CN107208867B - 用于车辆的照明设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于车辆的照明设备，该照明设备具有光源单元和用于产生预定的信号光分布的光学装置，借助它们可提供预定的信号功能，其中，光学装置具有至少两个光学单元，其中，用于使由光源单元的第一光源发射的第一光束偏转的第一光学单元设置用于产生所述预定的信号光分布，而用于使由光源单元的第二光源产生的第二光束偏转的第二光学单元、即全息元件设置用于产生全息发光图像，从而所述预定的信号功能通过信号光分布和空间上分离的全息发光图像形成。

Description

用于车辆的照明设备
技术领域
本发明涉及一种用于车辆的照明设备，该照明设备具有光源单元和用于产生预定的信号光分布的光学装置，借助它们能提供预定的信号功能。
背景技术
由DE4421306C2已知一种用于车辆的照明设备，该照明设备具有光源以及配属于该光源的全息元件作为信号发光单元。该全息元件施加在遮盖盘上。所述全息元件具有这样的结构，使得由光源发射的光束根据预定的光分布衍射。因此，例如能够产生用于行驶方向指示器的光分布。该已知的照明设备局限于：仅通过光源和在有限区域中引入的全息元件来提供法律上预定的光分布或者说信号功能。
发明内容
本发明的任务是，进一步构造包含全息元件的用于车辆的照明设备，使得交通参与者对光功能的感知得以改善并且尤其是因此提高道路交通中的安全性。
为了解决该任务，本发明的特征在于：设有第一光学单元和第二光学单元、即全息元件，第一光学单元用于使由光源单元的第一光源发射的第一光束偏转，以便产生预定的信号光分布，第二光学单元用于使由光源单元的第二光源产生的第二光束偏转，以便产生全息发光图像，从而通过所述信号光分布和在空间上远离的全息发光图像形成预定的信号功能。
根据本发明，由光源和第一光学单元产生的信号光分布通过全息发光图像扩展，该全息发光图像借助优选另外的光源和作为第二光学单元的全息元件来产生。全息发光图像用作附加发光图像，该附加发光图像扩展法律上预定的信号光分布，以用于产生信号功能。本发明的基本构思是，这样构造或布置全息元件，使得基于实际信号光分布与全息发光图像之间的空间分离而改善信号功能的可识别性。根据本发明，尤其是在遮盖盘附近引起光功能的可感知的发光面增大并且实现附加的空间上的照亮区域。
根据本发明的一种实施方式，设有信号发光单元，该信号发光单元包括第一光源和第一光学单元，以用于产生预定的信号光分布。另一方面设有全息发光单元，该全息发光单元包括第二光源和作为第二光学单元的全息元件并且该全息发光单元用于产生全息发光图像。有利地，信号发光单元和全息发光单元能彼此无关地被操控。为了产生信号功能的附加全息发光图像，以全息发光单元来扩展传统的信号发光单元。仅需涉及有关全息发光单元的支撑的适配。
根据本发明的一种进一步扩展构型，全息元件在结构上这样构成，使得全息发光图像布置在遮盖盘附近，其中，该遮盖盘封闭照明设备的壳体。信号发光单元的例如在遮盖盘上延伸的照亮面可以通过全息发光图像在遮盖盘前面和/或后面被扩展，从而由此产生空间上的照亮区域或者说照亮面或照亮带。这促进信号光功能的可感知性。
根据本发明的一种进一步扩展构型，当全息发光图像在壳体外部产生时，由此能够确保信号光功能的较好的可见性。
根据本发明的一种进一步扩展构型，全息元件被施加在遮盖盘的内侧上或者在布置在壳体内部的支承盘上。由此有利地提供一种紧凑的全息结构单元，该全息结构单元尤其是能够节省空间地布置在照明设备的壳体内部。
根据本发明的一种实施方式，全息元件构成为体积全息元件，第二光束可以借助该体积全息元件在限定的角度范围和/或光谱范围内衍射。优选地，体积全息元件构成为如下膜片，在该膜片中集成有平面地构造的光致聚合物。有利地，所述膜片可以被粘接或被焊接(或者通过超声波焊接被固定)或被层压(auflaminiert)在支承盘上。
