用于机动车前照灯的照明设备的光学结构的制作方法_3

文档序号:9916326阅读:来源:国知局
6的面元件的光路。
[0103]图18是具有示意等高线的根据本发明光学结构的光学结构元件上的平面图,
图18a是沿着线A-A的截面中图18的光学结构元件,
图18b是沿着线B-B的截面中图18的光学结构元件,以及图18c是沿着线C-C的截面中图18的光学结构元件,
图19是由正方形的光段构成的未修改的光分布以及形成该光分布的光通量借助于具有正方形的结构元件的光学结构的映射,以及
图20是未修改的和修改的光分布中的光强度的示意性的走向。
【具体实施方式】
[0104]在下面首先参考图1-6,其-在没有限制保护主题的情况下-示出根据本发明的光学结构的布置的原理上的可能性。根据本发明的光学结构还可以在其他情况下作为这里示出的照明设备用于机动车。
[0105]图1示意性示出投影系统形式的照明设备I,具有反射器2,光源3,(可选)掩盖布置(Blendenanordnung)4和投影透镜5,投影透镜5具有弯曲的外侧5a和平面内侧5b。
[0106]图2示意性示出反射系统形式的照明设备I,具有反射器2,光源3和散射或者遮盖板6,附图标记6a和6b表不玻璃片6的外侧和内侧。
[0107]图3示出图1的投影系统的示意性表示,其中根据本发明的光学结构100布置在透镜5的外侧。该光学结构100在此占据优选地透镜5的总的外侧5a。
[0108]图4示出在覆盖-或者散射板6的外侧上具有根据本发明的光学结构100的图2的反射模块的示意性表示,其中优选地光学结构占据玻璃片6的总的外侧。
[0109]图5再次示出如在图1所示的投影模块I的示意性表示,其在附加的光学元件(如玻璃片)上具有根据本发明的光学结构100,其中光学元件布置在遮光物4和透镜5之间。
[0110]图6最后还示出在附加的光学元件(如玻璃片)上具有根据本发明的光学结构100的图2的反射模块的示意性表示,其布置在光源3和散射或者遮盖板6之间。
[0111]如已经描述的这些表示仅仅用于说明根据本发明的光学结构100的布置的可能性中的一些。原则上照明设备还可以具有多个光源,例如LED作为光源,并且形成光的主体可以以一个或多个光导体,反射器等等的形式构造。
[0112]通常适合的是,光学结构如此与照明设备I关联或是照明设备I的一部分,使得光学结构100透射照明设备I的基本上总的(或者总的光学有关的)光通量。
[0113]尤其是有利的是,光学结构如此布置和/或构造,使得均匀地照亮。根据散射函数在这种情况下对于光学结构的计算可简单地推导,总的面的多大部分应多重地折射。
[0114]图7示意性示出通常的未修改的近光分布LVl,如其例如以在图1中所示,其根据现有技术的已知的照明设备I产生。近光分布LVl具有明暗界限HDl,其在示出的情况下具有对称的走向。
[0115]图7a示出为了改善解释根据本发明的光学结构100的作用单独的,而从光分布LVl取出的光斑,图7b示出更大数量的这样的光斑。
[0116]这时注意到图8,其如此示出修改的光分布LV2,其中该修改的光分布LV2通过通过光学结构100修改初始的光分布产生。在此修改的光分布LV2通过折弯未修改的光分布LVl用散射函数PSF得出,其中光学结构100如此构造,使得未修改的光分布LVl相应于散射函数PSF修改成新光分布LV2。
[0117]在此修改的光分布LV2具有基本上和未修改的光分布LVl相同分布形状并且同样具有明暗界限HD2,明暗界限HD2当然具有较小梯度,如这通过明暗界限的区域中的等照度线的较大距离示意性表示。因此明暗界限HD2是“光滑的”。
[0118]此外在图8中还可认识到,明暗界限HD2之上的区域LV2’还以某个光照强度照亮,以便产生标记光。
[0119]因此照明设备产生-在没有根据本发明的光学结构的情况下具有带某清晰度的明暗界限HDl的近光分布LV1,通过所谓的“梯度”描述。通过设置根据本发明的光学结构100这个未修改的光分布LVl如此修改,明暗界限的清晰度减小,使得其相应于法律要求并且由人眼察觉令人愉快的。
[0120]此外在描述的实施方式中一部分照明设备I的光通量映射明暗界限HD2之上的区域LV2’中。以这种方式可利用根据本发明的光学结构100以最优的方式产生开始描述的标记光,其方式为例如每个光学结构元件将较小部分的穿过结构元件的光通量偏转到相应的区域中。
[0121]尤其有利的是,用根据本发明的光学结构不但可以调节亮暗界限的梯度而且可以产生标记光。在现有技术中对此必须两个光学结构,其中用于产生两个“效果”之一的第一结构叠加产生第二光学“效果”的第二结构。在根据本发明的光学结构中这通过由基本上相同的结构元件来达到,所述结构元件构造用于实现如上述的散射函数。
[0122]在此如所示出的,在【具体实施方式】中规定由光学结构偏转的光通量位于在HH-线之上的在1.5°和4°之间的区域LV2 ’,尤其是在2°和4°之间的区域LV2 ’。
[0123]在本发明的示例的实施方式中规定,由光学结构将0.5%_1%的照明设备I的光通量偏转到明暗界限HD2之上的区域LV2’。
[0124]注意到图8a和Sb,其如在图7a和7b中所示示出单独光斑,其通过根据本发明的用于梯度软化和同时产生标记光的光学结构100修改。如可认识到的,单独光斑-至少在明暗界限的区域中-散布(软化),同时(较小)部分的光通量(该光通量没有光学结构的情况下有助于光斑如在图7a和7b中所示)偏转到用于形成标记光的该光斑上部的区域。
[0125]图9最后还详细示意性示出用于组合梯度软化和产生标记光的散射函数的影响,其中散射函数优选是所谓的点扩散函数,如图8中,进行使用,在图7a或7b的单独光斑上。
