CN109488991A - 用于进行机动车辆的照明和/信号指示的照明模块的用于成形光线的透镜 - Google Patents
用于进行机动车辆的照明和/信号指示的照明模块的用于成形光线的透镜 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109488991A CN109488991A CN201811065353.4A CN201811065353A CN109488991A CN 109488991 A CN109488991 A CN 109488991A CN 201811065353 A CN201811065353 A CN 201811065353A CN 109488991 A CN109488991 A CN 109488991A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- prism
- light
- exit facet
- shaping
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V5/00—Refractors for light sources
- F21V5/002—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light
- F21V5/005—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light using microprisms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0037—Arrays characterized by the distribution or form of lenses
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S41/28—Cover glass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
- F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
- F21S43/20—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
- F21S43/26—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S43/235 - F21S43/255
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V5/00—Refractors for light sources
- F21V5/04—Refractors for light sources of lens shape
- F21V5/045—Refractors for light sources of lens shape the lens having discontinuous faces, e.g. Fresnel lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
- G02B27/0025—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration
- G02B27/005—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00 for optical correction, e.g. distorsion, aberration for correction of secondary colour or higher-order chromatic aberrations
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
- G02B3/08—Simple or compound lenses with non-spherical faces with discontinuous faces, e.g. Fresnel lens
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0205—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties
- G02B5/021—Diffusing elements; Afocal elements characterised by the diffusing properties the diffusion taking place at the element's surface, e.g. by means of surface roughening or microprismatic structures
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/02—Diffusing elements; Afocal elements
