WO2016087642A1 - Beleuchtungsvorrichtung für fahrzeuge - Google Patents

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WO2016087642A1
WO2016087642A1 PCT/EP2015/078657 EP2015078657W WO2016087642A1 WO 2016087642 A1 WO2016087642 A1 WO 2016087642A1 EP 2015078657 W EP2015078657 W EP 2015078657W WO 2016087642 A1 WO2016087642 A1 WO 2016087642A1
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lighting device
hologram
hologram element
light source
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PCT/EP2015/078657
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Inventor
Martin Mügge
Original Assignee
Hella Kgaa Hueck & Co.
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Publication date
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    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/0029—Spatial arrangement
    • B60Q1/0041—Spatial arrangement of several lamps in relation to each other
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • G03H2270/00—Substrate bearing the hologram
    • G03H2270/20—Shape
    • G03H2270/21—Curved bearing surface

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for vehicles with a light source for emitting a light beam and with a transparent hologram element for deflecting the light beam by means of reflection in accordance with a predetermined light distribution characteristic.
  • a lighting device for vehicles with a light source with a hologram element, a diaphragm device and a lens is known which serves to generate a predetermined light distribution, for example a low-beam light distribution.
  • the hologram element is designed as a volume hologram element and serves for the deflection of the light beam emitted by the light source in accordance with a predetermined light distribution characteristic, which is then imaged by the downstream lens to the predetermined light distribution.
  • the appearance of the lighting device is embossed by the front lens.
  • the lighting device has a relatively bulky structure.
  • Object of the present invention is to provide a lighting device for vehicles with a light source and a hologram element in such a way that a space-saving design of the lighting device is ensured in a simple manner, wherein for generating the light distribution, a high optical efficiency is ensured.
  • the invention in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that the hologram element is designed such that it has as a transparent reflection hologram (transparent component), the light distribution characteristic of a reflector.
  • the hologram element is formed to have the light distribution characteristic of a reflector.
  • the hologram element in the manner of a reflector relative to the light source or other Optikele- be positioned. In this way, the optical efficiency can be increased and in particular the space requirement of the lighting device can be reduced.
  • the light source is arranged laterally offset from the hologram element, so that the light emitted by the light source impinges on a flat side of the hologram element and is reflected by the same flat side in the direction of another optical element or in the direction of a housing of the lighting device occlusive cover plate.
  • the lighting device is thereby arranged to save space.
  • the hologram element is designed as a volume reflection hologram element which has such a hologram structure that light is diffracted into a defined angular and spectral range of the light.
  • the light distribution characteristic of the volume hologram element at the same time have the information for the predetermined light distribution, so that no further downstream optical element is required.
  • the hologram element is arranged on or in a flat or concave lens.
  • the lens serves primarily as a support for the hologram element, which may be formed for example as a film. If the lens is bulged or arched, it may additionally act in a desired form refractive on the light beam or widen the reflected light distribution by irradiation of a plurality of staggered light sources.
  • a hologram structure of the hologram element is designed such that a predetermined light distribution or light function or a predetermined light pattern or a graphic pattern is generated.
  • the lighting device is thus variably usable for different applications.
  • light signatures on a lens can be realized as light patterns.
  • the hologram element can be designed exactly to the boundary of the surface to be illuminated.
  • the illumination of the predefined surface can be made homogeneous.
  • the contour of this aus- luminous surface designed according to designerischen specifications.
  • it is advantageous that the light source and the transparent hologram element can be placed in the rear of a dark light housing and only the illuminated area of the cover pane in the foreground is perceived by an observer.
  • a hologram structure of the hologram element is designed such that a predetermined surface shape is illuminated.
  • This surface shape is preferably arranged in a housing of the lighting device, so that a viewer perceives only this surface shape.
  • the light source and the hologram element are located in the back of the dark housing of the lighting device and are therefore not perceived.
  • This illuminated surface shape can have a predetermined contour or dimension.
  • the light source is not visible to the observer because of the lateral arrangement.
  • the hologram element is not visible to the viewer due to its transparent design.
  • the hologram structure of the hologram element is designed such that the light beam is focused to a point or circle or arc or cross or a predetermined contour.
  • the light beam focused in this way can then be converted in a downstream optical system, for example in a further lens or in another reflector, in order to produce the predetermined light distribution.
  • an additional lighting unit is arranged in the emission direction behind the hologram element for generating a further light function. Since the hologram element is transparent, the light beam generated by the lighting unit can radiate through the surface of the hologram element virtually unaffected. In this way, two light functions can be arranged to save space. The dimension of the lighting device can be further reduced in this way.
  • the embodiment without the use of a transparent carrier disk is advantageous.
  • the hologram foil can then, for example, in a circumferential Fixed frame, whereby the weight of the function and the light is reduced.
  • Fig. 1 is a side view of a lighting device after a first
  • Fig. 2 is a side view of the lighting device after a second
  • Fig. 3 is a side view of the lighting device after a third
  • Fig. 4 is a side view of the lighting device according to a fourth
  • Fig. 5 is a side view of the lighting device according to a fifth
  • Fig. 6 is a side view of the lighting device after a sixth
  • FIG. 7 is a side view of the lighting device after a seventh
  • Fig. 8 is a side view of the lighting device after eighth
  • Embodiment and 9 is a side view of the lighting device according to a ninth embodiment with a rear-mounted light unit.
  • a lighting device can be arranged for vehicles in the rear or bow area for generating a predetermined light distribution, for example taillight, brake light, daytime running light, driving direction display function and the like.
  • the lighting device can also be provided on or inside the vehicle for illuminating a surface adjacent to the vehicle or arranged inside the vehicle.
  • the lighting device has a light source 1 and a hologram element 2 serving as a reflector.
  • hologram reflector is also used synonymously with the term hologram element.
  • the hologram reflector 2 is preferably formed as a volume reflection hologram element having a hologram structure on which light beams 3 of the light source 1 are diffracted in a defined angular and spectral range thereof.
  • the hologram reflector 2 has the distribution characteristic of a reflector which has mirrored reflection surfaces.
  • the light beams 3 coming from the light source 1 impinge on a first flat side 4 of the hologram reflector 2.
  • the light beams 3 are reflected at the hologram reflector 2 so that they reflect from the same first flat side 4 in the emission direction A of the illumination device be, preferably in the direction of a housing of the lighting device closing not shown cover.
  • At a side facing away from the light source 1 second flat side 5 of the hologram reflector 2 does not emit light.
  • the first flat side 4 and the second flat side 5 are not mirrored, but transparent.
  • the hologram element 2 is formed as a transparent component.
  • the hologram reflector 2 is curved or arc-shaped.
  • the light source 1 is laterally offset from the hologram reflection Tor 2 arranged.
  • the light emitted by the light source 1 3 strikes only on the front first flat side 4 and is "deflected" by the same in the emission direction A.
  • the hologram reflector 2 not only has the shape of a conventional reflector.
  • the hologram reflector 2 also has a light distribution characteristic of a reflector formed as an ellipsoidal or paraboloidal reflector or as a free-form reflector provided with a visible specular surface.
  • the hologram reflector 2 can be designed to generate a predetermined light function or light distribution, ie, for example, a taillight, the brake light, reversing light, rear fog light or daytime running light function or turn-off light function.
  • a predetermined light function or light distribution ie, for example, a taillight, the brake light, reversing light, rear fog light or daytime running light function or turn-off light function.
  • the hologram element 2 is preferably formed as a holographic-optical element (HOE) belonging to the class of diffractive optical elements.
  • HOE holographic-optical element
  • diffractive optical elements are distinguished by significantly smaller optical structures that diffract the light in a limited spectral range.
  • the diffractive optical elements can be embodied as grating, lens, and mirror beam splitters or combinations thereof.
  • the hologram element 2 is designed as a volume hologram element, which in the exemplary embodiment according to FIG. 1 is present as a volume reflection hologram element.
  • the volume hologram element is formed as an emulsion or as a holographic film.
  • the hologram element is formed as a photopolymer in the form of a film.
  • the volume hologram element is formed as a relatively thick hologram since its lattice constant g is always smaller than a thickness d of the foil material.
  • the product which results from the thickness d of the hologram and the wavelength ⁇ used, is substantially larger than the square of the lattice constant g, see ⁇ xd »g 2 Since the lattice constant g is relatively small, at most in the range of the wavelengths ⁇ of the light 3, the lattice structure is almost invisible to the human eye.
  • the hologram element 2 therefore appears transparent.
  • the formed as a film hologram element 2 may be preformed, for example by deep drawing, placed in an injection mold and then over-injected by the material of a lens.
  • the hologram element film 2 can also be subsequently glued or welded onto the curved lens, for example by ultrasonic welding.
  • the hologram element 2 which is designed as a volume hologram element, the light beam 3 is reflected under a defined, limited angular and spectral range.
  • the hologram element 2 is formed as a transparent component, which has no visible optical structures.
  • a planar hologram reflector 6 is provided.
  • the planar hologram reflector 6 can be used for generating the same light function or light distribution as in the first embodiment according to Figure 1. Since the light source 1 according to the second embodiment as an LED light source - and not as in the first embodiment as a laser diode - is formed, the light source 1 is assigned a primary optic element 7 for collecting the light beams 8 emitted by the light source 1.
