DE202018006678U1 - Projection device for a motor vehicle headlight light module - Google Patents
Projection device for a motor vehicle headlight light module Download PDFInfo
- Publication number
- DE202018006678U1 DE202018006678U1 DE202018006678.8U DE202018006678U DE202018006678U1 DE 202018006678 U1 DE202018006678 U1 DE 202018006678U1 DE 202018006678 U DE202018006678 U DE 202018006678U DE 202018006678 U1 DE202018006678 U1 DE 202018006678U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- micro
- substrate layer
- array
- optics
- projection device
- 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.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- 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
- F21S41/25—Projection lenses
- F21S41/265—Composite lenses; Lenses with a patch-like shape
-
- 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
- F21S41/40—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by screens, non-reflecting members, light-shielding members or fixed shades
-
- 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
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0927—Systems for changing the beam intensity distribution, e.g. Gaussian to top-hat
-
- 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
- G02B27/09—Beam shaping, e.g. changing the cross-sectional area, not otherwise provided for
- G02B27/0938—Using specific optical elements
- G02B27/095—Refractive optical elements
- G02B27/0955—Lenses
- G02B27/0961—Lens arrays
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/0006—Arrays
- G02B3/0012—Arrays characterised by the manufacturing method
- G02B3/0031—Replication or moulding, e.g. hot embossing, UV-casting, injection moulding
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
Projektionseinrichtung (1, 100) für ein Kraftfahrzeugscheinwerferlichtmodul, welche Projektionseinrichtung (1, 100) umfasst:
- zumindest eine Substratschicht (2, 2a, 2b, 2c);
- zumindest ein aus einer Mehrzahl von Mikrooptiken (30, 30a, 30b) bestehendes Mikrooptik-Array (3, 3a, 3b), und
- zumindest ein aus einer Mehrzahl von Mikro-Blenden (40, 40a, 40b) bestehendes Mikro-Blenden-Array (4, 4a, 4b), wobei
das zumindest eine Mikrooptik-Array (3, 3a, 3b) an einer ersten Fläche (20, 20a, 20b, 20c) der zumindest einen Substratschicht (2, 2a, 2b, 2c) ausgebildet ist und an der ersten Fläche (20, 20a, 20b) der zumindest einen Substratschicht (2, 2a, 2b, 2c) haftet;
das zumindest eine Mikro-Blenden-Array (4, 4a, 4b) an einer zweiten Fläche (21, 21a, 21b, 21c) der zumindest einen Substratschicht (2, 2a, 2b, 2c) derart angeordnet ist, dass jeder Mikro-Blende (40, 40a, 40b) zumindest eine Mikrooptik (30, 30a, 30b) zugeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Projektionseinrichtung (1, 100) drei Substratschichten (2a, 2b, 2c), zwei Mikrooptik-Arrays (3a, 3b) und zumindest zwei Mikro-Blenden-Arrays (4, 4a, 4b) aufweist, wobei jedes Mikrooptik-Array (3a, 3b) aus einem transparenten Silikon (5) ist und jede Substratschicht (2a, 2b, 2c) transparent und formstabiler als das transparente Silikon (5) ist, wobei eine mittlere Substratschicht (2c) zwischen einer ersten Substratschicht (2a) und einer zweiten Substratschicht (2b) angeordnet ist, wobei eine erste Fläche (20a) der ersten Substratschicht (2a), an der ein erstes Mikrooptik-Array (3a) ausgebildet ist und haftet, und eine erste Fläche (20b) der zweiten Substratschicht (2b), an der ein zweites Mikrooptik-Array (3b) ausgebildet ist und haftet, der mittleren Substratschicht (2c) abgewandt sind, wobei ein erstes Mikro-Blenden-Array (4a) an einer zweiten Fläche (21a) der ersten Substratschicht (2a) oder an einer ersten Fläche (20c) der mittleren Substratschicht (2c) angeordnet ist, wobei ein zweites Mikro-Blenden-Array (4b) an einer zweiten Fläche (21b) der zweiten Substratschicht (2b) oder an einer zweiten Fläche (21c) der mittleren Substratschicht (2c) angeordnet ist, wobei das erste Mikro-Blenden-Array (4a) zum Formen einer Abblendlichtverteilung und/oder einer Teilfernlichtverteilung oder einer Fernlichtverteilung ausgebildet ist und das zweite Mikro-Blenden-Array (4b) zum Korrigieren von Abbildungsfehlern vorgesehen ist, wobei die drei Substratschichten (2a, 2b, 2c) aus Glas sind, welches vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,5 mm bis etwa 4 mm, vorzugsweise von etwa 1,1 mm aufweist.
Projection device (1, 100) for a motor vehicle headlight module, which projection device (1, 100) comprises:
- at least one substrate layer (2, 2a, 2b, 2c);
- At least one micro-optics array (3, 3a, 3b) consisting of a plurality of micro-optics (30, 30a, 30b), and
- At least one micro-aperture array (4, 4a, 4b) consisting of a plurality of micro-apertures (40, 40a, 40b), wherein
the at least one micro-optics array (3, 3a, 3b) is formed on a first surface (20, 20a, 20b, 20c) of the at least one substrate layer (2, 2a, 2b, 2c) and on the first surface (20, 20a , 20b) of the at least one substrate layer (2, 2a, 2b, 2c) adheres;
the at least one micro-aperture array (4, 4a, 4b) is arranged on a second surface (21, 21a, 21b, 21c) of the at least one substrate layer (2, 2a, 2b, 2c) such that each micro-aperture (40, 40a, 40b) at least one micro-optics (30, 30a, 30b) is assigned,
characterized in that
the projection device (1, 100) has three substrate layers (2a, 2b, 2c), two micro-optics arrays (3a, 3b) and at least two micro-aperture arrays (4, 4a, 4b), each micro-optics array (3a , 3b) is made of transparent silicone (5) and each substrate layer (2a, 2b, 2c) is transparent and more dimensionally stable than the transparent silicone (5), with a middle substrate layer (2c) between a first substrate layer (2a) and a second Substrate layer (2b) is arranged, with a first surface (20a) of the first substrate layer (2a), on which a first microoptics array (3a) is formed and adheres, and a first surface (20b) of the second substrate layer (2b), on which a second micro-optics array (3b) is formed and adheres, facing away from the middle substrate layer (2c), a first micro-aperture array (4a) on a second surface (21a) of the first substrate layer (2a) or on a first surface (20c) of the middle substrate layer (2c) is arranged, wherein a second micro-aperture array (4b) is arranged on a second surface (21b) of the second substrate layer (2b) or on a second surface (21c) of the middle substrate layer (2c), wherein the first micro-aperture array (4a) is designed to form a low-beam light distribution and/or a partial high-beam light distribution or a high-beam light distribution and the second micro-aperture array (4b) is provided for correcting aberrations, the three substrate layers (2a, 2b, 2c) being made of glass, which is preferably a thickness of about 0.5 mm to about 4 mm, preferably about 1.1 mm.
Description
Die Erfindung betrifft eine Projektionseinrichtung für ein Kraftfahrzeugscheinwerferlichtmodul, welche Projektionseinrichtung zumindest eine Substratschicht, zumindest ein aus einer Mehrzahl von Mikrooptiken bestehendes Mikrooptik-Array und zumindest ein aus einer Mehrzahl von Mikro-Blenden bestehendes Mikro-Blenden-Array umfasst, wobei das zumindest eine Mikrooptik-Array an einer ersten Fläche der zumindest einen Substratschicht ausgebildet beziehungsweise angeordnet ist und an der ersten Fläche der zumindest einen Substratschicht haftet; das zumindest eine Mikro-Blenden-Array an einer zweiten Fläche der zumindest einen Substratschicht derart angeordnet ist, dass jeder Mikro-Blende zumindest eine Mikrooptik zugeordnet ist.The invention relates to a projection device for a motor vehicle headlight module, which projection device comprises at least one substrate layer, at least one micro-optics array consisting of a plurality of micro-optics and at least one micro-aperture array consisting of a plurality of micro-apertures, the at least one micro-optics array is formed or arranged on a first surface of the at least one substrate layer and adheres to the first surface of the at least one substrate layer; the at least one micro-aperture array is arranged on a second surface of the at least one substrate layer in such a way that at least one micro-optic is assigned to each micro-aperture.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeugscheinwerferlichtmodul beziehungsweise einen Kraftfahrzeugscheinwerfer mit zumindest einer solchen Projektionseinrichtung.In addition, the invention relates to a motor vehicle headlight module or a motor vehicle headlight with at least one such projection device.
Die Projektionseinrichtungen der oben genannten Art sind aus dem Stand der Technik bekannt (siehe beispielsweise
Aus der
Die
Bei herkömmlichen Projektionseinrichtungen werden die Mikrooptik-Arrays aus UV-Polymeren hergestellt. Die UV Polymere sind sehr kostspielig und verfügen außerdem über eine geringe thermische Belastbarkeit. Dies wird meist zu einem großen Nachteil, wenn eine solche Projektionseinrichtung in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer eingesetzt wird. Bekannterweise können in Kraftfahrzeugscheinwerfern hohe Temperaturunterschiede entstehen, da Betriebstemperatur von Kraftfahrzeugscheinwerfern viel höher als Temperatur der Umgebungsluft ist. Diese Temperaturunterschiede führen zu Spannungen zwischen der Substratschicht und dem Mikrooptik-Array. Dies kann wiederum zu einem Verzug und zu Formverlusten sowohl der Substratschicht als auch des Mikrooptik-Arrays führen, wodurch letztendlich die Lichtverteilung an Qualität verliert und womöglich den gesetzlichen Anforderungen nicht mehr gerecht wird. Beispiel einer unvorteilhaften Zusammensetzung ist ein metallisches Mikro-Blenden-Array, eine Substratschicht aus Kunststoff und ein Mikrooptik-Array aus einem UV Polymer. Die Verwendung eines metallischen Mikro-Blenden-Arrays bei der Kombination Kunststoff - UV Polymer führt zu einer erhöhten Wärmeabsorption, wenn die Projektionseinrichtung mit Licht bestrahlt wird. Die Substratschicht und das Mikrooptik-Array dehnen sich aus und verlieren ihre ursprüngliche Form. Dabei wird die Zuordnung von Mikro-Blenden zu den Mikrooptiken beeinträchtigt. Eine Positionierung der Mikro-Blenden zu den Mikrooptiken erfolgt vorzugsweise mit einer Genauigkeit von ca. 0,01 mm, insbesondere sogar in dem Mikrometerbereich. Bei der obengenannten Wärmeausdehnung und Formverlusten der Komponenten der Projektionseinrichtung geht diese Genauigkeit sehr rasch verloren. Das optische Alignment der ganzen Projektionseinrichtung ist nicht mehr vorhanden und die erwünschte Lichtverteilung, beispielsweise Abblendlichtverteilung, kann nicht mehr erzeugt werden.In conventional projection devices, the microoptics arrays are made of UV polymers. The UV polymers are very expensive and also have a low thermal load capacity. This usually becomes a major disadvantage when such a projection device is used in a motor vehicle headlight. It is known that high temperature differences can arise in motor vehicle headlights, since the operating temperature of motor vehicle headlights is much higher than the temperature of the ambient air. These temperature differences lead to stresses between the substrate layer and the micro-optics array. This in turn can lead to warping and loss of shape of both the substrate layer and the microoptics array, which ultimately means that the light distribution loses quality and possibly no longer meets the legal requirements. An example of an unfavorable composition is a metallic micro-aperture array, a plastic substrate layer and a UV polymer micro-optics array. The use of a metallic micro-aperture array in the combination of plastic and UV polymer leads to increased heat absorption when the projection device is exposed to light. The substrate layer and the micro-optics array expand and lose their original shape. This affects the assignment of micro-apertures to the micro-optics. The micro-apertures are preferably positioned relative to the micro-optics with an accuracy of approximately 0.01 mm, in particular even in the micrometer range. With the above-mentioned thermal expansion and loss of shape of the components of the projection device, this accuracy is lost very quickly. The optical alignment of the entire projection device is no longer available and the desired light distribution, for example low beam distribution, can no longer be generated.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Nachteile des Standes der Technik zu beseitigen.The object of the present invention is to eliminate the disadvantages of the prior art.
Die Aufgabe wird durch eine Projektionseinrichtung der oben genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Mikrooptik-Array aus einem transparenten Silikon ist und die zumindest eine Substratschicht transparent ist und formstabiler als das transparente Silikon ist.The object is achieved according to the invention by a projection device of the type mentioned above in that the microoptics array is made of transparent silicone and the at least one substrate layer is transparent and more dimensionally stable than the transparent silicone.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wird unter dem Begriff „optisch transparentes“ beziehungsweise „lichtdurchlässiges Material“ ein Material mit einen Transmissionsgrad T größer als 0,88, vorzugsweise größer als 0,999. Dabei betrifft der angegebene Transmissionsgrad vorzugsweise für Licht in einem Wellenlängenbereich zwischen etwa 400 nm und etwa 700 nm (also sichtbares Licht).In connection with the present invention, the term “optically transparent” or “light-transmitting material” means a material with a transmittance T greater than 0.88, preferably greater than 0.999. In this case, the specified degree of transmittance preferably relates to light in a wavelength range between approximately 400 nm and approximately 700 nm (ie visible light).
Durch Verwendung von transparentem Silikon kann eine höhere Einsatztemperatur und damit eine höhere Lichtdichte erreicht werden. Außerdem erhöht die Verwendung von transparentem Silikon die Robustheit der Projektionseinrichtung. Robust bezieht sich auf die dauerhafte Verbindung zwischen dem Mikrooptik-Array und der Substratschicht beziehungsweise dauerhaftes Haften des zumindest einen Mikrooptik-Arrays an der zumindest einen Substratschicht.By using transparent silicone, a higher operating temperature and thus a higher light density can be achieved. In addition, the use of transparent silicone increases the robustness of the projection device. Robust refers to the permanent connection between the micro-optics array and the substrate layer or permanent adhesion of the at least one micro-optics array to the at least one substrate layer.
Die Substratschicht soll also erfindungsgemäß aus einem Material sein, das eine gute Lichttransparenz aufweist und formstabil genug ist. Formstabil genug heißt in dem Kontext, dass die Substratschicht das Mikrooptik-Array aus (weichem) Silikon trägt und sowohl während des Ausbildens der Mikrooptik-Array an der ersten Fläche der Substratschicht als auch während des Einsatzes der Projektionseinrichtung in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer ihre Form nicht verliert, d.h. gegen Wärme o. Ä. widerstandsfähig in der Form ist.According to the invention, the substrate layer should therefore be made of a material that has good light transparency and is dimensionally stable enough. In this context, dimensionally stable enough means that the substrate layer carries the micro-optics array made of (soft) silicone and does not lose its shape both during the formation of the micro-optics array on the first surface of the substrate layer and during the use of the projection device in a motor vehicle headlight, ie against heat or similar. is resilient in shape.
Vorzugsweise sind die zumindest eine Substratschicht, das zumindest eine Mikrooptik-Array und das zumindest eine Mikro-Blenden-Array in parallel zueinander verlaufenden und senkrecht zu der optischen Achse der Projektionseinrichtung angeordnet. Die optische Achse der Projektionseinrichtung fällt vorzugsweise mit der Hauptabstrahlrichtung des Kraftfahrzeugscheinwerferlichtmoduls, wenn die Projektionseinrichtung in ein solches Modul fachgemäß eingebaut ist.The at least one substrate layer, the at least one micro-optics array and the at least one micro-aperture array are preferably arranged in parallel to one another and perpendicular to the optical axis of the projection device. The optical axis of the projection device preferably coincides with the main emission direction of the motor vehicle headlight module if the projection device is professionally installed in such a module.
Es kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass die erste Mikrooptik-Array mittels eines thermischen Abformverfahrens ausgebildet und zum Haften an der ersten Fläche der ersten Substratschicht gebracht ist und das zweite Mikrooptik-Array mittels eines thermischen Abformverfahrens ausgebildet und zum Haften an der ersten Fläche der zweiten Substratschicht gebracht ist, und/oder die Mikro-Blenden-Arrays an den zweiten Flächen der ersten und zweiten Substratschicht oder an der ersten oder zweiten Fläche der mittleren Substratschicht aufgebracht und versiegelt, beispielsweise verklebt, sind.It can advantageously be provided that the first microoptics array is formed by means of a thermal molding process and is made to adhere to the first surface of the first substrate layer and the second microoptics array is formed by means of a thermal molding process and is made to adhere to the first surface of the second Substrate layer is brought, and / or applied and sealed, for example glued, the micro-aperture arrays on the second surfaces of the first and second substrate layer or on the first or second surface of the middle substrate layer.
Dadurch wird das zumindest eine hinsichtlich des Mikrooptik-Arrays angeordnete / positionierte Mikro-Blenden-Array mit der zumindest einen Substratschicht dauerhaft verbunden, sodass keine nachträgliche Justage mehr erforderlich ist. Die einzelnen MikroOptik-Systeme (Mikro-Blende, Mikrooptik und Substratschicht dazwischen) weisen typische Abmessungen von ca. 2 mm x 2 mm (Länge und Breite) und eine Tiefe von ca. 6mm - 10 mm auf. Besonders bei solchen kleinen Projektionseinrichtungen (Mikrooptiken und Mikro-Blenden in Millimeter wenn nicht Mikrometer Größe) ist eine Justagegenauigkeit im µm Bereich wünschenswert. Bei miteinander nicht verbundenen Einzelkomponenten ist es schwierig diese zu justieren und verzugsfrei zu fixieren. Durch die oben genannte direkte Anbindung und Versiegelung, beispielsweise Verklebung, ist eine Nachjustage nicht mehr notwendig.As a result, the at least one micro-aperture array arranged/positioned with respect to the micro-optics array is permanently connected to the at least one substrate layer, so that subsequent adjustment is no longer necessary. The individual micro-optic systems (micro-aperture, micro-optics and substrate layer in between) have typical dimensions of approx. 2 mm x 2 mm (length and width) and a depth of approx. 6 mm - 10 mm. Especially in the case of such small projection devices (micro-optics and micro-apertures in millimeters if not micrometers in size), an adjustment accuracy in the μm range is desirable. With individual components that are not connected to one another, it is difficult to adjust them and to fix them without distortion. Due to the above-mentioned direct connection and sealing, for example gluing, readjustment is no longer necessary.
Es ist vorgesehen, dass die drei Substratschichten aus Glas sind, welches eine Dicke von etwa 0,5 mm bis etwa 4 mm, vorzugsweise von etwa 1,1 mm aufweist. Eine Glassubstratschicht erhöht Stabilität und Festigkeit der Projektionseinrichtung, wodurch beispielsweise automatisierte Herstellungsverfahren möglich werden. Darüber hinaus bietet eine Glassubstratschicht hohe Transparenz und erhöht chemische und thermische Beständigkeit der Projektionseinrichtung.It is envisaged that the three substrate layers will be of glass having a thickness of from about 0.5mm to about 4mm, preferably about 1.1mm. A glass substrate layer increases the stability and strength of the projection device, making automated manufacturing processes possible, for example. In addition, a glass substrate layer offers high transparency and increases the chemical and thermal resistance of the projection device.
Bei einer praxisbewährten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das transparente Silikon eine Shore-A-Härte von etwa 30 bis etwa 100, insbesondere von etwa 40 bis etwa 90 aufweist, vorzugsweise transparentes Zwei-Komponenten-Silikon ist, welches Zwei-Komponenten-Silikon vorzugsweise eine Shore-A-Härte in den oben genannten Bereichen aufweist. Solche Silikone können unterschiedliche Wärmedehnungskoeffizienten bei Temperaturschwankungen besser kompensieren.In an embodiment that has been tried and tested in practice, it can be provided that the transparent silicone has a Shore A hardness of about 30 to about 100, in particular from about 40 to about 90, preferably transparent two-component silicone, which two-component silicone is preferred has a Shore A hardness in the above ranges. Such silicones can better compensate for different coefficients of thermal expansion in the event of temperature fluctuations.
Es kann außerdem mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Mikro-Blenden des ersten Mikro-Blenden-Arrays derart ausgebildet sind und das erste Mikro-Blenden-Array in der Projektionseinrichtung derart angeordnet ist, dass die Projektionseinrichtung zum Bilden einer Abblendlichtverteilung und/oder einer Teilfernlichtverteilung oder einer Fernlichtverteilung eingerichtet ist. Die Mikro-Blenden können dabei entsprechend geformte optisch wirksame Kanten aufweisen.Provision can also advantageously be made for the micro-apertures of the first micro-aperture array to be designed in such a way and for the first micro-aperture array to be arranged in the projection device in such a way that the projection device forms a low-beam light distribution and/or a partial high-beam light distribution or a high beam distribution is set up. The micro-apertures can have correspondingly shaped, optically effective edges.
Eine besonders kompakte Projektionseinrichtung ergibt sich, wenn die Mikrooptiken der beiden Mikrooptik-Arrays die gleiche Höhe, beispielsweise in einem Bereich zwischen etwa 0,01mm und etwa 2mm, vorzugsweise zwischen etwa 0,1mm und etwa 1,5mm, insbesondere eine Höhe von etwa 1,1mm aufweisen.A particularly compact projection device results when the micro-optics of the two micro-optics arrays have the same height, for example in a range between about 0.01 mm and about 2 mm, preferably between about 0.1 mm and about 1.5 mm, in particular a height of about 1 .1mm.
Die Projektionseinrichtung weist drei Substratschichten, zwei Mikrooptik-Arrays und zumindest zwei Mikro-Blenden-Arrays auf, wobei eine mittlere Substratschicht zwischen einer ersten Substratschicht und einer zweiten Substratschicht angeordnet ist, wobei eine erste Fläche der ersten Substratschicht, an der ein erstes Mikrooptik-Array ausgebildet ist und haftet, und eine erste Fläche der zweiten Substratschicht, an der ein zweites Mikrooptik-Array ausgebildet ist und haftet, der mittleren Substratschicht abgewandt sind, wobei ein erstes Mikro-Blenden-Array an einer zweiten Fläche der ersten Substratschicht oder an einer ersten Fläche der mittleren Substratschicht angeordnet ist, wobei ein zweites Miko-Blenden-Array an einer zweiten Fläche der zweiten Substratschicht oder an einer zweiten Fläche der mittleren Substratschicht angeordnet ist.The projection device has three substrate layers, two micro-optics arrays and at least two micro-aperture arrays, with a middle substrate layer being arranged between a first substrate layer and a second substrate layer, with a first surface of the first substrate layer on which a first micro-optics array is formed and adhered, and a first surface of the second substrate layer to which a second micro-optic array is formed and adhered, facing away from the middle substrate layer, with a first micro-aperture array on a second surface of the first Substrate layer or on a first surface of the middle substrate layer is arranged, wherein a second micro-aperture array is arranged on a second surface of the second substrate layer or on a second surface of the middle substrate layer.
Dabei ist vorgesehen, dass das erste Mikro-Blenden-Array zum Formen einer Abblendlichtverteilung und/oder einer Teilfernlichtverteilung oder einer Fernlichtverteilung ausgebildet ist und das zweite Mikro-Blenden-Array zum Korrigieren von Abbildungsfehlern vorgesehen ist.It is provided that the first micro-aperture array is designed to form a low-beam light distribution and/or a partial high-beam light distribution or a high-beam light distribution and the second micro-aperture array is provided to correct aberrations.
Besondere Vorteile ergeben sich, wenn die drei Substratschichten miteinander verbunden, vorzugsweise verklebt sind. Dabei wird das Geraten von Schmutz in optisch relevante Bereiche der Projektionseinrichtung verringert und gleichzeitig Stabilität erhöht. Beispielsweise kann zwischen der ersten und der zweiten Substratschicht kein Staub mehr geraten.Particular advantages result when the three substrate layers are connected to one another, preferably glued. This reduces the risk of dirt getting into optically relevant areas of the projection device and at the same time increases stability. For example, dust can no longer get between the first and the second substrate layer.
Um für einen Einsatz in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer geeignet zu sein, müssen die Projektionseinrichtungen eine Reihe von Umweltanforderungen und Prüfungen bestehen (Temperatur, Luftfeuchte, Staub, rütteln, lichttechnische Werte, Alterung und viel mehr). Bei herkömmlichen Projektionseinrichtungen bei welchen beispielsweise Kunststoffspritzgußteile und Strahlenblenden aus Blech kann es durch Luftfeuchtigkeit und Staub zu Verschmutzungen innerhalb des Lichtpfades kommen. Durch eine direkte Verbindung, beispielsweise Verklebung, ist dies nicht mehr möglich.In order to be suitable for use in a motor vehicle headlight, the projection devices must pass a series of environmental requirements and tests (temperature, humidity, dust, vibration, lighting values, aging and much more). In the case of conventional projection devices in which, for example, plastic injection-molded parts and beam shields made of sheet metal, contamination within the light path can occur as a result of atmospheric humidity and dust. This is no longer possible with a direct connection, such as gluing.
Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem mit einem Kraftfahrzeugscheinwerferlichtmodul beziehungsweise Kraftfahrzeugscheinwerfer gelöst. Dabei umfasst das erfindungsgemäße Kraftfahrzeugscheinwerferlichtmodul beziehungsweise der erfindungsgemäße Kraftfahrzeugscheinwerfer zumindest eine erfindungsgemäße Projektionseinrichtung und zumindest eine Lichtquelle, vorzugsweise eine halbleiterbasierte Lichtquelle, insbesondere eine LED-Lichtquelle, wobei die zumindest eine Projektionseinrichtung der zumindest einen Lichtquelle in Abstrahlrichtung derart nachgelagert ist, dass die zumindest eine Lichtquelle im Wesentlichen ihr gesamtes Licht in die zumindest eine Projektionseinrichtung einstrahlt und die zumindest eine Projektionseinrichtung das in sie eingestrahlte Licht in einen Bereich vor das Kraftfahrzeugscheinwerferlichtmodul beziehungsweise vor den Kraftfahrzeugscheinwerfer in Form einer Abblendlichtverteilung und/oder einer Teilfernlichtverteilung oder einer Fernlichtverteilung projiziert.The object of the invention is also achieved with a motor vehicle headlight light module or motor vehicle headlight. The motor vehicle headlight light module according to the invention or the motor vehicle headlight according to the invention comprises at least one projection device according to the invention and at least one light source, preferably a semiconductor-based light source, in particular an LED light source, the at least one projection device being located downstream of the at least one light source in the direction of emission in such a way that the at least one light source in the substantially radiates all of its light into the at least one projection device and the at least one projection device projects the light radiated into it into an area in front of the motor vehicle headlight module or in front of the motor vehicle headlight in the form of a low beam distribution and/or a partial high beam distribution or a high beam distribution.
Dabei ist die Lichtquelle vorzugsweise nah genug an der Projektionseinrichtung positioniert. „Nah genug“ bedeutet im vorliegenden Kontext, dass die Lichtquelle derart hinsichtlich der Projektionseinrichtung angeordnet ist, dass im Wesentlichen gesamtes von der Lichtquelle abgegebenes Licht in die Projektionseinrichtung eingespeist wird und die Lichtquelle dabei im Wesentlichen gesamte Lichteintrittsseite der Projektionseinrichtung, beispielsweise die ganze zweite Fläche 21 in
Es kann ein Verfahren zum Herstellen einer Projektionseinrichtung, insbesondere einer vorgenannten erfindungsgemäßen Projektionseinrichtung, vorgesehen sein, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:
- - Bereitstellen von
- * transparentem Silikon;
- * zumindest einer Substratschicht aus einem transparenten, formstabilen Material, beispielsweise aus Glas, wobei die Substratschichaufdruckent formstabiler als das transparente Silikon ist, und
- * zumindest einem aus einer Mehrzahl von Mikro-Blenden bestehenden Mikro-Blenden-Arrays;
- - Ausbilden zumindest eines aus einer Mehrzahl von Mikrooptiken bestehenden Mikrooptik-Arrays aus dem transparenten Silikon an einer ersten Fläche der zumindest einen Substratschicht und
- - Anordnen des zumindest einen Mikro-Blenden-Arrays an einer zweiten Fläche der zumindest einen Substratschicht, wobei das zumindest eine Mikrooptik-Array und das zumindest eine Mikro-Blenden-Array derart zueinander angeordnet sind, dass jeder Mikro-Blende zumindest eine Mikrooptik zugeordnet ist, und das transparente Silikon vorzugsweise eine Shore-A-Härte von etwa 30
bis etwa 100, insbesondere von etwa 40 bis etwa 90 aufweist, insbesondere ein Zwei-Komponenten-Silikon ist.
- - Deploy from
- * transparent silicone;
- * at least one substrate layer made of a transparent, dimensionally stable material, for example glass, the substrate layer being printed more dimensionally stable than the transparent silicone, and
- * at least one micro-aperture array consisting of a plurality of micro-apertures;
- - forming at least one micro-optic array consisting of a plurality of micro-optics from the transparent silicone on a first surface of the at least one substrate layer and
- - Arranging the at least one micro-aperture array on a second surface of the at least one substrate layer, wherein the at least one micro-optics array and the at least one micro-aperture array are arranged relative to one another such that each micro-aperture is assigned at least one micro-optics , and the transparent silicone preferably has a Shore A hardness of about 30 to about 100, in particular from about 40 to about 90, in particular a two-component silicone.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass das Anordnen/Positionieren des Mikro-Blenden-Arrays hinsichtlich des Mikrooptik-Arrays kann vor oder nach dem Ausbilden des Mikrooptik-Arrays in der Negativform erfolgen.It should be noted here that arranging/positioning the micro-aperture array with respect to the micro-optics array can be done before or after the micro-optics array is formed in the negative mold.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das Ausbilden zumindest eines aus einer Mehrzahl von Mikrooptiken bestehenden Mikrooptik-Arrays aus dem transparenten Silikon an einer ersten Fläche der zumindest einen Substratschicht folgende Teilschritte umfasst:
- - Bereitstellen zumindest einer Negativform mit einer formgebenden Oberfläche, die dem zumindest einen Mikrooptik-Array entspricht;
- - Gießen des transpatenten Silikons in die zumindest eine Negativform;
- - Aufsetzten/Auflegen der zumindest einen Substratschicht auf die zumindest eine Negativform;
- - Aushärten des Silikons in der zumindest einen Negativform, und
- - Entformen des Mikrooptik-Arrays aus der zumindest einen Negativform.
- - Providing at least one negative mold with a shaping surface that corresponds to the at least one micro-optics array;
- - Pouring the transparent silicone into the at least one negative mold;
- - Placing / placing the at least one substrate layer on the at least one negative mold;
- - curing of the silicone in the at least one negative mold, and
- - Demolding the micro-optics array from the at least one negative mold.
Dabei kann es zweckmäßig sein, wenn während des Aushärtens des Silikons der zumindest einen Negativform, insbesondere der formgebenden Oberfläche, Wärme zugeführt wird und vor dem Entformen die zumindest eine Negativform gekühlt wird. Dadurch wird die Zeit, die zum Herstellen einer Projektionseinrichtung gebraucht wird, erheblich reduziert. Die Negativform kann beispielsweise aus Messing ausgebildet sein - Messingkörper. Bei einer praxisbewährten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Negativform während des Aushärtens des Silikons auf eine vorbestimmte erste Temperatur erhitzt wird, wobei die erste Temperatur beispielsweise in einem Bereich zwischen etwa 90° C und etwa 200° C, vorzugsweise zwischen etwa 100° C und etwa 150° C, insbesondere zwischen etwa 100° C und etwa 120° C oder etwa 120° C und etwa 150° C liegt, und bei der vorbestimmten ersten Temperatur für eine vorzugsweise von der vorbestimmten ersten Temperatur abhängige Dauer gehalten wird, wobei die Dauer beispielsweise zwischen etwa 0,5 Minuten und 6 Minuten, vorzugsweise zwischen 1 Minute und 5 Minuten beträgt. It can be expedient if, during the curing of the silicone, heat is supplied to the at least one negative mold, in particular the shaping surface, and the at least one negative mold is cooled before demoulding. This significantly reduces the time needed to manufacture a projection device. The negative mold can be made of brass, for example—brass body. In an embodiment that has been tried and tested in practice, it can be provided that the at least one negative mold is heated to a predetermined first temperature during the curing of the silicone, the first temperature being, for example, in a range between approximately 90° C. and approximately 200° C., preferably between approximately 100° C and about 150° C., in particular between about 100° C. and about 120° C. or about 120° C. and about 150° C., and is maintained at the predetermined first temperature for a period that is preferably dependent on the predetermined first temperature, wherein the duration is, for example, between about 0.5 minutes and 6 minutes, preferably between 1 minute and 5 minutes.
Darüber hinaus kann es zweckdienlich sein, wenn die zumindest eine Negativform auf eine vorbestimmte zweite Temperatur gekühlt wird, wobei die zweite Temperatur beispielsweise in einem Bereich zwischen etwa 40° C und etwa 70° C, vorzugsweise zwischen etwa 50° C und etwa 60° C liegt.In addition, it can be useful if the at least one negative mold is cooled to a predetermined second temperature, the second temperature being in a range between approximately 40° C. and approximately 70° C., preferably between approximately 50° C. and approximately 60° C lies.