根据本发明的一种进一步扩展构型，全息元件构成为反射全息元件并且布置在壳体的下方区域中。第二光束借助该全息元件以陡的射角向上射出，其中，全息发光图像在壳体的下方区域中延伸。有利地，由此全息元件一方面能够节省空间地布置在壳体壁上。此外，这样形成的全息发光单元能够实现改善从上方的观察方向的可见性。
根据本发明的一种进一步扩展构型，全息元件构成为衍射光学器件或构成为表面全息元件，所述表面全息元件可以被施加在膜片上或者在遮盖盘或附加镜片的制造过程中被一起引入。
根据本发明的一种进一步扩展构型，。有利地，由此实现一种立体感，因为在遮盖盘上仅存在信号功能的标志作为通常(sonstig)的照亮面。因此，该照亮面在位于遮盖盘前面和/或后面的空间中被扩展。
根据本发明的一种进一步扩展构型，全息元件分段地构成，其中，各全息部段能分别借助第二光源被单独或顺序地照明。有利地，多个全息部段由此能彼此独立地被操控，从而例如为了支持指示行驶方向的信号发送而能沿行驶方向顺序产生全息发光图像的多个光带或者说光面，其中，所述光带或者说光面分别通过相应所配属的并且被照明的全息部段来产生。有利地，由此能够根据“有方向移动闪灯”改善对行驶方向指示光功能的注意力。
附图说明
以下借助附图更详细地阐述本发明的实施例。
其中：
图1示出一种具有信号发光单元和全息发光单元的照明设备的示意侧视图，其中，全息发光图像与发光壳体的遮盖盘相交(schneiden)；
图2示出照明设备的第二实施方式的示意侧视图，其中，全息元件布置在壳体的上方区域中并且全息发光图像布置在遮盖盘外部；
图3示出照明设备的示意侧视图，其中，全息元件被施加在遮盖盘的内侧上并且全息发光图像倾斜地布置在发光壳体外部；
图4示出根据另一种实施方式的照明设备的示意侧视图，其中，全息元件设置为用于反射光束的全息元件并且全息照明结构布置在第一照明单元上方；
图5示出本发明的另一种实施方式，其中，全息元件用于反射第二光束并且全息发光图像沿主发射方向布置在第一照明单元前面；
图6示出具有如下全息发光图像的照明设备的示意前视图，该全息发光图像具有沿主发射方向指向的发光柱；
图7示出具有如下全息发光图像的照明设备的示意前视图，该全息发光图像具有横向于主发射方向延伸的发光柱，各所述发光柱彼此间隔开距离地布置；
图8示出具有如下全息发光图像的照明设备的示意前视图，该全息发光图像具有横向于主发射方向彼此间隔开距离地延伸的并且沿主发射方向更长地延伸的发光柱；
图9示出本发明的另一种实施方式，其中，全息发光图像通过箭头面形成；
图10示出根据另一种实施方式的照明设备的示意侧视图，其中，全息发光单元在空间上与信号发光单元分开地布置并且全息元件在遮盖盘的内侧上延伸；
图11示出根据另一种实施方式的照明设备的示意侧视图，其中，全息元件被施加在布置在壳体内部的支承板上；
图12示出按照本发明的照明设备的另一实施方式，其中，全息元件沿主发射方向布置在第二光源后面并且该全息元件用于反射第二光束；以及
图13示出照明设备的另一种实施方式，其中，不同于根据图11的实施方式，第一照明单元具有反射器取代光导体作为光学单元。
具体实施方式
按照本发明的照明设备用于产生信号功能，例如行驶方向指示功能、尾灯功能、停车灯功能、制动灯功能或日间行车灯功能。该照明设备能够实现对传统光功能的三维光扩展。
根据照明设备的按照图1的第一实施方式，作为第一发光单元设有信号发光单元1，用于产生预定的信号光分布、例如行驶方向指示功能。出于该目的，信号发光单元1具有光源36、例如LED光源以及具有第一光学单元37，该第一光学单元用于使由第一光源发射的第一光束偏转。在图1中，为了简化而以方块形式示出第一光学单元37，该第一光学单元可以构成为反射器或构成为光导体，第一光束2为了产生信号光分布从所述反射器或所述光导体出来穿过封闭照明设备的壳体3的遮盖盘4向外发射到周围环境中。
此外，照明设备具有全息发光单元5作为第二发光单元，该全息发光单元基本上具有第二光源6以及全息元件7。第二光源6可以由一个或多个LED光源或激光二极管构成。全息发光单元5用于产生全息发光图像(9)，该全息发光图像补充信号光分布并且因此能够实现扩展的信号功能。
