用于机动车辆前灯的显微投影光模块的制作方法
【专利说明】用于机动车辆前灯的显微投影光模块
[0001]本发明涉及一种用于机动车辆前灯的显微投影光模块，包括 *)至少一个光源以及
*)至少一个投影装置(arrangement)，其以至少一个光分布的形式将从至少一个光源出射(ex i t)的光成像到机动车辆之前的区域中。
[0002]本发明还涉及一种用于机动车辆前灯的照明设备。
[0003]本发明另外涉及一种车辆前灯。
[0004]当前的光系统或光模块或车辆前灯(特别是在使用发光二极管作为光源的情况下)使用复杂的、高度准确的、并且因此昂贵的LED光源，所述LED光源的光(在适当的情况下在光之前经过主要或辅助光学器件之后)通过例如透镜的投影光学器件而被成形为形成光分布。由于高成本，所以通常设法创建尽可能高效的系统。然而，这导致在空间要求方面继续相似于常规卤素光模块的光系统等。
[0005]尝试减少焦距或通常为光源离反射物的(最短)距离以便获得更高效率意味着光模块等具有对制造容差大得多的灵敏度，由此将允许更小的安装空间的更高效率要求复杂的并且因此昂贵的设计概念。
[0006]本发明的一个目的是创建用于具有减小的整体深度的机动车辆前灯的光模块。
[0007]本发明的另一目的是创建用于在最大可能程度上对容差不敏感的机动车辆前灯的光模块。
[0008]这些目的根据具有在导言中提到的类型的光模块的本发明而实现，在所述导言中投影装置包括:
-)入射(entry )光学器件，其由许多微入射光学器件构成，其优选地以阵列布置，
_)出射光学器件，其由许多微出射光学器件构成，其优选地以阵列布置，其中每一个微入射光学器件与确切地一个微出射光学器件配对，其中微入射光学器件以这样的方式形成和/或微入射光学器件和微出射光学器件相对于彼此以这样的方式布置:从微入射光学器件出射的基本上所有的光精确地仅进入到配对的微出射光学器件中，并且其中由微入射光学器件所预先成形的光由微出射光学器件按照至少一个光分布成像到机动车辆之前的区域中。
[0009]此处，用词“出射的基本上所有的光”意味着设法将实际上从微入射光学器件出射的全部光通量只照射到配对的微出射光学器件中。由于条件这应当是不可能的，而设法将至少如此少的光通量辐射到相邻的微出射光学器件中使得因此不存在不利的光学影响(诸如散射光)，其可以导致眩光等。
[0010]另外，用词“其中微入射光学器件以这样的方式形成和/或微入射光学器件和微出射光学器件相对于彼此以这样的方式布置”也被理解为意味着可以提供附加的措施，诸如网屏(screen)(进一步参见下文)，其排他地或优选地除了其实际功能之外还具有将全部光通量精确地引导到配对的微出射光学器件上的功能。
[0011]由于使用许多或多数的彼此配对的微光学器件而不是如常规的投影系统中的单个光学器件，所以微光学器件本身的尺寸和焦距二者比“常规的”光学器件中的那些小得多。与常规的光学器件相比，平均厚度也可以减小。因此，与常规的光学器件相比，可以相当大地减小投影装置的整体深度，然而，良好的或非常好的效率(功效)也通过光学器件本身的大小减小来实现。在其尺寸方面基本上保持不变并且其焦点宽度减小的常规光学器件的情况下，安装深度相比之下可以确实减小，然而因此功效退化。
[0012]微光学器件系统的数目越多，期望的光分布可以产生得更准确，其中关于微光学器件系统的数目的上限主要由可用的产生方法所限制。对于近光束(dipped beam)功能的产生，例如30-40个微光学器件系统可以是足够的或者有利的，其中，这并非意在向上或向下描述极限值，而是意在仅仅描述示例性数目。
[0013]另外，可以缩放该类型的光模块，S卩，可以组合多个结构上相同的或类似地构造的光模块以形成更大的整体系统，例如车辆前灯。
[0014]根据本发明的具体实施例，每一个微入射光学器件使经过其的光聚焦在至少一个微入射光学器件焦点中。
[0015]此处，每一个微入射光学器件的微入射光学器件焦点优选地在光出射方向上位于配对的微出射光学器件之前。
[0016]因此，每一个微入射光学器件具有位于入射光学器件和出射光学器件之间并且相关联的微入射光学器件的光聚焦在其中的焦点。
[0017]特别地，每一个微入射光学器件在垂直方向上使经过其的光聚焦到位于微出射光学器件之前的微入射光学器件焦点上，其中微出射光学器件优选均具有与配对的微入射光学器件的微入射光学器件焦点重合的焦点。
[0018]因此，光被聚焦在焦点中，然后在经过相关联的微出射光学器件之后在垂直方向上相应地准直，并且投影到车辆之前的区域中。
[0019]出于完整性起见，此处应当提到的是，此处采用较简单的用词并且通常在该整体公开内容的范围内在其他点处对聚焦“在焦点中”进行引用。然而，事实上，即，在现实中，光束不聚焦在单个焦点中，而是被成像到包含所述焦点的焦点区域中。该焦点区域可以是焦平面，然而该焦点区域由于像差通常不是平坦的，而也可以“形成”为弯曲的，即，光束被成像到包含焦点的弯曲区域中。
