CN105637287A

CN105637287A - 用于机动车辆前灯的显微投影光模块

Info

Publication number: CN105637287A
Application number: CN201480058555.XA
Authority: CN
Inventors: F.鲍尔; G贝姆
Original assignee: Zizala Lichtsysteme GmbH
Current assignee: ZKW Group GmbH
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2014-10-20
Publication date: 2016-06-01
Anticipated expiration: 2034-10-20
Also published as: AT514967A1; EP3060842B1; JP2016534503A; JP6229054B2; CN105637287B; ES2793933T3; AT514967B1; WO2015058227A1; EP3060842A1; US9951919B2; US20160265733A1

Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆前灯的显微投影光模块（1），包括至少一个光源（2）和至少一个投影装置（3），其以至少一个光分布的形式将从至少一个光源（2）出射的光成像到机动车辆之前的区域中，其中投影装置（3）包括：入射光学器件（30），其由微入射光学器件（31）的阵列构成；出射光学器件（40），其由微出射光学器件（41）的阵列构成，其中每一个微入射光学器件（31）与确切地一个微出射光学器件（41）配对，其中微入射光学器件（31）以这样的方式形成和/或微入射光学器件（31）和微出射光学器件（41）相对于彼此以这样的方式布置：从微入射光学器件（31）出射的光仅精确地进入到配对的微出射光学器件（41）中，并且其中由微入射光学器件（31）所预先成形的光由微出射光学器件（41）按照至少一个光分布（LV1-LV5；GLV）成像到机动车辆之前的区域中。

Description

用于机动车辆前灯的显微投影光模块

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（exit）的光成像到机动车辆之前的区域中。

本发明还涉及一种用于机动车辆前灯的照明设备。

本发明另外涉及一种车辆前灯。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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（dippedbeam）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。

另外，可以缩放该类型的光模块，即，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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

可以是，微入射光学器件被形成为自由形式的光学器件。

微出射光学器件也有利地被形成为投影光学器件。

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。

也可以是，微出射光学器件被形成为自由形式的透镜。

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。

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。

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）。

如果边界面是平坦的，则也是有利的。

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。

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。

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。

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。

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）。

以示例的方式，此处所有的网屏可以具有相同的网屏边。

然而，也可以是，至少两个网屏具有不同地形成的网屏边。

原则上，如上所述，投影装置具有许多微光学器件系统，即，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。

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。

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。

此外，也可以是，提供不同的网屏，即，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。

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。

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。

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。

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。

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。

在其中入射光学器件和出射光学器件彼此分离的至少两件式的实施例的情况下，针对各个组件的定位努力在组装期间是必要的，然而，在本实施例中，有利的是，如将在以下进一步解释的那样，各个组件可以相对于彼此移动。

本发明在至少一个光源包括至少一个半导体光源（例如至少一个发光二极管和/或至少一个激光二极管）时是特别有利的。后一种情况下即使用至少一个激光二极管的情况下的实际光源可以是发光元件，或者可以包括一个或多个发光元件（发光元件例如采用已知为荧光体、光电陶瓷等的元件的形式），其暴露于激光器即激光二极管的光束，并且被激发以发出光。

对应的IR二极管被用于IR光。

当至少一个辅助光学器件装置被布置在至少一个光源和至少一个投影装置之间时也是有利的，至少一个光源向所述至少一个辅助光学器件装置中照射由此发出的光，并且所述辅助光学器件装置以这样的方式形成：基本上平行引导从其出射的光。

辅助光学器件装置优选地形成为准直器。

以此方式，可以最优地利用从一个或多个光源（特别地，（一个或多个）LED光源）出射的光。

在有利的实施例中，如以上已经进一步简要地讨论的，出射光学器件有利地相对于入射光学器件可位移地安装。

如果出射光学器件在光模块的安装位置中在垂直和/或水平方向上是可位移的，则是特别有利的。

以此方式，光图案可以在垂直和/或水平方向上位移，例如以用于前灯范围调节和/或用于提供动态转弯光束功能。

从光学视点，此处，当出射光学器件平行于入射光学器件和/或平行于在适当的情况下提供的网屏设备可位移时，是有利的。

优选提供单独的致动器以便在每一个方向上位移出射光学器件。

根据具体的实施例，至少一个致动器是压电致动器。

当如以上已经进一步解释的那样光源的发光二极管和/或激光二极管独立于彼此而可控制时，是特别有利的。

此处，术语“可控制”要主要理解为意味着接通和关断。另外，也可以理解为意味着对光源的发光二极管和/或激光二极管的调光（dimming）。

另外，当在针对光模块具有两个或更多光源的情况下光源独立于彼此而可控制时，是有利的。此处，术语“独立于彼此”要被理解为意味着实际上所有光源可以独立于彼此而被控制，或者光源可以以群组独立于彼此而被控制。

根据本发明的实施例，由微入射光学器件和微出射光学器件构成的每一个微系统与精确地一个光源配对，其优选地包括精确地一个发光二极管或精确地一个激光二极管。

然而，也可以是，使用一个或多个光源，其向投影装置（由多个微系统构成）中照射光；此处，光由一个（或多个）适当的辅助光学器件4混合或加宽，使得光源将光照射到多个微系统上，通常（在一个辅助光学器件的情况下）到投影装置的所有微系统上。