Dafür kann eine entsprechende Kühlvorrichtung vorgesehen sein, die beispielsweise der Negativform zugeordnet beziehungsweise an oder in der Negativform angeordnet sein kann. Es ist denkbar, dass die Kühlvorrichtung mit Druckluft und/oder Kühlflüssigkeit kühlt.A corresponding cooling device can be provided for this purpose, which can be assigned to the negative mold or arranged on or in the negative mold, for example. It is conceivable that the cooling device cools with compressed air and/or coolant.
Hinsichtlich Hafteigenschaften kann es zweckmäßig sein, wenn die erste Fläche der zumindest einen Substratschicht vor dem Aufsetzten/Auflegen der zumindest einen Substratschicht auf die zumindest eine Negativform vorbehandelt wird.With regard to adhesive properties, it can be expedient if the first surface of the at least one substrate layer is pretreated before the at least one substrate layer is placed on the at least one negative mold.
Die Vorbehandlung kann beispielsweise mit SurASil®- Technik erfolgen. SurASil®- Technik ist ein Verfahren zur Behandlung von Oberflächen zur Beeinflussung der Haftfestigkeit von Klebstoffen, Beschichtungen und Druckmedien mittels Beflammung ist ein seit Jahren etabliertes Verfahren in zahlreichen industriellen Bereichen (wie z. B. Sieb-, Tampon-, Digital-, und Textildruck). Eine weitere signifikante Verbesserung der Haftfestigkeit kann durch Abschneidung einer reaktiven Silikatschicht, die durch Flammenpyrolyse erzeugt wird erreicht werden.The pre-treatment can be done with SurASil® technology, for example. SurASil® technology is a process for treating surfaces to influence the adhesion of adhesives, coatings and print media by means of flaming is a process that has been established for years in numerous industrial areas (such as screen, pad, digital and textile printing ). Another significant improvement in bond strength can be achieved by cutting off a reactive silicate layer produced by flame pyrolysis.
Dabei kann es mit Vorteil vorgesehen sein, dass die Vorbehandlung folgende Teilschritte umfasst:
- - Reinigen zumindest der ersten Fläche;
- - Oberflächenvorbehandlung der ersten Fläche durch Flammensilikatisierung.
- - cleaning at least the first surface;
- - Surface preparation of the first surface by flame silication.
Die Oberflächenbehandlung durch Flammensilikatisierung kann beispielsweise erstens in der Erzeugung einer hochenergetischen Silikatschicht (Schichtdicke max 40nm) auf den Materialoberflächen durch Flammenpyrolyse (Oberflächensilikatisierung) und zweitens in der Applikation eines Haftpromotors mit angepasster Funktionalität an den Klebstoff, die Beschichtung beziehungsweise an das Druckmedium und im Kontext der vorliegenden Erfindung an die erste Fläche der zumindest einen Substratschicht bestehen.The surface treatment by flame silicate formation can, for example, firstly result in the generation of a high-energy silicate layer (layer thickness max. 40 nm) on the material surfaces by flame pyrolysis (surface silicate formation) and secondly in the application of an adhesion promoter with adapted functionality to the adhesive, the coating or the printing medium and in the context of the present invention to the first surface of the at least one substrate layer.
Darüber hinaus kann mit Vorteil vorgesehen sein, dass das Anordnen des zumindest einen Mikro-Blenden-Arrays an einer zweiten Fläche der zumindest einen Substratschicht folgende Teilschritte umfasst:
- - Aufbringen des zumindest einen Mikro-Blenden-Arrays auf die zweite Fläche der zumindest einen Substratschicht;
- - Positionieren des zumindest einen Mikro-Blenden-Array hinsichtlich des zumindest einen Mikrooptik-Arrays derart, dass jeder Mikro-Blende zumindest eine Mikrooptik zugeordnet ist.
- - applying the at least one micro-aperture array to the second surface of the at least one substrate layer;
- - Positioning the at least one micro-aperture array with respect to the at least one micro-optics array such that each micro-aperture is assigned at least one micro-optics.
Das Aufbringen kann beispielsweise durch Aufdrucken, insbesondere mittels eines lithographischen Verfahrens, oder durch Verkleben erfolgen.It can be applied, for example, by printing, in particular by means of a lithographic process, or by gluing.
Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass die Schritte des Aufbringens und des Positionierens in ihrer Reihenfolge vertauschbar sind. Es ist also möglich das zumindest eine Mikro-Blenden-Array auf die zweite Fläche aufzubringen und es danach (mit der zumindest einen Substratschicht) hinsichtlich des noch nicht ausgehärteten Mikrooptik-Arrays, beispielsweise hinsichtlich der formgebenden Oberfläche der Negativform derart zu positionieren, dass einer jeden Mikro-Blende zumindest eine Mikrooptik zugeordnet wird, wenn das Silikon ausgehärtet ist. Weiters ist es denkbar, dass das zumindest eine Mikro-Blenden-Array erst nach dem Aushärten des Silikons in der Negativform hinsichtlich des Mikrooptik-Arrays positioniert und anschließend, wie oben beschrieben, auf die zweite Fläche aufgebracht wird. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass zumindest drei Substratschichten aus einem transparenten, formstabilen Material, beispielsweise aus Glas bereitgestellt werden, wobei eine mittlere Substratschicht zwischen einer ersten Substratschicht und einer zweiten Substratschicht derart angeordnet wird, dass eine erste Fläche der ersten Substratschicht und eine erste Fläche der zweiten Substratschicht der mittleren Substratschicht abgewandt sind,
- - ein erstes aus einer Mehrzahl von Mikrooptiken bestehendes Mikrooptik-Array aus transparentem Silikon an der ersten Fläche der ersten Substratschicht ausgebildet wird,
- - ein zweites aus einer Mehrzahl von Mikrooptiken bestehendes Mikrooptik-Array aus transparentem Silikon an der ersten Fläche der zweiten Substratschicht ausgebildet wird,
- - das zumindest eine Mikro-Blenden-Array an einer zweiten Fläche der ersten Substratschicht oder an einer zweiten Fläche der zweiten Substratschicht oder an einer der zwei Flächen der mittleren Substratschicht derart angeordnet wird, dass jeder Mikro-Blende zumindest eine, vorzugsweise genau eine Mikrooptik des ersten Mikrooptik-Arrays und zumindest eine, vorzugsweise genau eine Mikrooptik des zweiten Mikrooptik-Arrays zugeordnet ist und vorzugsweise ein Mikro-Optiksystem bilden. Dabei, wenn die Projektionseinrichtung mit Licht durchstrahlt wird, formt jedes Mikro-Optiksystem eine so genannte Mikro-Lichtverteilung. Durch eine Überlagerung mehrerer Mikro-Lichtverteilung wird typischerweise eine Teil-Lichtverteilung oder eine Gesamtlichtverteilung erzeugt.
- - a first micro-optic array consisting of a plurality of micro-optics is formed from transparent silicon on the first surface of the first substrate layer,
- - a second micro-optic array consisting of a plurality of micro-optics is formed from transparent silicon on the first surface of the second substrate layer,
- - the at least one micro-aperture array is arranged on a second surface of the first substrate layer or on a second surface of the second substrate layer or on one of the two surfaces of the middle substrate layer in such a way that each micro-aperture has at least one, preferably precisely one, micro-optic of the first micro-optics array and at least one, preferably exactly one micro-optics of the second micro-optics array is assigned and preferably form a micro-optics system. When the projection device is irradiated with light, each micro-optical system forms a so-called micro-light distribution. A partial light distribution or a total light distribution is typically generated by superimposing several micro light distributions.
Es kann außerdem zweckdienlich sein, dass zum Ausbilden von dem ersten Mikrooptik-Array und von dem zweiten Mikrooptik-Array unterschiedliche transparente Silikone zu verwenden.It can also be expedient to use different transparent silicones to form the first micro-optics array and the second micro-optics array.
Bezugnehmend auf die vorgenannte bevorzugte Ausführungsform des Verfahrens, bei welcher eine Negativform verwendet wurde, sei angemerkt, dass zum Ausbilden des ersten und des zweiten Mikrooptik-Arrays jeweils unterschiedliche Negativformen, vorzugsweise Negativformen mit unterschiedlich ausgebildeten formgebenden Flächen verwendet werden können. Dadurch werden Mikrooptik-Arrays mit unterschiedlichen optischen Wirkungen erzeugt.Referring to the aforementioned preferred embodiment of the method, in which a negative mold was used, it should be noted that different negative molds, preferably negative molds with differently designed shaping surfaces, can be used to form the first and the second microoptics array. This creates micro-optic arrays with different optical effects.
Es kann weiters mit Vorteil vorgesehen sein, dass die drei Substratschichten verbunden, vorzugsweise verklebt werden.It can also advantageously be provided that the three substrate layers are connected, preferably glued.
Darüber hinaus ist es denkbar das vorgenannte Verfahren zu automatisieren und dadurch zu beschleunigen, wenn die Negativform und die zumindest eine Substratschicht mit dem zumindest einen an ihr angeordneten Mikro-Blenden-Array in ein Fördersystem eingebracht werden.In addition, it is conceivable to automate the aforementioned method and thereby speed it up if the negative mold and the at least one substrate layer with the at least one micro-aperture array arranged on it are introduced into a conveyor system.
Die Erfindung ist im Folgenden anhand beispielhafter und nicht einschränkender Ausführungsformen näher erläutert, die in den Figuren veranschaulicht sind. Darin zeigt
-
1a eine Projektionseinrichtung mit einer Substratschicht in Explosionsdarstellung; -
1b ein vertikaler Schnitt der Projektionseinrichtung der1a ; -
2 eine Projektionseinrichtung mit drei Substratschichten; -
3a ein Kraftfahrzeugscheinwerferlichtmodul mit der Projektionseinrichtung der1a beziehungsweise 1b; -
3b ein Kraftfahrzeugscheinwerferlichtmodul mit der Projektionseinrichtung der2 ; -
4 ein mit schematischen Zeichnungen versehenes Ablaufdiagramm eines Herstellungsverfahrens einer Projektionseinrichtung; -
5 ein mit schematischen Zeichnungen versehenes Ablaufdiagramm eines Herstellungsverfahrenseiner Projektionseinrichtung; -
6 eine Anlage zum Herstellen von Projektionseinrichtungen, und -
7a bis7d lithographisches Druckverfahren zum Aufbringen eines Mikro-Blenden-Arrays auf eine transparente Substratschicht.
-
1a a projection device with a substrate layer in an exploded view; -
1b a vertical section of the projection device1a ; -
2 a projection device with three substrate layers; -
3a a motor vehicle headlight light module with the projection device of1a respectively 1b; -
3b a motor vehicle headlight light module with the projection device of2 ; -
4 a flowchart, provided with schematic drawings, of a manufacturing method of a projection device; -
5 a flowchart, provided with schematic drawings, of a manufacturing method of a projection device; -
6 a plant for the production of projection devices, and -
7a until7d lithographic printing process for applying a micro-aperture array to a transparent substrate layer.
Zunächst wird auf
Das Mikrooptik-Array 3 ist an einer ersten Fläche 20 der Substratschicht 2 ausgebildet und haftet an dieser Fläche beispielsweise aufgrund Kohäsion und/oder Adhäsion.The
Das Mikro-Blenden-Array 4 ist an einer zweiten Fläche 21 der Substratschicht 2 derart angeordnet, dass jeder Mikro-Blende 40 genau eine Mikrooptik 30 zugeordnet sein kann. Dies ist besonders gut in der
Wie bereits erwähnt, sind die Substratschicht 2 und das Mikrooptik-Array 3 aus verschiedenen Materialien ausgebildet. Erfindungsgemäß ist das Mikrooptik-Array 3 aus einem transparenten Silikon 5 (siehe
Die Substratschicht 2 soll aus einem Material sein, das eine gute Lichttransparenz aufweist und gleichzeitig formstabil genug ist. Formstabil genug heißt in diesem Kontext, dass die Substratschicht 2 das Mikrooptik-Array 3 aus (weichem, lichttransparenten) Silikon 5 trägt und sowohl während des Ausbildens des Mikrooptik-Arrays 3 an der ersten Fläche 20 der Substratschicht 2 als auch während des Anbringens des Mikro-Blenden-Arrays 4 an die zweite Fläche 21 aber auch während des Einsatzes der Projektionseinrichtung 1 in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer ihre Form nicht verliert.The
Die formstabile Substratschicht 2 kann also als Träger für das Mikrooptik-Arrays 3 dienen. Die formstabile Substratschicht 2 kann auch als Träger für Mikro-Blenden-Arrays 4. Es ist zweckmäßig, wenn das Mikro-Blenden-Array 4 und das Mikrooptik-Array 3 aufeinander genau abgestimmt beziehungsweise justiert sind, damit ein Lichtbild ohne Verzerrungen erzeugt werden kann. Die Form der Silikonschicht 2 legt im Wesentlichen die optischen Eigenschaften der gesamten Projektionseinrichtung 1, wie beispielsweise ihre Brennweite, fest. Durch Formstabilität der Substratschicht 2 soll insbesondere gewährleistet werden, dass die fertige Projektionseinrichtung 1 den mechanischen Standardanforderungen von Hauptscheinwerfersystemen Rechnung trägt, und insbesondere Schock- und Vibrationsanforderungen der jeweiligen KFZ-Hersteller genügt. Bezüglich Vibrations- und Schockanforderungen gibt es verschiedene, dem Fachmann hinlänglich bekannte Prüfungen. Die Schockanforderungen können zwischen 18 g und 50 g (je nach Achse) schwanken. Im Prinzip kann die Substratschicht 2 aus jedem optisch transparenten Material sein, welches die Stabilität und die Scheinwerferanforderungen (Q-Anforderungen und gesetzliche Reglementierungen, wie beispielsweise EU Altautoverordnung) erfüllt.The dimensionally
Das Mikrooptik-Array 3 ist vorzugsweise mittels eines thermischen Abformverfahrens, auf welches später eingegangen wird, ausgebildet und zum Haften an der ersten Fläche 20 der Substratschicht 2 gebracht. Darüber hinaus ist es durchaus denkbar, dass das Mikrooptik-Array 3 und die Substratschicht 2 unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen.The
Die Substratschicht 2 ist vorzugsweise aus Glas. Die Substratschicht 2 kann eine Dicke im Millimeterbereich aufweisen, beispielsweise etwa 1,1 mm dick sein. Die Silikonschicht 3 kann ebenfalls eine Dicke im Millimeterbereich aufweisen, beispielsweise etwa 0,1 mm bis 1,1 mm dick sein.The
Das transparente Silikon 5 weist vorzugsweise eine Shore-A-Härte von etwa 30 bis etwa 100, insbesondere von etwa 40 bis etwa 90 auf. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von transparentem Zwei-Komponenten-Silikon mit einer solchen Shore-A-Härte.The
Die Mikro-Blenden 40 sind vorzugsweise derart ausgebildet und das Mikro-Blenden-Array 4 ist vorzugsweise in der Projektionseinrichtung 1 derart angeordnet, dass die Projektionseinrichtung 1 zum Bilden einer Abblendlichtverteilung und/oder einer Teilfernlichtverteilung oder einer Fernlichtverteilung eingerichtet ist. Beispielsweise können die Mikro-Blenden 40 entsprechend geformte optisch wirksame Kanten aufweisen.The micro-apertures 40 are preferably designed in such a way and the
Die Mikrooptiken 30 des Mikrooptik-Arrays 3 können gleich hoch sein und beispielsweise eine Höhe in einem Bereich zwischen etwa 0,01 mm und etwa 2 mm, vorzugsweise zwischen etwa 0,1 mm und etwa 1,5 mm, insbesondere eine Höhe von etwa 1,1 mm aufweisen.The
Beispielsweise kann das erste Mikro-Blenden-Array 4a zum Formen einer Abblendlichtverteilung und/oder einer Teilfernlichtverteilung oder einer Fernlichtverteilung ausgebildet sein und das zweite Mikro-Blenden-Array 4b zum Korrigieren von Abbildungsfehlern vorgesehen sein.For example, the first
Weiters können die drei Substratschichten 2a, 2b, 2c miteinander verbunden, vorzugsweise verklebt sein, um Stabilität der Projektionseinrichtung 100 zu verbessern und die Mikro-Blenden-Arrays 4a und 4b in der justierten Position zu versiegeln.Furthermore, the three
