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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Leuchte mit einer Nutzlichtquelle zum Abstrahlen einer Nutzlichtverteilung sowie einem holographischen Element. Außerdem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Kraftfahrzeug-Leuchte und ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftfahrzeug-Leuchte.
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Ein holographisches Element kann zur Projektion eines darin gespeicherten Abbildes in den Raum genutzt werden. Hierzu wird das holographische Element mit einer bestimmungsgemäßen Lichtverteilung beleuchtet. Durch entsprechende Beugung der bestimmungsgemäßen Lichtverteilung in dem holographischen Element wird daraufhin ein Lichtbündel erzeugt, durch welches das gespeicherte Abbild in den Raum projiziert wird. Insbesondere zeichnet sich die bestimmungsgemäße Lichtverteilung durch eine vorbestimmte Wellenlänge, einen vorbestimmten Auftreffwinkel auf das holographische Element und/oder durch eine vorbestimmte Phasenlage aus. In einer Kraftfahrzeug-Leuchte kann das holographische Element als zusätzliche Signaleinrichtung des Kraftfahrzeugs genutzt werden.
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Aus der
DE 10 2014 118 308 A1 geht ein Rückstrahler für Fahrzeuge hervor, dessen Rückstrahlfläche als Hologrammelement ausgebildet ist, das eine solche Hologrammstruktur aufweist, dass beim Beleuchten desselben Licht entsprechend der Rückstrahlcharakteristik reflektiert wird.
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Die
DE 10 2015 102 243 A1 betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelleneinheit und einer Optikeinrichtung zur Erzeugung einer vorgegebenen Signallichtverteilung, wobei die Optikeinrichtung mindestens zwei Optikeinheiten aufweist, wobei eine erste Optikeinheit zur Umlenkung eines von einer ersten Lichtquelle der Lichtquelleneinheit emittierten ersten Lichtbündels zur Erzeugung der vorgegebenen Signallichtverteilung vorgesehen ist und wobei eine zweite Optikeinheit ein Hologrammelement zur Umlenkung eines von einer zweiten Lichtquelle der Lichtquelleneinheit erzeugten zweiten Lichtbündels vorgesehen ist zur Erzeugung einer holographischen Leuchtgraphik. Die vorgegebene Signalfunktion ist durch die Signallichtverteilung und die räumlich entfernte holographische Leuchtgraphik gebildet.
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Die
DE 10 2016 117 969 A1 offenbart eine Leuchteinrichtung, insbesondere eine Rückleuchte, für ein Fahrzeug. Die Leuchteinrichtung weist ein Hologramm und eine Lichtquelle zum Beleuchten des Hologramms auf. Hierdurch wird ein insbesondere reelles Bild erzeugt, welche auch außerhalb der physikalischen Grenzen der Leuchteinrichtung liegen kann.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Signalwirkung bei einer Kraftfahrzeug-Leuchte mit zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen mit zweckmäßigen Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Leuchte mit
- - einer Nutzlichtquelle zum Abstrahlen einer Nutzlichtverteilung;
- - einem holographischen Element, welches eine erste Belichtung aufweist, so dass das holographische Element im Falle einer Beleuchtung mit einer ersten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung ein in der ersten Belichtung gespeichertes erstes Abbild in den Raum projiziert, und
- - einer von der Nutzlichtquelle verschiedenen ersten Lichtquelle zum Abstrahlen der ersten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung. Um nun eine verbesserte Signalwirkung zu ermöglichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass
- - das holographische Element zusätzlich eine zweite Belichtung aufweist, so dass das holographische Element im Falle einer Beleuchtung mit einer zweiten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung ein in der zweiten Belichtung gespeichertes zweites Abbild in den Raum projiziert,
- - wobei sich jeweilige Auftreffwinkel und/oder Spektralverteilungen der ersten und der zweiten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung auf eine Oberfläche des holographischen Elements unterscheiden.
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Das holographische Element kann vor der Belichtung eines oder mehrere unterschiedlich ausgestattete Monomere aufweisen. Die Monomere können beispielsweise verschiedene Farbstoffe beinhalten. Die erste und/oder die zweite Belichtung kann/können durch Belichtung des holographischen Elements erzeugt werden beziehungsweise erzeugt sein. Die jeweilige Belichtung des holographischen Elements kann dabei insbesondere zumindest im Wesentlichen der jeweils zugeordneten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung entsprechen. Mit anderen Worten kann die erste Belichtung durch einen Belichtungsschritt gebildet sein, bei welchem das holographische Element mit einer Lichtverteilung bestrahlt wird, welche der ersten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung zumindest im Wesentlichen entspricht. Analog kann die zweite Belichtung des holographischen Elements durch einen Belichtungsschritt gebildet sein, bei welchem das holographische Element mit einer Lichtverteilung bestrahlt wird, welche zumindest im Wesentlichen der zweiten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung entspricht. Bei der jeweiligen Belichtung des holographischen Elements können Moleküle und/oder chemische Verbindungen innerhalb des holographischen Elements verändert werden. Insbesondere können die genannten Monomere Verbindungen eingehen. Dabei ist insbesondere darauf zu achten, dass im Falle zweier unterschiedlicher Belichtungsschritte, welche beispielsweise gleichzeitig oder nacheinander durchgeführt werden können, jeweils nur ein Teil der Moleküle und/oder Verbindungen verändert werden. Beispielsweise sind die erste Belichtung und die zweite Belichtung durch unterschiedliche Belichtungsschritte erzeugt, wobei im Rahmen beider Belichtungsschritte jeweils nur ein Teil der Moleküle und/oder chemischen Verbindungen, insbesondere der Monomere und/oder des Farbstoffs, verändert wird. Die Belichtungsschritte können nacheinander oder gleichzeitig durchgeführt werden. Insgesamt können durch die Belichtungsschritte alle oder nur ein Teil der Moleküle und/oder chemischen Verbindungen, insbesondere der Monomere und/oder Farbstoffe, verändert werden. Insbesondere unterscheiden sich das erste und das zweite Abbild. Beispielsweise unterscheiden sich das erste und das zweite Abbild bezüglich ihrer Geometrie beziehungsweise Formgebung und/oder in der Spektralverteilungen und somit in der Lichtfarbe der jeweils korrespondierenden Lichtverteilung. Daraus kann folgen, dass sich die Projektionen des ersten und zweiten Abbildes bezüglich ihrer Geometrie beziehungsweise Formgebung und/oder in ihrer Farbe unterscheiden. In letzterem Falle kann sich die Lichtfarbe der ersten und zweiten Lichtverteilung unterscheiden.
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Durch die Belichtungsschritte beziehungsweise durch die Belichtung mit der jeweiligen Lichtverteilung ist in dem holographischen Element die jeweilige Belichtung gespeichert. Bei nachfolgender Beleuchtung des holographischen Elements mit der jeweiligen Lichtverteilung wird dann das in der jeweiligen Belichtung gespeicherte Abbild in den Raum projiziert. Das vorliegende holographische Element zeichnet sich demnach dadurch aus, dass es bei unterschiedliche Beleuchtung, nämlich insbesondere mit der ersten und/oder der zweiten Lichtverteilung, unterschiedliche Abbilder in den Raum projiziert. Dabei wird das erste Abbild insbesondere genau dann in den Raum projiziert, wenn das holographische Element mit der ersten Lichtverteilung beleuchtet wird. Alternativ oder zusätzlich wird durch das holographische Element insbesondere genau dann das zweite Abbild in den Raum projiziert, wenn das holographische Element mit der zweite bestimmungsgemäßen Lichtverteilung beleuchtet wird. Bei Beleuchtung des holographischen Elements mit der ersten und der zweiten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung gleichzeitig erfolgt insbesondere eine Projektion sowohl des ersten als auch des zweiten Abbildes in den Raum. Dadurch ergeben sich bei der vorliegenden Kraftfahrzeug-Leuchte beispielhaft vier unterschiedliche Zustände: Es wird kein Abbild in den Raum projiziert, es wird ausschließlich das erste Abbild in den Raum projiziert. Es wird ausschließlich das zweite Abbild in den Raum projiziert oder es werden das erste und das zweite Abbild gleichzeitig in den Raum projiziert.
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Die erste und die zweite bestimmungsgemäße Lichtverteilung unterscheiden sich. Insbesondere unterscheiden sich diese in Bezug auf ihre Position, Orientierung oder Inhalt in Bezug auf das holographische Element. Alternativ unterscheiden sich die jeweiligen spektralen Verteilungen der ersten und der zweiten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung. Insbesondere weisen die erste und die zweite Lichtverteilung eine unterschiedliche dominante Wellenlänge beziehungsweise Lichtfarbe auf. In diesem Fall kann sich die Farbe der Projektionen des ersten und zweiten Abbildes unterscheiden. Dementsprechend ist in unterschiedlichen Betätigungszuständen vorgesehen, dass die erste und die zweite bestimmungsgemäße Lichtverteilung unabhängig voneinander auf das holographische Element treffen können.
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Die vorliegende Kraftfahrzeug-Leuchte beziehungsweise das vorliegende holographische Element ist nicht auf zwei unterschiedliche Belichtungen beschränkt. In unterschiedlichen Weiterbildungen können auch mehr als zwei unterschiedliche Belichtungen vorgesehen sein. Dementsprechend können mehr als zwei unterschiedliche Lichtverteilungen vorgesehen sein, welche jeweils unterschiedliche Projektionen in den Raum erzeugen.