不仅排他地而且特别地，在使用激光光源的情况下，也被证明为有利的是，提供两个或更多光源组，其中每一个光源组包括至少一个光源，并且其中相同光源组中的光源发出相同颜色或波长的光，并且其中不同光源组中的光源发出不同颜色的光，并且其中每一个光源组照亮以专用方式分配给所述光源组的至少一个投影装置的区域，并且其中不同区域是相同的或者被配置用于产生相同的光分布。

不同区域可以形成在投影装置中，或者可以在两个或更多投影装置之上分布。

为了产生白光，当提供三个光源组时是有利的，其中一个光源组优选发出红光，一个光源组优选发出绿光，并且一个光源组优选发出蓝光。

在导言中叙述的目的还利用用于车辆前灯的照明设备来实现，所述照明设备包括如上所述的许多显微投影光模块。

此处，两组或更多组的光模块可以有利地被提供用于照明设备，其中每一组包括至少一个、两个或更多光模块，其中相同组内的光模块产生相同的光分布，并且其中来自不同组的光模块产生不同的光分布。

在该上下文中，当每一组的光模块的光源独立于其他组的光源而可控制时，也可以是有利的。

此外，相同组内的光模块的投影装置可以形成共同的组件。

根据可替代的实施例，所有光模块的投影装置形成共同的组件。

以示例的方式，在根据本发明的照明设备中，组件或共同的组件以膜的形式进行配置。

当在该类型的照明设备的情况下提供两组或更多组以用于产生不同的光分布时是特别有利的，其中每一组形成不同的光分布，其例如选自以下光分布之一：

*）转向光束光分布；

*）城镇光束光分布；

*）乡村公路光束光分布；

*）高速公路光束光分布；

*）针对用于高速公路光束的附加光的光分布；

*）转弯光束光分布；

*）近光束光分布；

*）近光束前端光分布；

*）针对远场中的不对称近光束的光分布；

*）针对转弯光束模式下的远场中的不对称近光束的光分布；

*）最大强度光束（fullbeam）光分布；

*）无网屏的最大强度光束光分布。

也被证明为，不仅只是而且特别地在使用激光光源的情况下，当照明设备包括两个或更多光模块时，是有利的，其中每一个光模块具有至少一个光源组，其中每一个光源组包括至少一个光源，并且其中相同光源组中的光源发出相同的颜色，并且其中提供发出不同颜色的光的至少两个光源组，并且其中每一个光源组照亮以专用方式与该光源组配对的它的光模块的至少一个投影装置的区域，并且其中不同区域是相同的或者被配置用于产生相同的光分布。

当提供三组光源组时是特别有利的，其中一组光源组优选发出红光，一组光源组优选发出绿光，并且一组光源组优选发出蓝光，并且其中每一组光源组包括至少一个光源组。

根据本发明的照明装置可以是前灯的一部分，即，可以与不同设计的一个或多个光模块组合来形成前灯，或者车辆前灯由照明设备形成。

附图说明

本发明将在下文基于附图更详细地解释，其中

图1示出分解图示中的根据本发明的显微投影光模块的示意图示，

图2示出分解图示中的根据本发明的另外的显微投影光模块的示意图示，

图2a示出透视图和垂直截平面中的根据本发明的显微投影光模块的微光学器件系统的示意图示，

图2b示出沿平面A-A的通过来自图2a的微光学器件系统的截面，

图2c再次示出具有水平截平面的来自图2a的图示，

图2d示出沿平面B-B的通过来自图2c的微光学器件系统的截面，

图3示出具有许多网屏的网屏设备的示意图示，

图3a示出利用具有来自图3的网屏设备的根据本发明的光模块所产生的整体光分布的示意图示，

图3b示出利用来自图3的网屏设备的各个网屏所产生的部分光分布，其一起形成来自图3a的整体光分布，

图4a示出单部分式的实施例中的根据本发明的光模块的投影装置的示意细节，

图4b示出两部分式的实施例中的根据本发明的光模块的投影装置的示意细节，

图4c示出三部分式的实施例中的根据本发明的光模块的投影装置的示意细节，

图5示出具有用于在垂直方向上位移出射光学器件的致动器的如图1中所图示的显微投影光模块，

图6示出具有用于在水平方向上位移出射光学器件的致动器的如图1中所图示的显微投影光模块，

图7示出具有用于在垂直方向上位移出射光学器件的致动器和用于在水平方向上位移出射光学器件的致动器的如图1中所图示的显微投影光模块，

图8a示出示意光分布，

图8b示出出射光学器件垂直向下位移对来自图8a的光分布的影响，

图8c示出出射光学器件垂直向上位移对来自图8a的光分布的影响，

图9a示出利用根据本发明的光模块或者该类型的光模块的一个或多个微光学器件系统所产生的部分光分布，

图9b示出出射光学器件水平向左位移对来自图9a的部分光分布的影响，

图9c示出出射光学器件水平向左进一步位移对来自图9a的部分光分布的影响，

图10示出由根据本发明的许多显微投影光模块构造的照明设备的示意图示，

图11a-11c示出微光学器件系统的不同变型，以及

图12示出用于在使用不同颜色的光源的情况下产生白色整体光分布的示意装置。

具体实施方式

图1示意示出根据本发明的用于机动车辆前灯的显微投影光模块1。显微投影光模块1具有光源2和投影装置3，所述投影装置3以至少一个光分布的形式将从光源2出射的光成像到机动车辆之前的区域中。所图示的坐标标明光出射方向Z、以及垂直于Z并垂直于垂直方向V的水平方向（H）。

