CN107620932B - 具有不可见的含凹槽区域的车辆照明总成及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种车辆照明总成(及其制造方法)，其包括抛物面反射器；透明透镜元件；以及光源，其配置成发出照到反射器的内表面并且穿过元件而从总成射出的光。进一步地，透镜元件的内表面包括一个或多个含凹槽区域，含凹槽区域实质上不可见并且配置成使来自光源的光折射而远离迎面而来的车辆。此外，在某些配置中，含凹槽区域可在透镜元件的内表面和/或外表面内、在内表面和/或外表面上或者与内表面和/或外表面构成整体。

Description

具有不可见的含凹槽区域的车辆照明总成及其制造方法
技术领域
本发明大体上涉及车辆照明总成及其制造方法，特别是涉及具有不可见和实质上不可见的含凹槽区域的前照灯总成。
背景技术
随着更有效的照明源技术(例如发光二极管(light emitting diode，LED)技术)正在被纳入到前照灯和其他车辆照明总成中，对使光折射和重新对光到规定的可见性区域以及使来自迎面而来的车辆和行人的光漫射和暗淡的需求越来越高。进一步地，随着与聚光透镜和其他光学器件相结合的LED照明技术的进步，车辆照明总成的非金属部件和与其接近的那些部件也可能遭到进入这些总成而反射和折射到该部件上的阳光的损坏。进一步地，这些新的照明技术中的许多技术与以前的技术相比均产生了可表征为具有更高强度的含更高方向性的光图案。此外，年龄较大的驾驶员的增长人口增加了夜间驾驶安全性的重要性。
现代的车辆前照灯通常合并本领域技术人员已知的线条、条纹以及图案来作为透镜的多个部分上的光学凹槽。前照灯和其他车辆照明总成的透镜上的这些含凹槽的线条、条纹以及图案配置成使光重新定向到规定的几何学可见性区域，重新对光以防止朝向迎面而来的交通对象的眩光和/或改变进来的阳光的方向以防止太阳光对车辆照明部件和与其接近的那些部件造成损坏。虽然这些含凹槽部分的大小相对于前照灯的整体大小是相当小的，但是在很多车辆前照灯上还是容易看到这些部分。
汽车爱好者和豪华高端车辆的所有者不断地需要至少在某种程度上证明这种车辆的高成本合理的新的美感。虽然具有用于使来自迎面而来的车辆的光暗淡的含图案部分的传统前照灯总成在豪华高端车辆上提供了有价值的安全功能，但是这些部分对这些车辆的很多所有者而言在美感上还是不够合人心意。在一些情况下，豪华高端车辆的前照灯的透镜表面上的这些含图案部分可能被视为缺陷或者其他与工艺有关的前照灯问题。
因此，需要在透镜上具有不可见的含凹槽部分或区域的车辆照明总成，该不可见的含凹槽部分或区域用于使光重新定向到规定的几何学可见性区域，重新对光以防止朝向迎面而来的车辆的眩光以及改变进来的光的方向以防止太阳的损坏。还需要制造该总成的方法。
发明内容
根据本发明的一方面，提供一种车辆照明总成，其包括抛物面反射器；透明透镜元件；以及光源，其配置成发出照到反射器的内表面并且穿过元件而从总成射出的光。进一步地，元件的内表面包括含凹槽区域，含凹槽区域实质上不可见并且配置成使来自光源的光折射而远离迎面而来的车辆。
根据本发明的另一方面，提供一种车辆照明总成，其包括抛物面反射器；透明透镜元件；以及光源，其配置成发出照到反射器的内表面并且穿过元件而从总成射出的光。进一步地，元件的内表面包括含凹槽区域，含凹槽区域实质上不可见，配置成使来自光源的光折射而远离迎面而来的车辆以及与元件构成整体。
根据本发明的又一方面，提供一种制造车辆照明透镜元件的方法，包括以下步骤：成形对应于透镜元件的内表面的模具表面；烧蚀其中一个模具表面以成形对应于元件的含凹槽区域的含凹槽区域模具表面；以及通过将聚合材料分配到模具表面中来成形元件。进一步地，含凹槽区域实质上不可见并且与元件的内表面构成整体。
本领域技术人员在研究下面的说明书、权利要求书以及附图之后将理解和领会本发明的这些和其他方面、目的以及特征。
附图说明
在附图中：
图1为具有配置有可见的含凹槽区域的前照灯总成的车辆的前部立体图；
图2为根据本公开一方面的车辆的前部立体图，该车辆具有配置有实质上不可见的含凹槽区域的前照灯总成；
图2A为图2中所示的其中一个前照灯总成的放大前部立体图；
图3A为根据本公开又一方面的在图2A中穿过IIIA-IIIA线所示的前照灯总成的剖面示意图，该前照灯总成具有与前照灯的透镜元件构成整体的含凹槽区域；
图3B为根据本公开另一方面的在图2A中穿过IIIB-IIIB线所示的前照灯总成的剖面示意图，该前照灯总成具有作为前照灯的透镜元件上的一层的含凹槽区域；
图4为根据本公开一方面的图3A、图3B中所示的前照灯总成的含凹槽区域的放大图；以及
图4A为根据本公开又一方面的包括多个凹槽的含凹槽区域的放大图，该多个凹槽设置有变化的段长(period)和厚度。
具体实施方式
为了在本文中进行描述，术语“上”、“下”、“右”、“左”、“后”、“前”、“垂直”、“水平”、“内部”、“外部”、“车辆向前”、“车辆向后”及其派生词应如图1中的取向所示与本发明有关。然而，除了明确地指定相反的情况之外，本发明可假设各种供选择的取向。并且，附图中所示以及如下说明书中所述的特定装置和总成仅仅为所附权利要求中限定的发明构思的示范性实施例。因此，除非权利要求另有清楚地阐述，否则与本文中公开的实施例有关的特定尺寸和其他物理特性不应视为限制。
参考图1，在前部立体图中的车辆1上示出了具有光源250的一对传统前照灯总成200。如图所示，这些传统前照灯总成200包括含凹槽区域220。含凹槽区域220配置在透镜元件210的内表面上，并且用以使来自光源250的光朝向规定的几何学可见性区域对光，降低进入总成200的太阳光在总成内的或者与总成接近的其他部件上的聚焦，和/或防止从光源250朝向迎面而来的交通对象发出的眩光。在这些传统前照灯总成200中，含凹槽区域220一般包括宽度为几毫米并且长度为几厘米的条带。因此，从车辆1的外部可看到含凹槽区域220。当在包括豪华高端车辆在内的各种车辆中采用这些传统前照灯总成200时，很多观察者认为这些含凹槽区域220不美观。
本公开中描述了具有不可见和实质上不可见的含凹槽区域的各种车辆照明总成，该含凹槽区域用于使来自迎面而来的车辆和行人的光和眩光暗淡，使来自这些总成的光朝向规定的几何学可见性区域重新定向和/或使进入该照明总成的太阳光散焦以防止太阳对在该总成内的或者与该总成接近的部件造成的损坏。这些车辆照明总成包括但不限于近光前照灯、远光前照灯、转向灯(turn signal)总成以及停车灯总成。关于这些类型的车辆照明总成的“规定的几何学可见性区域”包括在美国联邦机动车安全标准108(U.S.FederalMotor Vehicle Safety Standard 108，“FMVSS 108”)和联合国欧洲经济委员会法规第48号(United Nations Economic Commission for Europe Regulation No.48，“ECE 48”)里认定的那些区域。以上标准和法规特此通过引用纳入到本公开中。在本公开的车辆照明总成的含凹槽区域内可添加或者调整各种微观特征，以便调整其对光以实现上述功能。进一步地，含凹槽区域可配置成与透镜元件构成整体或者作为这些总成的透镜元件上的独立的层。进一步地，在本公开中还详细说明了制造这些车辆照明总成的方法。
参考图2和图2A，在根据本公开一方面的前部立体图中示出了固定到车辆1的前部的前照灯总成100。如图所示，每个前照灯总成100在透明透镜元件10内配置有一个或多个光源50。光源50配置成一般以近光、远光或者转向灯光图案发出穿过透镜元件10而从总成100射出的光。在某些实施例中，光源50包括发光二极管(light-emitting diode，LED)、白炽灯、卤素灯或其他光源技术。在某些实施方式中，透镜元件包括一个或多个近场透镜(near-field lens，NFL)元件，每个近场透镜元件具有类似的或独特的焦点。这些NFL可配置成产生各种光图案，该光图案包括与车辆近光、远光、停车以及转向灯光图案相关联的光图案。这些前照灯总成100的每一个的透镜元件10还包括含凹槽区域20，含凹槽区域20使来自光源50的光暗淡或以其他方式折射，使其远离相对于包含总成100的车辆1迎面而来的车辆。有利地，从车辆1外部的有利位置看不到或者实质上看不到在透镜元件10内或者在透镜元件10上的含凹槽区域20。
现在参考图3A，在穿过总成100中包括含凹槽区域20的区域的剖面示意图中示出了根据本公开一方面的前照灯总成100。前照灯总成100包括抛物面反射器30，抛物面反射器30包括内表面32。前照灯总成100还包括分别具有内表面12和外表面14的透明透镜元件10。反射器30和透镜元件10一起限定了腔室内部60。另外如图3A中所示，前照灯总成100包括光源50，光源50配置成发出入射光42，入射光42照到抛物面反射器30的内表面32，从而形成反射光44，反射光44像光图案46那样穿过透明透镜元件10而从总成100射出。
透镜元件10所采用的材料和组分可包含包括聚碳酸酯在内的机动车前照灯透镜元件一般采用的各种材料。含凹槽区域20还可由前照灯总成中一般采用的材料制造而成。然而，优选地，含凹槽区域20中所采用的材料具有低粘度，以使其能够流入配置成在透镜元件10中或者在透镜元件10上产生含凹槽区域20的模具的微观部件中。为此，透镜元件10优选为使用能够容易与高粘度硅树脂一起加工或者结合到高粘度硅树脂的材料(例如，像在含凹槽区域20内一样)。
在本公开的某些方面，抛物面反射器30的构造和材料没有特别的限制；因此，在很多实施方式中，在前照灯总成100中可采用该部件的传统构造。然而，前照灯总成100的某些实施方式可采用不对称的抛物面反射器30，该不对称的抛物面反射器30具有对应于含凹槽区域20的一个或多个非抛物面或不对称的区域(未示出)。特别是，抛物面反射器30的这些区域可配置成进一步确保从光源50发出的入射光42的反射光44定向为远离腔室内部60内的含凹槽区域20。因此，在本公开的某些方面，抛物面反射器30还可在使来自前照灯总成100的光定向为远离迎面而来的车辆时发挥作用。
参考图3A和图3B，前照灯总成100的透明透镜元件10的内表面12包括实质上不可见的含凹槽区域20。在某些方面，含凹槽区域20与透镜元件的内表面12构成整体(参见图3A)。在其他方面，含凹槽区域20可配置为结合或连接到透明透镜元件的内表面12的层、薄膜或者单独的部件(参见图3B)。如本领域技术人员还了解的，含凹槽区域20可配置在透镜元件10的外表面14内或外表面14上(未示出)，或以其他方式配置在透镜元件10自身内，处在内表面12和外表面14之间。
另外如图3A和图3B中所示，含凹槽区域20配置成使反射光44和入射光42(即，如从光源50发出的)折射或以其他方式重新定向而朝向适当的规定的几何学可见性区域(例如，如在FMVSS 108和/或ECE 48中所阐述的)穿过透镜元件10，从而防止该光朝向迎面而来的车辆或行人穿过透镜元件10。换句话说，含凹槽区域20配置在透镜元件10上的特定位置，以确保从前照灯总成100射出的光图案46不会显著影响迎面而来的车辆以及尤其是车辆的驾驶员。同时，含凹槽区域20配置成确保从总成100射出的光图案46满足适当的规定的几何学可见性区域的要求(例如，基于FMVSS 108对近光前照灯图案的要求)。此外，在某些实施例中，含凹槽区域20可配置成防止太阳对总成100内的部件和/或接近总成100的部件造成聚焦损坏(例如，附图中未示出的边框和其他非金属元件)。因此，从前照灯总成100发出的光图案46不包含来自光源50的反射光44和入射光42中被含凹槽区域20折射或以其他方式暗淡、折射或漫射的那部分。
如图3A和图3B中所示，前照灯总成100包括透明透镜元件10。在一些方面，透镜元件10表征为在可见光谱上85％或更高的光透射率(例如，390至700nm)。优选地，透镜元件10的特征为在可见光谱上90％或更高的光透射率，甚至更优选地，95％或更高的光透射率。进一步地，透镜元件10可为光学上透明的并且没有实质上的着色。在其他实施例中，透镜元件10可被着色或者在其内表面12和/或外表面14上贴附有一个或多个滤光器以获得期望的色彩(例如，蓝色、红色、绿色等)。
再次参考图3A和图3B，前照灯总成100的透镜元件10的内表面12和外表面14包括一个或多个含凹槽区域20。如图3A中以示例性方式所示的，前照灯总成100包括在内表面12的实质上平面的部分上具有含凹槽区域20的透明透镜元件10。附加的含凹槽区域20可位于透镜元件10内和/或其外表面14上。根据透镜元件10的配置和形状，含凹槽区域20还可位于透镜元件10的弯曲或其他非平面的外表上。
如图4中以剖面形式示意性示出的，前照灯总成100的透镜元件10内或透镜元件10上的含凹槽区域20(参见图3A和图3B)在微观程度上形成。在实施例中，含凹槽区域20(即，如含凹槽区域20包含在透镜元件10的内表面12和外表面14上或者内表面12和外表面14内)具有厚度138，厚度138的范围为从100纳米(nm)至1500纳米，并且更优选地，从250纳米至1000纳米。含凹槽区域20的厚度138例如应该维持在250纳米至1000纳米的范围内，以确保前照灯总成100(参见图2和图2A)使来自光源50的光折射或定向为远离迎面而来的车辆和行人并且朝向规定的几何学可见性区域(例如，基于FMVSS 108对近光前照灯图案的要求)，同时，当人在前照灯总成100外部的有利位置观察时保持不可见或实质上不可见。在某些实施方式中，含凹槽区域20的厚度138的范围为从大约390纳米至700纳米。在其他实施例中，含凹槽区域20的厚度138的范围为从500纳米至750纳米。在进一步的实施例中，可调整含凹槽区域20的几何形状和/或位置，以确保太阳光被重新定向、散焦或以其他方式调整来防止太阳对总成100的非金属部件或接近该总成的这样的其他部件造成损坏(例如，边框)。
另外如图4中示意性示出的，前照灯总成100的透镜元件10内的含凹槽区域20的凹槽22可配置为各种形状，以通过从穿过透镜元件10而自前照灯总成100射出的光图案46中消除这种光来衍射来自车辆的入射光42或反射光44(参见图3A和图3B)。如图4中以示例性形式示出的，含凹槽区域20的凹槽22可具有锯齿形状或三角形状。在三维中，含凹槽区域20的凹槽22可呈现为具有不含角外形的阶梯形状或锯齿形状(即，在与图4中所示方向正交的方向中)、锥体形状或者阶梯形状和锥体形状的一些组合。与含凹槽区域20的凹槽22相关的其他形状包括山形外形(未示出)——例如，具有一个或多个弯曲外形的阶梯外形。含凹槽区域20还可包括具有三角形外形和山形外形的结合的部分。更普遍地，含凹槽区域20的凹槽22的形状应该为将至少15度的有效闪耀角θB呈现给含凹槽区域20的每个凹槽22、齿或槽的一个或多个部分。闪耀角θB为阶梯法线(即，到含凹槽区域20的每个凹槽22、阶梯或齿的方向法线)和到具有含凹槽区域20的透镜元件10的内表面12和外表面14的方向法线140之间的角度。通常，闪耀角θB被优化为最大化入射光42和/或反射光44的波长的效率，以确保使各种波长的光朝向规定的几何学可见性区域定向并且对于迎面而来的车辆和行人暗淡。类似地，在某些实施例中可优化闪耀角以确保进入总成100的太阳光被重新聚焦或以其他方式重新定向，以使其不会损坏总成100的非金属部件或者与总成100接近的那些部件。
另外如图4中示意性示出的，前照灯总成100的透镜元件10的含凹槽区域20表征为一个或多个段长136。在前照灯总成100的大多数形态中(参见图2和图2A)，含凹槽区域20的段长136维持在大约50纳米至大约5微米之间。通常，给定的含凹槽区域20能够折射的最大波长等于段长136的二倍。因此，具有维持在大约50纳米至大约5微米之间的段长136的含凹槽区域20可折射在100纳米至大约10微米光学范围内的光。在优选实施例中，含凹槽区域20的段长136维持在大约150纳米至大约400纳米，这确保含凹槽区域20可有效地折射大致覆盖了可见光谱的大约300纳米至大约800纳米光学范围内的光。
再次参考图4，以示例性形式示出了沿着透镜元件10的内表面12的一部分的含凹槽区域20。来自光源50和抛物面反射器30(参见图3A和图3B)的以入射角α入射的入射光42和反射光44指向具有厚度138、段长136以及闪耀角θB的锯齿形含凹槽区域20。更特别地，以入射角α照到含凹槽区域20上的入射光42和反射光44的一部分以相同的角度α反射为反射光150r，并且入射光42和反射光44的剩余部分以对应于衍射光160n、160n+1等的特定波长以相应的衍射角βn、βn+1等衍射。根据标准衍射光栅术语，反射光150r表示第零级(即，n＝0)并且衍射光160n、160n+1、160n+2表示第n级衍射，其中n为对应于反射光或衍射光的特定波长的整数。
在透镜元件10的内表面12上或者与内表面12构成整体的含凹槽区域20(例如在图4中以放大示意格式示出的)(参见图3A和图3B)有利地位于前照灯总成100内。特别是，位于前照灯总成100的腔室内部60内的这些含凹槽区域20通常因其位置在透镜元件10的内部背面而受到保护以避免损坏、改动和/或磨损。考虑到入射光42和反射光44不需要穿过透镜元件10而到达配置在透镜元件10的内表面12上的含凹槽区域20，由于构件10内的光吸收，含凹槽区域20的衍射效率可稍微高于位于透镜元件的外表面14上的含凹槽区域20(未示出)的衍射效率。进一步地，位于透镜元件10的外表面14上的含凹槽区域20比透镜元件10的内表面12上或内表面12内的含凹槽区域20更易受损坏、改变和/或磨损的影响。另一方面，可想到的是，与位于透镜元件的内表面12上或内表面12内的含凹槽区域20相比，外表面14上或外表面14内的含凹槽区域20会经历较少的朝向迎面而来的车辆的漏光。因此，前照灯总成100的优选实施例包括透镜元件10的内表面12上的含凹槽区域20，但是总成100的一些配置可得益于在外表面14上配置含凹槽区域20。
现在参考图4A，根据本公开一方面，以剖面形式示出了具有变化的段长(例如，包括一组段长)的含凹槽区域20a，该含凹槽区域20a可用于车辆前照灯总成100(或与本发明的原理相一致的其他前照灯总成)中。含凹槽区域20a在大多数方面类似于图3A、图3B以及图4中所示的含有具有相同结构和功能的编号类似的元件的含凹槽区域20。含凹槽区域20a与含凹槽区域20的不同之处在于其包含在相同含凹槽区域内的凹槽22的变化的段长。特别是，含凹槽区域20a可具有两组或更多组凹槽、齿或槽，其每一个都具有特定的段长(例如，段长136a)，能够以独特的或不同的衍射级使光折射或以其他方式暗淡。如图4A中以示例性形式所示的，含凹槽区域20a配置有三个段长——段长136a、段长136b以及段长136c。具有136a的段长的含凹槽区域20a的一组凹槽22a可产生衍射光160n和160n+1，具有136b的段长的一组不同的凹槽22b可产生衍射光160n+2和160n+3，以及具有136c的段长的第三组凹槽22c可产生衍射光160n+4和160n+5，所有衍射光都来自从前照灯总成100中的光源50(未示出)发出的相同入射光42和反射光44。因此，在透镜元件10的内表面12和/或外表面14(另外参见图3A和图3B)上采用的含凹槽区域20a能够有利地使在前照灯总成100的腔室内部60内具有大范围变化的波长的光折射或以其他方式暗淡，以免于照到迎面而来的车辆上。
在一些方面，图4A中所示的含凹槽区域20a包括变化的段长，该变化的段长在二至十个离散值之间变化，或更优选地，在二至五个离散值之间变化。根据另一方面，可在透镜元件10的内表面12和/或外表面14的一个或多个部分中采用具有变化的段长的含凹槽区域20a，并且可在透镜元件10的内表面12和/或外表面14的其他部分中采用具有恒定的段长的一个或多个含凹槽区域20，以确保来自前照灯总成100内的光源50的所有入射光42和反射光44被定向为远离迎面而来的车辆并且朝向规定的几何学可见性区域(例如，通过FMVSS108授权的)。类似地，含凹槽区域20a可配置和/或定位成确保进入总成100的太阳光重新聚焦或以其他方式重新定向，以使其不会损坏总成100的非金属部件或者与其接近的那些部件。在另一个实施例中，含凹槽区域20a包括在任意数量的值之间改变的变化的段长，这仅受含凹槽区域20a的总长度和/或通过精确控制模具尺寸而产生这种变化性的加工能力的限制。
现在参考图4和图4A，含凹槽区域20、20a的某些实施例包括一个或多个凹槽22。通常，含凹槽区域20、20a使入射光42和反射光44(另外参见图3A和图3B)定向为远离迎面而来的车辆的效率可随着凹槽22数量的增加而改善。相反地，可限制含凹槽区域20、20a中所采用的凹槽22的大小和数量，以确保这些含凹槽区域保持不可见或实质上不可见。在某些方面，含凹槽区域20、20a内的凹槽22的数量可在大约10个凹槽至10,000个凹槽的范围。优选地，凹槽的数量在大约25个凹槽纹至大约5000个凹槽的范围。在某些优选的实施方式中，含凹槽区域20、20a中所采用的凹槽22的数量在大约50至大约2500个凹槽的范围。
根据本公开的另一方面，提供了一种制造前照灯透镜元件(例如，如图3A和图3B中所示的透明透镜元件10)的方法。这种透明透镜元件可用于根据本公开的具有不可见或实质上不可见的含凹槽区域(例如，如图3A和图3B中所示的含凹槽区域20、20a)的前照灯总成(例如，如图2、图2A、图3A以及图3B中所示的前照灯总成100)中。一种这样的示例性方法包括以下步骤：成形对应于透镜元件的内表面(例如，透镜元件10的内表面12)的模具表面(未示出)；烧蚀其中一个模具表面以成形对应于元件的含凹槽区域(例如，含凹槽区域20、20a)的含凹槽区域模具表面(未示出)；以及通过将聚合材料(例如，聚碳酸酯、光学透明的硅树脂等)分配到模具表面中来成形元件(例如，透明透镜元件10)。如前所述，根据该方法制造的含凹槽区域实质上是不可见的并且与该元件的内表面构成整体。
根据这种制造前照灯透镜元件的方法，成形模具表面的步骤可设置为制备对应于透镜元件的内表面和外表面(例如，如图3A和3B中所示的透明透镜元件的内表面12和外表面14)的模具表面。优选地，为了该步骤而由足以承受与注射成型适合于车辆前照灯总成的透镜元件相关的温度和环境条件的金属或金属合金来成形具有模具表面的模具。在优选的实施例中，进行成形模具表面的步骤，以使该模具能够注射成型单片透镜元件，例如，透明透镜元件10。
根据本公开的制造前照灯透镜元件的方法还包括烧蚀至少其中一个模具表面以成形对应于透镜元件的含凹槽区域(例如，图3A和图3B中示出的透镜元件10的含凹槽区域20、20a)的含凹槽区域模具表面的步骤。例如，可进行烧蚀步骤以成形旨在对应于要合并到透镜元件的部分内表面和/或外表面中的含凹槽区域的一个或多个这种含凹槽区域模具表面。在优选的实施例中，通过激光烧蚀工艺来进行烧蚀步骤。考虑到其将微观特征精确烧蚀到金属和金属合金模具表面中的能力，激光烧蚀工艺(例如，如采用来自乔治费歇尔有限公司(Georg Fischer Ltd.)的AgieCharmilles Laser P切割设备)特别擅于从模具的模具表面产生含凹槽区域模具表面。
再次参考制造前照灯透镜元件的方法，其还包括成形元件(例如，透镜元件10)的步骤，该步骤是通过将聚合材料(例如，聚碳酸酯、光学透明的硅树脂等)分配到模具表面中以成形具有对应于模具表面的内表面和外表面(例如，图3A和图3B中所示的透镜元件10的内表面12和外表面14)的前照灯透镜元件。进一步地，成形前照灯透镜元件的步骤可包括通过聚合材料(例如，具有高流率的光学透明的硅树脂)由含凹槽区域模具表面成形该元件内或该元件上的含凹槽区域(例如，如图3A和图3B中所示的含凹槽区域20、20a)，该含凹槽区域具有100纳米至1500纳米的厚度，优选为在大约250纳米和1000纳米之间的厚度。进一步地，成形元件的步骤可包括从含凹槽区域模具表面成形具有50纳米至5微米的段长的含凹槽区域。
优选地，通过一个或多个步骤的注射成型工艺来进行成形透镜元件的步骤。当在一个步骤中进行时，可采用双射成型，由一般的前照灯透镜材料(例如，聚碳酸酯)来成形具有其内表面和外表面的前照灯透镜元件。在同一模具中，接近含凹槽区域模具表面的孔可注入低粘度材料(例如，光学透明的硅树脂)以成形前照灯透镜元件的含凹槽区域。在优选的方面，在成形透镜元件的步骤之前加热接近一个或多个含凹槽区域模具表面的模具部分。对模具的这些部分进行额外加热有助于进一步减小聚合材料的粘度，以使其可在含凹槽区域模具表面的非常小尺度的形态内流动。
根据制造前照灯透镜元件的方法的另一方面，成形透镜元件的步骤可包括用于成型含凹槽区域的嵌入成型工艺。用来制备透镜元件的这种嵌入成型工艺可在两个或更多个步骤中进行。例如，具有其内表面和外表面的前照灯透镜元件可在具有对应于透镜元件子总成的这些内表面和外表面的模具表面的第一模具中，由典型的前照灯透镜材料(例如，聚碳酸酯)成形。然后可将透镜元件总成(即，没有含凹槽区域)移除并且置于包含含凹槽区域模具表面的第二模具中。这时，可将聚合材料(例如，具有高流率的光学透明的硅树脂)注入到与透镜元件子总成相邻的第二模具中，以在透镜元件(例如，如图3B中所示的透镜元件10)的内表面和/或外表面上成形含凹槽区域，这取决于对前照灯透镜元件的期望配置。可替代地，第一模具可配置有具有含凹槽模具区域表面的可移动模具段，其能够在成形含凹槽区域的步骤之前抵靠透镜元件子总成。在配置完具有含凹槽模具区域表面的第一模具(例如，通过移动可移动模具段)后，然后可将聚合材料注入到模具中以在透镜元件的内表面或外表面上成形含凹槽区域。
根据本公开的其他方面，前述车辆前照灯总成100(以及制造用于该总成的透镜元件的方法)的构思可应用到各种车辆照明总成(例如，近光前照灯、远光前照灯、转向灯以及停车灯(parking signals))。正如本领域普通技术人员容易理解的，其他应用可得益于本公开的多个方面，该多个方面涉及暗淡、折射、重新定向和/或漫射从车辆照明总成发出的输出光图案以及进入该照明总成的太阳光，使其朝向包括规定的几何学可见性区域且接近这些照明总成的某些位置和/或远离易受太阳光损坏的影响的照明总成部件的位置。例如，车辆顶灯总成可配置有根据本公开构思的不可见或实质上不可见的含凹槽区域，其配置成最小化或消除朝向包含顶灯的车辆的驾驶员定向的光。作为另一个示例，具有包含一个或多个含凹槽区域的可移动透镜元件的前照灯总成可用于需要调整需要遮光、减少眩光等的区域的车辆应用中。这种前照灯总成可连接到具有各种传感器输入装置的控制器，该传感器输入装置配置成基于需要调整需要遮光的区域的各种情况来向控制器提供适当的信息来调整可移动透镜元件。迫使对可移动透镜元件进行这种调整的与车辆有关的情况可能包括：(a)车辆拐过拐角处和接近迎面而来的车辆；(b)车辆向下通过双车道道路的直线部分和接近迎面而来的车辆；以及(c)车辆在没有任何迎面而来的车辆与其接近的道路上行驶。
在不脱离本发明的构思的情况下，可对上述结构做出变化和修改。这些变化和修改以及本领域技术人员在本公开的范围内所了解的其他实施例旨在被以下权利要求覆盖，除非这些权利要求通过其文字明确地作出相反陈述。

Claims (17)

1.一种车辆照明总成，包括：
抛物面反射器；
透明透镜元件；以及
光源，所述光源配置成发出照到所述反射器的内表面并且穿过所述元件而从所述总成射出的光，
其中所述元件的内表面包括含凹槽区域，所述含凹槽区域不可见；
其中所述含凹槽区域包括多个凹槽，所述多个凹槽具有250纳米至1000纳米的厚度和50纳米至5微米的段长；以及
所述凹槽区域将来自所述光源以及所述内表面的光的一部分反射并将剩余部分衍射。
2.根据权利要求1所述的总成，其中所述含凹槽区域包括多个凹槽，所述多个凹槽具有500纳米至750纳米的厚度和150纳米至400纳米的段长。
3.根据权利要求1所述的总成，其中所述含凹槽区域包括具有三角形或山形横截面的凹槽。
4.根据权利要求1所述的总成，其中所述透镜元件包括聚碳酸酯材料并且所述含凹槽区域包括硅树脂材料。
5.根据权利要求1所述的总成，其中所述段长和所述厚度的至少其中之一在所述含凹槽区域内变化。
6.根据权利要求1所述的总成，其中所述多个凹槽至少为50个凹槽。
7.一种车辆照明总成，包括：
抛物面反射器；
透明透镜元件；以及
光源，所述光源配置成发出照到所述反射器的内表面并且穿过所述元件而从所述总成射出的光，
其中所述元件的内表面包括含凹槽区域，所述含凹槽区域不可见，配置成与所述元件构成整体；
其中所述含凹槽区域包括多个凹槽，所述多个凹槽具有250纳米至1000纳米的厚度和50纳米至5微米的段长；
以及
所述凹槽区域将来自所述光源以及所述内表面的光的一部分反射并将剩余部分衍射。
8.根据权利要求7所述的总成，其中所述含凹槽区域包括多个凹槽，所述多个凹槽具有500纳米至750纳米的厚度和150纳米至400纳米的段长。
9.根据权利要求7所述的总成，其中所述含凹槽区域包括具有三角形或山形横截面的凹槽。
10.根据权利要求7所述的总成，其中所述透镜元件包括聚碳酸酯材料并且所述含凹槽区域包括硅树脂材料。
11.根据权利要求7所述的总成，其中所述段长和所述厚度的至少其中之一在所述含凹槽区域内变化。
12.根据权利要求7所述的总成，其中所述多个凹槽至少为50个凹槽。
13.根据权利要求7所述的总成，其中所述透明透镜元件包括多个近场透镜元件并且所述光源包括LED光源，以及进一步地其中来自所述光源的所述光穿过所述元件而作为准直的车辆前照灯图案从所述总成射出。
14.一种制造车辆照明透镜元件的方法，包括：
成形对应于所述透镜元件的内表面的模具表面；
烧蚀其中一个所述模具表面以成形对应于所述元件的含凹槽区域的含凹槽区域模具表面；以及
通过将聚合材料分配到所述模具表面中来成形所述元件，
其中所述含凹槽区域不可见并且与所述元件的所述内表面构成整体；
其中所述含凹槽区域包括凹槽，所述凹槽具有250纳米至1000纳米的厚度和50纳米至5微米的段长；
以及
所述凹槽区域将来自光源以及内表面的光的一部分反射并将剩余部分衍射。
15.根据权利要求14所述的方法，其中成形所述元件的步骤包括嵌入成型所述含凹槽区域。
16.根据权利要求14所述的方法，进一步包括：
在成形所述透镜元件的步骤之前加热所述含凹槽区域模具表面。
17.根据权利要求16所述的方法，其中所述透镜元件包括聚碳酸酯材料并且所述含凹槽区域包括硅树脂材料。
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