- G02B5/0273—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use
- G02B5/0278—Diffusing elements; Afocal elements characterized by the use used in transmission
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/04—Prisms
- G02B5/045—Prism arrays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
- G02B5/189—Structurally combined with optical elements not having diffractive power
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21W—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
- F21W2107/00—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles
- F21W2107/10—Use or application of lighting devices on or in particular types of vehicles for land vehicles
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
一种用于成形光线(6)的透镜(10),用于机动车辆的照明和/信号指示的照明模块(1),该透镜包括用于光线(6)的入射面(12)和相反的出射面(14)。该透镜具有平直透镜形状,该平直透镜形状的出射面(14)配备有形成菲涅尔结构(40、41)的棱镜,这些棱镜中的至少一个配备在具有衍射结构(60)的外部面(44)上,并且该平直透镜形状的入射面(12)至少部分地配备有微结构(20)。机动车辆的申请。
Description
技术领域
本发明的技术领域是照明模块领域,用于机动车辆照明和/或信号指示装置。
背景技术
机动车辆配备有照明模块,允许投射光束,以允许照亮车辆正行进所沿着的道路,或者甚至允许将信号从该车辆发送至另一个道路使用者。
这些照明模块通常包括至少一个光源和至少一个光学偏移元件,所述至少一个光学偏移元件布置成向着至少一个光束成形透镜偏移由光源发射的光线,以获得同时满足车辆使用者的要求和监管标准的光束,不管车辆使用者的要求和监管标准是与照明相关还是与信号指示相关。然而,监管标准的复杂性常常要求使用多个透镜和/或光学偏移元件,因此使这种照明模块的设计、制造和组装复杂化,和/或增加车辆的制造成本。
已经提出了解决方案,特别地,其目标是提供一种照明模块,其包括最少的光学部件,用于产生最多的照明和/或信号指示功能。然而,这种类型的照明模块与将要满足的标准的非常精确的规范相冲突,并且这种照明模块的设计通常是费力且昂贵的,所获得的产品很少有全部地和完整地解决目标问题的。
发明内容
本发明提出消除这些缺陷,并提供一种照明模块,其包括光源,以及任选地光学偏移元件,该光学偏移元件用于将发射的光线引向单个光束成形透镜,该照明模块最适宜同时满足使用者的需求和由政府当局设立的监管标准。
因此,本发明的一个主题是一种用于成形光线的透镜,该光线用于照明模块进行机动车辆的照明和/信号指示,该透镜包括用于所述光线的入射面和与入射面相反的出射面,该透镜具有平直透镜形状,该透镜的出射面配备有形成菲涅尔结构的棱镜,这些棱镜中的至少一个配备在具有多个衍射结构的外部面上,并且该透镜的入射面至少部分地配备有多个微结构。
表述“平直透镜”或“不是非常弯曲的透镜”被理解为是指这样一种透镜,该透镜的平均厚度相对于直径或者相对于在该透镜的主延伸平面中的最大尺寸来说是小的。换句话说,如果透镜的平均厚度的值小于所述直径或所述最大尺寸的20%,则该透镜是平直的或不是非常弯曲的,这取决于透镜的厚度的变化,而球面或非球面收敛性的该比率是约50%。
术语“棱镜”应当被理解为是指任何参与形成菲涅尔结构的特征,该特征的尺寸和倾斜度是根据允许替换它的球面透镜的光功率被定义的。更具体地,布置在出射面上的该特征或棱镜可以形成菲涅尔结构,平直透镜是菲涅尔透镜。特别地,形成菲涅尔结构的棱镜具有光学面和拔模面,并且这些面中的每一个,特别是光学面,可以具有直角轮廓,或者实际上与一曲面一致以更精确地控制光束。
因此,根据本发明的成形透镜允许提供多种功能:平直透镜的出射面上存在的菲涅尔结构允许获得与更大体积的、常规的、球面或非球面透镜相同的光功率,并且这些特征的外部面上,即(该特征的)转向透镜的周边或外部的光学面上,存在的衍射结构允许修正该透镜的全部或部分色差,特别是在由该透镜投射光线用于形成包含截止线的光束期间。透镜的入射面上存在的光学微结构参与所投射的图像的模糊化,这再一次在包含截止线的光束的特定投射应用中是特别有用的,用于减少对可能潜在地出现在被照明区域和非照明区域之间的交界处的色差的感知。将会理解的是,光线入射面上存在的光学微结构允许减少产生这种减少色差的功能所需要的衍射结构的数量。这样的有益之处在于,难以实现衍射结构的形成,并且在于优选能够将它们间隔开,并且这也是有好处的,因此衍射结构可能由于离开透镜的光线的散射而导致眩光的形成。
