用于标志光的光学结构制造技术

本发明专利技术题为“用于标志光的光学结构”。用于汽车大灯照明装置的光学结构，所述照明装置用于发出光在照明装置前方的区域中形成第一未经修改的光分布，所述光学结构如此关联于照明装置或者是照明装置的一部分，使得照明装置的总光通量的至少一部分穿过光学结构，照明装置产生的未经修改的光分布被光学结构修改成可以预先设定的、经过修改的第二光分布，所述光学结构由两个、三个或者多个光学结构元件构成，每个光学元件均具有光散射作用，第一部分结构元件经过适当设计，使得照明装置产生的到达第一部分结构元件的光束穿过部分结构元件，每个光束均被相应的结构元件折射成第一出射光束、第二出射光束和至少一个另外的出射光束。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于汽车大灯照明装置的光学结构，所述照明装置用于发出光线在照明装置前方的区域中形成第一未经修改的光分布，所述光学结构如此关联于照明装置或者是照明装置的一部分，使得照明装置的总光通量的至少一部分穿过光学结构，照明装置产生的未经修改的光分布被光学结构修改为可以预先设定的第二经过修改的光分布，所述光学结构由两个、三个或更多的光学结构元件构成，其中每个结构元件均有光散射作用。本专利技术还涉及具有这种光学结构的汽车大灯照明装置。此外本专利技术还涉及具有至少一个这种照明装置的汽车大灯。
技术介绍
根据法律规定，汽车大灯的光分布必须满足一系列前提条件。例如根据ECE和SAE规定，在明暗截止线上方(即主要照明范围之外)的某些区域中需要有最小和最大光强。这些可起到“标志光(Signlight)”作用，可在车辆开灯经过时照亮架空道路标志。所使用的光强通常高于常见的散射光值，但是远低于明暗截止线下方的光强。必须以尽可能小的耀眼作用实现所需的光强度值。通常可通过投影透镜中的特殊琢面(大小至少为几毫米)或者通过分散的小凸起部实现“标志光”。其缺点尤其是这些结构从外面看就是很亮的光点，因此主要出于外观设计的原因逐渐不被人接受。此外，此类装置均与其后面的光学系统匹配，如果对其加以改动，则无法保证所需的功能。此外，根据法律规定，还需要一些不清晰的明暗界线，以使得明暗截止线投影既不太清晰也不太模糊，就是说法律规定了明暗截止线的最大清晰度。这种使得明暗截止线模糊的方式可让驾驶员觉得明暗截止线“比较柔和”，主观感觉更加舒服。沿着穿过明暗截止线的某个垂直剖面通过某个梯度的最大值量化该明暗过渡。为此可计算间距为0.1°的测量点上照度的对数并且得出其差数，从而获得梯度函数。该函数的最大值称作明暗界线的梯度。由于该定义只能大概模仿人的亮度感受，因此感觉不同的明暗截止线可能具有相同的测定梯度值，或者当明暗截止线看起来相似的时候，可能会测定不同的梯度。通常可通过照明装置的透镜的透镜表面变化使得梯度柔和。按照现有技术，常使用不同的解决方案：例如可通过透镜表面的统计粗糙度实现比较柔和的明暗截止线，当然这会导致迎面而来的交通参与者眩目。其它方案是对透镜表面进行调制(例如叠加两个正弦波，球截体形式的小凹坑等等)。此类解决方案严重依赖于透镜的光通量分布，例如照明技术的变化引起的与此相关的变化将会严重影响所产生的光通量分布，有时会造成不利影响。
技术实现思路
应消除现有技术的上述缺点。因此本专利技术的任务就是提供一种折射光学器件，可以用来实现具有“标志光”功能的发光图样，使得法律规定的值得以遵守，同时不会让人觉得讨厌。可利用开头所述的光学结构解决这一任务，按照本专利技术所述，适当设计第一部分结构元件，使得照明装置产生的到达第一部分结构元件的光束穿过第一部分结构元件，其中每个光束均被相应的结构元件折射成第一出射光束、第二出射光束和至少一个另外的出射光束。以叠加各个结构元件的散射图样的方式形成上述由照明装置产生的发光图样。通过穿过结构元件的光产生单个结构元件的散射图样。如果至少两个出射光束在散射图样中没有叠加，就会照亮散射图样中的不同区域。在此可以规定，适当设计第二部分结构元件，使得到达第二部分结构元件的光以正好一个光束的形式散射。在此由此可能的是，第二部分结构元件为空，并且光学结构仅仅由第一部分的结构元件构成。例如第二部分的大小可以取决于必须以上面提到的另一个出射光束的形式散射多少光。如果结构元件具有六角形基面，尤其具有规则六角形基面，就是说如果结构元件的基面完全覆盖六角形网格，尤其覆盖规则六角形网格，并且基面网格的顶点之间的面被恰好一个结构元件覆盖，那么就比较容易自动化生产光学结构。这种情况下最好将基面设计成规则六角形，将六角形网格设计成规则六角形网格，所述规则六角形网格具有一个、两个或更多平行延伸的行列，所述行列平行于其中一个面的两侧对角线所定义的方向，第一部分结构元件的规则六角形基面覆盖每第二行列。为了以最佳效果照亮发光图样中的标志光区域，第一部分结构元件最好具有至少一个上升区、终止区以及一个、两个或多个上升侧壁，所述上升区将照明装置产生的到达相应结构元件的光束折射成第一出射光束，终止区将照明装置产生的到达相应结构元件的光束折射成第二出射光束，并且一个、两个或多个上升侧壁将照明装置产生的到达相应结构元件的光束折射成至少一个另外的出射光束。在此规定，所述上升区可以具有基本上呈线性的走向，并且/或者终止区可以具有基本上呈S形、优选类似于余弦函数的走向。除此之外，如果上升区连续过渡到至少一个上升侧壁之中并且/或者至少一个上升侧壁连续过渡到终止区之中，则特别有利于制造。此外，有利的是，结构元件构造成各自相对于穿过结构元件的几何中点平行于两侧上的对角线延伸的轴线对称，尤其是镜像对称。在本专利技术的一种优选实施方式中规定，至少一个上升侧壁构造从在沿着平行于基面的平面穿过结构元件的剖面中基本上呈V形。有利地规定，至少一个上升侧壁构造成在沿着平行于基面的平面穿过结构元件的剖面中相对于穿过结构元件的几何中点平行于两侧上对角线延伸的轴线对称，尤其是镜像对称，并且具有顶点和张角。有利的是，张角在2°～180°之间，或者在10°～180°之间，或者在20°～180°之间，或者在30°～180°之间，或者在40°～180°之间，或者在50°～180°之间，或者在60°～180°之间，或者在70°～180°之间，或者在80°～180°之间，或者在90°～180°之间，或者在100°～180°之间，或者在110°～180°之间，或者在120°～180°之间，或者在130°～180°之间，或者在140°～180°之间，或者在150°～180°之间，或者在160°～180°之间，或者在170°～180°之间。本专利技术所述的光学结构同样有益于以防眩光分布尤其是近光分布形式将其出射光投影的照明装置，所述防眩光分布尤其是近光分布具有明暗界线，其中按照本专利技术所述，光学结构尤其是结构元件经过适当设计，使得照明装置的一部分光通量被投影到明暗界线上方的区域之中。以这种方式可以利用本专利技术所述的光学结构以最佳方式产生开头所述的标志光，方法是例如每个光学结构元件均将穿过光学结构元件的少部分光通量偏转到某个相应的区域之中。应在散射图样上观察各个出射光束的偏转角，在散射图样上定义一个具有水平轴(h轴)和垂直轴(v轴)的正交坐标系。在本专利技术的一种具体实施方式中规定，结构元件具有上升区、终止区和上升的侧壁，到达结构元件上升区的部分光束被折射成第一出射光束，所述第一出射光束在h轴下方散射，到达结构元件终止区的部分光束被折射成第二出射光束，所述第二出射光束在h轴上方散射，到达结构元件侧壁的部分光束被折射成第三出射光束，所述第三出射光束在h轴上方散射。事实证明，第二出射光束散射到h轴上方0～3°之间的范围内。为了保证出射光束按需要偏转，侧壁适宜具有5～20°之间的上升，或者具有大约13.8°或18.9°的上升，并且第三出射光束散射到h轴上方2～4°或4～5°或者5～7°的范围内。在另一种具体实施方式中可规定，结构元件可以具有上升区、终止区和三个上升的侧壁，到达结构元件上升区的部分光束被折射成第一出射光束，所述第一出射光束本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于汽车大灯的照明装置(2)的光学结构，所述照明装置(2)设立用于发出光以在照明装置(2)前方的区域中形成第一未经修改的光分布(3)，其中所述光学结构(1)如此关联于照明装置(2)或者是照明装置(2)的一部分，使得照明装置(2)的总光通量的至少一部分穿过光学结构(1)，其中照明装置(2)产生的未经修改的光分布(3)由光学结构(1)修改成可以预先设定的、经过修改的第二光分布(4)，其中所述光学结构(1)由两个、三个或者更多个光学结构元件(5，5′)构成，其中每个光学元件(5，5′)均具有光散射作用，其特征在于，第一部分结构元件(5)经过适当设计，使得照明装置(2)产生的到达第一部分结构元件(5)的光束(6)穿过第一部分结构元件(5)，其中每个光束(6)均由相应的结构元件(5)折射成第一出射光束(7)、第二出射光束(8)和至少一个另外的出射光束(9a，9b，9c)。

【技术特征摘要】
2015.05.04 EP 15166297.01.用于汽车大灯的照明装置(2)的光学结构，所述照明装置(2)设立用于发出光以在照明装置(2)前方的区域中形成第一未经修改的光分布(3)，其中所述光学结构(1)如此关联于照明装置(2)或者是照明装置(2)的一部分，使得照明装置(2)的总光通量的至少一部分穿过光学结构(1)，其中照明装置(2)产生的未经修改的光分布(3)由光学结构(1)修改成可以预先设定的、经过修改的第二光分布(4)，其中所述光学结构(1)由两个、三个或者更多个光学结构元件(5，5′)构成，其中每个光学元件(5，5′)均具有光散射作用，其特征在于，第一部分结构元件(5)经过适当设计，使得照明装置(2)产生的到达第一部分结构元件(5)的光束(6)穿过第一部分结构元件(5)，其中每个光束(6)均由相应的结构元件(5)折射成第一出射光束(7)、第二出射光束(8)和至少一个另外的出射光束(9a，9b，9c)。2.根据权利要求1所述的光学结构，其特征在于，出射光束(7，8，9a，9b，9c)中的至少两个在散射图样中不重叠。3.根据权利要求1～2中任一项所述的光学结构，其特征在于，第二部分结构元件(5′)经过适当设计，使得到达第二部分结构元件(5′)的光以正好一个光束的形式散射。4.根据权利要求1～3中任一项所述的光学结构，其特征在于，光学元件(5，5′)具有六角形基面(10)，尤其具有规则六角形基面(10)，就是说结构元件(5，5′)的基面(10)完全覆盖六角形尤其是规则六角形的网格(13)，并且基面(10)的网格(13)的顶点(12)之间的面(11)由恰好一个结构元件(5，5′)覆盖。5.根据权利要求4所述的光学结构，其特征在于，将基面(10)设计成规则六角形，将六角形网格(13)设计成规则六角形网格，所述规则六角形网格具有一个、两个或者更多平行延伸的行列(14)，所述行列(14)平行于通过其中一个面(11)的两侧(15)上的对角线所定义的方向(16)延伸，其中第一部分结构元件(5)的规则六角形基面(10)覆盖每第二行列(14′)。6.根据权利要求1～5中任一项所述的光学结构，其特征在于，第一部分结构元件(5)具有至少一个上升区(17)、终止区(18)以及一个、两个或者更多个上升侧壁(19a，19b，19c)，其中上升区(17)将照明装置(2)产生的到达相应结构元件(5)的光束(6)折射成第一出射光束(7)，终止区(18)将照明装置(2)产生的到达相应结构元件(5)的光束(6)折射成第二出射光束(8)，并且一个、两个或者更多个上升侧壁(19a，19b，19c)将照明装置(2)产生的到达相应结构元件(5)的光束(6)折射成至少一个另外出射光束(9a，9b，9c)。7.根据权利要求6所述的光学结构，其特征在于，上升区(17)连续过渡到至少一个上升侧壁(19a，19b，19c)之中，并且/或者至少一个上升侧壁(19a，19b，19c)连续过渡到终止区(18)之中。8.根据权利要求6或7所述的光学结构，其特征在于，结构元件(5)各自相对于穿过结构元件(5)的几何中点(24)平行于两侧(15)上对角线延伸的轴线(20)对称，尤其是镜像对称。9.根据权利要求6～8中任一项所述的光学结构，其特征在于，至少一个上升侧壁(19a)在沿着平行于基面(10)的平面穿过结构元件(5)的剖面中基本上构造成V形。10.根据权利要求6～9中任一项所述的光学结构，其特征在于，至少一个上升侧壁(19a)构造成在沿着平行于基面(10)的平面穿过结构元件(5)的剖面中相对于穿过结构元件(5)的几何中心(24)平行于两侧(15)上的对角线延伸的轴线(20)对称，尤其是镜像对称，并且具有顶点(21)和张角(22)，所述张角(22)优选在2°～180°之间、或者在10°～180°之间、或者在20°～180°之间、或者在30°～180°之间、或者在40～180°之间、或者在50°～180°之间、或者在60°～180°之间、或者在70°～180°之间、或者在80°～180°之间、或者在90°～180°之间、或者在100°～180°之间、或者在110°～180°之间、或者在120°～180°之间、或者在130°～180°之间、或者在140°～180°之间、或者在150°～180°之间、或者在160°～180°之间、或者在170°～180°之间的范围内。11.根据权利要求1～10中任一项所述的光学结构，其特征在于，结构元件(5)具有上升区(17)、终止区(18)和恰好一个上升侧壁(19a)，其中到达结构元件上升区(17)的部分光束(6)被折射成第一出射光束(7)，所述第一出射光束(7)在h轴下方散射，到达结构元件终止区(18)的部分光束(6)被折射成第二出射光束(8)，所述第二出射...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·基伊斯林格，J·佩斯廷格，M·丹纳，
申请(专利权)人：ZKW集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT