前大燈照明單元的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】前大燈照明單元
[0001]本發(fā)明涉及前大燈、尤其是機(jī)動(dòng)車(chē)前大燈的照明單元，所述照明單元由多個(gè)光源、帶有多個(gè)光引導(dǎo)件的光引導(dǎo)單元以及連接在后面且?guī)в薪蛊矫娴耐队巴哥R組成，其中每個(gè)光引導(dǎo)件分別具有光退耦面。
[0002]這種類(lèi)型的照明單元在車(chē)輛構(gòu)造中是常見(jiàn)的并且例如用于不耀眼遠(yuǎn)光燈的成像，其方式是通過(guò)將通常由多個(gè)人造光源射出光線并且由相對(duì)應(yīng)的多個(gè)并排布置的光引導(dǎo)件在輻射方向上將光線集束。光引導(dǎo)件具有相對(duì)小的橫截面并且因此非常集中地沿著輻射方向發(fā)送與所述光引導(dǎo)件分別關(guān)聯(lián)的各個(gè)光源的光線。在此上下文中，在AT510437A4中公開(kāi)光線模塊，該光線模塊具有采取光導(dǎo)體形式的光引導(dǎo)件，在此稱(chēng)為光隧道，還具有多個(gè)光源。
[0003]一方面集中的光引導(dǎo)件輻射是所希望的，例如為了履行有關(guān)機(jī)動(dòng)車(chē)前大燈近光的明/暗線的合法規(guī)定，而另一方面由此在希望均勻照射的曝光區(qū)域、例如在機(jī)動(dòng)車(chē)前大燈前場(chǎng)形成干擾的不均勻性，因此采取措施以便于減少這些不均勻性。
[0004]因此光源以及光引導(dǎo)件一般而言能夠盡可能地彼此靠近布置，以便于在曝光中最小程度地保持強(qiáng)度較小的照射部分。而光源以及光引導(dǎo)件由于技術(shù)原因不能彼此任意地靠近布置，因此需要其他的措施以便于提高光線分布的均勻性。
[0005]在此，已知的方法提供曝光的“模糊化”。例如使用用來(lái)散焦集中輻射的光學(xué)透鏡，通過(guò)該透鏡，全部光引導(dǎo)單元移出光學(xué)透鏡的焦平面。在微米范圍具有特殊結(jié)構(gòu)的光學(xué)透鏡也是已知的，通過(guò)這些特殊結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)光散射，其中該光散射防止在傳統(tǒng)光學(xué)透鏡中出現(xiàn)的不利顏色失真。
[0006]在此，對(duì)于兩個(gè)列出的措施、即用來(lái)散焦的措施以及用來(lái)光散射的措施而言，共同之處是:它們都影響前大燈的全部曝光。因此更均勻的光線分布的有利效果相比較于全部光引導(dǎo)件的模糊成像處于不利效果，對(duì)此例如不能實(shí)現(xiàn)有關(guān)機(jī)動(dòng)車(chē)前大燈近光的明/暗線的規(guī)定，或者必須在均勻和/或分散的輻射和聚焦的輻射之間做出不利的妥協(xié)。
[0007]因此，本發(fā)明的任務(wù)是實(shí)現(xiàn)一種用于前大燈的照明單元，該照明單元一方面能夠局部地實(shí)現(xiàn)均勻的光線分布，例如在前場(chǎng)，并且此外還允許同時(shí)在希望和或需要光引導(dǎo)件集中輻射的區(qū)域中進(jìn)行光引導(dǎo)件集中輻射。
[0008]通過(guò)以下方式來(lái)解決該任務(wù):
a)至少兩個(gè)相鄰光引導(dǎo)件的光退耦面相對(duì)于透鏡的焦平面相互偏移，和/或
b)至少每?jī)蓚€(gè)彼此相鄰的光引導(dǎo)件在接觸區(qū)域沿著延伸彼此接觸，其中相應(yīng)的延伸相對(duì)于焦平面來(lái)測(cè)量與透鏡相互偏離。
[0009]這能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)光退耦面和/或與其關(guān)聯(lián)的光引導(dǎo)件的有效、節(jié)約成本并且健壯的局部模糊成像，對(duì)此能夠在所希望的區(qū)域以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)均勻的曝光(均勻化)。例如這種區(qū)域位于前大燈前場(chǎng)的水平部分，然而，遠(yuǎn)光區(qū)域的照射應(yīng)該盡可能集中和對(duì)準(zhǔn)地進(jìn)行，以便于例如針對(duì)性地不使迎面而來(lái)的車(chē)輛被曝光。
[0010]在此，在本發(fā)明的特別簡(jiǎn)單的一實(shí)施方式中規(guī)定:至少兩個(gè)至少部分地上下相疊布置的光引導(dǎo)件的光退耦面相對(duì)于焦平面相互偏移。
[0011]為了獲得盡可能寬且均勻的曝光，在一有利的實(shí)施方式中，光引導(dǎo)件布置在上下相疊布置的至少兩排中。在此，光引導(dǎo)件應(yīng)該盡可能彼此靠近地被引導(dǎo)，由此減少曝光中的不均勻性。
[0012]為了額外地減少曝光中的局部不均勻性，在符合目的的變體中規(guī)定:一排的全部光退耦面相比于下面布置的一排的光退耦面相對(duì)于焦平面偏移。因?yàn)橥队巴哥R連接在光退耦面后面，所述投影透鏡使進(jìn)入的光路反向，所以上面一排的偏移導(dǎo)致曝光的(即通常為前大燈前場(chǎng))“下面”部分輻射的均勻化。例如這能實(shí)現(xiàn)前大燈前場(chǎng)的均勻照射。在此，只要不另外列出，全部的位置說(shuō)明都涉及的是前大燈以及其處于集成狀態(tài)的元件、尤其是涉及集成在車(chē)輛中、位于水平位置的狀態(tài)。
[0013]根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，當(dāng)光引導(dǎo)件布置在上下相疊布置的恰恰三排中時(shí)，根據(jù)本發(fā)明的前大燈的構(gòu)造特別有效。在這種布置中，例如上面一排能夠照射前大燈前場(chǎng)，中間一排用來(lái)照射明/暗線的區(qū)域(即明/暗界限的區(qū)域)，并且下面一排的目的是照射前大燈的遠(yuǎn)光區(qū)域。
[0014]為了在根據(jù)本發(fā)明的前大燈的前場(chǎng)的曝光中實(shí)現(xiàn)定義的局部均勻化，在本發(fā)明的改進(jìn)方案中規(guī)定:最上面一排光引導(dǎo)件的光退I禹面相對(duì)于焦平面背向主福射方向偏移確定的間距。備選地，例如當(dāng)上面兩排參與前場(chǎng)照射時(shí)，上面兩排也能夠共同地偏移。一般而言，能夠選擇其中希望進(jìn)行曝光均勻化的任意變體。因此，同樣地能夠使參與形成遠(yuǎn)光的那排光退耦面或者預(yù)先給定數(shù)量的光退耦面偏移。主輻射方向是相應(yīng)光退耦面的輻射光強(qiáng)通常實(shí)現(xiàn)最大值的方向。一般而言，主輻射方向位于后接的投影透鏡的焦平面的法線方向上。
[0015]為了保證光引導(dǎo)件有效且簡(jiǎn)單的輻射，在一有利的實(shí)施方式中，每個(gè)光退耦面由所屬光引導(dǎo)件在輻射側(cè)的平面末端區(qū)域來(lái)構(gòu)成，所述末端區(qū)域由限制光引導(dǎo)件的壁的輻射側(cè)末端構(gòu)成。在此，光引導(dǎo)件為如下反射體，所述反射體實(shí)施為空心的并且反射性地、尤其用鋁涂敷其反射面。
[0016]詳細(xì)而言，在此，每個(gè)壁能夠由兩個(gè)大致豎直的壁區(qū)段和兩個(gè)大致水平的壁區(qū)段組成，所述壁區(qū)段在橫截面上構(gòu)成矩形，由此實(shí)現(xiàn)光引導(dǎo)件的特別節(jié)約成本且有效的構(gòu)造。
[0017]在此，在本發(fā)明的一改進(jìn)方案中規(guī)定:上下相疊布置的光引導(dǎo)件彼此相鄰并且擁有共同的水平壁區(qū)段，由此能夠?qū)崿F(xiàn)光引導(dǎo)單元的特別緊湊的構(gòu)造。
[0018]為了以特別簡(jiǎn)單的方式和方法來(lái)實(shí)現(xiàn)局部水平的均勻化，在一有利的變體中，至少一個(gè)光引導(dǎo)件的豎直壁區(qū)段相對(duì)于至少一個(gè)光引導(dǎo)件的至少一個(gè)水平壁區(qū)段以階梯狀偏移長(zhǎng)度a。
[0019]為了實(shí)現(xiàn)恒定的局部均勻化，在此，在本發(fā)明的一改進(jìn)方案中能夠規(guī)定:至少一個(gè)光引導(dǎo)件的豎直壁區(qū)段相對(duì)于恰恰一個(gè)光引導(dǎo)件的恰恰一個(gè)水平壁區(qū)段以階梯狀偏移長(zhǎng)度3.0
[0020]長(zhǎng)度a的例如為0.5mm的值已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)足夠的均勻性。在此，各個(gè)光退耦面的成像已經(jīng)發(fā)生重疊。如果要進(jìn)一步提高均勻性，就要增大長(zhǎng)度a。增大長(zhǎng)度a例如能夠以l/10mm的階梯寬度在各個(gè)階梯中進(jìn)行。如果要降低均勻性，則能夠以相同的方式減少長(zhǎng)度a。長(zhǎng)度a的準(zhǔn)確值根據(jù)待實(shí)現(xiàn)的均勻性以及與此有關(guān)系的全部光學(xué)系統(tǒng)(光源、光引導(dǎo)件、光退耦面、投影透鏡)來(lái)確定。根據(jù)本發(fā)明的一備選方案，這些光引導(dǎo)件實(shí)施為光導(dǎo)體。在本發(fā)明的含義中，將光導(dǎo)體理解為如下結(jié)構(gòu)，即在所述結(jié)構(gòu)中進(jìn)入的光通過(guò)壁上的全反射沿著光導(dǎo)體的延伸反射，其中光導(dǎo)體實(shí)施為實(shí)心主體。在該上下文中優(yōu)選的是:光導(dǎo)體由透明塑料制成。備選地，該光導(dǎo)體能夠由玻璃或者由任意其他材料、例如適合于光導(dǎo)的硅樹(shù)脂制造。在該上下文中有利的是:所述光退耦面為至少一個(gè)光退耦平面的部分，其中各個(gè)光退耦面彼此相鄰。從而實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的照明單元的一種特別簡(jiǎn)單的技術(shù)構(gòu)造，該構(gòu)造能節(jié)約成本地制造。
[0021]在本發(fā)明的一備選實(shí)施變體的改進(jìn)方案中規(guī)定:光退耦面是第一光退耦平面以及至少一個(gè)第二光退耦平面的部分，其中各個(gè)光退耦面彼此相鄰，其中第一和第二光退耦平面相對(duì)于焦平面相互偏移。
[0022]在此特別有利的是:通過(guò)將恰恰一個(gè)第二光退耦平面相對(duì)于焦平面背離主輻射方向偏移長(zhǎng)度C，使第一光退耦平面和所述第二光退耦平面相對(duì)于焦平面彼此偏移。
[0023]長(zhǎng)度c的例如為0.5mm的值已經(jīng)能實(shí)現(xiàn)足夠的均勻性。在此，各個(gè)光退耦面的成像已經(jīng)發(fā)生重疊。如果要進(jìn)一步提高均勻性，就要增大長(zhǎng)度C。增大長(zhǎng)度c例如能夠以l/10mm階梯寬度在各個(gè)階梯中進(jìn)行。如果要降低均勻性，則能夠以相同的方式減少長(zhǎng)度C。長(zhǎng)度c的準(zhǔn)確值根據(jù)待實(shí)現(xiàn)的均勻性以及與此有關(guān)系的全部光學(xué)系統(tǒng)來(lái)確定。局部(優(yōu)選水平的)均勻化的其他可能性通過(guò)上文列出的特征b.)(在權(quán)利要求1中定義的)給出。在此，長(zhǎng)度b和b’的準(zhǔn)確值根據(jù)待實(shí)現(xiàn)的均勻性以及與此有關(guān)系的全部光學(xué)系統(tǒng)來(lái)確定。