根据本发明的成形透镜有利地包括下述单独地或组合地实施的特性中的至少任一个:
-棱镜在透镜的出射面上连续地延伸。术语“连续地”表示从透镜的中央区段至周边没有中断地形成棱镜,棱镜总是布置成与至少一个相邻的棱镜接触;
-棱镜分布在出射面的中央区和出射面的周边区之间,棱镜的外部面或光学面在该中央区中是平滑的,棱镜的外部面在该周边区中配备有所述衍射结构。通过非限制性示例的方式,将可能提出的是,出射面的中央区的直径在5毫米和20毫米之间,其中在该中央区中在棱镜上未布置参与形成菲涅尔结构的衍射结构;
-棱镜的特征在于其高度在1微米和1毫米之间。棱镜的高度在50微米和300微米之间。棱镜的高度是在该棱镜的顶点和一平面之间并在垂直于该平面的方向上测量的,该平面通过该棱镜和相邻的棱镜之间的接触点。将会理解的是,棱镜的顶点是棱镜最远离透镜的中心层的点;
-棱镜之间具有在100微米和1毫米之间的间距,该间距是在第一棱镜的顶点和直接相邻的第二棱镜的顶点之间测量的。棱镜之间的间距在整个出射面上可以是有规律的;
-衍射结构具有在0.1微米和10微米之间的高度。衍射结构的高度是在衍射结构的顶点和一平面之间并在垂直所讨论的平面的方向测量的,该平面通过棱镜的支撑衍射结构的外部面;
-衍射结构的高度随着离透镜的出射面的中心的距离增大而增加。衍射结构的高度的变化或者是恒定的,两个相邻的衍射结构之间的高度差对于所考虑的一对衍射结构来说都是相同的;衍射结构的高度的变化或者是渐变的,靠近透镜的出射面的中心的相邻两个衍射结构之间的高度差小于远离该中心的相邻两个衍射结构之间的高度差。将可能提出的是,这些衍射结构的平均高度大致等于1微米;
-布置在棱镜上的衍射结构具有在1微米和1毫米之间的间距。衍射结构的间距是在衍射结构和第一相邻衍射结构之间的第一接触点与衍射结构和第二相邻衍射结构之间的第二接触点之间测量的;
-棱镜的衍射结构之间的平均间距大于设置在棱镜与透镜的外边界之间的领近棱镜的衍射结构之间的平均间距。例如,将可能提出的是,朝向出射面的中心的平均间距大致等于500微米,而朝向该出射面的周边的平均间距大致等于15微米;
-棱镜以同心环截面或环形图案的形式布置在出射面上,环或环形截面的中心与透镜的光轴重合;
-布置在出射面上的棱镜是旋转非对称的,即,棱镜从透镜的光轴延伸至给定距离,形成以光轴为中心的环或环形截面,具有沿着该环或这些环形截面变化的尺寸或倾斜度。特别地,非对称性将可能使得棱镜度作为透镜上的棱镜的竖直位置的函数变化,并且使得棱镜度作为该透镜上的棱镜的水平位置的函数来说保持恒定,将理解的是,将相对于照明模块安装在车辆中时透镜的位置来理解竖直和水平的概念。由于每个棱镜具有外部面或光学面,以及内部面或拔模面,因此应当注意到,如同拔模面一样,旋转非对称性同样可以涉及光学面,这取决于受欢迎的光学效果。作为示例,将可能提出的是,改变棱镜的光学面的倾斜度以减少对色差的感知,和/或使拔模面的倾斜度改变以限制由所产生的光束引起的可能的眩光;
-将设置在透镜的底部中的棱镜的棱镜度降低。采用这种布置来防止来自该底部的光线的散射太大,并且因此防止观看者遇到可能的眩光。应当注意到,光线的入射面上存在的微结构和这些光线的出射面上的棱镜上存在的衍射结构的组合允许减少用于减少在该光束的截止线处的色差所需要的衍射结构的数量,并且因此观看者将遇到眩光的风险将减少。因此,必须较少地声明棱镜的旋转非对称性,这施加更多数量的制造约束。特别地,可以在旋转非对称的透镜中实现菲涅尔棱镜的这种旋转非对称性;
-光线的入射面是凸面。透镜的面的凸度是相对于透镜自身定义的,即相对于其中心层定义的;换句话说,透镜的入射面是凸面是由于它具有凸起部,即向着透镜的外部弯曲的轮廓:因此该入射面的中心部比该入射面的边缘更靠近该透镜的外部。入射面是凸面的事实参与透镜光功率的增加,并且因此这允许限制必须由正面产生的光功率。因此,形成正面的菲涅尔结构的棱镜必须具有的角度减小,这意味着棱镜被布置成具有恒定的间距,这可以降低棱镜的高度或深度,并且因此有助于它们的生产;
-入射面的曲率可以被校准,使得透镜的中心处的厚度小于10毫米。在本文中,可以提出透镜的中心处的厚度大于透镜的边界处的厚度,比率至少为2∶1;
-光线的入射面具有轮廓规则区和轮廓裂开区,该轮廓规则区在入射面的面积的大部分范围内延伸;
-特别地,可以通过在入射面的水平处从透镜去除材料而产生该轮廓裂开区,并且该轮廓裂开区可以布置在该入射面的周边。将会理解的是,在该轮廓裂开区中,光线的偏离被修正,并且有利的是,该裂开区设置在透镜的上部,使得偏离被放大的光线在离开透镜时向下折叠。采用其中在透镜在车辆中放置到位时轮廓裂开区是透镜上段的这种布置,入射到轮廓裂开区的光线被向下引导,从而再次限制道路使用者遇到的可能的眩光。特别地,这种裂开区在双重功能模块的情况中允许改善两种不同光束之间的融合,如允许改善远光束和进光束之间的融合;
-布置在入射面上的微结构至少定位至轮廓规则区,并且它们可以进一步延伸到轮廓裂开区中;
-微结构布置在光线的入射面上,以阻止形成连续的具有小的深度或厚度的凹陷部和/或凸起部;
-微结构具有与相邻的微结构相似的宽度,该宽度是它们沿垂直于纵向方向的方向的尺寸,该纵向方向是平行于照明模块的光轴的方向;
-相邻的微结构之间具有恒定的间距,该间距可以具有在0.1毫米至2毫米之间的值。微结构布置成使得每一个微结构位于离相邻的微结构的距离在0.1毫米和2毫米之间的位置处;
-微结构的深度可以从透镜的出射面的中心向该出射面的周边改变;
-微结构的特征还在于它的深度。在这里,优选的是每个微结构具有相似的宽度,而不是相似的深度,更多的是原因是外部观看者看到的视觉外观,而不是照明功效方面的原因。当然将会理解的是,在不偏离本发明的范围的情况下可以实施任一种替换;
-布置在入射面上的微结构通过至少一个凹陷部彼此间隔开。两个微结构之间的凹陷部具有从1微米至10微米的深度。
本发明还涉及照明模块,其包括至少一个光线发射组件和根据前述方面的一个光线成形透镜。表述“发射组件”被理解成是指照明模块可以包括形成给定发射组件的一个或更多个光源,该给定发射组件相对于光线成形透镜的物方焦点定位,并且在合适的情况下,与反射器相关联,该反射器用于将光线正确地引导到透镜的入射面上,使得由该发射组件发射的光线主要经由透镜的出光面的第一区段出射,以形成符合监管要求的照明和/或信号指示光束。
本发明还涉及机动车辆前照灯,其包括照明模块,如上文所述,该前照灯包括用于至少容纳该照明模块的壳体,所述壳体由保护外透镜封闭。
附图说明
根据说明书和附图,本发明的其它特性和优点将变得更加明显,在附图中:
图1是根据本发明的包括光源和光线成形透镜的照明模块的剖视图;
图2是根据本发明的透镜的剖视图;
图3是根据本发明的透镜的顶视图;
图4是根据本发明的透镜的在图2中由标记A图示的细节的剖视图;
图5是根据本发明的透镜的在图4中由标记B图示的细节的剖视图;
图6是根据本发明的透镜的在图5中由标记C图示的细节的剖视图。
具体实施方式
首先应当注意到,虽然附图在本发明的实施方面详细图示了本发明,并且在合适的情况下,它们可以用来更好地限定本发明,但这些附图仅仅图示根据本发明的可行的实施例中的一些。
因此,图1示出照明模块1的示例,该照明模块1包括发射组件5和用于成形光线6的透镜10,并且该照明模块1可以安装在机动车辆中。
此处图示的照明模块包括作为发射组件5的单个光源2。光源2在反射器4的方向上发射光辐射,光线6由该反射器4在成形透镜10的方向上反射,该反射器4被设置成面对光源2。所使用的光源2可以是灯丝光源、等离子体光源或基于气体的光源,或者包括电致发光元件,如发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)或聚合物发光二极管(PLED),或者包括满足汽车领域的监管限制的任何光源。
被反射的光线6随后到达成形透镜10,光线6通过该成形透镜10被偏移以在离开透镜时形成调整的光束8,该调整的光束8在其形状方面和其方向方面都满足车辆的使用者的要求。光束8因此例如被投向车辆的前方,以照亮所占用的道路或提供信号指示功能。所获得的光束8是发散的,即,由该光束形成的光线看起来来自同一个点。此外,所获得的光束8被准直,即,构成该光束的光线是平行的或几乎平行的,这允许获得长距离的、均匀的照明,并且因此使得车辆的驾驶员更舒服。
成形透镜10包括用于光线6的入射面12和用于光线6的出射面14,出射面14相对于透镜10的中心层36与入射面12相反。由光源2发射的光线6到达入射面12并穿过透镜10,以经由透镜10的出射面14离开。
成形透镜10具有平直透镜的形状,即,具有这样一种透镜的形状,该透镜的厚度,即,入射面12和出射面14之间的尺寸,是小的,即,小于出射面14的最大尺寸。
在此处描述的示例中,透镜10是圆形形状的,这种圆形形状围绕轴线16延伸,该轴线16基本上形成透镜10的光轴。将会理解的是,在阅读接下来的内容时,可以想到其它的平直透镜形状。
同样,此处的透镜10定位成垂直于轴线16,但将会理解的是,这种布置在此处作为示例被给出,并且不限制本发明的范围,实际上也不表示优选实施例。
在图2中可以更具体地看到成形透镜10。在图2中,可能看到入射面12具有凸面形状,透镜10在其最靠近轴线16的位置比远离轴线16的部分厚。由于透镜10的入射面12的弯曲形状,这种结构是特别明显的。
入射面12还包括多个微结构20,所述多个微结构20被布置成改善由照明模块1发射的光束8的均匀性,这通过限制光束8内的可能的对比度而改善驾驶员的视觉舒适性。微结构20采用连续的凹陷部和/或凸起部的形状,这些连续的凹陷部和/或凸起部在透镜10的入射面12上规则地分布。这些凹陷部和/或凸起部分别具有约1微米尺寸的厚度或深度,并且因此这些微结构对肉眼来说是看不到的。
借助于其形状,这些微结构20因此在入射面的至少一部分上,更具体地,在轮廓规则区22中,形成纹理。在图示的示例中,该轮廓规则区22在整个入射面12上除了轮廓裂开区24之外的区域内延伸,该轮廓裂开区24布置在周边部25中,即,布置在透镜的在垂直于该轴线16的方向位于离轴线16最远距离的的部分中。更具体地,轮廓裂开区24设置在透镜10的上部26中。因此,将周边部25称之为相对于车辆中的透镜10的位置是在上方的,该位置对应于图2中给出的方位。
轮廓裂开区24在平直透镜10的上部26的厚度中形成凹下的缺口。根据上文关于入射面12的大致凸面形状描写的内容,在该缺口的中心比所述缺口的周边更靠近中心层36这方面来说,缺口是凹下的。
以这种方式进行布置,透镜10更多地偏移到达轮廓裂开区24的光线6,从而限制可能使迎面而来的车辆的驾驶员看不见的光线。
轮廓裂开区24是平滑的,即,它不包括微结构20。存在于透镜10的入射面12上的微结构20因此集中在轮廓规则区22中。
微结构20通过恒定的间距彼此隔开。该间距在0.1毫米和2毫米之间。这是由在入射面12上的每一点处都恒定的间距隔开的这些微结构20的倍增,这形成入射面12的纹理。
每个微结构20可以由宽度和深度限定,该宽度是沿平行于透镜10主体上延伸所处的平面的方向的尺寸,该深度是沿垂直于透镜10主体上延伸所处的平面的方向的尺寸。
微结构20的宽度在1微米和1毫米之间。而且,微结构20的深度在1微米和1毫米之间。
在此处描述的示例中,微结构20都具有相同的宽度和相同的深度。然而,将会理解的是,可以具有其宽度、深度和/或间距作为给定微结构20在入射面12的位置的函数而改变的微结构20。
透镜10的出射面14是基本上平坦的,即,它在平行于透镜10的中心层36的主延伸平面的平面中延伸。换句话说,透镜10的出射面14既不是凸面也不是凹面。因此,出射面14不具有入射面12的凸度,也不具有表征轮廓裂开区24的缺口的凹度。就出射面14不具有平滑表面来说,出射面14被称为是基本上平坦的,出射面14包括多个棱镜40、41。
在出射面14上布置的棱镜40、41形成菲涅尔结构,并且可以在多个这些棱镜上设置衍射结构60。在图3和图4中示出棱镜40、41的布置,在图5和图6中描绘衍射结构60的构造。
出射面14包括中央区13和周边区32。周边区32在透镜10的中央区30和限定透镜10的外边界34之间延伸
图3更具体地图示中央区30、周边区35和布置在这些区域中的棱镜40、41。
中央区30包括被称为中央棱镜40的棱镜,中央棱镜40具有半球形形状。该中央棱镜40定位在透镜10的光轴上。在此处图示的示例中,透镜10的光轴对应于图1中示出的轴线16。
周边区32包括多个被称为周边棱镜41的棱镜,周边棱镜41没有中断地、彼此接触地从中央棱镜40延伸至透镜10的外边界34。周边棱镜41具有环形形状,该环形形状具有三角形横截面。所有的棱镜,即,中央棱镜40和周边棱镜41,一起使透镜10的出射面14呈现菲涅尔-透镜形状。
图4更具体地图示周边棱镜41在成形透镜10的出射面14上的布置。
特别地,周边棱镜由在1微米和1毫米之间的高度52表征。在此处描述的示例中,棱镜41的高度52在50微米和300微米之间。棱镜的高度52是在棱镜的顶点42和一平面54之间在垂直于该平面54的方向测量的,该平面54通过该棱镜和相邻的周边棱镜之间的接触点。棱镜的顶点48是该棱镜的离透镜10的中心层36最远的点。
棱镜之间具有在100微米和1毫米之间的间距46,该间距是在棱镜的顶点48和相邻的棱镜的第二顶点50之间测量的。出射面14的棱镜具有相同的间距46。
周边棱镜41是旋转非对称的。换句话说,周边棱镜41的高度52根据所考虑的周边棱镜41的点的不同而变化,两个直接相邻的周边棱镜之间的间距46在透镜10的出射面14上的每一点处都是恒定的。
在这种布置中,给定周边棱镜41的棱镜度根据所考虑的点的不同而不同,棱镜度随着在竖直方向V上相对于透镜10的中心16的距离增大而增加。因此,位于棱镜41的布置在透镜10的上部26中的部分中的第一点的棱镜度大于第二点的棱镜度,该第二点是第一点相对于通过轴线16的水平平面的对称图像。透镜10的上部26相对于透镜10在车辆中的位置来说是位于上方的,该位置对应于图2中给出的方位。
周边棱镜41的相对于通过轴线16的竖直平面是彼此的对称图像的两个点具有相同的棱镜度。
因此,透镜10的光功率根据出射面14的所考虑的点的不同而不同。在这种布置中,透镜的上部26的平均光功率高于透镜10的下部28的平均光功率,周边棱镜41的光功率在透镜的上部中比在该透镜的下部中高。
周边棱镜41具有内部面42或拔模面,以及外部面44或光学面,该内部面42或拔模面朝向透镜10的中央区30的方向定向,该外部面44或光学面朝向透镜10的外边界34定向。穿过透镜10的光线6易于经由外部面44离开。
周边棱镜41的外部面44或光学面包括至少一个衍射结构60,内部面42或拔模面是平滑的,即没有衍射结构60。
在图示的示例中,在上文被阐述为可以具有非球面形状或球形形状的中央棱镜40在其表面上没有衍射结构60。更具体地,可以提出透镜的面上的中央区,即,中央棱镜和少数周边棱镜,作为示例,在5毫米至20毫米的直径范围内,没有衍射结构。
衍射结构60具有三棱镜形状,该三棱镜形状的基部接触棱镜,并且特别地,周边棱镜41支承衍射结构60。
衍射结构60在棱镜的外部面44上的布置通过修正穿过透镜10的光的分解而允许限制准直后的光束的边界内或边界上出现色差。
棱镜和射结构60都是光学元件,即,对由光源2发射的光线6的散射具有影响和允许获得期望的光束8的元件。
图5更具体地图示布置在周边棱镜41的外部面44上的衍射结构60和它们的一些特性。
两个相邻的衍射结构60由在1微米和1毫米之间的间距62隔开。更具体地,该间距62是在衍射结构60和第一相邻衍射结构61之间的第一接触点64与衍射结构60和第二相邻衍射结构63之间的第二接触点65之间测量的。
周边棱镜41的衍射结构60之间的平均间距62大于布置在该周边棱镜41和透镜10的外边界之间的邻近棱镜的衍射结构60之间的平均间距62。
图6更具体地图示衍射结构60的一些特性。
衍射结构60具有在0.1微米和10微米之间的高度70。衍射结构60的高度70是在该衍射结构60的顶点78和一平面66之间在垂直于所涉及的平面的方向上测量的,该平面通过棱镜的支承衍射结构60的外部面44。
在给定的周边棱镜41上,考虑到制造公差,衍射结构60具有相等或基本上相等的高度70。给定的第一周边棱镜41的衍射结构60的高度70小于布置在所涉及的第一棱镜40和透镜10的外边界34之间的第二周边棱镜41的衍射结构60的高度70。
当然,可以由本领域技术人员对根据本发明的成形透镜形成多种修改,只要采用配备有棱镜的出射面和至少部分地配备有微结构的入射面,该棱镜的至少一个出射面配备在具有衍射结构的外部面上。
在任何情况中,本发明不限于在本文中具体地描述的实施例,并且特别地,包含任何等同装置和这些装置的任何技术上能够工作的组合。
Claims (12)
1.一种用于成形光线(6)的透镜(10),该透镜用于进行机动车辆的照明和/或信号指示的照明模块(1),该透镜包括用于所述光线(6)的入射面(12)和相反的出射面(14),其特征在于,该透镜具有平直透镜形状,该透镜的出射面(14)配备有形成菲涅尔结构(40、41)的棱镜,这些棱镜中的至少一个配备在具有衍射结构(60)的外部面(44)上,并且该透镜的入射面(12)至少部分地配备有微结构(20)。
2.根据权利要求1所述的用于成形光线的透镜(10),其特征在于,棱镜(40、41)在透镜(10)的出射面(14)上连续地延伸。
3.根据前述权利要求中的任一项所述的用于成形光线的透镜(10),其特征在于,棱镜(40、41)分布在出射面(14)的中央区(30)和出射面(14)的周边区(32)之间,棱镜的外部面在该中央区中是平滑的,棱镜(41)的外部面(44)在该周边区中配备有所述衍射结构(60)。
4.根据前述权利要求中的任一项所述的用于成形光线的透镜(10),其特征在于,衍射结构(60)具有随着离透镜(10)的出射面(14)的中心的距离增大而增加的高度(70)。
5.根据前述权利要求中的任一项所述的用于成形光线的透镜(10),其特征在于,设置在棱镜(41)上的衍射结构(60)之间具有间距(62),棱镜(41)的所述多个衍射结构(60)之间的平均间距(62)大于朝向该透镜的周边设置的邻近棱镜(41)的衍射结构(60)之间的平均间距(62)。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的用于成形光线的透镜(10),其特征在于,棱镜(40、41)以同心环截面或环形图案的形式布置在出射面(14)上。
7.根据前一项权利要求所述的用于成形光线的透镜(10),其特征在于,布置在出射面(14)上的棱镜(41)是旋转非对称的。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的用于成形光线的透镜(10),其特征在于,透镜(10)的入射面(12)是凸面。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的用于成形光线的透镜(10),其特征在于,透镜(10)的入射面(12)具有轮廓规则区(22)和轮廓裂开区(24),该轮廓规则区在入射面的面积的大部分范围内延伸。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的用于成形光线的透镜(10),其特征在于,微结构(20)形成在透镜(10)的入射面上,以具有连续的凹陷部和/或凸起部。
11.一种照明模块(1),该照明模块(1)包括至少一个光线发射组件和一个根据前述权利要求中的任一项所述的用于成形光线的透镜(10)。
12.一种机动车辆前照灯,该机动车辆前照灯包括根据权利要求11所述的照明模块(1),其特征在于,该机动车辆前照灯包括壳体,该壳体用于至少容纳该照明模块(1),所述壳体由保护外透镜封闭。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1758438 | 2017-09-12 | ||
FR1758438A FR3071072B1 (fr) | 2017-09-12 | 2017-09-12 | Lentille de mise en forme de rayons lumineux pour un module lumineux d’eclairage et/ou de signalisation d’un vehicule automobile |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN109488991A true CN109488991A (zh) | 2019-03-19 |
CN109488991B CN109488991B (zh) | 2023-08-01 |
Family
ID=60955148
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201811065353.4A Active CN109488991B (zh) | 2017-09-12 | 2018-09-12 | 用于机动车辆的照明模块的用于成形光线的透镜 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US10634311B2 (zh) |
EP (1) | EP3454097B1 (zh) |
JP (1) | JP2019053297A (zh) |
KR (1) | KR20190029491A (zh) |
CN (1) | CN109488991B (zh) |
FR (1) | FR3071072B1 (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1261156A (zh) * | 1998-12-02 | 2000-07-26 | 可乐丽股份有限公司 | 光学元件和菲涅耳透镜片 |
CN1320088A (zh) * | 1998-08-25 | 2001-10-31 | 物理光学公司 | 有漫射结构的交通工具灯组件 |
US20040130785A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-07-08 | Xradia, Inc. | Fabrication methods for micro compound optics |
CN1961365A (zh) * | 2004-04-08 | 2007-05-09 | 柯尼卡美能达精密光学株式会社 | 多焦点物镜、光拾取装置以及光信息记录再生装置 |
CN101852875A (zh) * | 2009-04-03 | 2010-10-06 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 菲涅尔透镜 |
CN103109131A (zh) * | 2010-07-26 | 2013-05-15 | 法雷奥照明公司 | 用于机动车辆的照明和/或信号装置的光学模块 |
CN104937330A (zh) * | 2013-01-23 | 2015-09-23 | 博士光学欧洲股份公司 | 用于车辆前灯的前灯透镜 |
Family Cites Families (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4196056B2 (ja) * | 2002-06-06 | 2008-12-17 | パナソニック電工株式会社 | スポットライト用フレネルレンズ |
JP5147112B2 (ja) * | 2008-02-26 | 2013-02-20 | パナソニック株式会社 | スポットライト |
TWI391707B (zh) * | 2008-10-30 | 2013-04-01 | Ind Tech Res Inst | 複合式分光元件 |
WO2010091097A1 (en) * | 2009-02-03 | 2010-08-12 | Fraen Corporation | Light mixing optics and systems |
JP5637675B2 (ja) * | 2009-10-29 | 2014-12-10 | 株式会社朝日ラバー | ハイブリッドレンズ |
US8917459B2 (en) * | 2011-05-23 | 2014-12-23 | Eric A. Klein | Ergonomic vertical vision redirection |
WO2013024836A1 (ja) * | 2011-08-12 | 2013-02-21 | シチズン電子株式会社 | レンズ部材及びこのレンズ部材を使用した発光装置 |
JP6001836B2 (ja) * | 2011-09-21 | 2016-10-05 | 日立マクセル株式会社 | フレネルレンズの製造方法および照明器具の製造方法 |
CN103375768A (zh) * | 2012-04-26 | 2013-10-30 | 全亿大科技(佛山)有限公司 | 透镜及光源模组 |
JP2014110120A (ja) * | 2012-11-30 | 2014-06-12 | Panasonic Corp | Led照明器具 |
JP2017059472A (ja) * | 2015-09-18 | 2017-03-23 | ミネベアミツミ株式会社 | 照明装置 |
-
2017
- 2017-09-12 FR FR1758438A patent/FR3071072B1/fr active Active
-
2018
- 2018-09-11 JP JP2018170022A patent/JP2019053297A/ja active Pending
- 2018-09-11 EP EP18193830.9A patent/EP3454097B1/fr active Active
- 2018-09-12 CN CN201811065353.4A patent/CN109488991B/zh active Active
- 2018-09-12 KR KR1020180109080A patent/KR20190029491A/ko active IP Right Grant
- 2018-09-12 US US16/129,388 patent/US10634311B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1320088A (zh) * | 1998-08-25 | 2001-10-31 | 物理光学公司 | 有漫射结构的交通工具灯组件 |
CN1261156A (zh) * | 1998-12-02 | 2000-07-26 | 可乐丽股份有限公司 | 光学元件和菲涅耳透镜片 |
