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DE102014117883A1 - Lighting device for vehicles - Google Patents

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DE102014117883A1
DE102014117883A1 DE102014117883.1A DE102014117883A DE102014117883A1 DE 102014117883 A1 DE102014117883 A1 DE 102014117883A1 DE 102014117883 A DE102014117883 A DE 102014117883A DE 102014117883 A1 DE102014117883 A1 DE 102014117883A1
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DE
Germany
Prior art keywords
lighting device
light
lens
hologram
hologram element
Prior art date
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Pending
Application number
DE102014117883.1A
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German (de)
Inventor
Martin Mügge
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hella GmbH and Co KGaA
Original Assignee
Hella KGaA Huek and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hella KGaA Huek and Co filed Critical Hella KGaA Huek and Co
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Priority to PCT/EP2015/078662 priority patent/WO2016087644A1/en
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle zur Abstrahlung eines Lichtbündels, mit einem Hologrammelement zur Brechung des Lichtbündels entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilungscharakteristik, wobei das Hologrammelement derart ausgebildet ist, dass es die Lichtverteilungscharakteristik einer Linse aufweist.The invention relates to a lighting device for vehicles with a light source for emitting a light beam, with a hologram element for refracting the light beam according to a predetermined light distribution characteristic, wherein the hologram element is formed such that it has the light distribution characteristic of a lens.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle zur Abstrahlung eines Lichtbündels, mit einem Hologrammelement zur Beugung des Lichtbündels entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilungscharakteristik für unterschiedliche Beleuchtungsfälle und/oder als holografische Linse in optischen Systemen.The invention relates to a lighting device for vehicles with a light source for emitting a light beam, with a hologram element for diffracting the light beam according to a predetermined light distribution characteristic for different illumination cases and / or as a holographic lens in optical systems.

Aus der EP 2 492 579 A2 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, die nach dem Projektionsprinzip aufgebaut ist und zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtfunktion, nämlich einer Abblendlichtfunktion, dient. Die Beleuchtungsvorrichtung weist eine Lichtquelle, eine Projektionslinse, eine Blendkante sowie ein zwischen der Blendkante und der Lichtquelle angeordnetes Hologrammelement zur Brechung des Lichtbündels entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilungscharakteristik auf. Die Beleuchtungsvorrichtung ist relativ platzsparend ausgebildet. Der Einsatzzweck des Hologrammelementes ist in der Beleuchtungsvorrichtung jedoch eingeschränkt. From the EP 2 492 579 A2 a lighting device for vehicles is known, which is constructed according to the projection principle and for generating a predetermined light function, namely a low beam function is used. The illumination device has a light source, a projection lens, a blend edge and a hologram element arranged between the blend edge and the light source for refracting the light bundle in accordance with a predetermined light distribution characteristic. The lighting device is designed to save space. The intended use of the hologram element is limited in the lighting device, however.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle und einem Hologrammelement derart weiterzubilden, dass auf einfache Weise eine erhöhte Variabilität in der Erzeugung von Lichtverteilungen erzielt wird.The object of the present invention is to develop a lighting device for vehicles with a light source and a hologram element in such a way that increased variability in the generation of light distributions is achieved in a simple manner.

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 die Lichtverteilungscharakteristik einer beliebigen Linse aufweist.To achieve this object, the invention in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that the hologram element is formed such that it has the light distribution characteristic of any lens.