[0024]此外，能夠直接地在各個(gè)光導(dǎo)體的光退耦面上設(shè)置散射光的光學(xué)器件，由此給出用來(lái)局部均勻化的額外可能性。在該上下文中，將表達(dá)方式“直接地”理解為如下的布置:在所述布置中散射光的光學(xué)器件要么直接接觸光退耦面，要么與該光退耦面(例如由于裝配的原因)有少許間距。在此重要的是:散射光的光學(xué)器件僅僅能夠影響散射光的光學(xué)器件設(shè)置在其上的各個(gè)光退耦面。散射光的光學(xué)器件能夠是專(zhuān)業(yè)人員已知的任意如下光學(xué)元件，所述光學(xué)元件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)入射光束的模糊成像。為此目標(biāo)優(yōu)選地使用柱狀透鏡，原因在于柱狀透鏡能夠水平散射入射的光束。備選地，同樣能夠?qū)?shí)施為反射體的光引導(dǎo)件提供額外的光學(xué)器件，所述光學(xué)器件布置在投影透鏡和相應(yīng)反射體的退耦面4之間，并且引起光束的相對(duì)應(yīng)的額外散射。
[0025]接下來(lái)根據(jù)多個(gè)示例性而非限制性的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明連同其他優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行進(jìn)一步解釋?zhuān)鰧?shí)施方式在附圖中圖解。在此
圖1示出根據(jù)本發(fā)明的光引導(dǎo)單元的第一實(shí)施方式的透視圖，
圖2示出圖1的透視細(xì)節(jié)圖，
圖3示出圖1中呈現(xiàn)的光引導(dǎo)單元的透視豎直截圖，
圖4示出根據(jù)本發(fā)明的光引導(dǎo)單元的曝光，
圖5從斜后方示出根據(jù)本發(fā)明的光引導(dǎo)單元的第二實(shí)施方式的透視圖，
圖6示出圖5中呈現(xiàn)的光引導(dǎo)單元的透明豎直截圖，
圖7以沿著圖6的切削平面101的水平、平面截圖示出光束的光路，
圖8以沿著圖6的切削平面100的水平、平面截圖示出的光束的光路，以及圖9示出根據(jù)本發(fā)明的光引導(dǎo)單元的第三實(shí)施方式的豎直截圖。
[0026]在圖1中呈現(xiàn)帶有根據(jù)本發(fā)明的光引導(dǎo)單元2的照明單元的第一實(shí)施方式，在所述光引導(dǎo)單元2中并排布置光引導(dǎo)件3。光引導(dǎo)件3在此實(shí)施為反射體并且具有光退耦面4，這些光退耦面設(shè)立用于在后接的、未呈現(xiàn)的投影透鏡方向上輻射光線。在此，這些光引導(dǎo)件3大致沿屬于投影透鏡的光軸X的方向定向，其中光退耦面4 (除了構(gòu)成上面一排的光退耦面4)位于投影透鏡的(圖3中呈現(xiàn)的)焦平面E中。因而，屬于投影透鏡的焦點(diǎn)F直接位于光退耦面4上。在此，焦平面E不僅在豎直方向上而且在水平方向上根據(jù)場(chǎng)曲率輕微地彎曲。在此，光引導(dǎo)件3布置在三個(gè)居中的上下相疊的排中，其中其光退耦面4通過(guò)限制光引導(dǎo)件3的壁9彼此分離。
[0027]圖2示出圖1的細(xì)節(jié)。在此說(shuō)明兩個(gè)示范性的光退耦面4a和4b，其中光退耦面4a通過(guò)兩個(gè)豎直壁區(qū)段6’和6’’以及一個(gè)水平壁區(qū)段7與周?chē)墓馔笋蠲?、尤其是光退耦面4b隔開(kāi)。在此光退耦面4a的豎直壁區(qū)段6’和6’’相對(duì)于布置在下面的水平壁區(qū)段7以階梯狀后退長(zhǎng)度a，即背離主輻射方向偏移。備選地，還有一種變體是可能的，即在所述變體中壁區(qū)段6’和6’’不同程度地偏移，和/或在所述變體中偏移沿著壁區(qū)段6’和6’’的延伸變化。光退耦面4a以及最上面排的全部光退耦面4 (例如在圖1中可