  • the hologram reflector 6 comprises, for example, a transparent carrier disk and / or a lens on which the hologram film is applied. This can be done by gluing or welding, for example ultrasonic welding. Alternatively, the hologram layer can also be prepared by integrally molding together with the ⁇ men made of a transparent plastic material lens. Near an alternative embodiment of the invention, not shown, the Holögrammreflektor 2 may also have a concave or convex or cylindrical shape. The hologram reflector 2 may also have a faceted surface.
  • the luminous arrangement consisting of the light source 1 and a hologram reflector 9 serves to generate a luminous signature on a lens 10 or a light guide.
  • the area to be illuminated can be linear, for example, or the surface to be illuminated can be adapted to the contour of the lens 10 or of the light guide.
  • the light beams 11 emitted by the light source 1 and reflected by the hologram reflector 9 impinge on the line-shaped light disk 10.
  • a hologram reflector 12 can be designed such that a predetermined surface shape 13, in the present exemplary embodiment an angular surface shape 13, is illuminated.
  • This illuminated surface shape 3 can be arranged outside or inside the vehicle. If the surface form 13 is located inside the vehicle, only the illuminated surface form 13 is perceived by a viewer.
  • the light source 1 and the hologram reflector 12 are located in a rear space of a dark housing of the lighting device. The light source 1 is not visible due to the lateral arrangement and preferably facing the same.
  • the hologram reflector 12 is not visible because of its transparent design.
  • a hologram reflector 14 may be designed such that emitATOR from the light source 1, light rays are focused 15 to a point 16 in the radiating direction A.
  • optical elements may be further arranged, so that a predetermined light distribution or light function is generated.
  • the light beams 15 can also be focused to a circle or a bow or a cross or to another predetermined contour.
  • a lens 17 may be arranged in front of the point 16 in the emission direction A as an optical element. This lens 17 images the light spot 16 in accordance with a predetermined light distribution.
  • a conventional reflector 18 with mirrored surfaces can also be assigned to the point 16.
  • the predetermined light distribution is generated.
  • the focused point 16 is in this embodiment within the reflector 18, while according to the embodiment of Figure 6 is arranged in the emission direction A behind the lens 17.
  • the lens 17 and the reflector 18 are arranged in the region of the focused point 16.
  • a hologram reflector 19 which projects light beams 20 emitted by the light source 1 in accordance with a light pattern onto a surface 21 inside or outside the vehicle.
  • the surface 21 can be homogeneously illuminated.
  • a logo or a graphic pattern can also be projected on the surface 21.
  • an additional lighting unit 23 is arranged in the emission direction A behind a light unit 27 formed by the light source 1 and a hologram reflector 22.
  • This additional lighting unit 23 consists of a light source 24 and a reflector 25 with ⁇ valid surfaces.
  • the additional lighting unit 23 serves to generate a further light function, which differs from the light function generated by the lighting unit 27 (light source 1 and the hologram reflector 22).
  • the light unit 23 is positioned so that the light collected by the reflector 25 through the light trans ⁇ parent formed hologram reflector 22 passes 26 without a Verände- tion of the light function generated by the light unit 23 occurs.
  • the hologram reflector 22 has only light information acting on light 28 emitted from the direction of the light source 1 but not from another direction. For the light 26 from the other direction, the hologram reflector 22 is not effective, but only transparent.
  • the invention enables a reduction of lights and headlamps by the combination of signal functions.
  • the additional lighting unit 23 can be used to generate daytime running lights, while the lighting unit 1 consisting of the light source 1 and the hologram reflector 22 serves to generate a direction indicator.
  • the additional lighting unit 23 for generating a reversing light and the front light unit 27 for generating a direction indicator or the rear light unit 23 for generating a brake light and the front light unit 27 serve to generate a tail light function or vice versa.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle zur Abstrahlung eines Lichtbündels und mit einem Hologrammelement zur Umlenkung des Lichtbündels entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilungscharakteristik, wobei das Hologrammelement derart ausgebildet ist, dass es die Lichtverteilungscharakteristik eines Reflektors aufweist.

Description

Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle zur Abstrahlung eines Lichtbündels und mit einem transparenten Hologrammelement zur Umlenkung des Lichtbündels mittels Reflexion entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilungscharakteristik.
