CN116209854A - 机动车前照灯的投影模块和具有这种投影模块的机动车前照灯 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于机动车前照灯的投影模块(2)。光模块(2)包括用于发射光的光源，用于集束、整形和/或偏转由光源发射的光的初级光学器件，以及呈投影透镜形式的次级光学器件(4)，其沿投影模块(2)的光出射方向(6)在机动车前方的前部区域将在中间图像平面的中间图像成像为投影模块(2)的合成光分布，中间图像平面布置在初级光学器件和次级光学器件(4)之间的光路中。投影模块(2)具有用于加热投影透镜(4)的加热元件(8)。提出加热元件(8)具有由电绝缘材料制成的透明薄膜(10)和施加到其上或嵌入其中的导体电路(12)，其经由开关元件(14)连接到电源(16)，其中，加热元件(8)至少在投影模块(2)的投影透镜(4)的光入射面和/或光出射面的部分区域上被施加或者至少被引入到投影透镜(4)本身的一部分中，使得当通过导体电路(12)的电流被接通时，加热元件(8)加热投影透镜(4)。

Description

机动车前照灯的投影模块和具有这种投影模块的机动车前 照灯

技术领域

本发明涉及一种机动车前照灯的投影模块。该投影模块包括：光源，其用于发射光；初级光学器件，其用于集束、整形和/或偏转由光源发射的光；以及，次级光学器件，其呈投影透镜形式，该次级光学器件沿投影模块的光出射方向在机动车前方的前部区域将中间图像平面的中间图像成像为投影模块的合成光分布，中间图像平面布置在初级光学器件和次级光学器件之间的光路中。投影模块具有用于加热投影透镜的加热元件。

本发明还涉及一种用于制造机动车前照灯的投影模块的投影透镜的方法，该投影透镜可以借助于加热元件加热。

本发明还涉及一种机动车的前照灯。前照灯包括壳体，该壳体具有布置在前照灯的光出射方向上的光通道开口。

背景技术

所提及类型的投影模块和机动车前照灯例如由JP 2007-242 291A已知。其中提出了在前照灯中除盖板本身之外的任何位置处布置用于加热前照灯的盖板的平面加热元件，该盖板封闭前照灯壳体的光通道开口。在其图4的实施例中，加热元件布置在投影透镜的外表面上，使得由加热元件产生的热量向盖板的方向辐射并加热盖板。在此，平面加热元件借助于镀膜工艺，例如借助于ITO(氧化铟锡)的真空气相沉积或溅射沉积工艺施加到投影透镜的外表面。因此，平面加热元件没有离散的导体电路，而是在通电时在整个表面上整体发热。平面加热元件的接触点例如借助于导电涂料施加。

所描述的投影模块的缺点是加热元件的施加和接触非常复杂和昂贵。因此，所描述的方法还没有且未来也不会在大规模生产中实施。尽管所引用的现有技术已有将近15年的历史，但在实践中，仍然使用借助于热气流对机动车前照灯的盖板内部进行的传统加热。在此，使用来自电气或电子部件的废热或前照灯壳体内的独立加热元件产生的热量来加热气流。

然而，这些实际用于对前照灯除霜的常用方法在没有盖板的前照灯中遇到了限制。在这些较新设计的前照灯中，投影模块布置在前照灯壳体的光通道开口中，并且投影透镜在光出射方向上向外形成前照灯的末端。由于没有盖板，湿气(例如雨滴、雾、冷凝水等)和冰(例如雪、结冰、冰雹、白霜等)会沉积在这种前照灯的投影透镜的外侧。由于这种前照灯的投影透镜的外表面通常布置在水分和冰特别容易沉积的凹陷中，进一步加强了这种效果。

发明内容

基于所描述的现有技术，本发明的目的是提出一种简单且廉价但仍然有效的方法来为机动车前照灯的光模块的投影透镜除霜，尤其是当前照灯没有用于封闭前照灯壳体的光通道开口的盖板时进行除霜。

为了实现这个目的，提出了一种具有权利要求1的特征的投影模块。特别基于开头提到的类型的投影模块提出的是，加热元件具有由电绝缘材料制成的透明薄膜和施加到其上或嵌入其中的导体电路，这些导体电路经由开关元件连接到电源，其中，加热元件至少在投影模块的投影透镜的光入射面和/或光出射面的部分区域上被施加或至少被引入到投影透镜本身的一部分中，使得当通过导体电路的电流被接通时，加热元件加热投影透镜。

本发明能以特别简单且廉价的方式实现。预制和保持(Vorhalten)大量加热元件很容易实现。然后，制成的加热元件仅需在投影透镜或投影模块的生产期间施加到投影透镜的外表面上或引入透镜中并电接触。透明薄膜优选地具有足够的柔性以适应投影透镜的外表面的弯曲或轻微曲率。在本文中提出，投影透镜优选设计为柱面透镜。该柱面透镜具有光出射面，该光出射面围绕圆柱轴线具有更大曲率并且围绕横向于圆柱轴线延伸的轴线具有明显更小曲率。围绕横向于圆柱轴线延伸的轴线的曲率优选非常小，特别是几乎为零。因此，透镜的光出射面在包括圆柱轴线的横截面中是平坦的或几乎平坦的。当投影模块安装在运行状态下的机动车中时，圆柱轴线在基本上竖直的方向上延伸，也就是说大致横向于车辆停靠或行驶的车道。柱面透镜一般指具有两个圆柱面的透镜。然而，在本发明的意义中，具有环面的透镜(即其表面呈现环状体的透镜)也被称为柱面透镜。

