用于車輛的前照燈的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種用于車輛的前照燈，該前照燈具有一定數(shù)量的基于半導(dǎo)體的光 源，所述光源設(shè)置在基板上，并且該前照燈還具有光學(xué)單元，該光學(xué)單元具有至少一個設(shè)有 透鏡面的透鏡用W產(chǎn)生預(yù)定的光分布，其中，所述透鏡面可借助透鏡方程來計算，該透鏡方 程由補充了變形參數(shù)的圓錐曲線方程構(gòu)成，從而算出與圓錐曲線形狀有差異的透鏡面。
【背景技術(shù)】
[0002] 例如由DE10 2012 106 490A1已知一種用于車輛的前照燈，該前照燈具有多個 矩陣式設(shè)置的基于半導(dǎo)體的光源（L邸光源）和沿主照射方向設(shè)置在前面的光學(xué)單元，該光 學(xué)單元包括初級透鏡和次級透鏡。次級透鏡根據(jù)預(yù)定的光分布塑造在輸入側(cè)入射的光。為 此，次級透鏡的光輸出側(cè)的透鏡面借助補充了變形參數(shù)的圓錐曲線方程來計算。變形參數(shù) 構(gòu)成為非球面項，在所述非球面項中，非球面系數(shù)分別與透鏡面的點的橫向距離的偶次幕 相乘。為此使用W下方程：
[0003]
[0004]其中， 陽0化]Z=光學(xué)表面上的Z坐標(biāo)，
[0006]r=光學(xué)表面上的點與Z軸的橫向距離， 陽007] C=非球面基線的頂點曲率，
[0008] K=錐形常數(shù)，
[0009] α =非球面系數(shù)。
[0010] 對透鏡面精度的要求越高，就必須向透鏡方程的代表圓錐曲線方程的第一項添加 越多的非球面項。在具有要求高修正度的透鏡的前照燈中、如在L邸矩陣式前照燈中，需要 大量的非球面系數(shù)，運增加了耗費。此外，在附加的非球面項中不能進行在透鏡面改變方面 的直接的幾何方面的意義，運增大了計算難度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 因此，本發(fā)明的任務(wù)在于，運樣進一步改進包括設(shè)有透鏡的光學(xué)單元的用于車輛 的前照燈，使得透鏡面的計算更簡單且更快速地進行，并且能夠?qū)崿F(xiàn)相對高的修正度。
[0012] 為了解決所述任務(wù)，結(jié)合權(quán)利要求1的前序部分，本發(fā)明的特征在于，一方面設(shè)置 第一變形參數(shù)用于按照沿著光軸的和垂直于光軸的方向的不同變形度來改變透鏡面，并且 另一方面設(shè)置第二變形參數(shù)用于按照沿著光軸方向和垂直于光軸的方向的相同變形度來 改變透鏡面。
[0013] 本發(fā)明的特殊優(yōu)點在于，確保有針對性地尋找最佳的透鏡面輪廓，其中，確定透鏡 面的優(yōu)化步驟可實現(xiàn)幾何方面的意義。通過運種方式，運種解決途徑相比于在無規(guī)律尋找 的情況下可更好地實行。因為根據(jù)本發(fā)明的變形參數(shù)更易于實現(xiàn)幾何外觀方面的意義，所 w可更好地保證所找到的透鏡面解決方案的質(zhì)量。不同的透鏡面可更好地被相互比較，或 者透鏡面形狀的其它變型方案在邊界條件改變時可更加容易地被推導(dǎo)出。由于為了描述透 鏡面而僅需要少量的描述參數(shù)，所W透鏡面形狀的優(yōu)化變得快速、更穩(wěn)健且更易于理解。因 此，透鏡的高修正度能夠更快速且更有針對性地實現(xiàn)。
[0014] 根據(jù)本發(fā)明，設(shè)置第一變形參數(shù)，該第一變形參數(shù)的變化能夠?qū)崿F(xiàn)透鏡面沿不同 方向的變化。亦即該第一變形參數(shù)引起沿光軸的和垂直于光軸的方向的不同的變形度。幾 乎是透鏡面的橫向各向同性的變化。另外，設(shè)置第二變形參數(shù)，該第二變形參數(shù)的變化導(dǎo)致 透鏡面沿光軸方向和垂直于該光軸的方向的相同變形度。因此發(fā)生均勻的變化、即幾乎是 各向同性的變化。有利的是，由此可通過第一變形參數(shù)和/或第二變形參數(shù)的變化引起透 鏡面有針對性的變化，從而可更迅速且更容易地找到目標(biāo)透鏡面形狀。
[0015] 根據(jù)本發(fā)明的一種擴展方案，第一變形參數(shù)運樣設(shè)計，使得該第一變形參數(shù)的變 化引起透鏡面的回轉(zhuǎn)楠球形變化。另外，第二變形參數(shù)運樣設(shè)計，使得該第二變形參數(shù)的變 化引起透鏡面的球形變化。第二變形參數(shù)因此能夠?qū)崿F(xiàn)透鏡面的各向同性變化。第一變形 參數(shù)引起透鏡面形狀W不同的變形度沿光軸方向和垂直于光軸的方向變化。第一變形參數(shù) 的變化因此引起透鏡面的橫向各向同性變化。因此是透鏡面描述的橫向各向同性的變化。
[0016] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，變形參數(shù)分別構(gòu)成級數(shù)，并且該級數(shù)的加數(shù)由 變形系數(shù)和位置向量的積構(gòu)成。變形參數(shù)與待計算的透鏡面在笛卡爾坐標(biāo)系中的位置坐標(biāo) 有關(guān)。該位置坐標(biāo)用作表面描述的控制變量并且描述在空間中與透鏡頂點之一的距離。
[0017] 根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實施方式，透鏡面的計算從借助圓錐曲線方程所描述的圓 錐形狀（初始狀態(tài)）出發(fā)向滿足光學(xué)技術(shù)要求的透鏡面（目標(biāo)狀態(tài)）進行，在此透鏡表面 通過持續(xù)變形來改變。
[0018] 本發(fā)明的其它優(yōu)點由其它從屬權(quán)利要求給出。
【附圖說明】
[0019] 下面參考附圖詳細(xì)闡述本發(fā)明的實施例。其中：
[0020] 圖1示出包括光源和設(shè)有透鏡的光學(xué)單元的前照燈的側(cè)視圖；
[0021] 圖2示出在透鏡方程的變形參數(shù)U變化時透鏡的透鏡面的視圖；
[0022] 圖3示出在透鏡方程的變形參數(shù)V變化時透鏡的透鏡面的視圖。
【具體實施方式】
[0023] 用于車輛的前照燈用于產(chǎn)生預(yù)定的光分布如近光分布、遠(yuǎn)光分布、高速公路光分 布或自適應(yīng)光分布。
[0024] 按照根據(jù)圖1的本發(fā)明一種實施方式，前照燈具有一定數(shù)量的基于半導(dǎo)體的光源 1，所述光源設(shè)置在基板2上?；?構(gòu)造為電路板、優(yōu)選構(gòu)造為剛性電路板，該電路板沿著 與光學(xué)單元4的光軸3垂直的方向延伸，該光學(xué)單元沿主照射方向Η設(shè)置在光源1前方?；?于半導(dǎo)體的光源1構(gòu)造為L邸光源，運些L邸光源矩陣式地設(shè)置在基板2上?；?因此 承載有多個運些基于半導(dǎo)體的光源。
[00巧]沿主照射方向Η設(shè)置在光源1前方的光學(xué)單元4包括初級光學(xué)元件5和沿主照射 方向Η設(shè)置在該初級光學(xué)元件前方的次級光學(xué)元件6。初級光學(xué)元件5設(shè)置在基板2附近。
[00%] 次級光學(xué)元件6構(gòu)造為具有拱頂形透鏡面7的透鏡。該透鏡6使由光源1發(fā)出的 光束L準(zhǔn)直，如圖1可見。光學(xué)單元4因此也可看作是準(zhǔn)直單元。
[0027] 通常，透鏡面借助運樣的透鏡方程來計算，所述透鏡方程表示為頂點式圓錐曲線 方程，該圓錐曲線方程具有作為多項式展開來添加的非球面項。該透鏡方程按照Z坐標(biāo)來 求解，所述Z坐標(biāo)同時沿光軸方向指向。因此得出下述顯式透鏡方程。
[0028]
[0029] 其中，
[0030] Z=光學(xué)表面上的Z坐標(biāo)，
[0031] r=光學(xué)表面上的點與Z軸的橫向距離，
[0032] C=非球面基線的頂點曲率，
[0033] K=錐形常數(shù)，
[0034] α=非球面系數(shù)。
[0035] 非球面項用作變形參數(shù)并且由此描述透鏡面與圓錐形狀的差異。
[0036] 按照本發(fā)明，從W隱式的形式存在的頂點式圓錐曲線方程出發(fā)。該透鏡方程被補 充變形參數(shù)，在此，第一變形參數(shù)U和第二變形參數(shù)V引起透