Aus der EP 2 492 579 A2 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle, mit einem Hologrammelement, einer Blendeneinrichtung sowie einer Linse bekannt, die zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, beispielsweise einer Abblendlichtverteilung dient. Das Hologrammelement ist als ein Volumenhologrammelement ausgebildet und dient zur Umlenkung des von der Lichtquelle abgesandten Lichtbündels entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilungscharakteristik, die dann mittels der nachgeordneten Linse zu der vorgegebenen Lichtverteilung abgebildet wird. Das Erscheinungsbild der Beleuchtungsvorrichtung wird durch die vordere Linse geprägt. Die Beleuchtungsvorrichtung hat einen relativ voluminösen Aufbau.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und einem Hologrammelement derart weiterzubilden, dass auf einfache Weise ein platzsparender Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung gewährleistet ist, wobei zur Erzeugung der Lichtverteilung ein hoher optischer Wirkungsgrad gewährleistet ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Hologrammelement derart ausgebildet ist, dass es als transparentes Reflexionshologramm (transparentes Bauteil) die Lichtverteilungscharakteristik eines Reflektors aufweist.
Nach der Erfindung ist das Hologrammelement derart ausgebildet, dass es die Lichtverteilungscharakteristik eines Reflektors aufweist. Vorteilhaft kann das Hologrammelement nach Art eines Reflektors relativ zu der Lichtquelle bzw. weiteren Optikele- menten positioniert werden. Hierdurch kann der optische Wirkungsgrad erhöht und insbesondere der Platzbedarf der Beleuchtungsvorrichtung verringert werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Lichtquelle seitlich versetzt zu dem Hologrammelement angeordnet, so dass das von der Lichtquelle abgestrahlte Licht auf eine Flachseite des Hologrammelementes auftrifft und von derselben Flachseite reflektiert wird in Richtung eines weiteren Optikelementes oder in Richtung einer ein Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung verschließenden Abdeckscheibe. Vorteilhaft ist die Beleuchtungsvorrichtung hierdurch platzsparend angeordnet.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Hologrammelement als ein Volumen- reflexionshologrammelement ausgebildet, das eine solche Hologrammstruktur aufweist, dass Licht in einen definierten Winkel- und Spektralbereich des Lichtes gebeugt wird. Vorteilhaft kann die Lichtverteilungscharakteristik des Volumenhologrammelementes zugleich die Informationen für die vorgegebene Lichtverteilung aufweisen, so dass kein weiteres nachgeordnetes Optikelement erforderlich ist.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Hologrammelement auf oder in einer ebenen oder konkaven Lichtscheibe angeordnet. Die Lichtscheibe dient in erster Linie als Träger für das Hologrammelement, das beispielsweise als eine Folie ausgebildet sein kann. Wenn die Lichtscheibe bauchig bzw. gewölbt ausgebildet ist, kann sie zusätzlich in einer gewünschten Form brechend auf das Lichtbündel einwirken oder durch Bestrahlung von mehreren versetzt angeordneten Lichtquellen die reflektierte Lichtverteilung verbreitern.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Hologrammstruktur des Hologrammelementes derart ausgebildet, dass eine vorgegebene Lichtverteilung bzw. Lichtfunktion oder ein vorgegebenes Lichtmuster oder ein grafisches Muster erzeugt wird. Die Beleuchtungsvorrichtung ist somit variabel verwendbar für unterschiedliche Anwendungen. Beispielsweise können als Lichtmuster Leuchtsignaturen auf einer Lichtscheibe verwirklicht werden. Das Hologrammelement kann exakt auf die Begrenzung der auszuleuchtenden Fläche ausgelegt sein. Die Ausleuchtung der vordefinierten Fläche kann dabei homogen gestaltet werden. Auch kann die Kontur dieser auszu- leuchtenden Fläche entsprechend designerischen Vorgaben ausgelegt sein. Ferner vorteilhaft ist, dass die Lichtquelle und das transparente Hologrammelement im Rück- raum eines dunklen Leuchtengehäuses platziert sein kann und von einem Beobachter lediglich die beleuchtete Fläche der Abdeckscheibe im Vordergrund wahrgenommen wird.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist eine Hologrammstruktur des Hologrammelementes derart ausgebildet, dass eine vorgegebene Flächenform beleuchtet wird. Diese Flächenform ist vorzugsweise in einem Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet, so dass ein Betrachter lediglich diese Flächenform wahrnimmt. Die Lichtquelle und das Hologrammelement befinden sich im Rückraum des dunklen Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung und werden daher nicht wahrgenommen. Diese beleuchtete Flächenform kann eine vorgegebene Kontur bzw. Dimension aufweisen. Die Lichtquelle ist aufgrund der seitlichen Anordnung für den Beobachter nicht sichtbar. Das Hologrammelement ist aufgrund seiner transparenten Ausgestaltung für den Betrachter nicht sichtbar.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die Hologrammstruktur des Hologrammelementes derart ausgebildet, dass das Lichtbündel fokussiert wird zu einem Punkt oder Kreis oder Bogen oder Kreuz oder einer vorgegebenen Kontur. Das so fokussier- te Lichtbündel kann dann in einem nachgeschalteten Optiksystem, beispielsweise in einer weiteren Linse oder in einem weiteren Reflektor, umgeformt werden, um die vorgegebene Lichtverteilung zu erzeugen.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist in Abstrahlrichtung hinter dem Hologrammelement eine zusätzliche Leuchteinheit angeordnet zur Erzeugung einer weiteren Lichtfunktion. Da das Hologrammelement transparent ausgebildet ist, kann das von der Leuchteinheit erzeugte Lichtbündel durch die Fläche des Hologrammelementes quasi unbeeinflusst hindurch strahlen. Auf diese Weise können zwei Lichtfunktionen platzsparend angeordnet sein. Die Dimension der Beleuchtungsvorrichtung kann auf diese Weise weiter reduziert werden.