本发明的另一个优点在于制造和接触加热元件所需的零件数量少，以及加热元件在投影透镜上或投影透镜中的安装简单。

透明的载体薄膜优选由塑料构成，例如透明聚碳酸酯(PC)。所使用的塑料应该是抗紫外线和/或耐热的，并且——至少当加热元件施加在投影透镜的外表面上时——是耐候的和/或耐酸的。塑料的耐用性确保塑料在其使用寿命期间不会因紫外线辐射和天气而变脆或变硬，不会开裂，也不会变色。例如，可以想到使用来自德国勒沃库森(Leverkusen)的科思创股份公司(Covestro AG)的

UV 244作为用于载体薄膜的材料。该薄膜的厚度在100-600μm的范围内，优选在200-500μm的范围内，非常特别优选在约350μm的范围内。

导体电路可以是印刷在透明载体薄膜上的导体电路，例如由铜制成。然而，优选地，导体电路由加热导线形成，该加热导线在有电流时加热并且向投影透镜放热并因此将其除霜。加热导线优选地由金属(例如铜)制成。其优选具有圆形横截面。然而，其他横截面(例如椭圆形或矩形的横截面)也是可以想到的。在没有电绝缘的情况下，加热导线的直径在10-100μm的范围内，优选在30-70μm的范围内，非常特别优选在40-55μm的范围内。绝缘材料可以至少部分地被施加到导线上，例如以绝缘漆或塑料绝缘材料的形式施加。利用该绝缘材料，加热导线的直径增加约20-30％或约10-20μm。非常特别优选地，在没有绝缘材料的情况下加热导线的直径为44μm，而在有绝缘材料的情况下加热导线的直径为56μm。在加热导线均匀分布在投影透镜上或投影透镜中时，加热导线的小直径会导致可忽略不计的小的光损失。特别地，光损失在<1％的范围内。也无需担心由于加热导线而导致穿过透镜的光发生不受控制的散射、折射或衍射。

可以想到将几个单独的导体电路施加到载体薄膜上或将其引入到该薄膜中。导体电路例如可以是相互平行的或同心的(konzentrisch)。各个导体电路的端部可以被共同引至开关元件或电源。然而，优选将单个导体电路以蜿蜒曲折的方式施加到载体薄膜上或引入载体薄膜中。导体电路的环路例如可以是相互平行的或同心的。导体电路的端部可以被引至接触元件，该接触元件可以是加热元件的一部分。接触元件可以连接到开关元件或电源。

加热元件在投影透镜的外表面上的施加和固定例如可以借助于粘结或借助于粘合剂来进行。粘合剂优选在固化状态下是透明的和耐热的。粘合剂的抗紫外线、耐候性和耐酸性也将是有利的。加热元件的载体薄膜优选在一侧上具有粘合层，经由该粘合层可以将加热元件固定到投影透镜的外表面。

然而，特别优选的是，如果在投影透镜的生产范畴中借助于注塑成型工艺(即所谓的注塑)将加热元件放入注塑成型工具中，然后将透镜的材料(例如玻璃或透明塑料，例如PC、PMMA等)喷射到工具中的加热元件上。则被喷射的热的透镜材料优选与载体薄膜的材料连接并且在硬化之后确保加热元件和投影透镜之间不可分离的连接。优选在透明薄膜和投影透镜之间产生材料配合的连接，特别是产生熔化连接。

可替代地，加热元件也可以在投影透镜的生产范畴中借助于所谓的共注成型(co-molding)工艺引入到投影透镜的两个部分之间。将加热元件引入投影透镜中例如可以在投影透镜的生产范畴中以多个步骤(所述步骤例如由DE 10 2010 033 902 A1已知)实现。该出版物的内容在此全部成为本申请的内容。特别地，在投影透镜的第一部分可以在第一工艺周期中借助于注塑成型工具制造。然后将加热元件放置在注塑成型工具中的第一部分上，并且为了生产投影透镜的另一部分，用透镜的材料在进一步的工艺周期中再次喷涂。透镜和透明薄膜的两个部分也相互连接，并且在固化后形成不可分离的连接。在制成的投影透镜上，肉眼已经看不到被引入的加热元件的各个部分或透明薄膜。

该目的还通过具有权利要求18的特征的机动车前照灯实现。特别地，基于上述类型的前照灯，提出前照灯在壳体中具有根据本发明的投影模块。

特别优选的是，前照灯壳体的光通道开口未被盖板封闭，并且投影模块(特别是投影透镜)围绕前照灯的光出射方向与壳体密封隔离。根据本发明的光模块的可加热投影透镜的优点尤其在没有盖板的前照灯中发挥作用，其中投影透镜的外表面在前照灯的光出射方向上向外形成投影模块或前照灯的末端。投影透镜的直接和立即加热确保投影透镜的特别有效的除霜和特别快速的响应行为。

为了将投影模块或投影透镜相对于前照灯壳体密封，优选使用防水的弹性材料，例如塑料或橡胶。用于密封的材料的足够柔性允许投影模块或投影透镜相对于前照灯壳体移动，例如实现竖直基本设置、大灯范围调整(Leuchtweitenverstellung)和/或动态转弯灯。可替代地，大灯范围调整和/或动态转弯灯也可以纯电动地实现，其中例如以LED阵列形式的半导体光源阵列用作光模块的光源并且半导体光源以有针对性的方式进行控制，以便将其打开、关闭或调暗。

