改進的用於機動車輛的照明裝置的透鏡的製作方法

2023-10-17 02:02:49 1

本發明涉及用於機動車輛的照明裝置的透鏡領域，並且更具體地涉及用於適於提供近光和遠光功能的照明裝置的透鏡領域。

背景技術：

這種類型的裝置通常包括分別與這些功能中的一個關聯的兩個光源，例如，當執行近光功能時光源中的一個被點亮，並且當執行遠光功能時兩個光源都被點亮。

通常地，這種類型的裝置還包括諸如摺疊部或遮罩的元件，其被配置為在裝置產生的光束內產生截止線，尤其是在執行近光功能時。截止線的構造由條例指定，所述條例例如規定截止線將在照亮的空間和其上的黑暗空間之間以給定光梯度形成界限。

目前的照明裝置的缺點之一是當執行遠光功能時討論中的截止線仍然被清晰地標出並且在遠光和近光之間形成黑暗帶。而且，該兩光束之間的清晰的界限易於幹擾司機的視力。

技術實現要素：

本發明旨在改善該情形。

因此，本發明涉及一種用於機動車輛的照明裝置的透鏡，所述透鏡包括後表面和前表面，所述後表面被設計為朝向照明裝置的光源定向，所述前表面被設計為朝向正被照亮的道路定向，所述透鏡具有中位豎直平面，所述中位豎直平面被設計為基本正交於道路，所述前表面具有第一擴散區(漫射區，zoneofdiffusion)，所述第一擴散區具有適於擴散由光源發射的光的微結構，所述第一擴散區在中位豎直平面內延伸，所述前表面還包括至少兩個第二擴散區，每一個第二擴散區具有適於擴散由光源發射的光的微結構，兩個第二擴散區位於中位豎直平面的每一側上，兩個第二擴散區的微結構具有完全大於第一擴散區的微結構的深度的深度。

根據本發明的第一方面，兩個第二擴散區的微結構的深度與第一擴散區的微結構的深度之間的比介於1.5至3之間。

根據本發明的一個方面，第一擴散區的微結構的深度介於1.5μm至4μm之間。

根據本發明的一個方面，第二擴散區的微結構的深度介於3μm至8μm之間。

根據本發明的一個方面，一個第二擴散區的微結構的深度完全大於另一個第二擴散區的微結構的深度。

根據本發明的一個方面，在給定的擴散區內微結構都具有基本相同的深度。

根據本發明的一個方面，微結構具有介於0.5mm至1mm之間的最大半徑。

根據本發明的一個方面，所述第一擴散區具有在中位豎直平面內延伸的大致帶狀形狀。

根據本發明的一個方面，所述第一擴散區具有大致圓形形狀。

根據本發明的一個方面，所述第一擴散區具有介於透鏡的直徑的20％至60％之間的寬度。

根據本發明的一個方面，所述前表面包括第三擴散區，所述第三擴散區基本正交於中位平面延伸，所述第三擴散區從第一和第二擴散區的下端部朝向透鏡的前表面的端部延伸。

根據本發明的一個方面，所述第三擴散區具有適於擴散由光源發射的光的微結構，第三區的微結構具有基本等於第一擴散區的微結構的深度的深度。

根據本發明的一個方面，第一和第三擴散區共同限定在透鏡的前表面上的連接擴散區域。

根據本發明的一個方面，所述前表面在一個下端部的高度處具有被形成為將來自光源的光的一部分轉向以照亮架高的標誌的區域。

本發明還涉及一種尤其是用於機動車輛的照明裝置，所述照明裝置包括被設計為發射光的至少一個光源和根據前述權利要求中任一項所述的透鏡，所述透鏡被布置為接收由光源發射的光的至少一部分。

根據本發明的一個方面，照明裝置包括第一光源、第二光源和截止元件，所述第一光源與照明裝置的近光功能關聯，所述第二光源與照明裝置的遠光功能關聯，所述截止元件適於在由照明裝置發射的光束內產生截止線。