光源2优选为半导体光源，例如LED光源，其具有一个或多个LED。光源也可以由一个或多个激光二极管构成。

光源2在它的光照射到投影装置3上之前将所述光辐射到例如准直器的辅助光学器件4中，所述辅助光学器件4基本上平行地引导光源2的光。

该投影装置3如图1中所图示的那样包括由微入射光学器件31的阵列构成的入射光学器件30、以及由微出射光学器件41的阵列构成的出射光学器件40，其中每一个微入射光学器件31与精确地一个微出射光学器件41配对。

图2示出了根据本发明的显微投影光模块1的变型，其中三个光源2均经由平行地引导光的配对的辅助光学器件4将光照射到共同的投影装置3中，其具有与图1中所示的结构相似的结构。

图2意在图示此处在原则上任何装置是可想到的，在其中某些光源均照亮投影装置3的仅限定区域。这可以被用于得到足够的照亮，然而，如基于图2的示例所解释的，也可以是，投影装置3的区域依赖于配对的光源而不同地形成。例如，可以利用三个光源来产生三个不同的光分布，其被一起激活而可以形成某一整体光分布。

此处，根据图1或2的根据本发明的光模块中的微入射光学器件31以这样的方式形成和/或微入射光学器件31和微出射光学器件41相对于彼此以这样的方式布置：从一个微入射光学器件31出射的光精确地仅进入到配对的微出射光学器件41中，并且其中

由微入射光学器件31所预先成形的光由微出射光学器件41按照至少一个光分布LV1-LV5；GLV成像到机动车辆之前的区域中。

如可以从这些图一般推论的，网屏设备50也布置在入射光学器件30和出射光学器件40之间。利用该类型的屏蔽设备，如将在以下进一步更详细解释的那样，经过投影装置的光通量可以被调整以便产生限定形式的一个或多个光分布，例如具有一个或多个明暗边界。

出于完整性起见，此处也应当提到，具有基本上暗网屏设备50的图1和2中的图示不以任何方式限定网屏设备50的实施例。图示仅仅是示意性的，并且仅意在指示网屏设备50的存在以及其近似位置。

网屏设备也不是绝对必要的，即，也可以在没有网屏设备的情况下有利地提供本发明。在该情况下，不调整光通量，并且光图案通过入射和出射光学器件产生。网屏设备提供如下优点：可以以简单的方式提供对光分布的选择性调整。

入射光学器件30是单个组件，其由微入射光学器件31形成。此处，微入射光学器件31直接相邻地布置（优选地在其之间不具有距离），并形成阵列，如上所述以及图1和2中所示。

出射光学器件40也是由微出射光学器件41形成的单个组件。此处，微出射光学器件41直接相邻地布置（优选地在其之间不具有距离），并形成阵列，如上所述以及图1和2中所示。

另外，如将在以下进一步更详细解释的，可以以单件式形成入射光学器件和出射光学器件，在适当的情况下与网屏设备一起。

图2a和2c示出由微入射光学器件31和配对的微出射光学器件41构成的微光学器件系统，它们如上述那样以这样的方式形成和/或布置：来自所示的微入射光学器件31的光排他地进入配对的微出射光学器件41中。图2a也示出了在两个微光学器件31、41之间的区域中的可选网屏设备的部分。

在考虑来自图2a和2c的微光学器件系统下，在图2b中可以看到，微入射光学器件31在垂直方向上使经过其的光聚焦在微入射光学器件焦点F1中。图2b因而示出位于垂直平面中的光束（具体地，来自图2a的平面A-A）或光束到该平面A-A中的投影。

从辅助光学器件（此处未示出）平行发出的光束因而由微入射光学器件31聚焦于在光出射方向上位于配对的微出射光学器件41之前的微入射光学器件焦点F1中。

如已经在导言中提到的，此处也应当注意到，出于完整性起见，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。

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F1。

微出射光学器件41也具有与配对的微入射光学器件31重合的焦点。光因而被聚焦在焦点F1中，然后在垂直方向上相应地准直，因为其经过相关联的微出射光学器件41并且被投影到车辆之前的区域中，如在图2b中示意图示的。

图2d示出了水平方向上的行为，即，光束被认为位于水平平面中例如在来自图2c的平面B-B中，或者光束到该平面中的投影。如可以在图2d中看到的，由微入射光学器件31和微出射光学器件41构成的每一个微光学器件系统在水平方向上加宽经过其的光。出于该目的，每一个微入射光学器件31在水平方向上使经过其的光聚焦到位于微出射光学器件41之后的焦点上。然而，该光事先经过微出射光学器件41，并由此在水平方向上聚焦在位于微出射光学器件41之后的焦点F2中。光因此在水平方向上散射，以便实现各个微光学器件系统的部分光分布的期望宽度。

在该点处应当再次注意到，此处描述理想化的光学系统；在实践中，微光学器件系统的第一和第二光学器件二者通常被具体化为自由形式的光学器件，由此提供如上述那样的在焦点区域中的成像。

通常，以上介绍指示示例性具体实施例。不管焦点F2如何，关键特征在于在水平上加宽经过微光学器件系统的光。

微入射光学器件31相应优选地形成为会聚光学器件，其在垂直和水平方向上会聚光。此处，微入射光学器件31可以例如形成为自由形式的光学器件。

微出射光学器件41通常形成为投影光学器件，例如形成为球面或非球面透镜。也可以是，微出射光学器件41形成为自由形式的透镜。

此处，在此时应当简要地参考图11a-11c：在以上和以下的描述中，假定每一个微入射光学器件31和每一个微出射光学器件41由单独的透镜形成。然而，也可以是，微入射光学器件31和/或微出射光学器件41再一次在每种情况下由许多“光学器件”或光学元件构成。微光学器件的这些“微微光学器件元件”中的每一个出于该目的必须具有相同的焦平面。以示例的方式，一个或两个微光学器件可以是具有不同光学区域的菲涅尔透镜。微入射光学器件的每一个光学区域（微微光学器件）可以但不必须将光照射到每一个微微出射光学器件中。

图11a示出了其中微光学器件系统中的微入射光学器件和微出射光学器件被形成为菲涅尔透镜的示例。

图11b示出了其中微入射光学器件被形成为“常规的”透镜并且微出射光学器件被形成为菲涅尔透镜的示例。

图11c示出了其中微入射光学器件被形成为“常规的”透镜并且微出射光学器件被形成为微微透镜的阵列的示例。

图11a-11c仅示出微光学器件的一些可想到的变型、组合或其他细分。

此外，如可以从图2a和2c推论的，彼此配对的微入射光学器件31和微出射光学器件41的面向彼此的边界面31’、41’彼此全等地形成并且优选地也彼此全等地布置。

另外，当边界面31’、41’是平坦时，是有利的。

在所示的示例中，表面31’、41’是正方形；其他形状是长方形或六边形。

彼此配对的微入射光学器件31和微出射光学器件41的光轴310、410（图2b、2d）以有利的方式彼此平行地延伸，其中当光轴310、410重合时特别是有利的。

网屏设备50位于由微出射光学器件焦点F1所跨的平面中。此处，网屏设备50优选针对每一个微光学器件系统具有网屏（参见图2a和2c），其中，网屏具有一个或多个光学有效的网屏边。

此处，图2a和2c示出与具有光学有效的网屏边52’的网屏52配对的微光学器件系统。经过该系统的光被相应地调整，并且网屏边52’在光图案中被成像为明暗边界。

当提供网屏设备50时，其针对至少一对彼此配对的微入射和微出射光学器件31、41具有网屏。然而，网屏设备50优选地针对多对特别地针对所有对具有网屏51、52、53、54、55，所述网屏51、52、53、54、55在每一个情况下具有至少一个（例如精确地一个）光学有效的网屏边51’、52’、53’、54’、55’。

在图3中示意图示后一情况。图3示出从前方的视图中的网屏设备50，其中网屏设备50具有五种不同类型的网屏51-55。这些网屏51-55中的每一个由不可透光材料51’’-55’’构成，其具有精确地一个（如所图示的）或多个（未图示）可透光孔51’’’-55’’’，光可以经过所述可透光孔。光图案通过孔相应地调整，并且网屏的网屏边51’、52’、53’、54’、55’在相应的部分光图案中被成像为上部的明暗边界，其向上定界光图案。

这些网屏中的每一个与精确地一个微光学器件系统配对，并且当向所有的微光学器件系统照射光时，如在图3a中示意图示的，提供整体光分布GLV作为所有的部分光分布的叠加。所示的整体光分布GLV在所示的示例中是具有不对称明暗边界的近光束分布。

图3b示出网屏51-55中的每一个，并且向左在网屏的旁边示意地示出利用其产生的部分光分布LV1-LV5。

以此方式，例如可以利用根据本发明的光模块产生近光束分布，其中各个微光学器件系统均以部分光分布的形式产生对近光束分布的限定贡献。

以此方式，可以产生任何整体光分布，并且仅某些部分光分布可以选择性地激活（或屏蔽掉），例如这是通过在每一个情况下利用至少一个专用光源以群组照亮具有相同网屏的微光学器件系统，使得可以产生动态的光分布。

一个或多个入射光学器件和出射光学器件的设计在某些情况下仅允许光分布的有限成形。由于如上所述的优选标准化的网屏的使用，所以可以产生许多部分光分布，其在适当选择的情况下导致期望的整体光分布。

网屏例如也可以被具体化为单独的网屏，其“形成”网屏设备，然而，如所示的，优选使用屏蔽设备组件，例如平面膜等，在其中提供对应的开口/孔以供光的经过。

如以上已经进一步简要地提到的，在如图4a中所示的本发明的第一实施例中，可以以一个部分形成由入射光学器件30和出射光学器件40以及如所示的网屏设备50（在适当情况下）构成的投影装置3。以示例的方式，光学器件主体是塑料光学器件，其被有目的地碳化以便提供在其中提供网屏设备的区域中的网屏设备。该类型的碳化可以例如通过激光束或电子束等来提供。

在图4b中所示的第二变型中，投影装置3由通常彼此也以一定距离布置的两个分离的组件（更具体地，入射光学器件30和出射光学器件40）形成。

在该类型的实施例中，还提供网屏设备50，并且因此，当网屏设备50被布置在入射光学器件30面向出射光学器件40的边界面31’上时是有利的。

此处，网屏设备可以通过边界层31’的气相沉积或通过吸收层的应用来产生，其然后例如通过激光束再次选择性地移除。也可以设想，例如通过双组件注射塑模，将出射光学器件应用于以此方式设有网屏设备的入射光学器件，使得最终再次提供组件。

然而，在该情况下，也可以是，至少一个网屏设备50被形成为由入射光学器件30和出射光学器件40分离地形成的组件，如图4c中所示。在该情况下，网屏设备50可以以例如由金属制成的精确掩模（穿孔掩模、开槽掩模、网格等）的形式被插入。

在此时，还应当注意到，在之前的图中，光学器件30、40的内表面是平滑的，而外表面被示出为弯曲的。原则上，也有可能使光学器件30、40中的一个或两个内表面是弯曲的，然而这仅在由两个或更多部分构成的实施例的情况下是可能的。

在其中入射和出射光学器件彼此分离的至少两部分式的实施例的情况下，在组装期间的针对各个组件的定位努力是必要的，然而在本实施例中有利的是，如在以下进一步更详细解释的，各个组件可以相对于彼此移动。

图5-7示出其中出射光学器件40相对于入射光学器件30可位移地安装的实施例。相应地，入射光学器件30以及与其分离地（如所示的）或者与入射光学器件30一起（未示出）形成的网屏设备50与出射光学器件40分离地形成。

此处，在光模块1的安装位置中，出射光学器件40在垂直（图5）、水平（图6）或者垂直和水平（图7）方向上可位移。以此方式，光图案可以在垂直和/或水平方向上位移，例如以用于前灯范围调节和/或以便提供动态转弯光束功能。

此处，出射光学器件40优选地与入射光学器件30平行和/或与在适当情况下提供的网屏设备50平行地位移。

提供单独的致动器140、141以便使出射光学器件40在每一个方向上位移，其中根据具体的实施例，至少一个致动器140、141是压电致动器。针对该类型的压电致动器的移动的典型路径位于100μm的区域中。然而，原则上，也可以使用具有<1mm的移动的路径的其他致动器。

为了实现其中光图案本身因此不改变而是仅其位置改变的整个光图案的统一位移，当所有的微光学器件系统由位移所影响特别是微出射光学器件具有相同的光学参数特别是完全相同的时，是有利的。

另外，当设计投影装置时，应当注意确保，即使在出射光学器件的位移的情况下，也没有从微入射光学器件出射的光或者只有从微入射光学器件出射的光的一小部分进入到不配对的微出射光学器件中。

然而，微光学器件系统也可以不同地形成，以便实现光图案的有目的的修改。

在具体的示例性实施例中，成像光学器件即出射光学器件的以例如0.03mm的稍微位移足以使光图案位移0.8°。以示例的方式，图8a示出示意性的光分布，图8b示出在出射光学器件向下垂直地位移之后的相同光分布，并且图8c示出出射光学器件向上垂直地位移对光分布的影响。此处，光分布的形式未改变或仅不明显地改变，而光分布已向上或向下偏移。

约2.5°的前灯范围调节可以例如利用约1mm的行程来实现。

作为出射光学器件的位移的结果，光图案可以变形到某一程度。当作为整体设计系统时，应当考虑到，这些变形必须满足法律和技术要求。

图9a示出了利用根据本发明的光模块或者该类型的光模块的一个或多个微光学器件系统所产生的部分光分布，图9b示出了出射光学器件水平地向左位移对来自图9a的部分光分布的影响，并且图9c示出了出射光学器件水平地向左进一步位移对部分光分布的影响。此处，图9b示出了成像出射光学器件以约0.1mm的位移，并且图9c示出了以约0.2mm的位移。

如可以看到的，小的位移足以导致光图案在垂直和/或水平方向上的显著位移。

在具有投影透镜的常规投影系统的情况下，透镜具有60mm和90mm之间的典型直径。在根据本发明的模块中，各个微光学器件系统通常具有约2mm×2mm（在V和H上）的尺寸和约6mm-10mm的深度（在Z上），并且因此提供了在Z方向上与常规模块相比短得多的深度的根据本发明的模块。

根据本发明的光模块具有短的整体深度并且原则上可以自由地形成，即，例如有可能具体化第一光模块以用于与用于第二部分光分布的第二光模块分离地产生第一部分光分布，并且相对自由地彼此布置这些偏离，即，垂直地和/或水平地和/或在深度上，使得也可以容易地实现设计规格。

根据本发明的光模块的另一优点是，虽然必须以非常准确的方式生产投影装置（然而，这是可能的，通过现代化生产方法而没有困难），但是（一个或多个）光源相对于投影光学器件的确切定位不适用于此。在至少一个光源照亮其均产生基本上相同光图案的微入射光学器件的整个阵列的范围内，确切定位仍然仅是次要重要的。换句话说，这仅意味着“实际”的光源由（一个或多个）真实光源和微入射光学器件的阵列形成。该“实际的”光源然后照亮微出射光学器件以及（在适当的情况下）配对的网屏。然而，由于微入射和微出射光学器件现在已经最优地适配于彼此（这是因为可以说这些形成系统），所以（一个或多个）真实光源的非确切定位具有较少的后果。

图10示出了用于车辆前灯的照明设备，其包括如以上已经描述的许多显微投影光模块。此处，提供了许多组不同的光模块，例如图10图示了组AA、AA1、AA2、SS1、BF1-BF8、FL、ABL、SA1、SA2的光模块，其一起形成照明设备。每一组AA、AA1、AA2、SS1、BF1-BF8、FL、ABL、SA1、SA2包括一个、两个或更多的光模块。

在所示的示例中，每一组包含精确地一个光模块，这些在下文列出。此处：

AA标明用于产生远场中的不对称近光束LV_AA的光模块；

AA1、AA2标明转弯光束模块中的远场中的不对称近光束LV_AA1、LV_AA2

SS1标明用于产生对称光分布LV_SS1（近光束的前端、城镇光束）的光模块；

BF1…BF8标明用于产生无眩光最大强度光束LV_BF1–LV_BF8的光模块；各个光分布LV_BF1–LV_BF8一起产生完全的光分布或其一部分，各个光分布可以按需要彼此独立地被屏蔽掉；

FL标明用于产生最大强度光束LV_FL的光模块；

ABL标明用于产生转向光束LV_ABL的光模块；

SA1、SA2标明用于高速公路光束LV_SA1、LV_SA2的附加光组件。

在该类型的照明设备中，当每一组光模块AA、AA1、AA2、SS1、BF1-BF8、FL、ABL、SA1、SA2的光源独立于其他组的光源而可控制使得各个光分布或部分光分布可以独立于彼此接通和关断和/或调光时，是有利的。

图10仅是示意图示，并结合图10对“光模块”进行引用。事实上，图10仅并纯粹示意示出各个显微投影光模块的投影装置AA、AA1、AA2、SS1、BF1-BF8、FL、ABL、SA1、SA2，并且如在图10中可以看到的，各个光模块的投影装置AA、AA1、AA2、SS1、BF1-BF8、FL、ABL、SA1、SA2形成共同组件，例如以环形带的形式。以示例的方式，这些投影装置可以布置在膜上。

透镜阵列因此可以自由地由利用本发明的微入射和微出射光学器件形成，并且根据本发明的两个或更多的光模块也可以经由共同的投影装置组件进行组合以形成照明设备，其中微光学器件系统相同地形成在与某一光模块（并且因此独立地可控制的光源）配对的投影装置组件的那些区域中。

图12最后示出了本发明的进一步潜在应用。根据本实施例，微光学器件系统3的不同区域（例如精确地三个不同区域）由不同颜色（R、G、B）的光源2照亮，例如，向一个区域照亮红光（R），向另一区域照亮绿光（G），并且向第三区域照亮蓝光（B）。

此处，不同区域可以属于一个投影模块3（如所图示的），但也可以属于不同（两个或更多，例如三个）投影模块或属于一个投影装置或者属于两个或更多特别是三个投影装置。此处，仅重要的是，微光学器件系统的每一个不同区域产生与其他区域相同的光分布。

通过叠加来自不同区域的光图案，然后在整体上产生白光图案。

如果在该上下文中将激光光源用作光源——特别地也参见以上进一步的解释——，则由于高发光强度的激光，仅需要几个显微投影阵列（区域）来产生白光分布，并且因此可以产生在横向方向上更小的光模块。

Claims

1.一种用于机动车辆前灯的显微投影光模块（1），包括

*）至少一个光源（2）以及

*）至少一个投影装置（3），其以至少一个光分布的形式将从至少一个光源（2）出射的光成像到机动车辆之前的区域中，

其特征在于

投影装置（3）包括：

-）入射光学器件（30），其由许多微入射光学器件（31）构成，其优选地以阵列布置，

-）出射光学器件（40），其由许多微出射光学器件（41）构成，其优选地以阵列布置，其中

每一个微入射光学器件（31）与确切地一个微出射光学器件（41）配对，

其中微入射光学器件（31）以这样的方式形成和/或微入射光学器件（31）和微出射光学器件（41）相对于彼此以这样的方式布置：从微入射光学器件（31）出射的基本上所有的光仅进入到配对的微出射光学器件（41）中，并且其中