根据本发明的一个有利的变型提出的是，光源包括至少一个半导体光源，特别是至少一个LED，优选地是多芯片LED。多个LED半导体光源可以按矩阵的方式并排和重叠布置，以形成LED阵列。由半导体光源发出的光通常不包含足够的热能(IR辐射成分)，无法确保在没有额外加热的情况下加热投影透镜或盖板以及为光模块或前照灯除霜。利用本发明，现在可以实现对机动车前照灯的投影模块的投影透镜进行特别有效且简单的除霜，即使该光模块具有其辐射仅有非常小的IR成分的半导体光源。

根据本发明的一个优选的实施方式，提出加热元件的导体电路在透明载体薄膜的接触侧上被向外引出。加热元件因此能以特别简单的方式快速且可靠地连接到开关元件或电源。在接触侧上的导体电路端部可以形成接触面，这进一步简化了接触。

根据本发明的另一个有利的变型，提出在接触侧上将印刷电路板固定到透明薄膜并且印刷电路板的接触区域与加热元件的导体电路接触。印刷电路板可以设计成柔性的或刚性的。因此，在载体薄膜的接触侧上的导体电路端部与印刷电路板的接触区域电接触。该电接触例如可以经由以本身已知的方式形成在印刷电路板上的导体电路来实现。

印刷电路板可以任何方式在接触侧上固定到透明载体薄膜，特别是通过胶合、层压、焊接(特别是激光焊接)等进行固定。加热元件的导体电路和印刷电路板的导体电路的电接触也可以任何方式实现，例如通过熔焊(特别是超声波熔焊)、焊接、胶合等。

接触区域例如可以具有施加到印刷电路板上的接触面，这进一步简化了接触。接触面例如可以通过例如由铜制成的自粘合的接触焊盘粘合到印刷电路板上，并且与载体薄膜的导体电路端部接触。接触焊盘可以粘在印刷电路板周围，使得卷边的接触焊盘粘到印刷电路板的顶侧和底侧。由此加热元件可以同时从印刷电路板的顶侧和底侧接触，这实现了特别可靠和安全的接触。

此外可以设想，例如将接触面直接施加到载体薄膜上，这简化了接触。接触面例如可以通过如由铜制成的自粘合的接触焊盘粘合到载体薄膜，并且与导体电路接触。接触焊盘可以粘在载体薄膜周围，使得卷边的接触焊盘粘到载体薄膜的顶侧和底侧。由此加热元件可以同时从载体薄膜的顶侧和底侧接触，这实现了特别可靠和安全的接触。

根据本发明的另一个优选的实施方式，提出加热元件具有接触元件，该接触元件与加热元件的导体电路接触并且导体电路经由该接触元件连接至开关元件或电源。接触元件可以设计为插头元件。插头元件可以在透明的载体薄膜的接触侧上直接固定到薄膜上或固定到印刷电路板上，该印刷电路板在接触侧上固定到透明的载体薄膜。插头元件可以设计为插头或插座。其可以机械地接合匹配的插头元件(插座或插头)，其中，自动在插头元件之间建立电气连接。插头元件可以直接固定到载体薄膜或印刷电路板上。然而，可替代地，插头元件也可以经由导线间接固定至载体薄膜或印刷电路板。在后一种情况下，插头元件可相对于载体薄膜和/或印刷电路板移动，并且可根据需要定位和对准以接触开关元件或电源。

可替代地，接触元件可以具有与加热元件的导体电路接触的接触面。该接触面被施加到透明的载体薄膜的接触侧上，或被施加到在载体薄膜的接触侧上固定到载体薄膜的电路板。接触面例如可以通过如由铜制成的自粘合的接触焊盘粘合到载体薄膜，并且与导体电路端部接触。接触焊盘可以粘在载体薄膜周围，使得卷边的接触焊盘粘到载体薄膜的顶侧和底侧。由此，加热元件可以同时从载体薄膜的顶侧和底侧接触，这实现了特别可靠和安全的接触。

接触面与开关元件或电源的电接触例如可以经由弹簧接触销进行。通过对销钉的接触头施加力，将其压缩至安装尺寸。通过安装在销钉内部的弹簧确保的是，维持在销钉头和接触面之间的电接触。弹簧接触销可以安装或放入透镜支架(例如合适的凹槽)中，该透镜支架将投影透镜定位并保持在光模块中。可以设置环形的销轴环(Stiftbund)作为端部位置的止动器，销轴环的直径比销钉体稍大。借助于该止动器确保在将销钉压在一起时有反向支撑，并且销钉不会向后回撤。当将具有加热元件的投影透镜安装在根据本发明的投影模块的透镜支架中时，加热元件可以经由弹簧接触销自动接触。

最后提出在投影透镜的外侧布置不透明的遮光元件，其覆盖加热元件的、在导体电路外部的区域，特别是接触区域，导体电路经由该接触区域连接到开关元件或连接到电源。遮光元件从外部看具有例如反光或暗色的外观。遮光元件可以是单独的元件，其例如借助于胶合、焊接、夹具(Klemmen)、闩锁、夹子(Klipsen)等从外部固定到投影透镜的光出射面。还可以设想的是，遮光元件设计为从外部施加到投影透镜的光出射面的不透明层。还可以设想的是，将单独的遮光元件引入投影透镜本身中。这例如可以在投影透镜的生产过程的范畴中以多个步骤(所述步骤例如由DE 102010 033 902A1已知)完成。该出版物的内容在此全部成为本申请的内容。特别地，可以在第一工艺步骤中喷射投影透镜的第一部分。遮光元件被施加到该第一部分，并且在至少一个另外的工艺步骤中，喷涂用于投影透镜的至少一个另外的部分的材料。除了遮光元件之外，加热元件也可以引入投影透镜中或施加在透镜的光入射面上。至关重要的是，遮光元件布置在加热元件的外部，以保护加热元件的被覆盖部分不从外部被看到。代替不透明的元件，也可以设想遮光元件是半透明的(例如是按照磨砂玻璃等的方式)。