附圖說明

通過熟讀下面的僅僅作為示例給出的詳細描述並且參照所附的附圖將更好地理解本發明，在附圖中：

-圖1為根據本發明的照明裝置的示意圖；

-圖2a和2b圖示了在執行圖1的裝置的兩個功能中的一個和另一個時由圖1的裝置產生的光束；

-圖3為根據本發明的透鏡的前視圖；以及

-圖4圖示了圖3的透鏡的微結構的截面圖。

具體實施方式

圖1圖示了根據本發明的照明裝置2，以下稱為裝置2。

在本發明的上下文中，裝置2有利地為機動車輛的照明裝置，即其用於集成在機動車輛中。

而且，裝置2有利地為前照燈。

有利地，裝置2適於執行兩種不同的照明功能：

-近光功能，和

-遠光功能。

在圖2a中圖示了當執行近光功能時由裝置2產生的光束。在其上部具有截止線c，所述截止線將被光束照亮並且位於截止線c以下的區與位於其上、未被照亮的黑暗區分界。

例如，截止線呈現出在其左部分的第一線性部分和在其右部分的第二線性部分。第二線性部分例如位於與第一部分的高度不同的高度處。這兩個部分被中間傾斜部分分開。

在圖2b中圖示了當執行遠光功能時由裝置2產生的光束。該光束在下部分呈現出與圖2a基本相同的構造，並且其在截止線c以上還呈現出照亮區，因而所述截止線將兩個照亮區分開。

再次參照圖1，裝置2包括殼體4、至少一個光源6、被配置為產生截止線c的元件8和根據本發明的透鏡10。

殼體4被配置為包括一個或多個光源6。其還被配置為沿透鏡10的方向反射由這些光源發射的光。

殼體4例如包括上部分12和下部分14，所述上部分和下部分分別與裝置2的兩個功能中的至少一個關聯。更具體地，上部分12與近光和遠光功能關聯，並且下部分14僅與遠光功能關聯。

上部分12例如包括多個彎曲的半殼，所述彎曲的半殼在它們的橫向脊部的區域內彼此成對，並且其各自的凹面面向元件8。每一個殼例如具有橢球部形狀。

例如，上部分12包括三個所述殼。

下部分14例如以殼的形狀呈現，所述殼的凹面面向元件8和殼體4的上部分12。這例如具有大致橢球部形狀。

替代地，下部分14包括多個所述殼，所述殼在它們的橫向脊部的區域內彼此成對，並且其各自的凹面面向元件8和上部分12。

上部分12和下部分14的內表面被配置為反射由一個或多個光源6發射的光。

一個或多個光源6形成裝置2的光發射的核心。

有利地，裝置2包括彼此獨立的兩個光源6。

這樣，裝置2包括第一光源61和第二光源62，所述第一光源與近光功能和遠光功能關聯，所述第二光源僅與遠光功能關聯。

光源61被布置在殼體內以沿殼體4的上部分12的內表面的方向發射光。例如，其被布置在上部分12的殼的焦點的區域內。在實踐中，其例如被布置在元件8的區域內。

光源62被布置在殼體內以沿殼體4的下部分的內表面的方向發射光。例如，其被布置在下部分14的焦點的區域內。

每一個光源例如包括一個或多個發光元件，例如發光二極體，其可選地與發光體材料耦合，所述發光體材料被設計為轉化由這些元件發射的光的一部分以便獲得選定顏色的合成光。該合成光例如為白色。

元件8被配置為在由裝置2產生的光束內產生截止線c。

元件8包括形成摺疊部的部分，即以選定的方式反射的遮罩，以給出期望形狀的截止線c。形成摺疊部的部分例如基本上水平地(沿圖1的定向的方向)布置。其位於元件8的前端部的區域內。

摺疊部例如具有左脊部、右脊部和傾斜中間脊部，所述左脊部被設計為形成截止線c的第一直線部分，所述右脊部在高度上相對於左脊部偏移並且被設計為形成截止線c的第二直線部分，所述傾斜中間脊部被設計為形成截止線c的傾斜中間部分。