[0020]此外，由微入射光学器件和微出射光学器件构成的每一个微光学器件系统有利地在水平方向上加宽经过其的光。
[0021 ]出于该目的，每一个微入射光学器件在水平方向上使经过其的光聚焦到位于微出射光学器件之后的焦点上。该光经过微出射光学器件并且由此在水平方向上聚焦在位于微出射光学器件之后的焦点中。
[0022]微入射光学器件优选地被形成为会聚光学器件，其在垂直和/或水平方向上会聚光。
[0023]可以是，微入射光学器件被形成为自由形式的光学器件。
[0024]微出射光学器件也有利地被形成为投影光学器件。
[0025]以示例的方式，微出射光学器件可以被形成为球面透镜或形成为非球面透镜。
[0026]也可以是，微出射光学器件被形成为自由形式的透镜。
[0027]在本发明的具体的、特别优选的实施例中，彼此配对的微入射光学器件和微出射光学器件的面向彼此的边界面彼此全等地形成并且优选地也彼此全等地布置。
[0028]此处，术语“全等地形成”仅意味着如下事实:彼此配对的微光学器件的边界面具有相同的基本区域形状，其中在任何空间布置的原则上。术语“全等地”布置意味着另外这些基本区域还布置成使得它们要么直接彼此全等地重合要么以一定距离布置，但将全等地转变成彼此，如果垂直于基本区域之一位移的话。
[0029]如果彼此配对的微入射光学器件和微出射光学器件的光轴彼此平行延伸，则是特别有利的，其中如果光轴重合，则是特别有利的。以此方式，每一个各个微光学器件系统的光图案在其位置方面特别确切地被成像，使得当各个光图案被叠加以形成期望的整体光分布(例如近光束分布)时，其可以从光学视点最优地产生(例如，各个明暗边界的最优叠加等)。
[0030]如果边界面是平坦的，则也是有利的。
[0031]此处，光学器件的边界面例如可以是六边形、矩形或优选地为正方形。
[0032]为了产生具有限定形状的光分布，以一个或多个明暗边界为例，至少一个网屏设备可以布置在入射光学器件和出射光学器件之间。
[0033]此处，网屏设备优选位于由微出射光学器件焦点所跨的平面中。
[0034]微出射光学器件焦点是微入射光学器件在垂直方向上聚焦在其中并且微出射光学器件的焦点也位于其处的那些焦点。
[0035]根据具体的实施例，网屏设备针对至少一对优选针对多对并且特别地针对所有对的彼此配对的微入射和微出射光学器件具有网屏，所述网屏在每一个情况下具有至少一个(例如，精确地为一个)光学有效的网屏边(edge)。
[0036]以示例的方式，此处所有的网屏可以具有相同的网屏边。
[0037]然而，也可以是，至少两个网屏具有不同地形成的网屏边。
[0038]原则上，如上所述，投影装置具有许多微光学器件系统，S卩，在每一个情况下由一个微入射光学器件和一个微出射光学器件构成的对。在没有网屏设备的最简单的实施例中，所有的微光学器件系统产生相同的光分布，所述(部分)的光分布例如一起形成完全的光束分布。此处，出于简单起见，假定完整的光分布利用精确地一个光模块产生。然而，也可以是，在实践中，根据本发明的两个或此外更多的光模块被用于产生整体的光分布。然后，这可以例如当例如出于空间原因组件在前灯中的不同位置之间的分布是必要时是有利的。
[0039]为了产生如已知那样具有明暗边界的暗淡的(dimmed)光分布(例如近光束分布)，每一个微光学器件系统现在可以与光束路径中的或多或少相同的网屏配对，使得所有的微光学器件系统产生具有明暗边界的光分布。然后，所有光分布的叠加给出暗淡光分布作为整体光分布。
[0040]此处，该情况下和所有其他情况下的网屏可以被具体化为单独的网屏(例如，以不可渗透层的形式，例如通过气相沉积等来产生的层)，其“形成”网屏设备，然而也可以使用网屏设备组件，例如平面膜等，其中针对光的经过提供了对应的开口。
[0041]此外，也可以是，提供不同的网屏，S卩，一个或多个微光学器件系统与第一网屏配对，并且一个或多个其他微光学器件系统与另一网屏(或者不与网屏)配对等，使得不同的微光学器件系统形成不同的光分布。通过各个微光学器件系统的选择性激活(然而，为此目的，有必要使这些与可以被单独控制(至少以群组)的专用光源配对)，各个不同光分布可以以此方式产生，其也可以在叠加中操作。
[0042]根据本发明的第一变型，由入射光学器件和出射光学器件以及(在适当的情况下)网屏装置构成的投影装置以一个部分形成。
[0043]根据第二变型，由入射光学器件和出射光学器件构成的投影装置由彼此分离的两个组件形成。
[0044]在这样的实施例中，网屏设备可以+提供，使得当至少一个网屏设备布置在入射光学器件面向出射光学器件的边界面上时是有利的。
[0045]然而，在该情况下，也可以是，至少一个网屏设备被形成为由入射光学器件和出射光学器件分离地形成的组件。
[0046]单件式的实施例具有如下优点:在必须以确切方式执行的制造之后，提供单个、稳定的组件，其可以在没有困难的情况下安装。
[0047]在其中入射