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Gemäß einer Weiterbildung weist die Kraftfahrzeug-Leuchte eine von der ersten Lichtquelle verschiedene zweite Lichtquelle zum Abstrahlen der zweiten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung auf. Mit anderen Worten ist die Kraftfahrzeug-Leuchte dazu ausgebildet, die zweite bestimmungsgemäße Lichtverteilung mittels der zweiten Lichtquelle zu erzeugen. Analog dazu kann die Kraftfahrzeug-Leuchte dazu ausgebildet sein, die erste bestimmungsgemäße Lichtverteilung mittels der ersten Lichtquelle zu erzeugen. Die erste und die zweite Lichtquelle sind jeweils unterschiedlich. Vorzugsweise ist die zweite Lichtquelle unterschiedlich von der Nutzlichtquelle. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Nutzlichtquelle und der zweiten Lichtquelle vorzugsweise um separate Lichtquellen. Die separaten Lichtquelle sind insbesondere einzeln voneinander anschaltbar und/oder ausschaltbar. Auch bei der ersten Lichtquelle handelt es sich vorzugsweise um eine separate Lichtquelle. In anderen Ausführungsformen kann die zweite Lichtquelle jedoch der Nutzlichtquelle entsprechen. In diesem Fall kann die Nutzlichtquelle dazu ausgebildet sein, einerseits die Nutzlichtverteilung und andererseits die zweite bestimmungsgemäße Lichtverteilung zu strahlen. Insgesamt ist durch eine zweite Lichtquelle zum Abstrahlen der zweiten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung eine verbesserte Steuerung der Projektion des zweiten Abbildes möglich.
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Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass an einer bestimmungsgemäßen Einbauposition der Kraftfahrzeug-Leuchte die erste Lichtquelle oberhalb und die zweite Lichtquelle unterhalb einer Hauptabstrahlachse der Nutzlichtverteilung angeordnet ist. Insbesondere verläuft die Hauptabstrahlachse der Nutzlichtverteilung horizontal und/oder parallel zu einer Grundebene, auf der sich das Kraftfahrzeug, in welches die Kraftfahrzeug-Leuchte in der bestimmungsgemäßen Einbauposition eingebaut ist, befindet. Bezogen auf die Oberfläche des holographischen Elements in einem unterschiedlichen Quadranten bezüglich der Elevation beziehungsweise dem Vertikalwinkel angeordnet sein. Mit nochmals anderen Worten kann in der bestimmungsgemä-ßen Einbauposition der Kraftfahrzeug-Leuchte die erste Lichtquelle oberhalb des holographischen Elements und die zweite Lichtquelle unterhalb des holographischen Elements angeordnet sein. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass das holographische Element von unterschiedlichen Seiten beleuchtet wird, so dass eine ausreichende Trennschärfe bei der Projektion des ersten und des zweiten Abbildes gewährleistet ist.
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Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Lichtquelle derart angeordnet sind, dass die erste und die zweite bestimmungsgemäße Lichtverteilung unterschiedliche Begrenzungsflächen des holographischen Elements beleuchten. Insbesondere weist das holographische Element eine Rückseite und eine Vorderseite als die unterschiedliche Begrenzungsflächen auf. Die Rückseite und die Vorderseite sind vorzugsweise zumindest im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet. In einigen Fällen ist das holographische Element zumindest im Wesentlichen senkrecht zur Hauptabstrahlachse der Nutzlichtverteilung ausgerichtet. In diesem Fall kann die Vorderseite des holographischen Elements entgegen und die Rückseite des holographischen Elements in Richtung der Hauptabstrahlachse der Nutzlichtverteilung ausgerichtet sein. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das holographische Element bereichsweise transmissiv und bereichsweise reflexiv ausgebildet ist. Insgesamt lassen sich durch eine derartige Ausgestaltung eine weiter verbesserte Projektion der Abbilder sowie verbesserte Gestaltungsmöglichkeiten bezüglich der Form der Kraftfahrzeug-Leuchte ermöglichen. So können durch die transmissive Anordnung Nutzlichtverteilungen der reflektiven Anordnung ergänzt werden.