[0126]因此根据本发明考虑总的光学结构100,并且该光学结构相应地通过散射函数如此修改或者成形,使得得到完全期望的光像LV2,LV2’。与现有技术(其中例如为了产生梯度软化和标记光,使用在光学结构上的不同的结构元件或者附加地还修改存在的结构元件中的一些)不同的是相应于本发明期望的(修改的)光分布,从未修改的,用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射,使得得出期望的光分布,并且光学结构在其整体上如此成形,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。
[0127]在本发明的优选实施方式中,光学结构100由多个光学结构元件110组成,该结构元件110具有散射光的作用。
[0128]如果观察前面图10,其示出了透镜5,如在图1中所示。下面的表示在此根据透镜进行,基本上相同的论述但是准确适合于散射或遮盖板,承载光学结构或形成光学结构的单独的构件等等。
[0129]在图10中透镜5的弯曲的外侧5a放大地表示并且可识别为基本上平的表面5a。利用没有光学结构的这样的透镜,如图10a,1b所示,产生具有明暗界限HDl的近光分布LVl(也见图7)。
[0130]图11再次示出透镜5,现在在其外侧5a具有由多个光学结构元件110组成的光学结构100。在外侧5a的放大表示中结构元件110放大或者提高大约100倍,以便于使得其可见。图11在此是纯示意性的表示。
[0131]利用具有结构元件110的这样的光学结构100,产生修改的光分布LV2,其形成具有明暗界限HD2和标记光LV2,的近光分布(图11a,lib)。
[0132]光学结构的结构元件可以基本上布置在透镜(或散射板等等)的外侧和内侧。
[0133]但是优选地规定,结构元件110在光学元件的正好一个定义的面5a(例如示出的透镜5的外侧5a)上分布。在此有利地,结构元件110分布在整个定义的面5a上。
[0134]图12作为示例再次示出已知的透镜5,其在其外侧具有光学结构100,光学结构由单独结构元件110组成。具有直径d和高度h的单独结构元件100同样示意性在图12中示出。
[0135]特别有利的是,光学结构元件110如此构造成,使得每个结构元件110将穿过相应结构元件110的光束LBI相应于散射函数PSF修改成修改的光束LB2。
[0136]图16示出通过未修改的透镜表面5a上的区域的光线或光束LBl和相应偏转的光束LB1’的平面图。光束LBl在此仅由透镜表面5a偏转,也就是改变其方向。图17又示出光束LBl,其通过结构元件110撞击到修改的透镜外面。射出的光束LB2—方面又在方向上偏转,成为在程度上如光束LB1’,但此外还实现光束的光通量的一部分的散射,如在图17中根据光束LB2示意性所述。
[0137]如果考虑来自总的光通量的确定(未修改的)光束LBl,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LBl,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,在车行道的确定区域上或在测绘屏上照亮,不照亮其他区域。通过结构元件110此时相应于散射函数PSF还以确定的强度照亮初始的照亮的区域之外的区域,而-在总光通量彼此不变之后-以未修改的光束初始的照亮的区域的至少部分的强度减小。
[0138]如连同图12提及的,有利的是,总的定义的面5a用光学结构元件110遮盖。
[0139]此外还特别有利的是,所有结构元件110基本上相同地构造。每个结构元件以与所有其他结构元件相同的方式修改穿过其的光通量。
[0140]“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,它们实际上相同地构造。
[0141]弯曲的面(如在透镜5的光射出面5a的情况下)结构元件在其中心区域中分别相同构造,而通过弯曲面不同结构元件的边缘区域可(稍微)彼此不同。
[0142]在【具体实施方式】中相应地规定,所有结构元件110关于平坦的或者设想平坦的面111相同地构造。
[0143]相应地计算用于平坦的面的结构元件;其这样计算,使相同的结构元件-以相同取向-放置到例如透镜的弯曲的面,如上所述结构元件在其中央区域仍然相同地构造;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设计,但是这在较小尺寸的结构元件的情况下导致对光分布的小或仅非常小的影响
此外有利的是,所有结构元件110相同地取向。
[0144]在平坦的定义的面的情况下这不需要更多的解释。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,该轴全部平行于对称轴或面的光学轴延伸(并且不垂直于面法线)。
[0145]这尤其是具有制造技术上的优势,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开,这是因为在光学结构上可不形成底切。
[0146]如果散射函数PSF是点扩散函数,最优地产生根据本发明的光学结构或者修改的光像。
[0147]此外有利地还适合,结构元件的对称性取决于散射函数PSF的对称性。结构元件一般情况下具有与PSF相同对称性类别。如果例如PSF是水平镜像对称的,则结构元件还具有水平镜像对称性。
[0148]再次回到图12可认识到,在本发明的示出的实施方式中结构元件110在其基底上具有圆形断面。在其上
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