由微入射光学器件（31）所预先成形的光由微出射光学器件（41）按照至少一个光分布（LV1-LV5；GLV）成像到机动车辆之前的区域中。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于每一个微入射光学器件（31）使经过其的光聚焦在至少一个微入射光学器件焦点（F1）中。

3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于每一个微入射光学器件（31）的微入射光学器件焦点（F1）在光出射方向上位于配对的微出射光学器件（41）之前。

4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于每一个微入射光学器件（31）在垂直方向上使经过其的光聚焦到位于微出射光学器件（30）之前的微入射光学器件焦点（F1）上。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于微出射光学器件（41）均具有与配对的微入射光学器件（31）的微入射光学器件焦点（F1）重合的焦点（F1）。

6.根据权利要求2至5中的任一项所述的光模块，其特征在于由微入射光学器件（31）和微出射光学器件（41）构成的每一个微光学器件系统在水平方向上加宽经过其的光。

7.根据权利要求1至6中的任一项所述的光模块，其特征在于微入射光学器件（31）被形成为会聚光学器件。

8.根据权利要求1至7中的任一项所述的光模块，其特征在于微入射光学器件（31）被形成为自由形式的光学器件。

9.根据权利要求1至8中的任一项所述的光模块，其特征在于微出射光学器件（41）被形成为投影光学器件。

10.根据权利要求1至9中的任一项所述的光模块，其特征在于微出射光学器件（41）被形成为球面透镜或形成为非球面透镜。

11.根据权利要求1至9中的任一项所述的光模块，其特征在于微出射光学器件（41）被形成为自由形式的透镜。

12.根据权利要求1至11中的任一项所述的光模块，其特征在于彼此配对的微入射光学器件（31）和微出射光学器件（41）的面向彼此的边界面（31’、41’）彼此全等地形成并且优选地也彼此全等地布置。

13.根据权利要求1至12中的任一项所述的光模块，其特征在于彼此配对的微入射光学器件（31）和微出射光学器件（41）的光轴（310、410）彼此平行延伸。

14.根据权利要求13所述的光模块，其特征在于光轴（310、410）重合。

15.根据权利要求12至14中的任一项所述的光模块，其特征在于边界面（31’、41’）是平坦的。

16.根据权利要求1至15中的任一项所述的光模块，其特征在于至少一个网屏设备（50）布置在入射光学器件（30）和出射光学器件（40）之间。

17.根据权利要求16所述的光模块，其特征在于网屏设备（50）位于由微出射光学器件焦点（F1）所跨的平面中。

18.根据权利要求16或17所述的光模块，其特征在于网屏设备（50）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（31、41）具有网屏（51、52、53、54、55），所述网屏（51、52、53、54、55）在每一个情况下具有至少一个例如精确地一个光学有效的网屏边（51’、52’、53’、54’、55’）。

19.根据权利要求18所述的光模块，其特征在于所有的网屏具有相同的网屏边。

20.根据权利要求18所述的光模块，其特征在于至少两个网屏具有不同地形成的网屏边。

21.根据权利要求1至20中的任一项所述的光模块，其特征在于由入射光学器件（30）和出射光学器件（40）以及在适当情况下网屏装置（50）构成的投影装置（3）以一个部分形成。

22.根据权利要求1至20中的任一项所述的光模块，其特征在于由入射光学器件（30）和出射光学器件（40）构成的投影装置（3）由彼此分离的两个组件形成。

23.根据权利要求22结合权利要求16至20中的任一项所述的光模块，其特征在于至少一个网屏设备（50）布置在入射光学器件（30）面向出射光学器件（40）的边界面（31’）上。

24.根据权利要求22结合权利要求16至20中的任一项所述的光模块，其特征在于至少一个网屏设备（50）被形成为由入射光学器件（30）和出射光学器件（40）分离地形成的组件。

25.根据权利要求1至24中的任一项所述的光模块，其特征在于至少一个光源（2）包括至少一个半导体光源，例如至少一个发光二极管和/或至少一个激光二极管。

26.根据权利要求1至25中的任一项所述的光模块，其特征在于至少一个辅助光学器件装置（4）被布置在至少一个光源（2）和至少一个投影装置（3）之间，至少一个光源（2）向所述至少一个辅助光学器件装置（4）中照射由此发出的光，并且所述辅助光学器件装置（4）以这样的方式形成：基本上平行引导从其出射的光。