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Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das holographische Element zwei holographische Teilelemente aufweist, wobei eines der zwei Teilelemente transmissiv ausgeführt ist und die erste Belichtung aufweist und das andere der zwei Teilelemente reflexiv ausgeführt ist und die zweite Belichtung aufweist. Insbesondere werden die beiden Teilelemente durch die jeweilige bestimmungsgemäße Lichtverteilung von unterschiedlichen Seiten bezogen auf das holographische Element beleuchtet. Ein transmissives holographisches Element bedeutet, dass die entsprechende bestimmungsgemäße Lichtverteilung zum Projizieren des jeweiligen Abbildes durch das holographische Element hindurch transmittiert wird. Dies führt insbesondere dazu, dass das Abbild auf einer Seite des holographischen Elements in den Raum projiziert wird, wobei diese Seite der durch die bestimmungsgemäße Lichtverteilung beleuchteten Seite des holographischen Elements abgewandt ist. Beim Transmittieren einer solchen bestimmungsgemäßen Lichtverteilung kann beispielsweise eine Ablenkung von horizontal 5 bis 80° erfolgen. Bei einem reflexiven holographischen Element wird die entsprechende bestimmungsgemäße Lichtverteilung beim Projizieren des entsprechenden Abbildes durch das holographische Element reflektiert. Dementsprechend erfolgt die Projektion des Abbildes auf derselben Seite bezogen auf das holographische Element. Mit anderen Worten erfolgt die Projektion des Abbildes bei einem reflexiven Hologramm in demselben Halbraum, aus welchem die entsprechende bestimmungsgemäße Lichtverteilung abgestrahlt wird. Abweichend davon erfolgt die Projektion des Abbildes bei einem transmissiven Hologramm in den entgegengesetzten Halbraum. Beispielsweise kann das transmissive Teilelement dazu ausgeführt sein, das erste Abbild anhand einer innerhalb der Kraftfahrzeug-Leuchte erzeugen Lichtverteilung abzustrahlen. Das reflexive Teilelement kann dazu ausgebildet sein, das zweite Abbild anhand einer innerhalb oder außerhalb des Kraftfahrzeug erzeugten Lichtverteilung abzustrahlen. Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das reflexive Teilelement derart ausgeführt ist, dass die zweite Lichtverteilung durch einen Scheinwerfer eines Fremdfahrzeugs in bestimmungsgemäßer Relativposition erzeugt wird. Auf diese Weise ergeben sich erweiterte Gestaltungsmöglichkeiten für die vorliegende Kraftfahrzeug-Leuchte.
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Gemäß einer Weiterbildung ist vorgesehen, dass das holographische Element zwei Reflexionshologramme aufweist, welche gemeinsam die erste Belichtung aufweisen und welche dazu ausgebildet sind, durch zweimalige Reflexion der ersten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung die Projektion des ersten Abbildes auf einer der ersten Lichtquelle abgewandten Seite des holographischen Elements in den Raum zu projizieren. Auf diese Weise wird durch zwei Reflexionshologramme die Funktion eines Transmissionshologramms substituiert. Beispielsweise kann durch die beiden genannten Reflexionshologramme das oben genannte transmissive Teilelement substituiert werden. Dementsprechend gelten die Ausführungen für das transmissive Teilelement analog auch für eine entsprechende Anordnung zweier Reflexionshologramme. Die erste Belichtung der zwei Reflexionshologramme wird insbesondere bei den zwei Reflexionshologrammen getrennt voneinander hergestellt. Mit anderen Worten werden beide der zwei Reflexionshologramme getrennt belichtet. Durch eine entsprechende Ausführung kann verglichen mit einem Transmissionshologramm die Trennschärfe erhöht und somit die Schärfe der Projektion des entsprechenden Abbildes verbessert werden.
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Die zwei Reflexionshologramme zum zweimaligen Reflektieren der ersten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung sind insbesondere jeweils bereichsweise unbelichtet. Diese unbelichteten Bereiche können zum besonders vorteilhaften Transmittieren der bestimmungsgemäßen Lichtverteilung ausgeführt sein. Beispielsweise sind die zwei Reflexionshologramme derart ausgestaltet, dass die erste bestimmungsgemäße Lichtverteilung zunächst durch einen unbelichteten Bereich eines ersten der Reflexionshologramme transmittiert wird, anschließend durch einen belichteten Bereich des zweiten Reflexionshologramms reflektiert wird, anschließend durch einen belichteten Bereich des ersten Reflexionshologramms reflektiert wird und zuletzt durch einen unbelichteten Bereich des zweiten Reflexionshologramms transmittiert wird. Auf diese Weise kann durch die unbelichteten Bereiche die zweimalige Reflexion der ersten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung verbessert werden.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug-Leuchte. Dabei ist die Kraftfahrzeug-Leuchte insbesondere in einer bestimmungsgemäßen Einbauposition an dem Kraftfahrzeug angeordnet. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug ist bevorzugt als Kraftwagen, insbesondere als Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen, oder als Personenbus oder Motorrad ausgestaltet. Vorteilhafte Weiterbildungen und deren Vorteile, welche in Bezug auf die Kraftfahrzeug-Leuchte offenbart werden, gelten analog auch für das Kraftfahrzeug.
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Beispielsweise bildet die Kraftfahrzeug-Leuchte eine Rückleuchte und/oder eine sogenannte dritte Bremsleuchte des Kraftfahrzeugs aus. Besonders vorteilhafter Weise sind zwei Rückleuchten des Kraftfahrzeugs jeweils durch eine erfindungsgemäße Kraftfahrzeug-Leuchte bereitgestellt.