元件8還包括形成用於一個或多個光源6的支撐件的部分。如圖1所示，該部分位於元件8之後，與位於其前面的形成摺疊部的部分相反。

在圖1的示例中，這兩個部分已經被表示為單一的材料件。替代地，它們可以彼此分開。

參照圖3，透鏡10被配置為使從光源6和殼體4上到達透鏡的光成形，以產生出射束(根據執行的功能如圖2a和2b所示)。

透鏡位於在殼體的內表面上反射之後的由光源供應的光的光路上。例如，透鏡通過框架(未示出)相對於殼體4被保持在固定位置。

在本發明的上下文中並且如後面描述的，透鏡10還被配置為使截止線c模糊，尤其是在執行遠光功能時。

透鏡10為球面形式的透鏡。有利地，其為會聚類型的。在正視圖中，透鏡呈現出大致圓形形狀。透鏡10的直徑(在該大致圓形形狀的方向上)例如介於35mm至85mm之間。

透鏡10例如由玻璃製成。替代地，其由聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)或聚碳酸酯(pc)製成。

透鏡10具有基本水平的光軸(在圖1的定向的方向上)。該光軸例如基本上在與元件8的脊部中的一個(例如，其左脊部)相同的高度處。

透鏡面向殼體4布置。有利地，其關於殼體4居中。

透鏡10具有被設計為朝向殼體4定向的後表面16和被設計為面向正被照亮的道路的前表面18。

後表面16形成用於進入透鏡10的光的進入面。後表面例如是平坦的。然而，替代地，後表面具有凸面或者任何期望的形狀。

前表面18形成用於光的出射面。前表面18例如是凸的。替代地，其可以具有任何期望的形狀。例如，在一個變形例中其是平坦的。

透鏡具有中位平面p，所述中位平面被設計為相對於正被照亮的道路是基本豎直的。這裡，中位平面是指分開透鏡的右部分與其左部分的平面，特別是在透鏡的正視圖中。在圖3的示例中，透鏡以正視圖示出，所述平面p正交於圖3的平面。

可選地，如圖3所示，透鏡10基本上關於該平面p對稱。然而，不排除透鏡關於該平面是非對稱的。

可選地，如圖3所示，透鏡具有上平部和/或下平部，每一個平部都限定基本平坦並且基本正交於平面p的表面。所述平部例如被提供以減小透鏡的豎直佔地面積。例如，對於具有70mm的直徑的透鏡，所述平部被提供為使得透鏡的沿平面p的高度基本上等於60mm。

在本發明的上下文中，前表面18具有微結構20，所述微結構適於擴散穿過透鏡的光，尤其是以使截止線c模糊。

如圖4所示，「微結構」是指形成在前表面18的表面上的粗糙部。對於前表面18的給定區，該粗糙部可以規則地分布，即由峰和谷限定的圖案在給定區內是規則的，或者其可以以不規則的方式分布。

這些微結構例如以在前表面的表面中的凹陷的形狀呈現。

有利地，微結構具有基本圓形形狀的口部。該口部的半徑形成特定的微結構的最大半徑。在本發明的上下文中，微結構20的最大半徑有利地介於0.5mm至1mm之間。

微結構20同樣地具有給定的深度，如下所述。

參照圖3，前表面18具有第一擴散區z1和兩個第二擴散區z21、z22，所述第一擴散區包括適於擴散來自光源6的光的微結構20，兩個第二擴散區同樣地包括同樣適於擴散來自光源6的光的微結構。這些微結構具體地具有使截止線c模糊的目的。

第一擴散區z1的微結構20的深度完全小於第二擴散區z21、z22的微結構20的深度。

更具體地，第一區z1在前表面18上沿中位平面p延伸。有利地，平面p形成區z1的對稱平面。

區z1具有介於透鏡的直徑的20％至60％之間的寬度(即，橫向於平面p的尺寸)。

在區z1內，微結構有利地都具有基本相同的構造，並且尤其是基本相同的深度。

區z1的微結構20的深度有利地介於1.5μm至4μm之間。

而且，微結構可選地規則地分布在該區內。例如，它們以關於給定點同心的方式規則地分布在那。該點例如為前表面的中心，其例如在前表面18的沿平面p的一半高度處。替代地，微結構20的空間分布是非同心的。其例如基本上為矩陣，微結構呈行和列地布置。這些行和列例如正交於或者分別平行於平面p。再次替代地，它們在該區z1內的分布是不規則的。