27.根据权利要求26所述的光模块，其特征在于辅助光学器件装置（4）优选地被形成为准直器。

28.根据权利要求22至27中的任一项所述的光模块，其特征在于出射光学器件（40）相对于入射光学器件（30）可位移地安装。

29.根据权利要求28所述的光模块，其特征在于出射光学器件（40）在光模块（1）的安装位置中在垂直和/或水平方向上是可位移的。

30.根据权利要求28或29所述的光模块，其特征在于出射光学器件（40）平行于入射光学器件（30）和/或平行于在适当的情况下提供的网屏设备（50）可位移。

31.根据权利要求28至30中的任一项所述的光模块，其特征在于提供单独的致动器（140、141）以便在每一个方向上位移出射光学器件（40）。

32.根据权利要求31所述的光模块，其特征在于至少一个致动器（140、141）是压电致动器。

33.根据权利要求1至32中的任一项所述的光模块，其特征在于光源的发光二极管和/或激光二极管独立于彼此而可控制。

34.根据权利要求1至33中的任一项所述的光模块，其特征在于在针对光模块（1）具有两个或更多的光源的情况下，光源独立于彼此而可控制。

35.根据权利要求1至34中的任一项所述的光模块，其特征在于由入射光学器件（31）和微出射光学器件（41）构成的每一个微系统与精确地一个光源配对，其优选地包括精确地一个发光二极管或精确地一个激光二极管。

36.根据权利要求1至35中的任一项所述的光模块，其特征在于提供两个或更多光源组，其中每一个光源组包括至少一个光源（2），并且其中相同光源组中的光源（2）发出相同颜色（R、G、B）或波长的光，并且其中不同光源组中的光源发出不同颜色（R、G、B）的光，并且其中每一个光源组照亮以专用方式分配给所述光源组的至少一个投影装置的区域（3R、3G、3B），并且其中不同区域（3R、3G、3B）是相同的或者被形成用于产生相同的光分布。

37.根据权利要求36所述的光模块，其特征在于提供三个光源组，其中一个光源组优选发出红光，一个光源组优选发出绿光，并且一个光源组优选发出蓝光。

38.一种用于车辆前灯的照明设备，包括许多根据权利要求1至37中的任一项所述的显微投影光模块（1）。

39.根据权利要求38所述的照明设备，其特征在于提供两组或更多组的光模块（AA、AA1、AA2、SS1、BF1–BF8、FL、ABL、SA1、SA2），其中每一组包括一个、两个或更多的光模块（1），其中相同组内的光模块（AA、AA1、AA2、SS1、BF1–BF8、FL、ABL、SA1、SA2）产生相同的光分布（LV_AA、LV_AA1、LV_AA2、LV_SS1、LV_BF1–LV_BF8、LV_FL、LV_ABL、LV_SA1、LV_SA2），并且其中来自不同组的光模块产生不同的光分布（LV_AA、LV_AA1、LV_AA2、LV_SS1、LV_BF1–LV_BF8、LV_FL、LV_ABL、LV_SA1、LV_SA2）。

40.根据权利要求39所述的照明设备，其特征在于每一组光模块的光源独立于其他组的光源而可控制。

41.根据权利要求39或40所述的照明设备，其特征在于相同组内的光模块（AA、AA1、AA2、SS1、BF1–BF8、FL、ABL、SA1、SA2）的投影装置（3）形成共同的组件。

42.根据权利要求39至41中的任一项所述的照明设备，其特征在于所有光模块的投影装置（3）形成共同的组件（300）。

43.根据权利要求41或42所述的照明设备，其特征在于组件或共同的组件（300）以膜的形式进行配置。

44.根据权利要求39至43中的任一项所述的照明设备，其特征在于提供两组或更多组以用于产生不同的光分布（LV_AA、LV_AA1、LV_AA2、LV_SS1、LV_BF1-LV_BF8、LV_FL、LV_ABL、LV_SA1、LV_SA2），其中每一组形成不同的光分布（LV_AA、LV_AA1、LV_AA2、LV_SS1、LV_BF1-LV_BF8、LV_FL、LV_ABL、LV_SA1、LV_SA2），其例如选自以下光分布（LV_AA、LV_AA1、LV_AA2、LV_SS1、LV_BF1-LV_BF8、LV_FL、LV_ABL、LV_SA1、LV_SA2）之一：

*）转向光束光分布；

*）城镇光束光分布；

*）乡村公路光束光分布；

*）高速公路光束光分布；

*）针对用于高速公路光束的附加光的光分布；

*）转弯光束光分布；

*）近光束光分布；

*）近光束前端光分布；

*）针对远场中的不对称近光束的光分布；

*）针对转弯光束模式下的远场中的不对称近光束的光分布；

*）最大强度光束光分布；

*）无网屏的最大强度光束光分布。

45.根据权利要求38至44中的任一项所述的照明设备，包括两个或更多光模块，其中每一个光模块具有至少一个光源组，其中每一个光源组包括至少一个光源，并且其中相同光源组中的光源发出相同的颜色（R、G、B），并且其中提供发出不同颜色的光的至少两个光源组，并且其中每一个光源组照射以专用方式与该光源组配对的它的光模块的至少一个投影装置的区域（3R、3G、3B），并且其中不同区域（3R、3G、3B）是相同的或者被配置用于产生相同的光分布。

46.根据权利要求45所述的光模块，其特征在于提供三组光源组，其中一组光源组优选发出红光，一组光源组优选发出绿光，并且一组光源组优选发出蓝光，并且其中每一组光源组包括至少一个光源组。

47.根据权利要求38至46中的任一项所述的照明设备，其特征在于其被形成为车辆前灯。

48.一种车辆前灯，其具有一个或多个根据权利要求38至47中的任一项所述的照明设备。