本发明涉及一种用于车辆的照明设备,所述照明设备具有包含光源和光学单元的壳体,其中,所述光学单元具有包括多个微结构元素的微结构化的表面。此外,本发明涉及一种用于制造用于车辆的灯具和前照灯的光学构件的方法,所述光学构件具有借助于注射成型制造的微结构化的表面,所述方法具有以下方法步骤:提供包括具有微结构的模具表面的注射成型模具。此外,本发明涉及一种模具嵌件以及一种用于制造模具嵌件的方法。
背景技术:
1、用于车辆的包括光源和光学单元的照明设备例如由de 10 2019133 693a1已知。照明设备的光学单元具有平面的光导体,所述光导体具有包括多个微结构元素的微结构化的表面。光学构件通过注射成型制造,其中,微结构元素在阴模中通过光刻产生到注射成型模具的模具嵌件的表面上。借助于电化学(电蚀刻)工艺将微结构元素的图样(vorlagen)转移到模具嵌件上。
2、由de 10 2018 105 958 a1已知,注射成型模具的微结构化的表面通过电化学剥蚀方法施加。该制造工艺已被证实适合于制造相同的、规则设置的微结构元素。如果微结构元素在光学构件的由其形成的表面的延伸平面内具有不同的形状、特别是不同的弯曲,则所述制造完全不可能或者仅困难地可能。
3、由de 100 55 799a1已知用于制造光导体的方法,在所述光导体中将点形的凸起通过注射成型制造于光导体的表面上。为此目的,点形的凹陷作为负片结构通过激光加工引入到注射成型模具的模型嵌件的表面上。点形的凹陷具有相同的尺寸。未规定引入不同尺寸设计的凹陷。
技术实现思路
1、本发明的任务在于,这样给出照明设备以及用于制造光学构件的方法,使得能够按照制造技术上更简单且更快的方式在照明设备的光学构件上制造微结构化。
2、为了解决所述任务,本发明结合权利要求1的前序部分的特征在于,所述微结构元素由有限地选择沿表面的至少两个延伸方向不同地构成的微结构元素而形成。
3、有利地,本发明能实现制造光学构件的微结构化的表面,其中,微结构元素具有固定预定的不同的构造和/或不同的造型和/或不同的尺寸。光学构件的表面由固定预定数量的不同成形的微结构元素组成,当所述光学构件例如涉及透镜或灯罩,则借助于这些微结构元素可以产生预定的散射特性或者说预定的光功能。不同的微结构元素引起不同的散射特性,从而可以通过选择多个不同成形的微结构元素产生不同的散射特性和因此不同的光功能、例如尾灯、制动灯、日间行车灯、行驶方向指示灯。根据要产生的光功能将不同成形的微结构元素组合或者说编组。有利地,可以通过有限数量的不同的微光学元件产生多个不同的光功能。
4、按照本发明的进一步扩展方案,不同的微结构元素的选择由具有平行伸展的对置的竖直壁的多个微结构元素组成,其中,平行伸展的竖直壁至少部分地直线地和/或弧形地沿表面的至少一个延伸方向伸展。由此能够按照简单的方式形成微结构元素的不同几何形状,其导致在产生光功能中的变化性。
5、按照本发明的进一步扩展方案,所述微结构元素线形和/或y形和/或u形和/或c形和/或l形和/或v形地伸展。通过定义地选择确定的微结构几何形状能够按照简单的方式产生不同的散射特性。
6、按照本发明的进一步扩展方案,所述光学构件的微结构化的表面由多个相同的子区域组成,其中,所述子区域分别具有多个相同的、彼此不同的微结构元素。有利地,由此可以以小的控制耗费创造小的和大的微结构化的表面。
7、按照本发明的进一步扩展方案,在微结构元素、优选所有微结构元素的长度和/或宽度和/或深度中的变化导致改变的散射特性和因此导致改变的光功能。有利地,可以通过这些参数中的仅一个参数或多个参数的变化调整所希望的散射特性。在此,微结构元素的形状图案总是相同的,从而用于激光装置的用于产生模具表面的控制耗费是低的。
8、为了解决任务,按照本发明的方法结合权利要求8的前序部分的特征在于,将在模具表面的延伸平面内所选择的不同地构成的微结构元素借助于激光加工引入到模具表面中,在光学构件的表面中形成微结构元件的情况下来注射成型光学构件。
9、有利地,按照本发明的方法能实现光学构件的微结构化的表面的简单且快速的制造,所述光学构件根据从固定预定数量的具有不同几何形状的微结构元素选择微结构元素来产生光学构件的表面的预定的散射特性。借助于固定预定的并且定义的数量的不同成形的微结构元素可以生成不同的散射特性或散射图案。微结构元素这样不同地成形,使得通过组合有限数量的不同的微结构元素可以产生照明设备的预定数量的不同的散射图案或者说光分布。按照这种方式可以产生不同的光分布、例如日间行车灯、制动灯、尾灯、行驶方向指示灯,其中,根据客户通过至少一个微结构元素的形状的变化可以在有限的范围内改变散射或者说光分布。
10、根据按照本发明的方法的进一步扩展方案,顺序地将多个相同地、不同地构成的微结构元素施加到模具表面上,从而所述模具表面(区域)由多个相同的子区域组成,这些子区域分别具有不同的微结构元素的相同的数量和/或布置结构。优选地,由此模具表面由规则的结构组成,所述规则的结构通过反复激光加工由多个微结构元素组成的子区域而组成。
11、本发明的其他优点由其他从属权利要求得出。
1.用于车辆的照明设备,所述照明设备具有包含光源(1)和光学单元(2)的壳体(7),其中,所述光学单元(2)具有包括多个微结构元素(17、18、19、20、21)的微结构化的表面(6’),其特征在于,所述微结构元素(17、18、19、20、21)由有限地选择沿表面(12)的至少两个延伸方向不同地构成的微结构元素(17、18、19、20、21)而形成。
2.按照权利要求1所述的照明设备,其特征在于,不同的微结构元素(17、18、19、20、21)的选择包括如下微结构元素(17、18、19、20、21),所述微结构元素具有如下凸起(22),这些凸起至少部分地直线地和/或弧形地沿至少一个延伸方向(x、y)伸展。
3.按照权利要求1或2所述的照明设备,其特征在于,所述微结构元素(17、18、19、20、21)的选择具有y形的微结构元素(17)和/或u形的微结构元素(18)和/或v形的微结构元素(19)和/或线形的微结构元素(20)和/或点形的微结构元素(21)。
4.按照权利要求1至3之一所述的照明设备,其特征在于,所述微结构化的表面(6’)的子区域(16)具有预定数量的不同的微结构元素(17、18、19、20、21)并且具有相同的和/或不同的微结构元素(17、18、19、20、21)的预定的布置结构,并且所述微结构化的表面(6’)由多个相同地构成的子区域(16)组合。
5.按照权利要求4所述的照明设备,其特征在于,所述子区域(16)具有在50μm x 50μm与300μm x 300μm之间的范围内的长方形或正方形的尺寸。
6.按照权利要求1至5之一所述的照明设备,其特征在于,所述光学单元(2)包括具有所述微结构化的表面(6’)的光导体和/或灯罩(5)和/或反射器。
7.按照权利要求1至6之一所述的照明设备,其特征在于,形成相邻的凸起(22)彼此间的间距(b1、b2、b1’、b2’)和/或所述微结构元素(17、18、19、20、21)的长度和/或所述微结构元素的深度(t),使得由光学构件(5)辐射的光具有预定的散射图案(3)。
8.用于制造用于车辆的灯具和前照灯的光学构件(5)的方法,所述光学构件具有借助于注射成型制造的微结构化的表面(6’),所述方法具有以下方法步骤:
9.按照权利要求8所述的方法,其特征在于,顺序地将多个相同地、不同地构成的微结构元素(17、18、19、20、21)引入到所述模具表面(12)中,从而所述模具表面(12)由多个相同的子区域组成,这些子区域分别具有不同的微结构元素的相同的数量和/或布置结构。
10.按照权利要求8或9所述的方法,其特征在于,操控激光装置(11)以用于对模具表面(12)激光加工,使得一个和/或多个微结构元素的尺寸和/或子区域的尺寸变化,使得所制造的光学构件(5)与光源(1)配合作用地辐射预定的散射图案(3)的光。
11.用于注射成型按照权利要求1至7之一所述的光学构件的注射成型模具用的模具嵌件,其特征在于,激光装置(11)和模具嵌件(8)多轴地支承,使得能通过激光加工将不同的微结构元素引入在弯曲的模具表面上。
12.用于制造用于注射成型光学构件(5)的模具嵌件的方法,所述光学构件包含微结构化的表面(6’),其特征在于,借助于激光加工在模具嵌件(8)的表面(12)中引入在其一个延伸平面内的不同的经尺寸设计的多个微结构元素。