Vorteilhaft ist insbesondere die Ausführung ohne Verwendung einer transparenten Trägerscheibe. Die Hologrammfolie kann dann beispielsweise in einem umlaufenden Halterahmen befestigt sein, wodurch das Gewicht der Funktion und der Leuchte reduziert wird.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Seitendarstellung einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer ersten
Ausführungsform,
Fig. 2 eine Seitendarstellung der Beleuchtungsvorrichtung nach einer zweiten
Ausführungsform,
Fig. 3 eine Seitendarstellung der Beleuchtungsvorrichtung nach einer dritten
Ausführungsform,
Fig. 4 eine Seitendarstellung der Beleuchtungsvorrichtung nach einer vierten
Ausführungsform,
Fig. 5 eine Seitendarstellung der Beleuchtungsvorrichtung nach einer fünften
Ausführungsform,
Fig. 6 eine Seitendarstellung der Beleuchtungsvorrichtung nach einer sechsten
Ausführungsform,
Fig. 7 eine Seitendarstellung der Beleuchtungsvorrichtung nach einer siebten
Ausführungsform,
Fig. 8 eine Seitendarstellung der Beleuchtungsvorrichtung nach einer achten
Ausführungsform und Fig. 9 eine Seitendarstellung der Beleuchtungsvorrichtung nach einer neunten Ausführungsform mit einer rückwärtig angeordneten Leuchteinheit.
Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung kann für Fahrzeuge im Heck- oder Bugbereich zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, beispielsweise Schlusslicht-, Bremslicht-, Tagfahrlicht-, Fahrtrichtungsanzeigefunktion und dergleichen angeordnet sein. Alternativ kann die Beleuchtungsvorrichtung auch an oder innerhalb des Fahrzeugs zur Ausleuchtung einer zum Fahrzeug benachbarten Fläche oder innerhalb des Fahrzeugs angeordneten Fläche vorgesehen sein.
Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 1 weist die Beleuchtungsvorrichtung eine Lichtquelle 1 und ein als Reflektor dienendes Hologrammelement 2 auf. Im Folgenden wird synonym zum Begriff Hologrammelement auch der Begriff Hologrammreflektor verwendet.
Der Hologrammreflektor 2 ist vorzugsweise als ein Volumenreflexionshologrammele- ment ausgebildet, das eine Hologrammstruktur aufweist, an der Lichtstrahlen 3 der Lichtquelle 1 in einem definierten Winkel- und Spektralbereich desselben gebeugt werden. Der Hologrammreflektor 2 weist hierbei die Verteilungscharakteristik eines Reflektors, der über verspiegelte Reflexionsflächen verfügt, auf. Wie aus Figur 1 zu ersehen ist, treffen die von der Lichtquelle 1 kommenden Lichtstrahlen 3 auf eine erste Flachseite 4 des Hologrammreflektors 2. An dem Hologrammreflektor 2 werden die Lichtstrahlen 3 reflektiert, so dass sie von derselben ersten Flachseite 4 in Abstrahlrichtung A der Beleuchtungsvorrichtung reflektiert werden, und zwar vorzugsweise in Richtung einer ein Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung verschließenden nicht dargestellten Abdeckscheibe. An einer der Lichtquelle 1 abgewandten Seite angeordnete zweite Flachseite 5 des Hologrammreflektors 2 tritt kein Licht aus. Die erste Flachseite 4 und die zweite Flachseite 5 sind nicht verspiegelt, sondern transparent. Das Hologrammelement 2 ist als ein transparentes Bauteil ausgebildet.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Hologrammreflektor 2 gewölbt bzw. bogenförmig ausgebildet. Die Lichtquelle 1 ist seitlich versetzt zu dem Hologrammreflek- tor 2 angeordnet. Dass von der Lichtquelle 1 abgestrahlte Licht 3 trifft nur auf die vordere erste Flachseite 4 und wird von derselben in Abstrahlrichtung A„umgelenkt".