Im weiteren Verlauf soll unter Bezugnahme auf
Zunächst wird auf
Anschließend wird ein aus einer Mehrzahl von Mikrooptiken 30, 30a, 30b bestehendes Mikrooptik-Array 3, 3a, 3b aus dem transparenten Silikon 5 an einer ersten Fläche 20, 20a, 20b der Substratschicht 2, 2a, 2b vorzugsweise wie folgt ausgebildet.Subsequently, a
In einem zweiten Schritt S2 wird eine Negativform 6, 6a, 6b, beispielsweise aus Messing (ein Messingkörper), mit einer formgebenden Oberfläche 60, 60a, 60b, die dem Mikrooptik-Array 3, 3a, 3b entspricht, bereitgestellt und das transpatente Silikons 5 darin gegossen beziehungsweise in die Negativform 6, 6a, 6b dosiert. Dieser Schritt ist einem zweiten Schritt - S02 - des in
In einem dritten Schritt S3 wird die Substratschicht 2, 2a, 2b auf die Negativform 6, 6a, 6b aufgesetzt beziehungsweise aufgelegt.In a third step S3, the
Anschließend wird in einem vierten Schritt - S4 - das Silikon 5 in der Negativform 6, 6a, 6b ausgehärtet. Das in der Negativform 6, 6a, 6b ausgehärtete, vernetzte Silikon 5 wird zum Mikrooptik-Array 3, 3a, 3b.Subsequently, in a fourth step—S4—the
Das Mikrooptik-Array 3, 3a, 3b kann anschließend aus der Negativform 6, 6a, 6b entformt werden - fünfter Schritt S5.The
Es versteht sich, dass mehrere Negativformen 6, 6a, 6b mit unterschiedlich geformten formgebenden Oberflächen 60, 60a, 60b bereitgestellt werden können, um unterschiedliche Mikrooptik-Arrays 3, 3a, 3b zu erzeugen. Beispielsweise kann sich das Mikrooptik-Array 3a in
Anschließend wird das Mikro-Blenden-Arrays 4, 4a, 4b an einer zweiten Fläche 21, 21a, 21b der zumindest einen Substratschicht 2, 2a, 2b angeordnet, wobei das zumindest eine Mikrooptik-Array 3, 3a, 3b und das zumindest eine Mikro-Blenden-Array 4, 4a, 4b derart zueinander angeordnet sind, dass jeder Mikro-Blende 40, 40a, 40b zumindest eine Mikrooptik 30, 30a, 30b derart zugeordnet ist, dass die Mikro-Blende 40, 40a, 40b die zumindest eine ihr zugeordnete Mikrooptik 30, 30a, 30b ein justiertes optisches Projektionssystem bilden. Dabei weist das Anordnen des Mikro-Blenden-Arrays 4, 4a, 4b an der zweiten Fläche 21, 21a, 21b der Substratschicht 2, 2a, 2b vorzugsweise folgende Teilschritte auf. Schritt S6 - das sogenannte Alignen - besteht im Positionieren des zumindest einen Mikro-Blenden-Array 4, 4a, 4b hinsichtlich des zumindest einen Mikrooptik-Arrays 3, 3a, 3b derart, dass jeder Mikro-Blende 40, 40a, 40b zumindest eine Mikrooptik 30, 30a, 30b zugeordnet ist. Anschließend - in einem siebenten Schritt S7 - wird das Mikro-Blenden-Array 4, 4a, 4b auf die zweite Fläche 21, 21a, 21b der Substratschicht 2, 2a, 2b aufgebracht, beispielsweise verklebt oder aufgedruckt, insbesondere mittels eines lithographischen Druckverfahrens aufgetragen. Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass das Mikro-Blenden-Array 4, 4a, 4b auf einer weiteren Substratschicht, wie die mittlere Substratschicht 2c in den
Das Aufbringen und das Alignen des Mikro-Blenden-Arrays 4, 4a, 4b auf die Substratschicht 2, 2a, 2b können in unterschiedlichen Stadien des Verfahrens stattfinden hinsichtlich des Mikrooptik-Arrays kann vor oder nach dem Ausbilden des Mikrooptik-Arrays in der Negativform (Aussetzen, Aushärten, Entformen) erfolgen.
Mithilfe der oben beschriebenen Verfahren kann auch die vorhin beschriebene, in
Anschließend kann die erste und die zweite Substratschicht 2a, 2b jeweils mit einem Mikro-Blenden-Array 4a, 4b, ebenfalls wie oben beschrieben, versehen werden (Verfahren der
Die dritte (oder die mittlere) Substratschicht 2c wird zwischen der ersten Substratschicht 2a und der zweiten Substratschicht 2b derart angeordnet, dass die erste Fläche 20a der ersten Substratschicht 2a und die erste Fläche 20b der zweiten Substratschicht 2b der mittleren Substratschicht 2c abgewandt sind (siehe
Weiters werden die Mikro-Blenden-Arrays 4a, 4b und die Mikrooptik-Arrays 3a, 3b derart zueinander positioniert, dass jeder Mikro-Blende 40a, 40b zumindest eine, vorzugsweise genau eine Mikrooptik 30a des ersten Mikrooptik-Arrays 3a und zumindest eine, vorzugsweise genau eine Mikrooptik 30b des zweiten Mikrooptik-Arrays 3b zugeordnet ist. Auf diese Weise wird ebenfalls ein Mikro-Optiksystem gebildet. Anschließend können alle drei Substratschichten 2a, 2b, 2c verbunden, vorzugsweise verklebt werden, um eine Projektionseinrichtung 100 der
Um das Haften des Mikrooptik-Arrays 3a, 3b zu verbessern, kann die erste Fläche 20, 20a, 20b der Substratschicht 2, 2a, 2b vor dem Aufsetzten/Auflegen der Substratschicht 2, 2a, 2b auf die Negativform 6, 6a, 6b vorbehandelt werden. Dabei kann die Vorbehandlung durch Reinigen der ersten Fläche 20, 20a, 20b und durch eine anschließende Oberflächenvorbehandlung der ersten Fläche 20, 20a, 20b mittels Flammensilikatisierung erfolgen.In order to improve the adhesion of the
Nun soll unter Bezugnahme auf
Die Herstellungseinrichtung 7 umfasst die vorgenannte Negativform 6, 6a, 6b mit einer dem auszubildenden Mikrooptik-Array 3, 3a, 3b entsprechende formgebende Oberfläche 60, 60a, 60b aufweist. Darüber hinaus weist die Herstellungseinrichtung ein Haltemittel 70, das vorzugsweise mit einem Vakuumsauger 701 ausgestattet ist, das eingerichtet ist, die Substratschicht (hier nicht gezeigt) mit der Fläche der Negativform 6, 6a, 6b zugewandt zu halten.The
Darüber hinaus umfasst die Herstellungseinrichtung 7 ein Positioniermittel, vorzugsweise einen Linearsteller 71. Der Linearsteller 71 sorgt für ein sauberes Aufzusetzen/Auflegen (ohne Verkippen). Das Positioniermittel 71 ist eingerichtet, die Substratschicht oberhalb der Negativform 6, 6a, 6b zu positionieren und die Substratschicht auf die Negativform 6, 6a, 6b aufzusetzen/aufzulegen und, im Zuge des Entformens, von der Negativform 6, 6a, 6b abzunehmen. Falls ein Mikro-Blenden-Array 4, 4a, 4b bereits auf der Substratschicht aufgebracht ist, erfolgt das Positionieren der Substratschicht oberhalb der Negativform 6, 6a, 6b erfolgt, wie oben beschrieben, derart, dass jeder Mikro-Blende 40, 40a, 40b zumindest eine Mikrooptik 30, 30a, 30b zugeordnet ist. Darüber hinaus ist es zweckmäßig die Substratschicht derart zu positionieren, dass sie die formgebende Oberfläche 60, 60a, 60b der Negativform 6, 6a, 6b beim Aufsetzen/Auflegen vollständig bedecken kann.In addition, the
Ferner kann die Herstellungseinrichtung 7 ein Heizmittel 8 umfassen, das eingerichtet ist, die Negativform 6, 6a, 6b zu erhitzen, und eine Kühlvorrichtung (hier nicht gezeigt) die eingerichtet ist, die Negativform 6, 6a, 6b zu kühlen.Furthermore, the
Das Heizmittel 8 kann eine oder mehrere Heizpatronen 80, 81 umfassen, die an oder in der Negativform 6, 6a, 6b, vorzugsweise nah an der formgebenden Oberfläche 60, 60a, 60b der Negativform 6, 6a, 6b, angeordnet sind, das heißt so, dass sie ihre Wärme direkt an die formgebende Oberfläche 60, 60a, 60b ohne wesentliche Wärmeverluste abgeben können. Die Negativform 6, 6a, 6b kann Ausnehmungen 800, 810 zum Aufnehmen der Heizpatronen 80, 81 aufweisen.