信号发光单元1的第一光源36和全息发光单元5的第二光源6一起形成一个光源单元。光束2从第一光源36发射至第一光学单元37，而第二光束8从第二光源6发射至全息元件7。
在当前实施例中，信号发光单元1的第一光源36和全息发光单元5的第二光源6基本上布置在一个共同的水平面中。全息发光单元5的全息元件7布置在信号发光单元1下方。
全息元件7构成为全息光学元件(HOE)，该全息光学元件属于衍射光学元件的类别。相比于传统的折射光学元件，衍射光学元件以明显更小的光学结构著称，这些光学结构使光在限定的光谱范围内衍射。衍射光学元件可以构造为光栅射束分离器、透镜射束分离器和反射镜射束分离器或者构造为这些射束分离器的组合。
全息元件7构成为以乳胶形式或以全息膜形式的体积全息元件。优选地，全息元件构成为膜片形式的光致聚合物。体积全息元件构成为相对厚的全息图，因此该全息图的晶格常数g总是小于膜片材料的厚度。由全息图的厚度d和所使用的波长λ得出的乘积远大于晶格常数g的平方，参见λ×d>>g2。因为晶格常数g相对小，所以晶格结构最多在光的波长λ的范围内对于人眼来说几乎不可见。因此，全息元件7看起来是透明的。
构成为膜片的全息元件7例如可以通过深冲来预制、放入到注塑模中并且然后通过镜片材料喷注。备选地，也可以事后将全息元件膜片7粘接或焊接、例如通过超声波焊接到一个面上。
亦即，全息元件7可以构成为衍射光学器件或表面全息图，该表面全息图被施加在膜片上或者在遮盖盘或附加镜片的制造过程中被一起引入。
第二光束8以定义的限定的角度范围和光谱范围在全息元件7上衍射。在全息记录介质中引入的光偏转结构(晶格结构)对于观察者来说几乎是不可见的。
全息元件7具有这样的结构，使得全息发光图像9在遮盖盘4附近形成。在按照图1的当前实施例中，全息发光图像9基本上沿水平方向在相对于遮盖盘4处于前面和处于后面的区域中延伸。全息发光图像9形成基本上垂直于遮盖盘4或沿水平方向延伸的照亮面。
根据本发明的另一种未示出的实施方式，按照图1的全息发光图像9也可以仅布置在壳体3内部。
根据本发明的按照图2的另一种实施方式，全息发光单元5不像根据按照图1的实施方式那样布置在壳体3的下方区域中，而是布置在壳体3的上方区域中。由此，通过全息发光单元5形成的第二光束8的传播面不处于水平面中，而是处于倾斜的区域中。
各实施例的相同构件或相同构件功能配设有相同的附图标记。
根据本发明的按照图3的另一实施方式，与上述实施例不同，全息元件7被施加在遮盖盘4的内侧上。全息元件7优选被施加在配设有自粘面的膜片上。由于全息元件7被安置在遮盖盘4上，全息发光图像9可以倾斜地构成并且可以从相对平的前面和侧面的观察方向看见。
第二光束8以定义的限定的角度范围和光谱范围在全息元件7上衍射。由此，在全息记录介质中引入的光偏转结构(晶格结构)对于观察者来说几乎是不可见的。有利地，全息元件7不具有可见的光学结构。
根据本发明的一种未示出的实施方式，全息发光图像9也可以仅布置在壳体3内部，如在图4中示出的那样。在该实施方式中，全息元件7构成为具有全息结构的反射全息元件，从而由第二光源6发射的光束8被反射至全息发光图像9，该全息发光图像在信号发光单元1上方在壳体3内部延伸。
根据本发明的按照图5的另一种实施方式，全息元件7被施加在壳体3的下壳体壁10的内侧上。该全息元件7的全息结构这样构成，使得全息发光图像9同样在壳体3的下方区域中构成，更确切地说，在该下方区域内部构成。有利地，全息发光图像9能从上方以相对大的照明角度φ可见。
根据本发明的按照图6的另一种实施方式，全息发光图像9由相互平行地延伸的光带11、11'、11"或者说光柱分段地构成。
在图6中示意性地示出壳体3连同信号发光单元12，该信号发光单元具有用于产生行驶方向指示的线形光标志13。信号发光单元12例如具有线形光导体，借助耦合输出元件在面向遮盖盘4的一侧上耦合输出的光在所述线形光导体中耦合输入。光带11沿照明设备的主发射方向H延伸并且与光标志13一起形成一个共同的平面、例如一个水平面。
