(duì)的微光學(xué)器件的邊界面具有相同的基本區(qū)域形狀，其中在任何空間布置的原則上。術(shù)語(yǔ)“全等地”布置意味著另外這些基本區(qū)域還布置成使得它們要么直接彼此全等地重合要么以一定距離布置，但將全等地轉(zhuǎn)變成彼此，如果垂直于基本區(qū)域之一位移的話。
[0029]如果彼此配對(duì)的微入射光學(xué)器件和微出射光學(xué)器件的光軸彼此平行延伸，則是特別有利的，其中如果光軸重合，則是特別有利的。以此方式，每一個(gè)各個(gè)微光學(xué)器件系統(tǒng)的光圖案在其位置方面特別確切地被成像，使得當(dāng)各個(gè)光圖案被疊加以形成期望的整體光分布(例如近光束分布)時(shí)，其可以從光學(xué)視點(diǎn)最優(yōu)地產(chǎn)生(例如，各個(gè)明暗邊界的最優(yōu)疊加等)。
[0030]如果邊界面是平坦的，則也是有利的。
[0031]此處，光學(xué)器件的邊界面例如可以是六邊形、矩形或優(yōu)選地為正方形。
[0032]為了產(chǎn)生具有限定形狀的光分布，以一個(gè)或多個(gè)明暗邊界為例，至少一個(gè)網(wǎng)屏設(shè)備可以布置在入射光學(xué)器件和出射光學(xué)器件之間。
[0033]此處，網(wǎng)屏設(shè)備優(yōu)選位于由微出射光學(xué)器件焦點(diǎn)所跨的平面中。
[0034]微出射光學(xué)器件焦點(diǎn)是微入射光學(xué)器件在垂直方向上聚焦在其中并且微出射光學(xué)器件的焦點(diǎn)也位于其處的那些焦點(diǎn)。
[0035]根據(jù)具體的實(shí)施例，網(wǎng)屏設(shè)備針對(duì)至少一對(duì)優(yōu)選針對(duì)多對(duì)并且特別地針對(duì)所有對(duì)的彼此配對(duì)的微入射和微出射光學(xué)器件具有網(wǎng)屏，所述網(wǎng)屏在每一個(gè)情況下具有至少一個(gè)(例如，精確地為一個(gè))光學(xué)有效的網(wǎng)屏邊(edge)。
[0036]以示例的方式，此處所有的網(wǎng)屏可以具有相同的網(wǎng)屏邊。
[0037]然而，也可以是，至少兩個(gè)網(wǎng)屏具有不同地形成的網(wǎng)屏邊。
[0038]原則上，如上所述，投影裝置具有許多微光學(xué)器件系統(tǒng)，S卩，在每一個(gè)情況下由一個(gè)微入射光學(xué)器件和一個(gè)微出射光學(xué)器件構(gòu)成的對(duì)。在沒(méi)有網(wǎng)屏設(shè)備的最簡(jiǎn)單的實(shí)施例中，所有的微光學(xué)器件系統(tǒng)產(chǎn)生相同的光分布，所述(部分)的光分布例如一起形成完全的光束分布。此處，出于簡(jiǎn)單起見(jiàn)，假定完整的光分布利用精確地一個(gè)光模塊產(chǎn)生。然而，也可以是，在實(shí)踐中，根據(jù)本發(fā)明的兩個(gè)或此外更多的光模塊被用于產(chǎn)生整體的光分布。然后，這可以例如當(dāng)例如出于空間原因組件在前燈中的不同位置之間的分布是必要時(shí)是有利的。
[0039]為了產(chǎn)生如已知那樣具有明暗邊界的暗淡的(dimmed)光分布(例如近光束分布)，每一個(gè)微光學(xué)器件系統(tǒng)現(xiàn)在可以與光束路徑中的或多或少相同的網(wǎng)屏配對(duì)，使得所有的微光學(xué)器件系統(tǒng)產(chǎn)生具有明暗邊界的光分布。然后，所有光分布的疊加給出暗淡光分布作為整體光分布。
[0040]此處，該情況下和所有其他情況下的網(wǎng)屏可以被具體化為單獨(dú)的網(wǎng)屏(例如，以不可滲透層的形式，例如通過(guò)氣相沉積等來(lái)產(chǎn)生的層)，其“形成”網(wǎng)屏設(shè)備，然而也可以使用網(wǎng)屏設(shè)備組件，例如平面膜等，其中針對(duì)光的經(jīng)過(guò)提供了對(duì)應(yīng)的開(kāi)口。
[0041]此外，也可以是，提供不同的網(wǎng)屏，S卩，一個(gè)或多個(gè)微光學(xué)器件系統(tǒng)與第一網(wǎng)屏配對(duì)，并且一個(gè)或多個(gè)其他微光學(xué)器件系統(tǒng)與另一網(wǎng)屏(或者不與網(wǎng)屏)配對(duì)等，使得不同的微光學(xué)器件系統(tǒng)形成不同的光分布。通過(guò)各個(gè)微光學(xué)器件系統(tǒng)的選擇性激活(然而，為此目的，有必要使這些與可以被單獨(dú)控制(至少以群組)的專用光源配對(duì))，各個(gè)不同光分布可以以此方式產(chǎn)生，其也可以在疊加中操作。
[0042]根據(jù)本發(fā)明的第一變型，由入射光學(xué)器件和出射光學(xué)器件以及(在適當(dāng)?shù)那闆r下)網(wǎng)屏裝置構(gòu)成的投影裝置以一個(gè)部分形成。
[0043]根據(jù)第二變型，由入射光學(xué)器件和出射光學(xué)器件構(gòu)成的投影裝置由彼此分離的兩個(gè)組件形成。
[0044]在這樣的實(shí)施例中，網(wǎng)屏設(shè)備可以+提供，使得當(dāng)至少一個(gè)網(wǎng)屏設(shè)備布置在入射光學(xué)器件面向出射光學(xué)器件的邊界面上時(shí)是有利的。
[0045]然而，在該情況下，也可以是，至少一個(gè)網(wǎng)屏設(shè)備被形成為由入射光學(xué)器件和出射光學(xué)器件分離地形成的組件。
[0046]單件式的實(shí)施例具有如下優(yōu)點(diǎn):在必須以確切方式執(zhí)行的制造之后，提供單個(gè)、穩(wěn)定的組件，其可以在沒(méi)有困難的情況下安裝。
[0047]在其中入射