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Ein dritter Aspekt betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftfahrzeug-Leuchte mit den Schritten:
- - Abstrahlen einer Nutzlichtverteilung durch eine Nutzlichtquelle,
- - Beleuchten eines holographischen Elements mit einer ersten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung durch eine erste Lichtquelle, so dass ein in einer ersten Belichtung des holographischen Elements gespeichertes erstes Abbild in den Raum projiziert wird.
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Zur Lösung der oben genannten Aufgabe ist vorgesehen, dass
- - das holographische Element zusätzlich mit einer zweiten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung beleuchtet wird, so dass ein in einer zweiten Belichtung des holographischen Elements gespeichertes zweites Abbild in den Raum projiziert wird,
- - wobei sich jeweilige Auftreffwinkel der ersten und der zweiten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung auf eine Oberfläche des holographischen Elements unterscheiden.
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Beispielsweise erfolgt die Beleuchtung des holographischen Elements mit der zweiten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung durch eine von der ersten Lichtquelle verschiedene zweite Lichtquelle, durch die Nutzlichtquelle oder durch ein Fremdfahrzeug beziehungsweise Scheinwerfer des Fremdfahrzeugs, wobei das Fremdfahrzeug beziehungsweise dessen Scheinwerfer sich in einer vorbestimmten Relativposition relativ zu der Kraftfahrzeug-Leuchte beziehungsweise einem Kraftfahrzeug, an dem die Kraftfahrzeug-Leuchte angebracht ist, befindet. Insbesondere handelt es sich bei der Kraftfahrzeug-Leuchte um eine Rückleuchte. Die Kraftfahrzeug-Leuchte kann derart ausgeführt sein, dass ein dem Kraftfahrzeug mit der Kraftfahrzeug-Leuchte nachfolgendes Kraftfahrzeug beziehungsweise auf das Kraftfahrzeug auffahrendes Fahrzeug eine Lichtverteilung abstrahlt, welche der zweiten bestimmungsgemäßen Lichtverteilung entspricht. Mit anderen Worten ist die zweite Belichtung derart ausgeführt, dass die zweite bestimmungsgemäße Lichtverteilung durch das Scheinwerferlicht eines nachfolgenden oder dicht auffahrenden Kraftfahrzeugs rekonstruiert wird, wobei die Orientierung dieser Rekonstruktion in einen Raumwinkel gewählt wird, das der Fahrer des nachfolgenden Fahrzeugs wahrnehmen kann. Insbesondere gilt ein Kraftfahrzeug als nachfolgendes oder dicht auffahrendes Kraftfahrzeug, wenn sich dieses in einem vorbestimmten Abstand befindet. Mit anderen Worten ist die zweite Belichtung derart ausgeführt, dass das in der zweiten Belichtung gespeicherte Abbild in den Raum projiziert wird, wenn sich ein nachfolgendes Kraftfahrzeug mit eingeschaltetem Fahrlicht in einer vorbestimmten Relativposition zu dem mit der Kraftfahrzeug Leuchte ausgestattetem Fahrzeug befindet.
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Zu der Erfindung gehören auch Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens, die Merkmale aufweisen, wie sie bereits im Zusammenhang mit den Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs beschrieben worden sind, und umgekehrt. Aus diesem Grund sind die entsprechenden Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens hier nicht noch einmal beschrieben.
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Die Erfindung umfasst auch die Kombinationen der Merkmale der beschriebenen Ausführungsformen.
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Bei den im Folgenden erläuterten Ausführungsbeispielen handelt es sich um bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung. Bei den Ausführungsbeispielen stellen die beschriebenen Komponenten der Ausführungsformen jeweils einzelne, unabhängig voneinander zu betrachtende Merkmale der Erfindung dar, welche die Erfindung jeweils auch unabhängig voneinander weiterbilden. Daher soll die Offenbarung auch andere als die dargestellten Kombinationen der Merkmale der Ausführungsformen umfassen. Des Weiteren sind die beschriebenen Ausführungsformen auch durch weitere der bereits beschriebenen Merkmale der Erfindung ergänzbar.
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In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen jeweils funktionsgleiche Elemente.
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Im Folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Hierzu zeigt:
- 1 ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeug-Leuchte;
- 2 den beispielhaften Aufbau einer solchen Leuchte in einer äußerst schematischen Schnittdarstellung;
- 3 ein Transmissionshologramm in einer äußerst schematischen Schnittdarstellung;
- 4 zwei Reflexionshologramme zum Substituieren eines Transmissionshologramms in einer äußerst schematischen Schnittdarstellung; und
- 5 zwei Reflexionshologramme zum Substituieren eines Transmissionshologramms in einer äußerst schematischen Schnittdarstellung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
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1 zeigt ein Kraftfahrzeug 9 mit einer Kraftfahrzeug-Leuchte 1. Insbesondere handelt es sich bei dem Kraftfahrzeug um einen Kraftwagen, insbesondere einen Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen. Vorliegend sind zwei Rückleuchten des Kraftfahrzeugs 9 durch eine Kraftfahrzeug-Leuchte 1 gebildet. Alternativ oder zusätzlich können eine oder mehrere Frontscheinwerfer oder sonstige Leuchten des Kraftfahrzeugs 9 durch eine Kraftfahrzeug-Leuchte 1 gebildet sein.