为了产生光带，未示出的全息元件分段地构成并且具有多个全息部段、在当前实施例中具有三个全息部段，这三个全息部段对应于光带11、11'、11"。各全息部段能单独被操控或者说能通过相应地配属于该全息部段的第二光源被照明。备选地，也可以为各全息部段配属有一个唯一的第二光源，其中设有遮光装置，以便能够实现各个全息部段的可激活性或者说可照明性。
为了激励地扩展信号功能“行驶方向指示”，各全息部段能顺序地关于车辆中轴线从内向外被激活，从而第一光柱11、第二光柱11'和第三光柱11"依次接通或者说出现。因此，可以根据“有方向移动闪灯”的类型在包含全息图的情况下提供行驶方向指示功能。
此外，壳体3包括另外的发光单元14，该另外的发光单元例如用于产生近光和远光分布。
根据本发明的按照图7的另一种实施方式，代替沿主发射方向H延伸的光带11、11'、11"可以设有横向于主发射方向H延伸的相互平行地间隔开距离的光带15、15'、15"。这些光带与信号发光单元12的光标志13一起形成一个共同的平面。
根据本发明的按照图8的另一种实施方式，可以形成一排光带16、16'、16"，这些光带与主发射方向H成角度α地间隔开距离并且相互平行地延伸，其中，这些光带16、16'、16"随着离遮盖盘4的距离a变大而具有更大的长度L。在当前实施例中，这排光带16、16'、16"与主发射方向H成45°角地延伸。通过全息光带16、16'、16"的该倾斜定向，能够还更好地示出行驶方向指示光功能。
根据本发明的按照图9的另一种实施方式，全息发光图像9也可以构成为箭头形的面17。
根据本发明的另一种未示出的实施方式，全息发光单元为了产生行驶方向指示光功能而可以具有优选沿水平方向延伸的光导棒，光在该光导棒上在端侧耦合输入。全息发光图像9沿主发射方向H紧接着光导棒布置在照明设备前面。该全息发光图像可以具有横向于主发射方向H或沿主发射方向H延伸的光带，这些光带例如倾斜于水平线布置在一个平面中。这些光柱例如也可以在沿主发射方向H逐渐变细的情况下箭头形地布置。
备选地，全息发光图像9也可以设置用于产生图标、例如符号。备选地，全息发光图像9也可以构成为三维图像或构成为光分布。
根据本发明的按照图10的另一种实施方式，在壳体3的下方区域中设有信号发光单元21，该信号发光单元具有第一光源22和沿主发射方向H位于该第一光源前面的光导板23。光导板23形成第一光学单元。由第一光源22发射的第一光束2在光导板23的一窄边上耦合输入、在光导板23的相对置的各平侧24上全反射，直至该第一光束在与光耦合输入面相对置的光耦合输出面25上耦合输出，以便例如产生行驶方向指示。
沿竖直方向在信号发光单元21上布置有全息发光单元26，该全息发光单元具有第二光源27和布置在遮盖盘4的内侧上的全息元件28。全息元件28用作用于使由第二光源27发射的第二光束8'偏转的第二光学单元。那么，在壳体3外部产生未示出的全息发光图像9，以便获得三维光效应用于放大由信号发光单元21产生的光功能。由此能够改善信号光功能的可见性或者说可识别性并且能够提高道路交通中的安全性。
根据本发明的按照图11的一种备选的实施方式，全息元件28也可以被施加在竖直的透明镜片29上，该透明镜片在发光壳体3内部延伸。
根据本发明的按照图12的另一种实施方式，不同于本发明的按照图11的实施方式，镜片29也可以沿沿主发射方向H布置在第二光源27后面，其中，该镜片用于反射第二光束8'。由此能够实现发光壳体3的相对平且高的结构。
根据本发明的按照图13的另一种实施方式，不同于按照图11的实施方式，信号发光单元21也可以由第一光源22以及由反射器30形成，以便产生期望的信号光功能。因此，本发明能够实现传统的信号光功能产生和该信号光功能产生在遮盖盘4附近借助全息发光单元5或26的发光面扩大的组合。
如由图6可见的那样，全息元件7通过划分成光带11而分段地构成。每个光带11、11'、11"形成一个能单独地或顺序地借助光供给来激活/去激活的全息部段。为此可以相应地操控各个第二光源或者说可以借助遮光控制将光供给输送给各全息元件11。
