用于机动车的前大灯投影模块制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车的前大灯投影模块（10），用来产生预设的光分布。该投影模块（10）包含：光源（11），其用来发出光线；主光学单元（12），其使发出的光的至少一部分束集起来；次级光学单元（14），其使束集起来的光线的至少一部分投影在投影模块（10）的光出射方向（3）上。为了使投影模块（10）实现尽量有效的构造，并且为了能尤其尽量整个表面地且均匀地照亮非圆形的次级光学单元（14），建议，在次级光学单元（14）的虚拟目标位置中在束集的光线的光程中设置光学上起作用的、折射光的微结构（24），其中该微结构（24）具有在微米范围内的确定功能的结构部件（26、27）的尺寸，尤其是单个结构部件（26、27）的高度差。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于机动车的前大灯投影模块，用来产生预设的光分布。该投影模块包含:-光源，其用来发出光线；-主光学单元，其使发出的光的至少一部分束集；-次级光学单元，其使束集起来的光线的至少一部分投影在投影模块的光出射方向上，例如投影在机动车前方的车道上。
技术介绍
新式的投影前大灯如今主要用半导体光源、尤其是发光二极管(LED)来当光源。发光二极管至少目前还不会像在高压-气体放电灯中出现的一样产生很高的发光密度值，为此，发光二极管在扩展的动态区域内是可控的，并且可在运行温度明更低的情况下产生光线。与传统的电源(例如气体放电灯和白炽灯)相比，运行温度低是很重要的优点。因此在LED-投影前大灯中可采取光技术方面的措施，使光线在光源的附近束集。在现代前大灯构造中，由于温度较低总是可使用塑料，来代替金属、玻璃或陶瓷。因此，一方面可实现新颖且明显更复杂的光学附件。另一方面，尽管很复杂，且尽管离散的LED-光源的数量明显更多，但重量以及所需的空间比常规的解决方案更小。例如从DE 10 2009 053 581 B3已知这种现代前大灯模块的实施例。在该处公开的前大灯模块中，光源具有多个矩阵状并排且相叠设置的半导体光源，例如发光二极管(LED-阵列)。相应地，主光学单元具有多个矩阵状并排且相叠设置的光导体(光导体-阵列)，其中每个光导体都配备了 LED —阵列的至少一个发光二极管。每个光导体都具有面向发光二极管的光进入面、指向光出射方向的光出射面以及设置在光输入面和光出射面之间的全反射侧面。为了使从主光学单元中输出的光束均匀化，并且为了在机动车前方实现尽量均匀的光分布，建议在光出射方向上在主光学单元之后设置光学上有效的输出光学单元。从主光学单元中脱耦并穿透输出光学单元的光线通过次级光学单元(例如以投影透镜的形式)投影在机动车前方。发光二极管是明显分散的光源，并借助由它发出的光束遮盖很大的立体角。为了能有效地利用它的光线，必须在光出射方向(即机动车前方的车道的方向)上将光通量束集起来。在横截面过大之前，这一点进行得越早，则为此所需的表面或主光学单元可构造得越小，但是它们必须越靠近发光二极管。在发光二极管中由于运行温度相对较低，这一点是可行的，因为它们在正常运行时通常不高于或不允许高于最大100°c至150°c，以便能确保发光二极管的正常功能。在从DE 10 2009 053 581 B3已知的前大灯模块中，就已经在发光二极管表面的后面通过最小的气隙并通过光导体-耦合面上的光折射实现了第一束集措施，该耦合面分别从属于发光二极管。其它走向的特征在于在特别成型的光导体-侧面上的多次全反射。因此，在主光学单兀的光出射面上产生局部的光分布，该光分布满足光技术方面的严格要求，并由次级光学单元投影到车道上。在此，通常源自次级光学单元的圆环形光输入面，例如图1的DE 10 2009 053 581 B3描述的一样。