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Die Kraftfahrzeug-Leuchte 1 ist in 2 äußerst schematisch dargestellt. Die Kraftfahrzeug-Leuchte 1 umfasst eine Nutzlichtquelle 2, welche ausgebildet ist, eine Nutzlichtverteilung 3 abzustrahlen. Die Nutzlichtverteilung 3 kann zur Bereitstellung einer Hauptfunktion der Kraftfahrzeug-Leuchte 1 vorgesehen sein. Im Beispiel einer Rückleuchte kann die Nutzlichtquelle 2 zum Abstrahlen eines üblichen Rücklichtes und/oder eines üblichen Bremslichtes ausgebildet sein.
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Im vorliegenden Ausführungsbeispiel umfasst die Kraftfahrzeug-Leuchte 1 zusätzlich weitere Lichtquellen 5, 6, 7. Die Lichtquellen 5, 6, 7 sind insbesondere dazu ausgebildet, eine Signalfunktion der Kraftfahrzeug-Leuchte 1 bereitzustellen. Dies erfolgt in Verbindung mit einem holographischen Element 4 der Kraftfahrzeug-Leuchte 1. Mit anderen Worten sind die Lichtquellen 5, 6, 7 nicht zum Bereitstellen der Hauptfunktion der Kraftfahrzeug-Leuchte 1, also insbesondere der Bereitstellung des Rücklichtes und/oder des Bremslichtes im herkömmlichen Sinne, vorgesehen. Die Lichtquellen 5, 6, 7 sind zum Abstrahlen einer jeweiligen Lichtverteilung 20, 21, 22 ausgebildet. Die jeweiligen Lichtverteilungen 21, 22 können weißes, polychromes oder monochromes Licht umfassen. Die Lichtquellen 5, 6, 7 sind derart angeordnet, dass diese jeweils das holographische Element 4 beleuchten. Beispielsweise können die Lichtquellen 5, 6, 7 jeweils als elektrische Leuchtmittel, insbesondere als Leuchtdiode, Glühlampe, Leuchtstofflampe, Halogenlampe, Metalldampflampe und/oder Bogenlampe, ausgeführt sein. Die vorliegende Anordnung mit den Lichtquellen 2, 5, 6, 7 ist rein beispielhaft zu verstehen. Andere Ausführungsformen können andere Kombinationen aufweisen. Die Lichtquellen 5 und 6 sind oberhalb einer Hauptabstrahlrichtung 28 der Nutzlichtverteilung 3 angeordnet. Die Lichtquelle 7 ist unterhalb einer Hauptabstrahlrichtung 28 der Nutzlichtverteilung 3 angeordnet.
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Die Lichtquelle 5 beleuchtet mit der bestimmungsgemäßen Lichtverteilung 20 eine Vorderseite 26 beziehungsweise Innenseite 26 des holographischen Elements 4. Die Lichtquelle 6 und die Lichtquelle 7 beleuchten jeweils eine Rückseite 27 beziehungsweise Außenseite 27 des holographischen Elements 4. Dabei ist die Lichtquelle 7 zur direkten Bestrahlung des holographischen Elements 4 mit der Lichtverteilung 22 ausgerichtet. Die Lichtquelle 6 ist zur indirekten Beleuchtung des holographischen Elements 4 mittels der Lichtverteilung 21 ausgebildet. Indirekt bedeutet vorliegend, dass die Lichtverteilung 21 mittels eines Reflektors 28, welche ebenfalls Teil der Kraftfahrzeug-Leuchte 1 sein kann, in Richtung des holographischen Elements 4 reflektiert wird. Vorliegend ist die Lichtquelle 6 dazu ausgebildet, die Lichtverteilung 21 in eine dem holographischen Element 4 abgewandte Raumrichtung abzustrahlen. Erst in Verbindung mit dem Reflektor 28 wird die Lichtverteilung 21 auf das holographische Element 4 geleitet. Dementsprechend ist der Reflektor 28 dazu ausgebildet und entsprechend ausgerichtet, um die Lichtverteilung 21 auf das holographische Element 4 umzuleiten beziehungsweise zu reflektieren.
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Das holographische Element 4 ist mittels eines Befestigungsmittels 8, insbesondere einem Klebstoff, auf einem Trägermaterial 5 angeordnet. Das Trägermaterial 5 ist vorzugsweise aus Glas, Plexiglas oder einem anderen durchsichtigen Werkstoff gebildet. Beispielsweise ist das Trägermaterial 5 ausschließlich zum Tragen des holographischen Elements 4 vorgesehen.