區z1例如呈在平面p內延伸的帶的形式。該帶例如具有大致矩形形狀。該帶的橫向邊基本垂直於平面p，縱向邊每一個都彼此對稱地關於平面p位於平面p的每一側上。帶的上橫向邊例如對應於前表面18的上端部。下橫向邊例如位於距離上橫向邊等於前表面的沿平面p的長度的一半的距離處。

在該構造中，區z21和z22位於區z1的每一側。

替代地，區z1具有大致圓形形狀(如圖3中的虛線所示)。

有利地，當微結構被同心地布置時，區z1的中心然後與微結構20的同心的中心重合。例如，在圖3的示例中，該中心基本對應於前表面的中心。這有利於透鏡的設計，因為然後更容易保證沒有微結構位於區z1的邊界上。

在某些實施例中，例如圖3的實施例，區z1的上端部位於距離透鏡的前表面的沿平面p的上端部一間距處。在這些實施例中，區z21和z22在前表面的位於透鏡的上端部和區z1的上端部之間的區域中形成平面p的邊界。

替代地，區z1的上端部位於透鏡的前表面的上端部的區域內。例如，區z1的上端部由脊部部分形成，所述脊部由上平部和前表面界定(例如，通過該脊部的點，在這種情況下區z1與前表面的上端部相切，或者通過該脊部的區段)。

在某些實施例中，例如圖3的實施例，區z1的下端部由大致圓形形狀的弦形成，所述弦正交於平面p。換句話說，區z1具有其下端部被截去的大致圓形形狀。

如下面更詳細地描述的，無論區z1的形狀如何，區z1的下端部為第三擴散區的界線。

第二區z21、z22在平面p的每一側上延伸。它們有利地延伸至透鏡10的橫向邊那麼遠。它們的下端部例如位於與區z1的沿平面p的下端部相同的高度處。這兩個區的各自的形狀例如關於平面p相對於彼此對稱。

在某些實施例中，例如圖3的實施例，上端部位於例如前表面的上端部的高度處，例如上平部的高度處。替代地，取決於區z1的構造，並且尤其是當其具有帶的形狀時取決於其寬度，該上端部可以位於遠離平部的位置。

如前所述，在區z21、z22內，微結構20有利地都具有基本相同的構造，特別是基本相同的深度。

區z21、z22的微結構20的深度有利地介於3至8μm之間。

而且，第二擴散區z21、z22的微結構的深度與第一擴散區z1的微結構的深度之間的比介於1.5至3之間。

此外，有利地，區z21、z22中的一個的微結構20的深度大於這些區中的另一個的微結構的深度。

有利地，較大深度在與摺疊部8的位於透鏡10的光軸上的脊部相反的區z21、z22內被觀察到。在摺疊部的左脊部位於透鏡的光軸上的圖的示例中，區z22的微結構20比區z21的微結構更深。

例如，在一個實施例中，區z21的微結構20的深度為4.7μm，，區z22的微結構的深度基本上為5.4μm。然後，區z1的微結構的深度例如基本上為2.4μm。

與第一擴散區z1相似，這些第二區的微結構例如規則地分布在區z21、z22內。它們在這裡同心地布置，或者呈矩陣布置，或者呈任何其它的規則布置。

替代地，這裡它們不以規則的方式分布。

再次參照圖3，前表面18有利地還包括第三擴散區z3，所述第三擴散區橫向於中位平面延伸。例如，其從透鏡的橫向邊向上延伸至相反的橫向邊。有利地，區z3的形狀基本上關於平面p對稱。

擴散區z3具有適於擴散穿過它的光的微結構20。有利地，區z3的微結構的深度與區z1的相似。而且，它們的布置有利地與區z1的布置相同。

區z3與區z1和區z21、z22相鄰。其從這些區的下端部朝向透鏡的下端部延伸。其上端部在區z1、z21、z22的下端部上形成邊界。例如，該上端部基本正交於平面p從前表面的一側延伸到另一側。