附图说明

下面参考附图更详细地解释本发明的其他特征和优点。需要指出的是，即使在下面的说明书中没有明确提及，在附图中所示的实施例的各个特征本身也可以是本发明所必需的。此外，各个实施例的特征的任意组合也可以是本发明所必需的，即使在下面的说明书中没有明确提及这些组合。附图示出：

图1示出了根据本发明的机动车前照灯的光模块；

图2示出了用于机动车前照灯的光模块中的加热元件；

图3以俯视图、横截面A-A和详细视图X示出了图2的加热元件；

图4示出了作为加热元件的一部分的印刷电路板；

图5以从下方观察的视图示出了图2和3的加热元件，其上固定有图4中的印刷电路板；

图6以从上方观察的视图示出了加热元件，其上固定有图5中的印刷电路板；

图7以剖视图示出了其上固定有图5中的印刷电路板的加热元件，该加热元件施加在机动车前照灯的光模块的投影透镜的内表面上；

图8以从内部观察的视图示出了具有印刷电路板的加热元件施加在投影透镜上；

图9示出了用于机动车前照灯的光模块中的加热元件；

图10详细示出了图9中的加热元件，其具有用于电接触加热元件的导体电路的接触面；

图11示出了用于机动车前照灯的光模块中的加热元件，其在接触区域中具有插头元件；

图12详细示出了图11中的加热元件，其具有用于电接触加热元件的导体电路的插头元件；

图13示出了图9中的加热元件，其上固定有印刷电路板；

图14示出了图13中的加热元件的细节；

图15示出了图13的加热元件，其具有固定到印刷电路板上的插头元件；

图16以俯视图、截面图A-A和详细视图X示出了加热元件；

图17示出了图16的加热元件，其上固定有在接触区域中具有插头元件的印刷电路板；

图18示出了图16的加热元件，其在接触区域中具有直接固定到载体薄膜的插头元件；

图19以水平剖面图示出了机动车前照灯的投影模块的投影透镜，该投影透镜具有集成到透镜中的加热元件；

图20以垂直剖面图示出了图19的投影透镜；

图21示出了在第一工艺步骤中用于生产根据图19的投影透镜的注塑模具；

图22示出了在后续工艺步骤中用于生产根据图19的投影透镜的注塑模具；

图23以从外部观察的透明视图示出了制成的投影透镜；

图24以从外部观察的视图示出了制成的投影透镜，该投影透镜具有施加在外表面的遮光元件；

图25示出了用于机动车前照灯的光模块中的加热元件的另一个示例；

图26以俯视图示出了图25的具有接触区域的加热元件的细节；

图27以从斜上方观察的立体图示出了图26的细节；

图28以从斜下方观察的立体图示出了图26的细节；

图29示出了图11和12以及图25至28的加热元件的接触区域的比较；

图30示出了用于接触图25至28的加热元件的接触区域的、未施加力的长度下的弹簧接触销的示例；

图31示出了有压缩的长度下图30的弹簧接触销；

图32示出了用两个弹簧接触销和插头元件接触图25至28的加热元件的示例；

图33以从外部观察的视图示出了根据图32的具有集成的弹簧接触销和插头元件的透镜支架；

图34以从内部观察的详细视图示出了图33的透镜支架；

图35以从外部观察的视图示出了图33的透镜支架，其中待置入投影透镜；

图36以从内部观察的详细视图示出了图33的透镜支架，其中待置入投影透镜；

图37以从内部观察的详细视图示出了图33的透镜支架，其中已置入了投影透镜；和

图38以剖视图示出了图37的透镜支架，其中已置入了投影透镜。

具体实施方式

用于根据本发明的机动车前照灯的投影模块的示例在图1中示出，该投影模块以整体用附图标记2表示。投影模块2包括用于发射光的光源，其在图1中布置在投影模块2的内部，因此不可见。光源优选地包括至少一个半导体光源，例如LED或激光二极管，特别优选为半导体光源阵列。投影光学器件2还包括用于集束、整形和/或偏转由光源发射的光的初级光学器件。在图1中还看不到该初级光学器件。其可以包括一个或多个反射器或透镜。然而，其还可以包括一个或多个附加光学器件，该附加光学器件借助于在附加光学器件的光入射面和/或光出射面上的折射和/或借助于在附加光学器件的界面处的全反射来集束由光源发射的光。此外，投影模块2包括呈投影透镜形式的次级光学器件4，其沿投影模块2的光出射方向6在机动车前方的前部区域将中间图像平面的中间图像成像为投影模块2的合成光分布，中间图像平面布置在初级光学器件和次级光学器件4之间的光路中。投影透镜优选设计为柱面透镜，其中，透镜4的光出射面围绕圆柱轴线60具有较大的曲率并且围绕横向于圆柱轴线60延伸的轴线具有较小的曲率。当投影模块2安装在工作状态下的机动车中时，圆柱轴线60沿基本竖直的方向延伸。

投影模块2优选布置在前照灯壳体中，该前照灯壳体在光出射方向6上具有光通道开口，穿过投影透镜4的光通过该光通道开口被投射到在机动车前方的车道上。前照灯壳体优选不具有封闭光通道开口的透明盖板。相反，投影透镜4在光射出方向6上向外形成前照灯的末端。投影透镜4具有用于加热投影透镜4的加热元件。下面将更详细地解释用于根据本发明的投影模块2中的加热元件的设计方案以及具有这种加热元件的投影透镜4的制造。

为了提出一种用于对机动车前照灯的投影模块2的投影透镜4进行除霜的、简单且廉价但仍然有效的可能性，特别是当前照灯不具有用于封闭光通道开口的盖板时，提出的是，加热元件8具有由电绝缘材料制成的透明载体薄膜10和施加到其上或嵌入其中的导体电路12，其经由开关元件14连接到电源16。电源16例如可以是机动车的车载电池。可以经由开关元件14启用或中断流过导体电路12的电流。开关元件14可以例如由机动车的驾驶员手动控制，或者例如根据外部温度或根据光模块2或投影透镜4的温度来自动控制。

加热元件8被至少施加在投影模块2的投影透镜4的光入射面和/或光出射面的部分区域，或者被至少引入到投影透镜4本身的一部分。当接通流过导体电路12的电流时，加热元件8加热投影透镜4并确保对其有效除霜。

在没有盖板的情况下，前照灯和前照灯的光模块2存在危险，即投影透镜4在寒冷天气中至少部分地被降雪和结冰覆盖，并且由此光被完全或部分地阻挡或车道路线的照明不再能完全实现甚至完全失效。在一些前照灯中，清洗设备是已知的，其用防冻剂喷洒光模块2的盖板或透镜4并且以这种方式完全或部分地防止其被雪和/或冰堵塞。然而，清洗设备的使用复杂且昂贵，而且其效率并不总是能得到保证，尤其是在外部温度非常低的情况下。

为了使没有盖板的前照灯投射到车道上的光即使在寒冷的天气也能在很大程度上没有大的光损失，有必要保持暴露的投影透镜4上没有雪和冰。实现这一点的可能性是通过加热透镜4并将其保持在相应的高温，使得冰和雪融化和/或不附着。

对于具有发射低红外成分的光的半导体光源的光模块2，对于没有盖板的前照灯的情况，在外部的透镜4上的温度通常不够高得足以防止冰和雪附着在透镜4上。然而，利用直接布置在投影透镜4上或投影透镜4中的、有针对性的机构，可以将透镜4上的温度增加到避免雪和冰附着的程度。通过透镜4的预热实现的是，很少或没有降水(如雪和冰)附着在透镜外表面上并且防止太少的光投射到车道上。

可加热的投影透镜4基本上可以通过将具有集成或施加的加热导线12的载体薄膜10放入注塑成型工具中并由透明材料(例如塑料，特别是PC)喷涂来获得，透镜4由所述透明材料制成。图3示出加热元件8，其中，加热导线12被施加到载体薄膜10上。然而，由于载体薄膜10的厚度大于加热导线12的直径，加热导线12也可以毫无问题地集成到薄膜10中。特别地，加热导线12可以借助于超声波焊接被焊接到载体薄膜10中。通过将电压施加到加热导线12的暴露的端部18，加热导线12被加热。产生的热量20辐射到所有侧面并且还加热透镜4周围的材料并最终导致透镜外表面升温。充分加热可防止冰和雪附着在加热表面上。

载体薄膜10优选由透明塑料(例如PC)组成，其中引入了50μm数量级的细加热导线12。该导线12具有塑料涂层或一些其他类型的电绝缘材料。如果可能的话，焊入的导线12的各个轨道或环应当覆盖薄膜10上足够大的区域，以便能够尽可能均匀地加热透镜4的光学有效表面，并在尽可能大的表面上加热。在投影透镜4上或投影透镜4中，导线12的路径或环均匀分布以及导线12有小的直径的情况下，光损失非常小<1％，这在照明技术方面可以忽略不计。

可以设想多种可能性来使加热元件8与开关元件14和/或电源16接触。在图5的示例中，薄膜10固定到印刷电路板22上，例如粘合在印刷电路板22上。粘合连接在图5中用附图标记26表示。印刷电路板22可以设计成柔性的或刚性的。印刷电路板22可以设有插头元件24，经由该插头元件24促进了与开关元件14和/或电源16的接触。无绝缘的导线端18被压接/焊接到印刷电路板22上。导体电路28被施加到印刷电路板22上并且形成从导线端18到插头元件24的触头30的电连接。这种由载体薄膜10、加热导线12、固定的印刷电路板22和插头元件24组成的结构形成加热元件8(参见图6)。

该加热元件8可以放入塑料注塑成型工具中并且用制造投影透镜4的材料喷涂或注塑包覆。其上固定有加热元件8的制成的透镜4在图7和8中示出。投影透镜4和载体薄膜10优选由相同材料(例如PC)组成。在固化后，通过喷涂或注塑包覆在加热元件8和透镜4之间产生不可分离的材料配合的连接。由此得到具有集成的加热元件8的光学透镜4，加热元件8可以安装到光模块2上。在此，可加热的投影透镜4的制造以及透镜4和加热元件8在光模块2中的安装和电接触都可以特别快速和容易地进行。利用主动加热，可以加热在行进方向上定向的透镜表面，并防止冰和雪堵塞该光出射面。

加热导线12的材料、导线12的几何尺寸(例如直径和长度)、导线12的比电阻以及施加的电压和流过的电流对加热元件8的可实现的加热功率有影响。加热导线12的这些参数可以根据具体情况单独选择。