Vorteilhaft ermöglicht die Erfindung die Nachbildung einer Linse mittels eines flachen, insbesondere planaren Hologrammelementes. Vorteilhaft kann eine gewünschte Lichtverteilungscharakteristik bzw. Lichtfunktion präziser durch das Hologrammelement umgesetzt werden als bei einer konventionellen, massiven Linse. Die Erfindung ermöglicht eine platzsparende und exakte Umsetzung von unterschiedlichen Lichtverteilungscharakteristiken. Advantageously, the invention enables the reproduction of a lens by means of a flat, in particular planar hologram element. Advantageously, a desired light distribution characteristic or light function can be implemented more precisely by the hologram element than in a conventional, solid lens. The invention enables a space-saving and accurate implementation of different light distribution characteristics.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Hologrammstruktur des Hologrammelementes derart ausgebildet, dass hierdurch das Lichtbündel parallelisiert oder fokussiert oder dass eine vorgegeben Lichtfunktion erzeugt oder dass ein Lichtmuster oder ein grafisches Muster, welches zweidimensional oderdreidimensional ausgeführt sein kann, abgebildet wird. Es können Lichtfunktionen mit einer vorgegebenen Lichtintensitäts- und Winkelverteilung erzeugt werden. Es sind Lichtquellen mit geringem Lichtstrom bzw. Leistung einsetzbar, da ein größerer Anteil des abgestrahlten Lichtbündels von dem Hologrammelement für die Lichtverteilungscharakteristik genutzt wird. Damit können auch die Kühlkörper für LED-Lichtquellen oder Laserdioden als Lichtquellen kleiner ausgeführt werden. Insgesamt kann die Beleuchtungsvorrichtung kleiner, platzsparender und gewichtsreduzierter dimensioniert werden. Vorteilhaft können mehrere holografische Linsen mit unterschiedlichen Lichtverteilungen für eine gemeinsame Lichtfunktion überlagert genutzt werden, um eine gewünschte Lichtverteilung zusammen zu setzen.According to a preferred embodiment of the invention, a hologram structure of the hologram element is designed in such a way that the light beam is parallelized or focused or that a predetermined light function is generated or that a light pattern or a graphic pattern, which can be two-dimensional or three-dimensional, is imaged. Light functions with a given light intensity and angular distribution can be generated. It can be used light sources with low luminous flux or power, since a larger proportion of the emitted light beam is used by the hologram element for the light distribution characteristic. Thus, the heat sink for LED light sources or laser diodes as light sources can be made smaller. Overall, the lighting device can be smaller, space-saving and weight-reduced dimensions. Advantageously, several holographic lenses with different light distributions can be superimposed for a common light function in order to assemble a desired light distribution.

Das Hologrammelement kann eine gleichmäßig leuchtende Fläche in einer gerichteten oder diffusen Lichtverteilung erzeugen. Wenn das Licht mittels des Hologrammelementes parallelisiert wird, kann das Hologrammelement als Ersatz für eine Fresnellinse der Beleuchtungsvorrichtung dienen. Vorteilhaft sind keine Ringprismen sichtbar bzw. werden diese abgebildet, da die Hologrammstruktur im Bereich der Wellenlänge des Lichtes liegt. Beispielsweise kann das erfindungsgemäße Hologrammelement (Hologrammlinse) als Optiksystem für die Erzeugung einer Schlusslichtfunktion, Bremslicht-, Fahrtrichtungsanzeigefunktion oder auch als Kennzeichenleuchte dienen. The hologram element can produce a uniformly luminous surface in a directional or diffuse light distribution. When the light is parallelized by means of the hologram element, the hologram element can serve as a replacement for a Fresnel lens of the lighting device. Advantageously, no ring prisms are visible or they are imaged, since the hologram structure is in the range of the wavelength of the light. For example, the hologram element according to the invention (hologram lens) can serve as an optical system for the generation of a tail light function, brake light, direction indicator function or as license plate light.

Wenn das Hologrammelement zur Fokussierung, insbesondere Linienfokussierung, eingesetzt wird, kann ein linienförmiger Bereich auf einer Lichtscheibe ausgeleuchtet oder eine linienförmige Lichtverteilung zur Einkopplung in einem Lichtleiter genutzt werden.If the hologram element is used for focusing, in particular line focusing, a line-shaped area on a lens can be illuminated or a line-shaped light distribution can be used for coupling in an optical waveguide.