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Alternativ kann das Trägermaterial 5 Teil eines Gehäuses der Kraftfahrzeug-Leuchte 1 sein. In diesem Fall kann das Trägermaterial 5 zusätzlich dazu ausgebildet sein, das Gehäuse der Kraftfahrzeug-Leuchte 1 nach außen, insbesondere wasserdicht oder luftdicht, abzuschließen. Mit anderen Worten ist das Trägermaterial 5 in diesem Fall zum Abdichten eines Gehäuseinneren der Kraftfahrzeug-Leuchte 1 nach außen hin ausgebildet. In Bezug auf das Kraftfahrzeug 9 kann nach außen hin auch nur eine Abdichtung bezüglich einer Außenfläche des Kraftfahrzeugs 9 meinen. In weiterer Ausgestaltung kann das Trägermaterial 5 auch als Linse oder Lichtleitelement für die Nutzlichtverteilung 3 beziehungsweise die Nutzlichtquelle 2 ausgebildet sein.
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Das holographische Element 4 weist mehrere unterschiedliche Belichtungen auf. In jeder der Belichtungen ist ein jeweiliges Abbild 23, 24, 25 gespeichert. Jeder der Belichtungen ist spezifisch für eine jeweilige, unterschiedliche bestimmungsgemäße Lichtverteilung 20, 21, 22. Im Falle einer Beleuchtung des holographischen Elements 4 mit einer der bestimmungsgemäßen Lichtverteilungen 20, 21, 22 erfolgt eine Projektion des in der jeweiligen Belichtung gespeicherten Abbildes 23, 24, 25, für welche die entsprechende bestimmungsgemäße Lichtverteilung 20, 21, 22 spezifisch ist, in den Raum.
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Jede der Belichtungen ist insbesondere mittels einer Lichtverteilung erzeugt, die der entsprechenden bestimmungsgemäßen Lichtverteilung 20, 21, 22 entspricht. Insbesondere ist jede der Belichtungen mit einer Lichtverteilung erzeugt, die der jeweiligen bestimmungsgemäßen Lichtverteilung 20, 21, 22 in Bezug auf Auftreffwinkel auf eine Oberfläche des holographischen Elements 4, Wellenlänge, Posen der erzeugenden Lichtquelle oder anderen optischen Eigenschaften entspricht. Im Rahmen eines solchen Belichtungsverfahrens sind die jeweiligen Belichtungen mit dem jeweils darin gespeicherten Abbild 23, 24, 25 erzeugt. Das holographische Element 4 zeichnet sich dementsprechend dadurch aus, dass es mehrere unterschiedliche Belichtungen aufweist, welche im Falle einer Beleuchtung mit einer jeweils unterschiedlichen Lichtverteilung 20, 21, 22 ein jeweiliges Abbild 23, 24, 25 in den Raum projiziert. Vorteilhafterweise unterscheiden sich die Abbilder 23, 24, 25 untereinander.
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Das holographische Element 4 ist teilweise als Reflexionshologramm und teilweise als Transmissionshologramm ausgebildet. Alternativ kann das holographische Element 4 ausschließlich als Reflexionshologramm ausgeführt sein, wobei zwei Reflexionshologramme gemeinsam ein Transmissionshologramm substituieren. Dies ist später anhand der 3 und 4 noch genauer erläutert. Die bestimmungsgemäße Lichtverteilung 20 wird durch das holographische Element 4 zum Projizieren eines ersten Abbildes 23 zumindest teilweise transmittiert. Mit anderen Worten erfolgt die Projektion des Abbildes 23 auf einer der entsprechenden Lichtquelle 5, welche die bestimmungsgemäße Lichtverteilung 20 zum Projizieren des entsprechenden Abbildes 23 erzeugt, abgewandten Seite des holographischen Elements 4.
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Zusätzlich ist das holographische Element 4 zumindest teilweise als Reflexionshologramm ausgebildet. Mittels der bestimmungsgemäßen Lichtverteilungen 21 und 22 wird die Rückseite beziehungsweise Außenseite 27 des holographischen Elements 4 beleuchtet. Beim Projizieren der entsprechenden Abbilder 24, 25 anhand der bestimmungsgemäßen Lichtverteilungen 21, 22 erfolgt dementsprechend durch Reflexion der bestimmungsgemäßen Lichtverteilungen 21, 22. Insbesondere wird das Abbild 24 durch Reflexion der bestimmungsgemäßen Lichtverteilung 21 projiziert. Insbesondere wird das Abbild 25 durch Projektion der bestimmungsgemäßen Lichtverteilung 22 projiziert. Die Projektion des Abbildes 24 beziehungsweise des Abbildes 25 erfolgt vorliegend in demselben Halbraum, aus welchem auch die entsprechende bestimmungsgemäße Lichtverteilung 21 oder 22 auf das holographische Element 4 trifft.