加热元件8可以借助于电压或电流的控制或调节来加热，以避免过热，过热会导致透镜4的光学特性受损或透镜材料损坏。用于控制和/或调节所需的电气和/或电子部件可以设置在印刷电路板22上。这些部件包括例如温度传感器和/或微处理器。

可替代地，插头元件24也可以直接安装到载体薄膜10上(参见图11和12)。对于这种情况，加热导线12可以在其端部18处设置铜焊盘32。该铜焊盘32可以例如以自粘合的方式粘附到薄膜10上并且连接到未绝缘的导线端18，例如借助于低温焊接工艺连接。插头元件24的触点30例如借助于焊接被连接到铜焊盘32上(参见图12)。然后，加热元件8的喷涂或注塑包覆在投影透镜4的生产范畴中以注塑成型工艺(成型或共成型)实现，如上所述。这种实施方案的优点在于，由于没有单独的印刷电路板22，因此需要较少的安装空间。

可以借助于柔性印刷电路板22(参见图13至15)来完成用于将电压施加到加热元件8的导线12的另一替代方案。为此，柔性印刷电路板22例如通过层压或胶合26固定到透明薄膜10与集成的加热导线12的接触侧。然后将无绝缘的导线端18焊接到印刷电路板22上为此目的而提供的接触面32上。印刷电路板22具有将接触面32连接到插头元件24的触点30的导体电路28。代替图15中所示的插头元件24，多个插头元件也可以固定至印刷电路板22并与导线端18接触。这种实施方案的优点是柔性印刷电路板22可以折叠，因此加热元件8仅需要减小的长度。这使得具有集成的加热元件8的、被喷涂或注塑包覆的透镜4的结构紧凑。

在前面的实施方式中，加热元件8的载流导体电路12被设计为施加到载体薄膜10上或引入其中的加热导线。然而，代替这些加热导线12，印刷股线12a也可以可替代地用作载流轨道(参见图16至18)。这能够例如以丝网印刷工艺或借助于移印(Tampondruck)或喷墨印刷被印刷到透明薄膜10上。如果使用导电印刷油墨或糊剂，则印刷股线12a可用作载流轨道，并且类似于加热导线12，可在施加电压时用于加热投影透镜4。

在本实施方案中，印刷的导体股线12a的尺寸设计尤为重要。一方面，其必须能够提供相应的低电阻(取决于所使用的材料和股线12a的横截面积)，以便一方面能够容易且廉价地施加到薄膜10上并且另一方面能够提供所需的热量输出。为了保持尽可能低的光损失，导体股线12a应该设计得尽可能窄。约0.5mm量级的股线12a的宽度仍然是可接受的。那么光损失将在大约5％的范围内。这种光损失可以通过光模块2的光源的更高的电流来补偿。为了施加一厚度(或高度)的油墨/糊剂从而得出对于所计算的电阻足够的横截面，该厚度应大于通常的丝网印刷的厚度，即应达到大于50μm的厚度。

具有作为导体电路的印刷股线12a的载体薄膜10的电接触可能性基本上对应于开头描述的具有载体薄膜10和加热导线12的实施方案(参见图17和18)。

以上描述的平面加热元件8已经在注塑成型工艺中安装到投影透镜4的一侧(内侧或外侧)(参见图7)。另一个可能的实施方案是通过在内侧和外侧用透镜4的材料注塑包覆来将加热元件8引入到投影透镜4本身中(参见图19至22)。

这能够以多阶段注塑成型工艺实现。在简单的情况下，该方法设计为两个阶段。在第一阶段，如上所述，具有集成的导体电路12的载体薄膜10喷涂有材料(例如塑料，特别是PC)层4.1，投影透镜4由该材料组成(参见图21)。然后，在第二阶段，将透镜材料4.2喷射到载体薄膜10的仍然自由的一侧上(参见图22)。用透镜材料注塑包覆加热元件8发生在注塑成型工具中，如图21和图22所示。第一工具侧由W1表示，第二工具侧由W2表示。

特别优选的是，为了生产可借助于加热元件8加热的投影透镜4提出的是，加热元件8——其采用由电绝缘材料制成的透明薄膜10和施加到其上或放入其中的导体电路12、12a的形式——被至少施加到投影模块2的投影透镜4的光入射面和/或光出射面的部分区域上，或被至少引入到投影透镜4本身的一部分中。为了将加热元件8引入透镜4中提出的是

-首先借助于注塑成型工具W制造投影透镜4的第一部分4.1，

-将加热元件8放置在注塑成型工具W中(如果可用的话在投影透镜4的第一部分4.1上)并且

-借助于注塑成型工具W在加热元件8上制造投影透镜4的另一部分4.2。

第一工具插件WE1优选在第一阶段(图21)和第二阶段(图22)之间更换为第二工具插件WE2。第二工具插件WE2提供凹陷34用于对透镜4的第二部分4.2进行喷射。完成的投影透镜4包围加热元件8并且仅保持插头元件24自由，以便为加热元件8或导体电路12、12a提供电压。

图23示出了设置有集成的加热元件8的、制成的投影透镜4相对于光出射方向6(即从外部观察)的视图。可以非常清楚地看到透镜4的外部的透明的第一部分4.1和在其后面的加热元件8及其所有部件10、12、18、22。

加热元件8(与印刷电路板22、导体电路28、接触面32和插头元件24)的接触区域以及投影透镜4的生产相关的边缘可以借助于遮光元件36(盖子、框架或设计部分)被覆盖(参见图24)。遮光元件36可以是不透明的或半透明的。不透明的遮光元件36例如为银色或黑色。遮光元件36可以是单独的元件，其例如借助于胶合或焊接固定至透镜4的外表面。还可以设想将遮光元件36作为涂层施加到透镜4的外表面上，例如借助于喷射或浸渍。最后，还可以设想，在多阶段的生产工艺的范畴中，遮光元件36作为透镜4的多个部件之一借助于注塑成型工艺被施加。为此，可以首先将遮光元件36放入注塑成型工具中并用透镜4的材料的第一层4.1喷涂。然后将加热元件8放在第一层4.1上并用第二层4.2喷涂。

下面根据图25至29描述了用于接触加热元件8的另一种可能性。在该实施方式中，紧靠在载体薄膜10上的插头元件24被取消。虽然在前面描述的实施方案中，插拔连接借助于插头元件24(插座壳体和插头壳体)直接在薄膜10上实现，但在该实施方案中，与开关元件14和/或电源16的电接触由接触焊盘(参见图26至28)上的接触销(参见30至32)的涂层产生，所述接触焊盘被直接施加到薄膜10上。优点在于加热元件8的简单且廉价的制造以及投影透镜4在投影模块2中的简单但可靠的集成(机械紧固和电接触)。此外，这种实施方案需要光模块2中特别少的部件和更少的空间。这可以减轻重量并为光模块2开辟新的样式可能性。

图25示出了由塑料制成的上述载体薄膜10，其具有被施加的或集成的导体电路12(例如加热导线或印刷股线)。导体电路12的端部18在薄膜10的接触侧被引导至侧边缘。图26示出接触焊盘38，其例如可以由铜箔组成。接触焊盘38可以是自粘合的，使得其可以容易地固定到载体薄膜10上并且在薄膜10的接触区域中与导体电路12或其端部18接触。导线端18可以焊接到接触焊盘38。该接触焊盘38的横向突出部分38a可以向后折叠并固定到载体薄膜10的背面(参见图26至28)。折叠的接触焊盘38及其在薄膜10的正面和背面上的接触面为电接触连接提供了合适的表面。与上述实施方式相比，由此得出明显更窄的接触区域40，因为插头元件24在先前的实施方案中占据相对多的空间(参见图29)。特别地，接触区域40减小到先前值的大约35％(例如仅7mm而不是先前的20mm)。

接触焊盘38可以借助于弹簧接触销42进行电接触。通过对销42的接触头44施加力F(压力)，将其压缩(长度l1减去长度l2)至安装尺寸。图30示出了销42的未施加力(原始)的长度，图31示出了有压缩的长度(最终组装长度)。建立和保持销钉头44和接触焊盘38之间的接触由安装在销钉42内部的弹簧元件确保。销钉头44或整个销钉42的接触面的直径和销钉长度可根据需要设计或从合适供应商的现有标准尺寸中选择。接触力或弹簧力F也可以专门设计或从标准版本中选择。这里，提出例如销钉42的直径D为1.5mm，接触面为1.767mm²(π*(d/2)²)。

对于本申请，可以使用接触销42和已经组合在插头壳体24a中的固定线缆46(参见图32)。在进一步安装时，销钉42被放入透镜支架50中的合适的凹槽48并固定在其中(见图33)。透镜支架50用于将投影透镜4固定在投影模块2中。直径略大于销钉体的销轴环52用作端部位置的止动器。借助于该止动器52确保当销钉42被压到一起时，存在反向支撑并且销钉42不能向后回撤。插头24a通过与线缆46的连接可以在任意远离透镜4的区域中例如借助于夹子连接固定到透镜支架50上(参见图34)。为了使接触销42在凹槽48中保持横向位置，可以固定盖子54(参见图34和36)。具有或不具有附加的紧固部件或固定部件的其他紧固可能性也是可设想的。

在随后的步骤中，可以将具有集成的加热元件8的投影透镜4施加在透镜支架50上(参见图35)。投影透镜可以具有密封座56，当放置在透镜支架50上时，密封座56进入在透镜支架50上形成的密封通道58。密封通道58可以预先填充有粘合剂或密封剂(例如丁基)。密封座56可以在透镜4的整个圆周上延伸。至少在这种情况下，密封通道58在透镜4的整个圆周上延伸。通过将密封座56压入密封通道58并且在粘合剂或密封剂硬化之后，投影透镜4几乎不可分离地固定在透镜支架50上。可替代地，透镜4也能以其他方式固定到透镜支架50，例如借助于保持弹簧、激光焊接等。

在该安装位置，透镜4将弹簧接触销42压缩至预定的最终尺寸。由此在位于透镜4内侧的接触焊盘38和销钉头的接触面44之间存在永久的弹簧加载的接触，这使得集成到透镜4中的加热元件8能够实现电接触。当透镜4安装在透镜支架50上时自动进行接触。这允许将触点38也放置在难以接触或不可触及的区域中。

Claims (19)

1.一种机动车前照灯的投影模块(2)，包括：光源，其用于发射光；初级光学器件，其用于集束、整形和/或偏转由所述光源发射的光；以及，次级光学器件(4)，其呈投影透镜的形式，所述次级光学器件(4)沿所述投影模块(2)的光出射方向(6)在机动车前方的前部区域将在中间图像平面的中间图像成像为所述投影模块(2)的合成光分布，所述中间图像平面布置在所述初级光学器件和所述次级光学器件(4)之间的光路中，其中，所述投影模块(2)具有用于加热所述投影透镜(4)的加热元件(8)，