區z3與區z1一起形成前表面的連接擴散區域。換句話說，由這些區形成的區域是連續的區域，在連續區域內微結構的性質有利地是基本恆定的。

可選地，前表面18在其下端部的高度處還具有區域22，所述區域被形成為使到達那裡的光轉向以便照亮架高的標誌。

如圖所示，該架高的標誌對應諸如信號板的元件，所述信號板位於比由裝置2形成的光束(在近光和遠光功能中)更高的點處。該區域22因而被配置為使一小部分光轉向以照亮這些高點，例如，在如條例規定的方向上。

該區域22例如與區z3相鄰，並且在區z3的下端部和透鏡的下邊之間延伸(可選地由下平部界定)。

有利地，這些區z1、z21、z22、z3和22共同地佔據基本上整個前表面。

現在將參照附圖描述裝置2的操作模式。

當光源6通過電能驅動時，例如來自由裝置2的電源(未示出)供應的電能，這些光源朝向殼體4的對應部分的內表面發射光。該光在那裡沿透鏡10的方向被反射，所述透鏡使該光成形。具體地，該光成像摺疊部8的脊部，其被產生的光束內的截止線c的出現而轉變。

在近光功能中，只有光源61被通電，使得合成光束對應於圖2a中圖示的(未示出由於區域22的出現被照亮的用於架高的標誌的光區)。

在遠光功能中，光源61和62都被通電，合成光束被圖示在圖2b中。

由於擴散區z1、z21、z22、z3的出現以及尤其是這些區的微結構的選擇性的深度，在遠光功能中截止線c似乎比在現有技術的裝置中更模糊。

具體地，截止線c的模糊在遠離軸線的位置比在軸線處更大，例如，與軸線向左和向右間隔開大於5°的橫向位置(在軸線的每一側上5°的兩個位置通常被稱為5°l和5°r(l用於表示左，r用於表示右))。

在實踐中，在透鏡的前表面的側部處的區z21和z22的出現趨於減小來自具體地與遠光功能關聯的光源的截止線的橫向區中的光梯度。

例如，在近光功能中，對於位於軸線的每一側上小於10°的位置(即，對於10°l和10°r之間的位置)，截止線的梯度介於0.15至0.40之間。

對於這些相同的位置，在遠光功能中截止線的梯度介於0.03至0.15之間。

在現有技術的裝置中，梯度在兩種功能(遠光和近光)中基本上相同。

現在將描述根據本發明的透鏡10的製造方法。

透鏡10有利地藉助於模具通過模製製造。所述模具具有被設計為形成透鏡的前表面的內表面。模具的該內表面具有微結構，所述微結構呈與透鏡的前表面應當具有的微結構的構造互補的構造。

模具的微結構例如以已知的方式形成。例如，對於微結構的不規則分布，它們通過噴砂形成，或者通過電化學腐蝕形成。對於微結構的規則分布，模具的微結構例如通過模具的高速機加工形成。

在實踐中，一種是在模具的表面內布置微結構以限定與區z1至z3和區域22互補並且構成透鏡的材料或透鏡的先導部以限定這些區的區。

一旦透鏡已經從模具中剝離，其例如可以經受可選的已知的處理。

根據本發明的透鏡具有幾個優點。

實際上，其能夠減小截止線c的呈現易於為司機產生的風險，尤其是在遠光功能中，並且尤其是減小由在產生的光束的橫向端部(並且其是最可能導致問題)的區域中的該截止線導致的妨害。

而且，該結果以簡單的方式獲得，無需對照明裝置進行重要修改，尤其是其幾何構造。

在上面的描述中，裝置2已經被描述為包括殼體4，所述殼體具有反射表面，所述反射表面被配置為沿透鏡10的方向反射由光源發射的光。

在替代構造中，裝置2沒有具有內反射表面的殼體4。

然後，裝置2包括支撐件，光源6布置在支撐件上。支撐件例如被布置在元件8之後並且正交於透鏡的光軸。光源61和62布置在光軸的上面和下面。

對於每一個光源，裝置還包括成形光學元件，所述成形光學元件與對應的光源相反布置並且被配置為將由對應的光源發射的光聚焦在元件8的摺疊部上。

例如，摺疊部和透鏡的相對構造保持不變。