根据本发明的一种未示出的实施方式，全息发光单元5、26也可以用于在空间上扩展其他信号功能，例如尾灯、停车灯、制动灯和日间行车灯。
附图标记列表
1 信号发光单元
2 第一光束
3 壳体
4 遮盖盘
5 全息发光单元
6 第二光源
7 全息元件
8、8' 第二光束
9 全息发光图像
10 下壳体壁
11、11'、11" 光带
12 信号发光单元
13 光标志
14 另外的发光单元
15 光带
16、16'、16" 箭头形的面17
21 信号发光单元
22 第一光源
23 光导板
24 扁平侧
25 光耦合输出面
26 全息元件
27 第二光源
28 全息元件
29 镜片
30 反射器
36 第一光源
37 第一光学单元
a 距离
g 晶格常数
d 厚度
H 主发射方向
L 长度

Claims (9)

1.用于车辆的照明设备，该照明设备具有光源单元和用于产生预定的信号光分布的光学装置，借助它们可提供预定的信号功能，其特征在于，光学装置具有至少两个光学单元，其中，用于使由光源单元的第一光源发射的第一光束(2)偏转的第一光学单元(37)设置用于产生所述预定的信号光分布，而用于使由光源单元的第二光源产生的第二光束(8、8')偏转的第二光学单元、即全息元件(7、28)设置用于产生全息发光图像(9)，从而所述预定的信号功能通过信号光分布和空间上分离的全息发光图像(9)形成，全息元件(7、28)具有这样的结构，使得全息发光图像(9)布置在封闭照明设备的壳体(3)的遮盖盘(4)附近，且全息发光图像(9)基本上垂直于遮盖盘(4)延伸。
2.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，光源单元具有配属于第一光学单元(23、37)的第一光源(22、36)和配属于第二光学单元的第二光源(6、27)，从而一方面形成包括第一光源(22、36)和第一光学单元(23、37)的用于产生信号光分布的信号发光单元(1、21)，而另一方面形成包括第二光源(6、27)和第二光学单元(28)的用于产生全息发光图像(9)的全息发光单元(5、26)。
3.根据权利要求1所述的照明设备，其特征在于，全息发光图像(9)在壳体(3)内部延伸和/或在穿透遮盖盘(4)的情况下延伸和/或在壳体(3)外部延伸。
4.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，全息元件(7、28)被施加在遮盖盘(4)的内侧上或施加在布置在壳体(3)内部的支承盘(10、29)上。
5.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，全息元件(7、28)构成为体积全息元件或表面全息元件或衍射光学器件，第二光束(8、8')借助所述全息元件在其限定的角度范围和/或光谱范围内衍射。
6.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，全息元件(7)构成为反射全息元件并且布置在壳体(3)的下方区域中，从而第二光束(8)借助该全息元件(7)能以陡的反射角(φ)向上穿过遮盖盘(4)射出，其中，全息发光图像(9)在壳体(3)的下方区域中延伸。
7.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，全息发光图像(9)沿水平方向延伸。
8.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，全息元件(7、28)分段地构成，其中，全息元件(7、28)的各全息部段能单独地和/或顺序地通过多个光源激活。
9.根据权利要求1或2所述的照明设备，其特征在于，全息元件(7、28)构成为，使得全息发光图像(9)具有各光带或光面或三维图形。
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