其特征在于，

所述加热元件(8)具有由电绝缘材料制成的透明薄膜(10)和施加到其上或嵌入其中的导体电路(12)，所述导体电路(12)经由开关元件(14)连接到电源(16)，其中，所述加热元件(8)至少在所述投影模块(2)的投影透镜(4)的光入射面和/或光出射面的部分区域上被施加或者至少被引入到所述投影透镜(4)本身的一部分中，使得当通过所述导体电路(12)的电流被接通时，所述加热元件(8)加热所述投影透镜(4)。

2.根据权利要求1所述的投影模块(2)，其特征在于，所述投影透镜(4)在所述光出射方向(6)上向外形成所述投影模块(2)的末端。

3.根据权利要求1或2所述的投影模块(2)，其特征在于，在所述投影透镜(4)的生产范畴中，所述加热元件(8)借助于注塑成型工艺或共注成型工艺被施加在所述投影透镜(4)的光入射面和/或光出射面上或被引入所述投影透镜(4)本身中。

4.根据前述权利要求中任一项所述的投影模块(2)，其特征在于，所述光源包括至少一个半导体光源，特别是至少一个LED，优选多芯片LED。

5.根据前述权利要求中任一项所述的投影模块(2)，其特征在于，所述投影透镜(4)由塑料制成，特别是由聚碳酸酯制成。

6.根据前述权利要求中任一项所述的投影模块(2)，其特征在于，所述透明薄膜(10)由塑料制成，特别是由聚碳酸酯制成。

7.根据前述权利要求中任一项所述的投影模块(2)，其特征在于，所述投影透镜(4)具有柱面透镜的形式，所述透镜(4)的光出射面围绕圆柱轴线(60)的曲率较大，并且光出射面围绕横向于圆柱轴线(60)延伸的轴线的曲率较小。

8.根据权利要求7所述的投影模块(2)，其特征在于，当投射模组(2)安装在工作状态下的机动车上时，所述圆柱轴线(60)沿基本竖直的方向延伸。

9.根据前述权利要求中任一项所述的投影模块(2)，其特征在于，所述加热元件(8)的导体电路(12)在透明薄膜(10)的接触侧上被向外引出。

10.根据权利要求9所述的投影模块(2)，其特征在于，印刷电路板(22)在所述接触侧上被固定到所述透明薄膜(10)上，并且所述印刷电路板(22)的接触区域(28；40)与所述加热元件(8)的导体电路(12)接触。

11.根据前述权利要求中任一项所述的投影模块(2)，其特征在于，所述加热元件(8)具有接触元件，所述接触元件与所述加热元件(8)的导体电路(12)接触并且所述导体电路(12)经由所述接触元件连接到所述开关元件(14)或连接到所述电源(16)。

12.根据权利要求10或11所述的投影模块(2)，其特征在于，所述接触元件设计为固定在所述印刷电路板(22)上的插头元件(24)。

13.根据权利要求11所述的投影模块(2)，其特征在于，所述接触元件具有与所述加热元件(8)的导体电路(12)接触的接触面(38；32)，其中，所述接触面(38)在所述透明薄膜(10)的接触侧被施加到印刷电路板(22)上，或者，所述接触面(32)被施加到在所述透明薄膜(10)的接触侧被固定到所述透明薄膜(10)的印刷电路板(22)上。

14.根据前述权利要求中任一项所述的投影模块(2)，其特征在于，在所述投影透镜(4)的外侧布置有遮光元件(36)，所述遮光元件(36)覆盖所述导体电路(12)外部的加热元件(8)的区域，特别是接触区域(40)，所述导体电路(12)经由所述接触区域(40)连接到所述开关元件(14)或所述电源(16)。

15.一种用于制造机动车前照灯的投影模块(2)的投影透镜(4)的方法，所述投影透镜(4)能借助于加热元件(8)加热，

其特征在于，

采用由电绝缘材料制成的透明薄膜(10)和施加在其上或嵌入其中的导体电路(12)的形式的所述加热元件(8)被至少施加在所述投影模块(2)的投影透镜(4)的光入射面和/或光出射面的部分区域上，或者被至少引入到所述投影透镜(4)本身的一部分中。

16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，

-可选地，首先借助于注塑成型工具(W)制造所述投影透镜(4)的第一部分(4.1)，

-将所述加热元件(8)放置在所述注塑成型工具(W)中，如果可用的话放置在所述投影透镜(4)的第一部分(4.1)上，并且

-借助于所述注塑成型工具(W)在所述加热元件(8)上制造所述投影透镜(4)的另一部分(4.2)或整个所述投影透镜(4)。

17.根据权利要求15或16所述的方法，其特征在于，所述投影透镜(4)由在所述投影透镜(4)的生产范畴中能够与所述加热元件(8)的透明薄膜(10)的材料产生熔化连接的材料制成，特别是由与所述加热元件(8)的透明薄膜(10)相同的材料制成。

18.一种机动车的前照灯，包括壳体，所述壳体具有沿所述前照灯的光出射方向(6)布置的光通道开口，其特征在于，所述前照灯在所述壳体中具有根据权利要求1至14中任一项所述的投影模块(2)。

19.根据权利要求18所述的前照灯，其特征在于，所述壳体的光通道开口没有被盖板封闭，并且所述投影模块(2)，特别是投影透镜(4)围绕所述前照灯的光出射方向(6)与所述壳体密封隔离。

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