具有带正方形散射函数的微结构的光学结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于机动车前照灯的照明设备的光学结构，该照明设备设置用于照射光，由照明设备照射的光形成预定的光分布。
[0002]本发明还涉及具有这种光学结构的用于车辆前照灯的照明设备。
[0003]此外本发明涉及具有至少一个这种照明设备的车辆前照灯。
【背景技术】
[0004]根据法律规定，车辆前照灯的光分布必须满足一系列条件。
[0005]例如根据ECE和SAE在明暗线(HD线)之上-也就是在首要照明区域之外-在确定的地方要求最小和最大光强。这作为“标记光”起作用并且实现在驶过车辆的照明的情况下头顶-路牌的照明。使用的光强通常位于一般散射光值之上但是当然在HD线下的光强之下。要求的光值必须以尽可能小的目眩作用实现。
[0006]“标记光”通常通过在投影透镜中的特定小平面(至少若干毫米的大小)或通过离散的小突起实现。对此缺点尤其是，该结构从外面作为亮光点可见并且因此首先从涉及基础上益加地否定。此外这种设备调整到位于后面光学系统上-对此进行改变，不再确保追求的功能。
[0007]此外出于法律原因需要限定不清晰的明暗界限，使得HD线映射得既不会太清晰也不会太模糊，即，合法限定HD线的最大清晰度。HD线的这种模糊导致HD线从驾驶员看来是“光滑的”并且主观上令人愉悦的。
[0008]该HD-过渡的量化通过沿着通过亮暗界限垂直断面的梯度的最大值实现。对此在测量点的照明强度的对数以0.1°-距离计算并且形成其的差，由此可以获得梯度函数。这个函数的最大值称为HD界限的梯度。因为这个限定仅不准确地反映人的亮度感知，不同的感知的HD线可具有相同的测量的梯度值或者在显得类似的HD线的情况下可测量到不同的梯度。
[0009]梯度软化通常通过改变照明设备的透镜的透镜表面实现。根据现有技术经常使用不同的解决方案:通过统计地摩擦透镜表面可是实现例如光滑的HD界限，当然由此这会导致相反方向的交通参与者的目眩。在另一变体中调制(例如两个正弦波的叠加，没有球扇形形式的凹处，等等)施加到透镜表面上。这种解决方案大大依赖于通过透镜的光通量分布，对此的改变，例如通过光技术的变体，因此对产生的光通量分布具有较大并且部分负面的作用。
[0010]另一方案形成分段的光分布的产生。这样例如在产生动态光分布的情况下，如使用动态远光分布。在特定实施方式的情况下这种动态光分布由多个个体光分布构成。对此例如用分别与附加光学元件关联到的单独光源分别光像产生小的段，而这些光段的叠加得出了总的光分布。在此通过关闭单独光源可以关闭在光像中单独段，也就是不照明。该段在此通常以行和列布置。
[0011 ]原则上存在该可能性，映射具有清晰界限边缘的单独光段并且采取措施，使得邻近的光段之间彼此相接。这具有这样的优点，在“全光运行中，即，在激活所有光段的情况下在光段之间不可识别暗区域(“格栅”)。担任缺点在于，在关闭一个或多个光段的情况下在这个区域中光分布具有清晰明暗界限，这感觉到不舒服并且附加地导致快速疲劳。
[0012]存在另一方法为，光段可不直接彼此相邻接。在这种光分布的情况下证实有问题的是，在此必然地彼此邻近的段的区域中导致不期望的光效果，尤其是在此导致在该区域中的亮度波动，其在可见格栅结构中表现，其可由车辆驾驶者感知到不舒服。
[0013]此外通常在在这种情况下还总是存在清晰明暗界限的问题。
【发明内容】
[0014]现有技术的所描述的缺点应当去除。在此本发明的认为在于，提供折射的光学部件，用该光学部件可以实现光像，该光像满足法律值并且同时不会感知到干扰。
[0015]这个任务用开始提及的根据本发明的光学结构解决，使得光学结构如此关联到照明设备或如此为照明设备的一部分，使得光学结构由照明设备的基本上总的光通量透射，并且其中光学结构由多个光学结构元件组成，该结构元件具有光散射的作用，并且光学结构元件如此构造成将由照明设备产生的，未修改的光分布由光学结构修改成可预定的，修改的光分布，并且其中光学结构元件具有四边形的基面，即，四边形的格栅的角点之间的面完全由正好一个光学结构元件的基面遮盖。
[0016]光学结构元件的四边形的基面在此由直线侧(geraden Seiten)限制，即，光学结构元件的基面的两个邻近的角点分别与直线侧相连。该结论在此当然涉及“平坦的格栅，如下简短地解释:
通常可以从此开始，即，光学结构施加到光学基础结构上，即，从未修改的面开始，例如从光滑的，平坦的遮盖板或透镜面，例如平坦的光射入面或还有弯曲的光射出面开始。在平坦的基础结构的情况下格栅是平坦二维的格栅，其中布置具有其平坦四边形的基面的结构元件。
[0017]在弯曲的面的情况下为了计算结构元件并且为了其布置从平坦的面开始，也就是从平坦的格栅和具有带直线侧的平坦的四边形的基面的结构元件出发。然后这个平坦的格栅投影到基础结构的弯曲的面上，使得在这种情况下“实际”格栅不再是平坦的并且在弯曲的基础结构上结构元件的基面同样不再平坦的而是弯曲的，同样弯曲与基面相邻的四个侧。
[0018]实际中该区别意义较小，这是因为光学结构元件如此小，使得在结构元件的区域中弯曲的面可同样设想为平坦的。