Darüber hinaus kann die Herstellungseinrichtung 7 eine Kühlvorrichtung 9 aufweisen. Die Kühlvorrichtung 9 ist eingerichtet, die auf die vorbestimmte erste Temperatur erwärmte Negativform 6, 6a, 6b auf eine vorbestimmte zweite Temperatur zu kühlen, wobei die zweite Temperatur beispielsweise in einem Bereich zwischen etwa 40° C und etwa 70° C, vorzugsweise zwischen etwa 50° C und etwa 60° C liegt. Dazu kann beispielsweise Druckluft oder Kühlflüssigkeit als Kühlmittel verwendet werden. Die in der
Anschließend erfolgt ein vollflächiges Bedecken der ersten Teilschicht 4', 4a', 4b' mit einer aus schwarzem lichtabsorbierendem Fotolack bestehenden zweiten Teilschicht 4", 4a", 4b" (
Es versteht sich, dass das Aufbringen der Mikro-Blenden-Arrays auf Substratschichten nicht auf das obige Beispiel beschränkt ist. Mikro-Blenden-Arrays können auch aus einer beispielsweise metallischen lichtundurchlässigen Schicht bestehen, die eine Mehrzahl von Durchbrüchen aufweist, wobei die Umrisskonturen der Durchbrüche optisch wirksame Kanten der einzelnen Mikro-Blenden bilden (siehe z.B.
Die vorstehende Diskussion der Erfindung wurde zu Zwecken der Darstellung und Beschreibung vorgestellt. Das Vorstehende soll die Erfindung nicht auf die hierin offenbarte Form oder Formen beschränken. In der vorstehenden ausführlichen Beschreibung sind beispielsweise verschiedene Merkmale der Erfindung in einer oder mehreren Ausführungsformen zum Zwecke der Straffung der Offenbarung zusammengefasst. Diese Art der Offenbarung ist nicht so zu verstehen, dass sie die Absicht widerspiegelt, dass die beanspruchte Erfindung mehr Merkmale erfordert, als in jedem Anspruch ausdrücklich erwähnt wird. Vielmehr liegen, wie die folgenden Ansprüche widerspiegeln, erfinderische Aspekte in weniger als allen Merkmalen einer einzigen vorstehend beschriebenen Ausführungsform vor.The foregoing discussion of the invention has been presented for purposes of illustration and description. The foregoing is not intended to limit the invention to the form or forms disclosed herein. For example, in the foregoing Detailed Description, various features of the invention are summarized in one or more embodiments for the purpose of streamlining the disclosure. This type of disclosure should not be construed as reflecting an intention that the claimed invention requires more features than are expressly recited in each claim. Rather, as the following claims reflect, inventive aspects lie in less than all features of a single embodiment described above.
Darüber hinaus liegen, obwohl die Beschreibung der Erfindung die Beschreibung einer oder mehrerer Ausführungsformen und bestimmter Variationen und Modifikationen enthält, andere Variationen und Modifikationen innerhalb des Umfangs der Erfindung, z. B. innerhalb der Fähigkeiten und Kenntnisse von Fachleuten, nach dem Verständnis der vorliegenden Offenbarung.In addition, while the description of the invention includes description of one or more embodiments and certain variations and modifications, other variations and modifications are within the scope of the invention, e.g. B. within the skills and knowledge of those skilled in the art, after understanding the present disclosure.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of documents cited by the applicant was generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited
- AT 514967 B1 [0003, 0043, 0045]AT 514967 B1 [0003, 0043, 0045]
- WO 2017066817 A1 [0003, 0084]WO 2017066817 A1 [0003, 0084]
- WO 2017066818 A1 [0003, 0084]WO 2017066818 A1 [0003, 0084]
- EP 3282181 A1 [0004]EP 3282181 A1 [0004]
- DE 102012008639 A1 [0005]DE 102012008639 A1 [0005]
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018006678.8U DE202018006678U1 (en) | 2018-10-04 | 2018-10-04 | Projection device for a motor vehicle headlight light module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202018006678.8U DE202018006678U1 (en) | 2018-10-04 | 2018-10-04 | Projection device for a motor vehicle headlight light module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202018006678U1 true DE202018006678U1 (en) | 2022-01-26 |
Family
ID=80221942
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202018006678.8U Active DE202018006678U1 (en) | 2018-10-04 | 2018-10-04 | Projection device for a motor vehicle headlight light module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202018006678U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022127905A1 (en) | 2022-10-21 | 2024-05-02 | FEV Group GmbH | MICROLENS ARRAY FOR AN IMAGE PROJECTOR |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012008639A1 (en) | 2012-05-02 | 2013-11-07 | Heraeus Noblelight Gmbh | Method for producing an optical module with a silicone optic |
AT514967B1 (en) | 2013-10-25 | 2015-08-15 | Zizala Lichtsysteme Gmbh | Microprojection light module for a motor vehicle headlight |
WO2017066817A1 (en) | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Zkw Group Gmbh | Micro-projection light module for a vehicle headlight |
WO2017066818A1 (en) | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Zkw Group Gmbh | Micro-projection light module for a motor vehicle headlight, for achieving aplanatic light distrubtion |
EP3282181A1 (en) | 2016-07-29 | 2018-02-14 | ZKW Group GmbH | Microoptic lenses on glass with printed diaphragm - concept and production method |
-
2018
- 2018-10-04 DE DE202018006678.8U patent/DE202018006678U1/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102012008639A1 (en) | 2012-05-02 | 2013-11-07 | Heraeus Noblelight Gmbh | Method for producing an optical module with a silicone optic |
AT514967B1 (en) | 2013-10-25 | 2015-08-15 | Zizala Lichtsysteme Gmbh | Microprojection light module for a motor vehicle headlight |
WO2017066817A1 (en) | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Zkw Group Gmbh | Micro-projection light module for a vehicle headlight |
WO2017066818A1 (en) | 2015-10-23 | 2017-04-27 | Zkw Group Gmbh | Micro-projection light module for a motor vehicle headlight, for achieving aplanatic light distrubtion |
EP3282181A1 (en) | 2016-07-29 | 2018-02-14 | ZKW Group GmbH | Microoptic lenses on glass with printed diaphragm - concept and production method |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102022127905A1 (en) | 2022-10-21 | 2024-05-02 | FEV Group GmbH | MICROLENS ARRAY FOR AN IMAGE PROJECTOR |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3633262A1 (en) | Projection device for a motor vehicle headlight module and method for producing a projection device | |
AT518905B1 (en) | Projection device for a motor vehicle headlight and method for its production | |
DE2725126C2 (en) | Mask structure for X-ray lithography | |
DE69029366T2 (en) | Optical device with microlens and method for producing microlenses | |
DE102009055080B4 (en) | Method and device for producing a structure, molding tool | |
EP2589479B1 (en) | Method for manufacturing reflectors | |
DE102012008637A1 (en) | Optical module with molding for mounting | |
DE112021002775T5 (en) | Rapid prototyping of optical components, especially lenses, to produce custom optical surface shapes | |
DE102014224717A1 (en) | Optical element, optical arrangement and manufacturing process | |
DE4327123A1 (en) | Optical element, such as a rear projection screen for an image display device and methods for producing the same | |
DE3843988C2 (en) | Process for producing a resin mold | |
DE202018006678U1 (en) | Projection device for a motor vehicle headlight light module | |
DE102021002458A1 (en) | optical device | |
DE102006020991A1 (en) | Moldings of glass or glass ceramic and process for its production | |
DE102014112725A1 (en) | Process for producing a microlens array | |
EP3632662B1 (en) | Devices and method for providing lenses for motor vehicle headlamps, fresnel lenses for motor vehicle headlights | |
DE2421255B2 (en) | Optical correction lens for a projection system and process for their manufacture | |
DE102015100940A1 (en) | Method and device for producing a component with an at least partially curved surface | |
DE102009019762B4 (en) | Process for the production of objects with a defined structured surface | |
DE102005010506B4 (en) | Optical element and method for its production | |
DE102013212415B4 (en) | Reflecting mirror for optical systems and method for its production | |
DE102019113054A1 (en) | Method for producing a diaphragm array for a microlens array | |
DE3626780A1 (en) | Reflector | |
EP3999773B1 (en) | Lighting device for a motor vehicle headlight | |
DE3149907A1 (en) | Process for producing a light-conducting panel |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R207 | Utility model specification |