在此，对由主光学单元成型并由次级光学单元成像的光分布提出了尤其重要的要求:主光学单元角开度必须与次级光学单元-角孔径相匹配，因此该有针对性成型的主光学单元-光线部分能全部由次级光学单元捕捉到。否则，光线部分不能碰到次级光学单元，因此不能为车道上的光分布做出贡献。该光学系统的转换效率以及期望的光分布可能会因此受影响。出于此原因，在由DE 10 2009 053 581 B3已知的前大灯模块中，主光学单元的光出射面优选设计成凸出拱起的。在主光学单元的构造方面的其它要求与从驾驶员的视线上看产生的光分布的在车道上投影的单个局部区域的角度范围有关。因此，成像的像素应该例如只具有几度(例如1° )的角宽。成像的像素的竖直角度范围只稍大一点。因此，通过有针对性地操控前大灯模块的一个或多个发光二极管，产生的光分布可尤其精细地改变，例如用来实现局部远光功能或标志光功能。在局部远光功能中通过有针对性地熄灭单个的发光二极管，可遮住产生的光分布的已探测到了其它交通参与者的区域。在标志光功能中通过有针对性地激活单个的发光二极管，在机动车前方有针对性地照射探测到的目标，以使机动车的驾驶员注意该目标。按照在无损耗的光学系统中的扩展量-获取(Etendue-Erhaltung),由照亮的表面和张角构成的产品具有恒定不变的大小。因此，光穿透面(例如主光学单元12的光出射面)横向于其最大范围的方向束集得最历害。因为发光二极管邻近朗博的光分布，并且主光学单元12-光出射面的水平范围小于竖直范围，所以主光学单元12-光输出束集具有相对较大的水平张角。因为主光学单元12-退耦光学单元的竖直范围更大，所以反过来也适用，即退耦的光束的竖直张角更小。这在一定程度上导致，穿透次级光学单元14的光束的横截面具有比坚直范围更大的水平范围。为此，光束横截面通常应保持得尽量小，以便能从轴附近的光学光程的较高成像质量中获取好处。在理想化地照亮圆形的次级光学单元时，主光学单元-光束在进入到次级光学单元14时必须强制性地具有大致相同大小的圆形横截面。但在新式的前大灯投影模块中，次级光学单元14由于设计和/或位置原因与圆形横截面不同。放弃了在光学原因上有利的圆形形状，并例如通过纵向拉伸的形状代替，甚至通过长方形或类似形状代替，其甚至在竖直平面中可朝水平线倾斜，因此产生菱形形状。
技术实现思路
基于已述的现有技术，本专利技术的目的在于，即尽量完整地、并且按预设的强度分布、尤其尽量均匀均匀地照亮次级光学单元截取的、不同于圆形横截面的光穿透面。为了实现该目的，基于前述类型的前大灯投影模块建议，在次级光学单元的虚拟目标位置(即由主光学单元产生的光分布)中，在束集起来的光线的光程中设置光学上起作用的、折射光的微结构，其中该微结构具有在微米范围内的、确定功能的结构部件的尺寸，尤其是结构部件的高度差。单个结构部件的宽度优选在毫米范围内。本专利技术可实现，以最小的效率损失以期望的方式照亮具有圆形或非圆形横截面的次级光学单元。借助本专利技术，由主光学单元束集的光线通过次级光学单元的尽可能大的光穿透面来分布。尤其由主光学单元产生的光束至少局部地偏转到圆形光穿透面以外的区域中。通过大面积地照亮次级光学单元，产生了新式的设计和更大的顾客接受度。穿过次级光学单元的光穿透面可几乎任意地成型。此外，通过该微结构可几乎任意地改变光穿透面内的强度分布。优选的是，试图尽量均匀地照亮次级光学单元的整个光穿透面。当然还可考虑的是，次级光学单元的光穿透面也可按其它默认值来照亮。与从现有技术已知的前大灯投影模块相比，本专利技术既在设计技术上，也在光学和光线技术上具有明显的优点。按本专利技术建议的附件为前大灯外部的观察者开启了整个光学系统的可见的、新式的、造型方面的自由空间。借助该微结构，从主光学单元中输出的光束这样在几乎任意的方向上朝次级光学单元折射，使得主光学单元的在次级光学单元的光输入面上产生的光分布的形状和强度分布可几乎任意地变化。因此，几乎任意成型的光穿透面可被次级光学单元照亮。此外，在圆形表面的外部在次级光学单元的边缘上均匀地照亮待添加的光学上不利的设计区域。尤其可考虑的是，照亮长方形或菱形的光穿透面或次级光学单元。此外，可由此以较高的规模来改变光穿透面内部的强度分布。尤其可考虑的是，均匀地照亮光穿透面。它们都不会明显地降低光学系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机动车的前大灯投影模块（10），用来产生预设的光分布，该投影模块（10）包含：?光源（11），其用来发出光线；?主光学单元（12），其使发出的光的至少一部分束集，和；?次级光学单元（14），其使束集的光线的至少一部分投影在投影模块（10）的光出射方向（3）上，其特征在于，在所述次级光学单元（14）的虚拟目标位置中，在束集的光线的光程中设置在光学上起作用的、折射光的微结构（24），其中该微结构（24）具有在微米范围内的、确定功能的结构部件（26、27）的尺寸。

【技术特征摘要】
2011.10.27 DE 102011085315.41.一种用于机动车的前大灯投影模块(10)，用来产生预设的光分布，该投影模块(10)包含: -光源(11)，其用来发出光线； -主光学单元(12)，其使发出的光的至少一部分束集，和； -次级光学单元(14)，其使束集的光线的至少一部分投影在投影模块(10)的光出射方向(3)上， 其特征在于，在所述次级光学单元(14)的虚拟目标位置中，在束集的光线的光程中设置在光学上起作用的、折射光的微结构(24)，其中该微结构(24)具有在微米范围内的、确定功能的结构部件(26、27)的尺寸。2.根据权利要求1所述的投影模块(10)，其特征在于，该光学上起作用的结构(24)构成为一维的、具有多个波纹的波纹结构，其中波纹的波峰(26)和波谷(27)通过圆柱形或大致圆柱形的部段构成，并且其中所述圆柱形或大致圆柱形的部段的纵轴线(28)彼此平行地延伸。3.根据权利要求1所述的投影模块(10)，其特征在于，该光学上起作用的结构(24)构成二维的波纹结构，其具有第一组波纹和第二组波纹，其中波纹的波峰(26)和波谷(27)通过叠加两组波纹的圆柱形或大致圆柱形的部段构成，其中第一组波纹的圆柱形或大致圆柱形的部段的纵轴线(30)彼此平行地延伸，并且第二组波纹的圆柱形或大致圆柱形的部段的纵轴线(31)彼此平行地延伸，并且其中第一组波纹和第二组波纹的纵轴线(30、31)以大于零的角度相互定向。4.根据权利要求2或3所述的投影模块(10)，其特征在于，该光学上起作用的结构(24)这样定向，使得在安装于机动车中的状态下，波纹的纵轴线(28 ；30 ;31)关于投影模块 (10)的水平面倾斜地延伸。5.根据权利要求1至4之任一项所述的投影模块(10)，其特征在于，所述光源(11)包含气体放电灯或白炽灯。6.根据权利要求1至4之任一项所述的投影模块(10)，其特征在于，所述光源(11)具有至少一个半导体光源、尤其是发光二极管。7.根据权利要求6所述的投影模块(10)，其特征在于，所述光源(11)包含多个以行或列并排或相叠或呈矩阵状并排和相叠设置的半导体光源、尤其是发光二极管。8.根据权利要求1至7之任一项所述的投影模块(10)，其特征在于，主光学单元(12)具有反射器。9.根据权利要求6或7所述的投影模块(10)，其特征在于，所述主光学单元(12)具...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃米尔·P·斯特凡诺夫，马库斯·基赛尔，恩斯特奥拉夫·罗森汉，
申请(专利权)人：汽车照明罗伊特林根有限公司，
类型：发明
国别省市：