Der Hologrammreflektor 2 weist nicht nur die Form eines herkömmlichen Reflektors auf. Der Hologrammreflektor 2 weist auch eine Lichtverteilungscharakteristik eines Reflektors auf, der als ein ellipsoid- oder paraboloidförmiger Reflektor oder als ein Freiformreflektor mit einer sichtbaren spiegelnden Fläche versehen ausgebildet ist.
Beispielsweise kann der Hologrammreflektor 2 dazu ausgelegt sein, eine vorgegebene Lichtfunktion bzw. Lichtverteilung, also beispielsweise eine Schlusslicht-, der Bremslicht-, Rückfahrlicht-, Nebelschlusslicht- oder Tagfahrlichtfunktion oder Abbie- gelichtfunktion zu erzeugen.
Das Hologrammelement 2 ist vorzugsweise als ein holografisch-optisches Element (HOE) ausgebildet, das zur Klasse der diffraktiven optischen Elemente gehört. Diffrak- tive optische Elemente zeichnen sich im Vergleich zu herkömmlichen refraktiven optischen Elementen durch deutlich kleinere optische Strukturen aus, die das Licht in einem begrenzten Spektralbereich beugen. Die diffraktiv optischen Elemente können als Gitter-, Linsen-, und Spiegelstrahlteiler oder Kombinationen hieraus ausgeführt sein.
Vorzugsweise ist das Hologrammelement 2 als ein Volumenhologrammelement ausgebildet, das im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 als Volumenreflexionsholo- grammelement vorliegt. Das Volumenhologrammmelement ist als eine Emulsion oder als ein holografischer Film ausgebildet. Vorzugsweise ist das Hologrammelement als ein Fotopolymer in Form einer Folie ausgebildet. Das Volumenhologrammelement ist als ein relativ dickes Hologramm ausgebildet, da ihre Gitterkonstante g immer kleiner ist als eine Dicke d des Folienmaterials. Das Produkt, das sich aus der Dicke d des Hologramm und der verwendeten Wellenlänge λ ergibt, ist wesentlich größer als das Quadrat der Gitterkonstante g, siehe λ x d »g2 Da die Gitterkonstante g relativ klein ist, höchstens im Bereich der Wellenlängen λ des Lichtes 3 liegt, ist die Gitterstruktur für das menschliche Auge nahezu unsichtbar. Das Hologrammelement 2 erscheint daher transparent.
Das als Folie ausgebildete Hologrammelement 2 kann beispielsweise durch Tiefziehen vorgeformt sein, in eine Spritzgusswerkzeug eingelegt und dann durch das Material einer Lichtscheibe überspritzt werden. Alternativ kann die Hologrammelementfolie 2 auch nachträglich auf die gewölbte Lichtscheibe aufgeklebt oder aufgeschweißt werden, beispielsweise durch Ultraschallschweißen.
An dem Hologrammelement 2, das als Volumenhologrammelement ausgebildet ist, wird das Lichtbündel 3 unter einem definierten, begrenzten Winkel- und Spektralbereich reflektiert. Hierdurch sind die in das holografische Aufzeichnungsmedium eingebrachten lichtlenkenden Strukturen (Gitterstruktur) nahezu unsichtbar für den Betrachter. Vorteilhaft ist das Hologrammelement 2 als transparenten Bauteil ausgebildet, das keine sichtbaren Optikstrukturen aufweist.
Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 2 ist im Unterschied zu der ersten Ausführungsform der Erfindung ein ebener Hologrammreflektor 6 vorgesehen. Der ebene Hologrammreflektor 6 kann zur Erzeugung derselben Lichtfunktion bzw. Lichtverteilung genutzt werden wie bei der ersten Ausführungsform gemäß Figur 1. Da die Lichtquelle 1 gemäß der zweiten Ausführungsform als eine LED-Lichtquelle - und nicht wie bei der ersten Ausführungsform als Laserdiode - ausgebildet ist, ist der Lichtquelle 1 ein Primäroptikelement 7 zur Sammlung der von der Lichtquelle 1 abgestrahlten Lichtstrahlen 8 zugeordnet.
Der Hologrammreflektor 6 umfasst beispielsweise eine transparente Trägerscheibe und/oder eine Lichtscheibe, auf der die Hologrammfolie aufgebracht ist. Dies kann durch Aufkleben oder Aufschweißen, beispielsweise Ultraschallschweißen erfolgen. Alternativ kann die Hologrammschicht auch durch integriertes Spritzgießen zusam¬ men mit der aus einem transparenten Kunststoffmaterial hergestellten Lichtscheibe hergestellt werden. Naeh einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Holögrammreflektor 2 auch eine konkave oder konvexe oder zylinderförmige Form aufweisen. Der Hologrammreflektor 2 kann auch eine facettierte Oberfläche aufweisen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 3 dient die aus der Lichtquelle 1 und einem Hologrammreflektor 9 bestehende Leuchtanordnung zur Erzeugung einer Leuchtsignatur auf einer Lichtscheibe 10 oder einem Lichtleiter. Die auszuleuchtende Fläche kann beispielsweise linienförmig sein oder die auszuleuchtende Fläche kann der Kontur der Lichtscheibe 10 bzw. des Lichtleiters angepasst sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel treffen die von der Lichtquelle 1 abgestrahlten und von dem Hologrammreflektor 9 reflektierten Lichtstrahlen 11 auf die linienförmig ausgebildete Lichtscheibe 10.
Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 4 kann ein Hologrammreflektor 12 so ausgelegt sein, dass eine vorgegebene Flächenform 13, im vorliegenden Ausführungsbeispiel eine winkelförmige Flächenform 13, ausgeleuchtet wird. Diese beleuchtete Flächenform 3 kann außerhalb oder innerhalb des Fahrzeugs angeordnet sein. Befindet sich die Flächenform 13 innerhalb des Fahrzeugs, wird von einem Betrachter nur die beleuchtete Flächenform 13 wahrgenommen. Die Lichtquelle 1 und der Hologrammreflektor 12 befinden sich in einem Rückraum eines dunklen Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung. Die Lichtquelle 1 ist aufgrund der seitlichen Anordnung und vorzugsweise Verblendung derselben nicht sichtbar. Der Hologrammreflektor 12 ist wegen seiner transparenten Ausgestaltung nicht sichtbar.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 5 kann ein Hologrammreflektor 14 derart ausgelegt sein, dass von der Lichtquelle 1 emitierte Lichtstrahlen 15 fokussiert werden zu einem Punkt 16 in Abstrahl richtung A. In Abstrahl¬ richtung vor diesem Punkt 16 können weiter Optikelemente angeordnet sein, so dass eine vorgegebene Lichtverteilung bzw. Lichtfunktion erzeugt wird. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung können die Lichtstrahlen 15 auch zu einem Kreis oder einem Bogen oder einem Kreuz oder zu einer anderen vorgegebenen Kontur fokussiert werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 6 kann in Abstrahlrichtung A vor dem Punkt 16 eine Linse 17 als Optikelement vorgelagert sein. Diese Linse 17 bildet den Lichtpunkt 16 entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilung ab.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 7 kann statt der Linse 17 auch ein herkömmlicher Reflektor 18 mit verspiegelten Flächen dem Punkt 16 zugeordnet sein. Mittels des Reflektors 18 wird die vorgegebene Lichtverteilung erzeugt. Der fokussierte Punkt 16 befindet sich bei dieser Ausführungsform innerhalb des Reflektors 18, während er gemäß der Ausführungsform nach Figur 6 in Abstrahlrichtung A hinter der Linse 17 angeordnet ist. In beiden Ausführungsformen sind die Linse 17 und der Reflektor 18 im Bereich des fokussierten Punktes 16 angeordnet.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 8 ist ein Hologrammreflektor 19 vorgesehen, der von der Lichtquelle 1 abgestrahlte Lichtstrahlen 20 entsprechend einem Lichtmuster auf eine Fläche 21 innerhalb oder außerhalb des Fahrzeugs projiziert. Beispielsweise kann die Fläche 21 homogen ausgeleuchtet werden. Alternativ kann auf der Fläche 21 auch ein Logo oder ein grafisches Muster projiziert werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 9 ist in Abstrahlrichtung A hinter einer aus der Lichtquelle 1 und einem Hologrammreflektor 22 gebildete Leuchteinheit 27 eine zusätzliche Leuchteinheit 23 angeordnet. Diese zusätzliche Leuchteinheit 23 besteht aus einer Lichtquelle 24 und einem Reflektor 25 mit verspie¬ gelten Flächen. Die zusätzliche Leuchteinheit 23 dient zur Erzeugung einer weiteren Lichtfunktion, die sich von der durch die Leuchteinheit 27 (Lichtquelle 1 und dem Hologrammreflektor 22) erzeugten Lichtfunktion unterscheidet. Die Leuchteinheit 23 ist so positioniert, dass das von dem Reflektor 25 gesammelte Licht 26 durch den trans¬ parent ausgebildeten Hologrammreflektor 22 hindurch tritt, ohne dass eine Verände- rung der durch die Leuchteinheit 23 erzeugten Lichtfunktion eintritt. Der Hologrammreflektor 22 weist lediglich Lichtinformationen auf, die auf Licht 28 einwirken, das aus Richtung der Lichtquelle 1 abgestrahlt wird, jedoch nicht aus einer anderen Richtung. Für das Licht 26 aus der anderen Richtung ist der Hologrammreflektor 22 nicht wirksam, sondern nur transparent.
Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung eine Verkleinerung von Leuchten und Scheinwerfern durch die Kombination von Signalfunktionen. Beispielsweise kann die zusätzliche Leuchteinheit 23 zur Erzeugung von Tagfahrlicht genutzt werden, während die aus der Lichtquelle 1 und dem Hologrammreflektor 22 bestehende Leuchteinheit 27 zur Erzeugung eines Fahrtrichtungsanzeigers dient. Für die Anwendung einer Heckleuchte kann die zusätzliche Leuchteinheit 23 zur Erzeugung eines Rückfahrlichtes und die vordere Leuchteinheit 27 zur Erzeugung eines Fahrtrichtungsanzeigers bzw. die hintere Leuchteinheit 23 zur Erzeugung einer Bremslicht- und die vordere Leuchteinheit 27 zur Erzeugung einer Schlusslichtfunktion dienen oder umgekehrt.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebiger Kombination Verwendung finden können. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
Bezugszeichenliste
1 Lichtquelle
2 Hologrammreflektor
3 Lichtstrahlen
4 1. Flachseite
5 2. Flachseite
6 Hologrammreflektor
7 Primäroptikelement
8 Lichtstrahlen
9 Hologrammreflektor
10 Lichtscheibe
11 Lichtstrahlen
12 Hologrammreflektor
13 Hologrammelement
14 Lichtbündel
15 Lichtstrahlen
16 Punkt
17 Linse
18 Reflektor
19 Hologrammreflektor
20 Lichtstrahlen
21 Fläche
22 Hologrammreflektor
23 Leuchteinheit
24 Lichtquelle
25 Reflektor
26 Licht
27 vordere Leuchteinheit
A Abstrahlung

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle zur Abstrahlung eines Lichtbündels und mit einem Hologrammelement zur Umlenkung des Lichtbündels entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilungscharakteristik, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologrammelement (2, 6, 9, 12, 14, 19, 22) derart ausgebildet ist, dass es als transparentes Bauteil die Lichtverteilungscharakteristik eines Reflektors aufweist, und dass eine Flachseite (4, 5) des Hologrammelements (2, 6, 9, 12, 14, 19, 22) keine Verspiegelung aufweist.
2. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) seitlich versetzt zu dem Hologrammelement (2, 6, 9, 12, 14, 19, 22) angeordnet ist, so dass das von der Lichtquelle (1) abgestrahlte Licht (3, 8, 11 , 15, 20, 28) auf eine erste Flachseite (4) des Hologrammelementes (2, 6, 9, 12, 14, 19, 22) trifft und von derselben in vorgegebener Abstrahlrichtung (A) umgelenkt und/oder mit einer vorgegebenen Lichtstreuung abgestrahlt wird.
3. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologrammelement (2, 6, 9, 12, 14, 19, 22, 28) als ein Volumenre- flexionshologrammelement ausgebildet ist.
4. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologrammelement (2, 6, 9, 12, 14, 19, 22, 28) auf oder in einer ebenen oder gewölbten Trägerscheibe angeordnet ist.
5. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hologrammstruktur des Hologrammelementes (2, 6, 9, 12, 14, 19, 22, 28) derart ausgebildet ist, dass eine vorgegebene Lichtfunktion als paralleles oder gestreutes oder gerichtetes oder fokussiertes Lichtbündel erzeugt wird oder dass ein Lichtmuster oder ein grafisches Muster vor und/oder hinter dem Reflexionshologramm als virtuelles Bild erzeugt wird.
6. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hologrammstruktur des Hologrammelementes (12) derart ausgebildet ist, dass eine vorgegebene Flächenform (13) beleuchtet wird.
7. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hologrammstruktur des Hologrammelementes (14) derart ausgebildet ist, dass das Lichtbündel (15) fokussiert wird zu einem Punkt oder einem Kreis oder einem Bogen oder zu einem Kreuz oder einer Linie oder einer beliebig vorgegebenen Kontur.
8. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hologrammelement (14) in Abstrahlrichtung (A) der Beleuchtungsvorrichtung ein Optikelement (17, 18) vorgelagert ist, dass das fokussierte Lichtbündel (15) durch Brechung und/oder Reflexion formt entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilung.
9. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Abstrahlrichtung (A) hinter dem Hologrammelement (22) eine zusätzliche Leuchteinheit (23) angeordnet ist zur Erzeugung einer weiteren Lichtfunktion, wobei ein von der zusätzlichen Leuchteinheit (23) erzeugtes Lichtbündel (26) im Wesentlichen ohne Umlenkung durch das Hologrammelement (22) hindurchtritt.
10. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) als eine LED-Lichtquelle oder als eine Laserdiode ausgebildet ist.
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