用于机动车前照灯的照明设备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，其中
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。
[0016]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。
[0017]在此在【具体实施方式】中规定，光学结构由多个光学结构元件组成，所述结构元件具有散射光的作用。
[0018]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。
[0019]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。
[0020]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。
[0021]在本发明的实施方式中规定，光学结构布置在光学元件的至少一个，优选地正好一个界面上，其构造为照明设备的散射板的形式或遮盖板的形式。
[0022]因此开始提及的“定义的面”位于光学元件的该至少一个，优选地正好一个界面上，其构造为散射板或遮盖板。
[0023]在其他实施方式中光学结构布置在透镜形式的光学元件的至少一个表面上，尤其是照明设备的投影透镜的至少一个表面上。
[0024]因此“定义的面”位于透镜的表面上。
[0025]在此优选地光学结构布置在透镜的光射出侧上。
[0026]因此光学结构优选地布置在透镜的弯曲构造的光射出面，优选地投影透镜的弯曲构造的光射出面上。
[0027]尤其有利的是，光学结构的结构元件分布在光学元件的总的至少一个表面上。
[0028]因此“定义的面”通过光学元件的总的表面或者界面形成。
[0029]此外特别有利的是，所有结构元件基本上相同地构造。
[0030]每个结构元件以与所有其他结构元件相同方式修改穿过其的光通量。
[0031]“基本上”在此表示相同，在其上布置结构元件的平坦的面的情况下，它们事实上相同地构造。
[0032]在弯曲的面的情况下结构元件在中心区域中相同的构造，而通过弯曲面不同结构元件(细微)的边缘区域可以彼此不同。
[0033]在【具体实施方式】中相应地规定，所有结构元件关于平坦的或者设想平坦的面相同地构造。
[0034]相应地计算平坦的面的结构元件;该如此计算的相同结构元件(以相同取向)放置在例如透镜的弯曲的面上，如上所述的，在其中央区域中结构元件和前面一样同样构造;但是在到其上放置结构元件的初始的透镜面的过渡区域中，结构元件根据透镜面上的位置由于透镜表面的弯曲具有不同的形态，然而这在较小大小的结构元件的情况下导致对光分布没有影响或仅很小影响。
[0035]此外有利的是，所有结构元件相同地取向。
[0036]在平坦的定义的面的情况下这不需要更多解释。在弯曲的面(示例:透镜)的情况下结构元件相同地沿着通过面的轴布置，该轴所有平行于面的对称轴或面的光学轴延伸(并且不垂直于面法线)。
[0037]这尤其是在制造技术上有利的，这是因为光学结构和用于产生结构的器械可以以这种方式简单地分离，这是因为在光学结构上可不形成底切。
[0038]最优地如果散射函数(PSF)是点扩散函数，产生根据本发明的光学结构。
[0039]此外有利地还适合的是，结构元件的对称性取决于散射函数PSF的对称性。结构元件具有一般情况下与PSF相同的对称性类别。如果例如PSF水平是镜像对称的，则结构元件还具有水平镜像对称性。
[0040]此外有利地规定，结构元件的尺寸，例如结构元件的直径和/或高度，大于尤其是大大大于可见光的波长，使得可以避免衍射效应。
[0041 ]在此尤其是有利地规定，结构元件的高度位于μπι范围中。
[0042]例如结构元件的高度位于0.5-5μηι的范围中，其中优选地结构元件的高度位于I_3Mi的范围中。
[0043]在【具体实施方式】中结构元件的高度大约为2.7μπι。
[0044]此外在【具体实施方式】中，例如在具有上述的高度的变体中，规定，结构元件的直径或者长度位于毫米-范围中。
[0045]例如结构元件的直径或者长度位于0.5_2mm之间，其中优选地结构元件的直径或者长度大约为1mm。
[0046]在示例性实施方式中其上布置结构元件的透镜为90mm直径的透镜。
[0047]此外可以有利地规定，结构元件在其基底上具有圆形截面。在其上布置结构元件的弯曲的定义的面的情况下，在此考虑基底(其是在定义的面上由结构元件占据的面)在平面中的投影。
[0048]因此结构元件优选地基本上旋转对称的，但是可以根据应用具有不同的变形，即，该旋转对称的结构的偏离，其中该变形可以是大面积，但是通常是局部构造的。
[0049]如果其上分布结构元件的定义的面分割成-设想的-，优选地有规律的格栅结构，并且其中结构元件布置在格栅点上或在格栅结构的格栅点之间，在制造中光学结构简单。
[0050]这种布置尤其是还关于光学结构的最优光学作用有利的，这是因为由此可以最优调节光学结构的光学作用。
[0051]结构的“有规律性”在此在其上布置光学结构的弯曲的光学面的情况下，关于该定义的面的投影在平面中可见，其中-由于较小格栅距离-格栅还在弯曲的定义的面的情况中在邻近的格栅点的区域中可以看作是平坦的。
[0052]优选地规定，在每个格栅点或在格栅结构的格栅点之间分别布置正好一个结构元件。
[0053]此外可以规定，邻近的结构元件转入到彼此，S卩，彼此触碰地布置或结构元件彼此隔离，即，彼此不触碰地布置。
[0054]在本发明的优选实施方式中，格栅结构形成六角形格栅。
[0055]以这种方式可以达到定义的面的最优面填充，尤其是在具有圆环形基底的结构元件的情况下，使得大约87%的定义的面用结构元件遮盖并且仅大约13%未修改的面存在。
[0056]在本发明的【具体实施方式】中规定，邻近的格栅点彼此具有大约0.5_2mm的距离，优选地大约Imm的距离。
[0057]原理上在其他实施方式中还可以规定，结构元件在定义的面上偶然，例如伪随机地分布。
[0058]在光学方面最优的是，结构元件到定义的面的过渡是持续的，优选地C2-持续的，即，以持续的切线实现。
[0059]特别良好地适合的是