US20040130785A1 (en) * | 2002-10-17 | 2004-07-08 | Xradia, Inc. | Fabrication methods for micro compound optics |
CN1961365A (zh) * | 2004-04-08 | 2007-05-09 | 柯尼卡美能达精密光学株式会社 | 多焦点物镜、光拾取装置以及光信息记录再生装置 |
CN101852875A (zh) * | 2009-04-03 | 2010-10-06 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | 菲涅尔透镜 |
CN103109131A (zh) * | 2010-07-26 | 2013-05-15 | 法雷奥照明公司 | 用于机动车辆的照明和/或信号装置的光学模块 |
CN104937330A (zh) * | 2013-01-23 | 2015-09-23 | 博士光学欧洲股份公司 | 用于车辆前灯的前灯透镜 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN109488991B (zh) | 2023-08-01 |
US20190078756A1 (en) | 2019-03-14 |
FR3071072A1 (fr) | 2019-03-15 |
US10634311B2 (en) | 2020-04-28 |
EP3454097B1 (fr) | 2022-12-21 |
EP3454097A1 (fr) | 2019-03-13 |
FR3071072B1 (fr) | 2022-08-12 |
KR20190029491A (ko) | 2019-03-20 |
JP2019053297A (ja) | 2019-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US9273843B2 (en) | LED front lighting arrangement | |
US10851958B2 (en) | Motor vehicle lighting module, and lighting and/or signalling device provided with such a module | |
US7580192B1 (en) | Collimation lens system for LED | |
EP3163155B1 (en) | Diffusion light distribution optical system and vehicle lighting apparatus | |
US10697601B2 (en) | Lighting module for a motor vehicle | |
US20150131305A1 (en) | Primary optical element, lighting module and headlamp for a motor vehicle | |
EP2860441A1 (en) | Vehicular headlamp | |
US10429021B2 (en) | Vehicle lamp fitting | |
EP3169547B1 (en) | Vehicle lighting module | |
JP2013152813A (ja) | 車両用前照灯及び導光レンズ | |
JP6584302B2 (ja) | 導光体及び車両用灯具 | |
EP2657593B1 (en) | Vehicle headlamp | |
US10697608B2 (en) | Lamp for vehicle | |
EP2405185A2 (en) | Vehicle lamp unit | |
CN112204301B (zh) | 用于前照灯的前场光模块 | |
US11072274B2 (en) | Pixelated light module for a motor vehicle and lighting and/or signalling device provided with such a module | |
US11226078B2 (en) | Vehicular lamp fitting | |
US10436405B2 (en) | Lighting module for the lighting and/or signalling of a motor vehicle | |
US9303837B2 (en) | Vehicular lamp having a translucent member having a center region that servers as a lens-like direct light control portion | |
CN109488991A (zh) | 用于进行机动车辆的照明和/信号指示的照明模块的用于成形光线的透镜 | |
US9809162B2 (en) | Vehicle interior spotlight | |
CN113531480A (zh) | 车辆用灯具 | |
CN106195844A (zh) | 一种汽车内饰灯 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |