JP2018538654A - 車両用照明装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、透明カバーパネルに閉塞されて光源ユニットを有するホログラフィックランプユニットを収容するハウジングと、ホログラフィック発光面を生成するためのホログラフィック素子を収容する光学ユニットとを有してなる車両用照明装置である。ホログラフィック素子は光源ユニットとカバーパネルとの間に配置されて光源を用いてバックライト照射される。ホログラフィック素子のホログラフィック発光面はホログラフィック素子とカバーパネルとの間にこれらから離れて配置されている。

Description

本発明は、透明カバーパネルによって閉じられたハウジングを有する車両用照明装置であって、該ハウジングは光源ユニットを有するホログラフィックランプを収容すると共に、ホログラフィック発行面を生成するホログラフィック素子を含む光学ユニットを有するところの車両用照明装置に関する。

欧州特許出願公開公報第２３５４６３７号に公知の車両用照明装置は、平面光コンダクターを有する。光は平面光コンダクターの狭い側面に結合される。平面光コンダクターの後方平面に分離素子が主たる放射方向に配置され、衝突する結合光を前方平面に反射して分離する。これにより所定の配光を生成する発光面が与えられる。この公知の照明装置の欠点は、分離素子が印刷により製造され、またはエッチング構造として設計されるため、非照射状態においてさえも明りょうに観察されてしまうことである。これは目障りに感じられる。発光面におけるこの種の視認可能は光構造は、照明装置が光源ユニットを備えたホログラフィックランプユニットを有すると共に、ホログラフィック素子を備えた光ユニットを有するものであれば、回避することができる。ホログラフィック素子は、光源ユニットからの光ビームを指定の配光に従って解析する構造である。ドイツ特許第４４２１３０６号に公知の車両用照明装置では、ホログラフィック素子が照明装置のカバーパネルに配置されている。たとえば方向指示機能を発生する仮想ホログラフィック発光面がホログラフィック素子の面に作成される。この公知の照明装置の欠点は、ホログラフィック発光面が唯一の平面的外観しか生成しないことである。

ＯＬＥＤ素子として設計された平面光素子も公知である。ＯＬＥＤ素子は、任意形状の均一発光面を生成する平面ＬＥＤ光源である。ＯＬＥＤ技術は非常に複雑であるため費用が嵩む。ＯＬＥＤ素子を用いて照明機能を設計する場合、ＯＬＥＤ素子の少なくとも一方の側に保持の幾何学的配置が常に設けられるような構造的適合性を有するものでなければならず、外部から視認されてしまう。仮想ホログラフィック発光面は連結構造を必要としないが空間に生成される浮遊発光面として出現するので、一または複数のＯＬＥＤ素子を用いた照明機能の外観は、仮想ホログラフィック発光面を用いることによって有利に改善または置換することができる。

したがって、本発明の目的は、ホログラフィックランプユニットを用いた車両用照明装置を、ホログラフィックランプユニットの外観、特にホログラフィックランプユニットの空間的な外観における多様性を向上させるようにして改良することである。

この目的を解決するため、請求項１記載の本発明は、光源とカバーパネルとの間にホログラフィックランプユニットが配置されることにより光源を用いてバックライト照射されること、および、ホログラフィックユニットのホログラフィック発光面がホログラフィック素子とカバーパネルとの間にこれらから離れて配置されることを特徴とする。

本発明によれば、ホログラフィック光ユニットが、仮想ホログラフィック発光面がホログラフィックユニットと照明装置のカバーパネルとの間の領域に形成されるように、この種のホログラフィック素子が用いられる。これによって形成される照明機能はカバーパネルから離れているので、三次元の浮遊的仮想発光面を生成する。

本発明の好適な一実施形態によれば、ホログラフィック発光面が、光が拡散される拡散光を発する仮想発光面として形成される。見る者にとっては均一で均質な発光面として看取される。言い換えれば、ホログラフィック発光面は、見る者が視認可能な構造を有する。ホログラフィック発光面がカバーパネルから離れているので、カバーパネルの発光面を大きくすることができる。

本発明の一実施形態によれば、ホログラフィック発光面がホログラフィック素子と面一および／または平行に設けられる。ホログラフィックランプユニットはこれによりシンプルな構造を有する点で有利である。

本発明の一実施形態によれば、ホログラフィック素子が体積型ホログラフィック素子として設計される。ホログラフィック素子は、透過タイプの体積型ホログラフィック素子として、または反射タイプの体積型ホログラフィック素子として設計される。体積型ホログラフィック素子の偏光構造はほとんど見えない。ホログラフィック素子に書き込まれた配光情報は、幾何学変換および位相変換についての情報を含む。体積型ホログラフィック素子が光源に照射されると、体積型ホログラフィック素子に格納された配光情報によって入射光が体積型ホログラフィック素子の格子構造上に解析され、あるスペクトルの幾何学的強度分布機能が生成され、所望の光放射、光方向および／または光分布が実現する。回析光学素子として設計されたホログラフィック素子は、回析構造の助けを借りてより精密な光偏向または光分布を実現するので、有利に光学ユニットの能率を向上させる。ホログラフィック素子の光偏向情報は常に既定の方向、いわゆる基準方向（reference direction）または復元方向（reconstruction direction）からの照光に相関する。このあらかじめ選択される基準方向は、光学計算またはホログラフィック素子への書き込みの際に定義される。完成されたホログラフィック素子が基準方向から発行されると、光偏向または格納された機能性が実行され、書き込まれた回析構造の助けを借りてホログラフィック素子が入射光を所望の要領で回析する。体積型ホログラフィック素子はフィルムとして設計することができ、実質的に透明な外観を有する。

本発明の一実施形態によれば、ホログラフィック素子は面状ホログラム、すなわち好ましくは面状構造体としてインジェクション成形ダイに導入され、透明レンズカバー上に透明ホログラムとして、あるいは不透明な反射コンポーネント上に反射型ホログラムとして成形された面状ホログラムとして設計される。

本発明の一実施形態によれば、同一のホログラフィック素子に対して異なる方向に配置された複数の光源が該ホログラフィック素子に付与される。このホログラフィック素子は異なる回析情報を有するので、光源を駆動することによる機能として異なるホログラフィック発光面を生成させることができ。複数のホログラフィック発光面は、部分的に重なるホログラフィック発光面として、所望の配光特性が得られるようにしても良い。部分的に重なり合うホログラフィック発光面は、共通の単一面または互いにオフセットされた深さを有する複数の異なる面に配置することができる。複数のホログラフィック発光面は、また、各々が異なる所定の配光特性を与える完全なホログラフィック発光面として提供され得る。これにより複数の配光特性が省スペースで有利に発揮される。

本発明の一実施形態によれば、照明装置の主な照射方向においてホログラフィック素子の後方にもう一つのランプユニットが配置されて異なる配光特性を与える。ホログラフィック素子は透明に設計されるので、従来のランプユニットを用いて（ホログラフィック素子をもう一つ用いなくても）省スペースで配光特性を用いることができる。

本発明の一実施形態によれば、複数のホログラフィックランプユニットが、隣接するもの同士が水平方向および／または垂直方向および／または互いに重なり合うように配置される。このようにして、照明機能の三次元効果が有利に得られる。

本発明の一実施形態によれば、ホログラフィック発光面が多角形に現れるような構造設計でホログラフィック素子が提供される。かくしてホログラフィック発光面が追加的な三次元性を有するものとなり、ホログラフィックランプユニットの奥行効果を向上させることができる。

本発明の他の有利点は、添付図面に基づいて詳細に下記に説明する。

本発明の第一実施形態によるホログラフィックランプユニットの垂直断面図である。 本発明の第二実施形態によるホログラフィックランプユニットの垂直断面図である。 本発明の第三実施形態によるホログラフィックランプユニットの垂直断面図である。 ホログラフィックランプユニットおよび従来のランプユニットを有する照明装置の垂直断面図である。 隣接するもの同士が水平方向に配置されてなる複数のホログラフィックランプユニットを有し、そのホログラフィック発光面が互いに重なり合うように形成された照明装置の前面図である。 隣接するもの同士が水平方向に配置されてなる複数のホログラフィックランプユニットを有し、各ホログラフィックランプユニットが主たる照射方向において互いにオフセットされたホログラフィック発光面を有する照明装置の前面図である。 各々が多角形ホログラフィック発光面を生成する複数のホログラフィックランプユニットを有する照明装置の前面図である。

本発明による照明装置は、方向指示灯、テールランプ、ブレーキランプ、ナビゲーションランプ（航空灯、航海灯）、デイタイム走行ランプなどのランプシグナル機能を生成するために用いられる。これは車両の後方または前方領域に用いることができ、別のランプとして用いても良い。

図１に示す第一実施形態による照明装置において、ホログラフィックランプユニット２がハウジング１内に配置されている。ハウジング１は透明カバーパネル３で閉塞されている。

ホログラフィックランプユニット２は、光源４’を有する光源ユニット４と、キャリア６に配置されたホログラフィック素子５を有する。

光源４’はＬＥＤ光源、レーザー光源（レーザーダイオード）または別の半導体系光源として設計することができる。光源４’は、垂直に配置されるホログラフィック素子５に対して鋭角αで斜めにオフセットされている。ホログラフィック素子５は回析光学素子の分類に属するホログラフィック光学素子として設計される。従来の屈折光学素子と比べると、回析光学素子は格段に小さい光学構造を有し、限定的な小さなスペクトルおよび／または角度範囲内で光を回析する。回析光学素子は、グレーティング、レンズまたはミラータイプのビームスプリッターとして、および／または、それらの組み合わせとして設計することができる。

ホログラフィック素子５は、たとえばエマルジョンまたはフィルム形状を有する体積型ホログラフィック素子として設計することができる。ホログラフィック素子５は糊付けまたは溶接および／または超音波溶接により平面キャリア６に連結される。ホログラフィック素子５は、また、深絞り成形の手段によってプリフォームし、平面透明キャリア６を形成する透明材料を用いて、該プリフォーム成形品を挿入部品としてインジェクション成形ダイでオーバーモールドしても良い。キャリア６はたとえばレンズカバーとして透明に設計される。この実施形態では、ホログラフィック素子５は、照明装置の主な照射方向Ｈにおいて平面キャリア６の後方に配置される。平面キャリア６は、たとえばハウジング１のホルダー７に固定される。体積型ホログラフィック素子５は透過タイプの体積型ホログラフィック素子または反射タイプの体積型ホログラフィック素子として設計することができる。

ホログラフィック素子５は光源４’とカバーパネル３の間の領域に配置される。すなわち、ホログラフィック素子５は光源４’によってバックライト照射されるように配置されている。

あるいはまた、ホログラフィック素子５は面状ホログラフィック素子として設計されたものであっても良い。

ホログラフィック素子５は、ホログラフィック発光面８がホログラフィック素子５とカバーパネル３との間に、ホログラフィック素子５から距離ａだけ離れ、カバーパネル３から距離ｂだけ離れた位置に配置されるような構造を有する。すなわち、ホログラフィック発光面８は多少なりとも浮いた状態の仮想発光面である。ホログラフィック発光面８は、光源４’から発生される光ビームＬ１を回析して出射する。かくして、見る者にはホログラフィック発光面８が均一で均質な発光面として看取される。

この実施形態では、ホログラフィック発光面８がホログラフィック素子５および概してカバーパネル３に対して平行な面に配置されているが、ホログラフィック発光面８はホログラフィック素子５またはカバーパネル３に対して角度をなして配置されても良い。