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3 zeigt äußerst schematisch das Prinzip eines Transmissionshologramms 10 auf. Transmissiv ausgebildete Teilelemente des holographischen Elements 4 können beispielsweise durch das Transmissionshologramm 10 bereitgestellt sein. Eine Lichtquelle 12, welche beispielsweise der Lichtquelle 5 entsprechen kann, beleuchtet das Transmissionshologramm 10 auf einer Außenseite mit einer Lichtverteilung 13. Entspricht diese Lichtverteilung 13 einer für das Transmissionshologramm 10 bestimmungsgemäßen Lichtverteilung, so wird diese an Reflexionsebenen 15, insbesondere sogenannte Bragg-Ebenen des Transmissionshologramms 10 reflektiert. Mit Hilfe einer reflektierten Lichtverteilung 14 wird ein jeweiliges Abbild in den Raum projiziert. Die Projektion des Abbildes kommt insbesondere durch konstruktive Interferenz der Reflexionen an unterschiedlichen Reflexionsebenen 15 zustande. Bei einem Transmissionshologramm 10 befinden sich die Lichtquelle 12 und das Abbild jeweils auf unterschiedlichen Seiten des Transmissionshologramms 10. Insgesamt transmittiert das Transmissionshologramm 10 die Lichtverteilung 13 zumindest teilweise.
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4 zeigt eine Anordnung aus zwei Reflexionshologrammen 11 zum Substituieren des Transmissionshologramms 10. Die Lichtverteilung 13 transmittiert zunächst ein erstes der Reflexionshologramme 11. Anschließend wird die Lichtverteilung 13 durch das erste Reflexionshologramm 11 zurück in Richtung des ersten Reflexionshologramms 11 reflektiert. Durch das erste Reflexionshologramm 11 wiederum wird die Lichtverteilung in Richtung des zweiten Reflexionshologramms 11 reflektiert. Schließlich transmittiert das zweite Reflexionshologramm 11 die zweimalig reflektierte Lichtverteilung 14.
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Die beiden Reflexionshologramme 11 weisen gemeinsam eine Belichtung auf, in welcher ein Abbild gespeichert ist. Bei Beleuchtung einer bestimmungsgemäßen Lichtverteilung wird durch die beiden Reflexionshologramme 11 das in der Belichtung gespeicherte Abbild in den Raum projiziert. Hierzu weisen die Reflexionshologramme 11 jeweils entsprechend ausgerichtete Reflexionsebenen 15, insbesondere sogenannte Bragg-Ebenen, auf. Vorliegend zeichnen sich die Reflexionshologramme 11 zusätzlich dadurch aus, dass sie transmittierende Bereiche 16 und reflektierende Bereiche 17 aufweisen. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 4 weisen ausschließlich die reflektierenden Bereiche 17 gemeinsam die Belichtung auf, in der das Abbild gespeichert ist. Außerdem weisen ausschließlich die reflektierenden Bereiche 17 Reflexionsebenen 15 auf. Demgegenüber sind die transmittierende Bereiche 16 zum Transmittieren von Licht, insbesondere der einfallenden Lichtverteilung 13 und/oder der reflektierten Lichtverteilung 14, ausgebildet. Gemäß dem Ausführungsbeispiel von 4 weisen die transmittierenden Bereiche 16 keine Reflexionsebenen 15, insbesondere sogenannte Bragg-Ebenen, auf. Durch das Zusammenspiel der beiden Reflexionshologramme 11 kann ein Transmissionshologramm 10 substituiert werden. Dabei zeichnet sich die Kombination aus zwei Reflexionshologrammen 11 durch eine verbesserte Trennungsschärfe an den Reflexionsebenen 15 aus. Daraus kann eine verbesserte Schärfe des projizierten Abbildes folgen.
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Das Ausführungsbeispiel von 5 unterscheidet sich darin, dass auch die die transmittierenden Bereiche 16 Reflexionsebenen 15, insbesondere sogenannte Bragg-Ebenen, aufweisen. Die transmittierenden Bereiche 16 können dabei belichtet oder unbelichtet sein. Mit anderen Worten können die Reflexionsebenen 15 der transmittierenden Bereiche 16 belichtet sein oder nicht. Durch die relativen Winkel zwischen den Reflexionsebenen 15 und der einfallenden Lichtverteilung 13 und/oder der reflektierten Lichtverteilung 14, wird in diesem Fall eine Streuung der einfallenden Lichtverteilung 13 und/oder der reflektierten Lichtverteilung 14 an den Reflexionsebenen 15 in den transmittierenden Bereichen 16 vermieden.
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Insgesamt zeigen die Beispiele, wie durch die Erfindung eine Kraftfahrzeug-Leuchte 1, ein Kraftfahrzeug 9 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Kraftfahrzeug-Leuchte 1 bereitgestellt werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014118308 A1 [0003]
- DE 102015102243 A1 [0004]
- DE 102016117969 A1 [0005]