[0019]因此如果连同具有直线侧的四角形，等等的弯曲的基础结构讨论，由此理解该弯曲的面在平面中的投影。
[0020]因此在上述“平坦的”面上展开二维的格栅，其中每4格栅点形成一个格栅单元。这种格栅单元由光学结构元件占据。在此“基面”对应于平坦的格栅单元的面，光学结构元件自身具有该四边形的基面，结构元件的实际表面具有到该基面的正或负距离(或者还有在区域中距离可能是零)。
[0021]本发明的本质在于，通过这种方式，S卩，格栅是四边形的并且结构元件的基面占据格栅单元的整个面，可以考虑“基础结构”的整个表面用于修改光分布。在具有圆形的结构元件的六角形的格栅的情况下(其中同样已经达到以结构元件的大约90%的非常高的面填充)，仍然留下大约10%的较小部分基面未修改并且不负载用于修改光像。
[0022]在申请人的并行专利申请中描述了开始提及的光学结构，其由光学结构元件形成，其具有圆形的基底并且布置在六角形的格栅中。在这种六角形的布置的情况下在透镜的弯曲的界面上大约91%的该面可以以结构元件遮盖，大约9%的透镜表面保持未遮盖。在映射具有这样的透镜的清晰划界的光段，例如在矩形的光段的情况下，该透镜表面的未遮盖区域导致光段的边缘的清晰映射并且因此导致光像中的不均匀性。
[0023]用当前布置(其中透镜表面高达100%以结构元件遮盖)，还可以以清晰划界的光段(其以透镜映射在车辆前的区域中)，产生均匀的光像。
[0024]通过结构元件的基面的四边形的形状(其对称性对应于优选地光段的对称性)，此外还可优选照亮四个光段之间的角区域，这用具有圆形的基底的结构元件是不可能的。
[0025]在本发明的优选实施方式中在此规定，修改的光分布通过以散射函数折弯未修改的光分布形成，并且其中光学结构如此构造，使得未修改的光分布相应于散射函数修改。
[0026]因此根据本发明注意到总的光学结构，并且其相应地通过散射函数如此修改或者形成，使得得到完全期望的光像。与现有技术不同(其中例如为了产生梯度软化和标记光在光学结构上考虑不同的结构元件或附加地修改一些存在的结构元件)，相应于本发明期望的(修改的)光分布，从未修改的以没有光学结构的照明设备产生的光分布开始通过下列方式实现，即，未修改的光分布用这样的散射函数折叠，使得得出期望的光分布，并且光学结构在其整体上如此形成，使得其如此修改照明设备的总的光通量，使得从未修改的光分布得出相应于散射函数的修改的光分布。
[0027]优选地在此规定，结构元件分布在至少一个，优选地正好一个光学元件的至少一个，优选地正好一个定义的面上。
[0028]特别有利的是，光学结构元件如此构造，使得每个结构元件将穿过结构元件的光束相应于散射函数修改成修改的光束。
[0029]如果注意到来自总的光通量的确定的(未修改的)光束，则其形成对光像中的光分布的某些贡献(总的光通量产生(总)_光分布)。结构元件此时如此修改穿过结构元件的光束，使得对总光分布的未修改的贡献相应于散射函数改变。例如未修改的光束产生具有确定形状的光分布贡献，即，照亮在车行道上或在测绘屏上的确定的区域，不照亮其他区域。通过结构元件此时相应于散射函数初始的照亮的区域之外的区域也用确定的强度照亮，而-在总光通量保持不变后-至少部分的以未修改的光束初始的照亮的区域的强度减小。
[0030]相应于要以光学结构修改的光段的对称性在本发明的实施方式中规定，每个光学结构元件的基面分别由矩形形成。
[0031]原理上相应于使用情况还可以实现的是，共同使用矩形和正方形的光学结构元件两者，但是优选地所有光学结构元件不但关于形状优选地还关于尺寸具有相同基面。
[0032]同样可以规定，每个光学结构元件的基面分别由正方形形成。
[0033]因此光学结构元件布置在矩形，优选地正方形的格栅中，其中结构元件分别具有由格栅点形成的四个角点之间的总的面。
[0034]用矩形，尤其是正方形的结构元件可以实现矩形或者正方形散射函数，借助于散射函数可以最优地照亮尤其是四个邻近的光段的“交叉区域”，以便提高光像的均匀性。
[0035]在本发明的具体优选实施方式中规定，光学结构元件在其中央具有带优选地圆形的或椭圆基底的中心突起。
[0036]在此基底的圆形又涉及在平面中其上布置光学结构元件的定义的面的投影。
[0037]优选地，为了可以达到定义的面的完全遮盖，规定，中心突起的基底延伸直到四边形的基面的四个边界侧。
[0038]此外对于生成有利的是，中心突起具有在其总的表面上持续的走向。此外可以以这种方式更好地调节散射特性。
[0039]在期望的对称的散射函数的情况下规定，中心突起在基面的几何的中点中具有其到基面的最大距离。
[0040]此外有利地规定，中心突起在其周边具有其到基面的最小距离。
[0041]尤其是在此规定，周边到基面的最小距离等于零。
[0042]此外在具体，尤其是在上述【具体实施方式】中还规定，结构元件在其角区域中具有角区域突起，其分别通过棱锥形的突起的侧面形成。
[0043]通过棱锥形的突起还可实现，圆环形的微结构(也就是具有圆环形的基底的微结构(光学结构元件))“嵌入”矩形尤其是正