あるいはまた、ホログラフィック素子５は、ホログラフィック発光面８が可視構造パターンを有する発光面として設計された構造を有するものであっても良い。

本発明の第二実施形態による照明装置が図２に示されている。この実施形態では、図１の実施形態とは異なり、レンズである光学素子９が光源４’とホログラフィック素子５との間に配置されている。光源４’から放出される光ないし光ビームＬ１はホログラフィック素子５にフォーカスされる。他の実施形態と同一の構成要素およびその機能には同一の符号が付されている。

本発明の第三実施形態による照明装置が図３に示されており、複数（この例では２つ）の光源４’，４’’が同一のホログラフィック素子５に割り当てられている。光源４’，４’’はホログラフィック素子５に対して異なる方向に配置されている。ホログラフィック素子５は光源４’，４’’ごとに割り当てられた光情報を有し、光源４’，４’’を交互に駆動することにより異なるホログラフィック発光面８，８’が形成される。

第一光源４’から出射される光ビームＬ１がホログラフィック素子５に衝突することにより、ホログラフィック発光面８が第一のホログラフィック発光面として用いられる。第二光源４’’から出射される光ビームＬ１’はホログラフィック素子５に第二のホログラフィック発光面を形成させ、第一のホログラフィック発光面と協働して、所定の配光たとえばブレーキランプとしての配光を与える。第一光源４’のみが駆動された場合は輝度が小さく、比較的弱いテールランプとしての配光を与える。この場合は、光源４’，４’’はいずれも赤色光を出射するものと仮定される。

本発明の他の実施形態によれば、ホログラフィック発光面８，８’が各々完全なホログラフィック発光面とされて各別の配光を与えるようにホログラフィック素子５が構成される。たとえば、第一光源４’のみが駆動された場合は、第一のホログラフィック発光面８が用いられてテールランプとしての配光を与え、第二光源４’’のみが駆動された場合は、第二のホログラフィック発光面８’が用いられて方向指示灯としての配光を与える。この場合は、第二光源４’’は黄色光Ｌ’を出射するものと仮定される。

光源４’，４’’は、一つの共通面に配置され、または互いに関してオフセットされた深さを有するように配置された少なくとも２つの異なるホログラフィック発光面８，８’を交互に与えるために、各々が別箇独立に駆動することができるように設けられる。オフセットされた深さは主な放射方向において好適に走光し、ホログラフィック発光面８，８’が互いに平行にオフセットされ、または鋭角をもって互いに非平行に走光する。

かくして、本発明は、単一のホログラフィック素子５を用いながら異なる配光を省スペースに生成することを可能にする。

図４に示される本発明の他実施形態による照明装置は、もう一つのランプユニット１０が主な放射方向Ｈにおいてホログラフィック素子５の後方に配置されて別の配光を与える点において、図１の照明装置とは異なっている。ランプユニット１０は、たとえばＬＥＤ光源として設計され得る光源１１と、反射板１２とを有する。光源４’と光源１１を交互に駆動することにより、異なる配光が形成される。ホログラフィック素子５とキャリア６は透明に設計されるので、光源４’が駆動されず光源１１が駆動された場合は、出射光Ｌ２を用いて、ランプユニット１０のみによる配光が得られる。

図５に示される本発明の他実施形態によれば、図１〜図４の実施形態に示される複数のホログラフィックランプユニット２が互いに水平方向に隣接して配置されている。各ホログラフィックランプユニット２が生成するホログラフィック発光面８は、隣接するもの同士が互いに重なり合った状態に配置されている。かくして光機能の三次元的アピアランスが得られる。ホログラフィックランプユニット２のすべての光源４’が同時に駆動され、あるいはホログラフィック素子５が同一に設計された場合は、唯一の光機能が生成される。

本発明の図示されない変形実施形態によれば、異なるホログラフィックランプユニット２を互いに隣接して配置することにより、複数の光機能を生成させることができる。

本発明の他の実施形態によれば、複数のホログラフィックランプユニット２が垂直方向に隣接して配置され、あるいは、隣接するホログラフィック発光面８が互いに重なり合うように配置される。

図６に示される本発明の他実施形態によれば、図５の実施形態と同様に、ホログラフィックランプユニット２が互いに水平方向に隣接して配置されている。相違点は、部分的なホログラフィック発光面１８，１８’，１８’’が主な照射方向Ｈにおいて順次に配置され、ないしは階段状にオフセットされた状態で配置されるように、ホログラフィックランプユニット２のホログラフィック素子５が構成されている点にある。したがって、部分的なホログラフィック発光面１８，１８’，１８’’は異なる平面上にあり、主な照射方向Ｈにおいて互いにオフセットされて配置されている。これによって、深さがより強く印象付けられるアピアランスを光機能に与えることができる。

図７に示される本発明の他実施形態によれば、複数のホログラフィックランプユニット２が水平方向において互いに隣接して配置されており、各ホログラフィックランプユニット２が多角形発光面２８を形成するようにホログラフィック素子５が構成されている。ホログラフィック発光面２８は多少なりとも三次元的な構造を有し、前面２９と傾斜端面３０と図示されない後面とを有する。すなわち、このホログラフィック発光面２８は、三次元的発光面を形成するための三次元構造を有する。

上述した特徴は単独または任意に複数組み合わせて用いることができることを理解すべきである。既述した実施形態は確定的な例示ではなく、本発明を記述するための例示であると理解すべきである。

Claims (10)

1. 透明カバーパネルに閉塞され、光源ユニットを有するホログラフィックランプユニットを収容するハウジングと、ホログラフィック発光面を生成するためのホログラフィック素子を収容する光学ユニットとを有してなり、ホログラフィック素子は光源ユニットとカバーパネルとの間に配置されて光源にバックライト照射され、ホログラフィック素子のホログラフィック発光面はホログラフィック素子とカバーパネルとの間にこれらから離れて配置されることを特徴とする車両用照明装置。
2. ホログラフィック発光面が、拡散光を出射し、均一発光面または可視構造パターンを有する発光面として設計された仮想発光面であることを特徴とする、請求項１記載の照明装置。
3. ホログラフィック発光面がホログラフィック素子および／またはカバーパネルと面一および／または平行に設けられることを特徴とする、請求項１または２記載の照明装置。
4. ホログラフィック素子が体積型ホログラフィック素子または面状ホログラフィック素子であり、これにより光ビームが所定角度および／または所定スペクトル範囲内で回析されることを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか記載の照明装置。
5. 光源ユニットがホログラフィック素子に対して異なる方向に配置された複数の光源からなり、これらの光源が別箇独立に駆動されることにより少なくとも２つの異なるホログラフィック発光面が交互に一つの共通面または互いに関してオフセットされた深さに生成されることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか記載の照明装置。
6. ホログラフィック発光面が、互いに重なり合って所定の配光を与える複数の部分的ホログラフィック発光面として設計されることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか記載の照明装置。
7. ホログラフィック発光面が、それぞれが独自の配光を与える複数の完全ホログラフィック発光面として設計されることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか記載の照明装置。
8. 異なる配光を与える第二のランプユニットがホログラフィック素子の主放射方向に配置されると共に、ホログラフィックランプユニットの第二の光源が第二のランプユニットの側に配置され、ホログラフィックランプユニットの光源から射出される光と第二のランプユニットの第二の光源から射出される光が直接ホログラフィック素子に直接衝突するように構成されることを特徴とする、請求項１ないし７のいずれか記載の照明装置。
9. 複数のホログラフィックランプユニットが設けられ、複数のホログラフィック発光面が水平方向および／または垂直方向および／または互いに重なり合った状態に隣接配置されることを特徴とする、請求項１ないし８のいずれか記載の照明装置。
10. ホログラフィックランプユニットのホログラフィック素子が、ホログラフィック発光面が多角形状に形成されて三次元発光面を与えることを特徴とする、請求項１ないし９のいずれか記載の照明装置。