Wenn das Hologramm zur Punktfokussierung genutzt wird, kann der Brennpunkt beispielsweise für ein nachgeschaltetes Optiksystem genutzt werden. Da das Hologrammelement transparent ist, wird ein „frei im Raum schwebender“ Brennpunkt des Optiksystems erzeugt, wobei das von dem Licht abgegebene Lichtbündel quasi aus dem Nichts kommt und dann einem Reflektor, einer Linse oder einem Lichtleiter als sichtbares Optiksystem zugeführt wird. If the hologram is used for point focusing, the focal point can be used, for example, for a downstream optical system. Since the hologram element is transparent, a "floating in space" focal point of the optical system is generated, wherein the light emitted from the light beam quasi comes from nowhere and then a reflector, a lens or a light guide is supplied as a visible optical system.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das Hologrammelement als eine Folie ausgebildet sein, die mit einer Lichtscheibe verbunden ist oder die an einem Halterahmen befestigt ist. Die Lichtscheibe dient hier als Träger für die Folie, ohne dass sie optische Eigenschaften aufweist. Vorteilhaft kann die Lichtscheibe zugleich ein Abschluss der Beleuchtungsvorrichtung bzw. eines Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung sein. Eine Halterung lediglich mittels eines Halterahmens bietet sich an, wenn sich das Hologrammelement innerhalb eines Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung befindet und besonders eine Gewichtsreduzierung erreicht werden soll. According to a development of the invention, the hologram element may be formed as a foil, which is connected to a lens or which is attached to a holding frame. The lens serves as a carrier for the film, without having optical properties. Advantageously, the lens can be at the same time a conclusion of the lighting device or a housing of the lighting device. A holder only by means of a holding frame lends itself to when the hologram element is located within a housing of the lighting device and in particular a weight reduction is to be achieved.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann das Hologrammelement zur Erzeugung einer Nebelschlusslichtfunktion dienen. Dasselbe Hologrammelement ermöglicht zum einen eine Lichtverteilungscharakteristik entsprechend einem Kreuzsegment und zum anderen eine Lichtverteilungscharakteristik entsprechend einem Rautensegment, denen unterschiedliche Lichtstärkewerte zugeordnet sind. Auf diese Weise kann platzsparend eine Nebelschlussfunktion erzeugt werden. Insbesondere kann die Gestaltbarkeit einer Heckleuchte erweitert werden. Trotz des Mindestabstandes zwischen der Nebelschlussleuchte und der Bremsleuchte kann nun aufgrund der kleiner dimensionierten Nebelschlussleuchte die Bremsleuchte größer dimensioniert werden. According to a development of the invention, the hologram element can be used to generate a rear fog light function. The same hologram element enables, on the one hand, a light distribution characteristic corresponding to a cross segment and, on the other hand, a light distribution characteristic corresponding to a rhombus segment to which different luminous intensity values are assigned. In this way, a fog-closing function can be generated to save space. In particular, the designability of a tail light can be extended. Despite the minimum distance between the rear fog lamp and the brake light, the brake light can now be dimensioned larger due to the smaller rear fog lamp.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann die Beleuchtungsvorrichtung in einem Außenspiegel des Fahrzeugs oder in einer Türschwelle desselben oder in einem Innenraum desselben zur Beleuchtung von Bedienelementen oder dergleichen vorgesehen sein. Beispielsweise können auch Grafiken oder Logos auf die Fahrbahn oder auf eine andere Fläche projiziert werden.According to a development of the invention, the lighting device may be provided in an exterior mirror of the vehicle or in a door sill thereof or in an interior thereof for illuminating control elements or the like. For example, graphics or logos can also be projected onto the lane or onto another surface.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.Further advantages of the invention will become apparent from the further subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings.

Es zeigen: Show it:

1 eine Seitenansicht einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer ersten Ausführungsform, 1 a side view of a lighting device according to a first embodiment,

2 eine Seitenansicht einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer zweiten Ausführungsform, 2 a side view of a lighting device according to a second embodiment,

3 eine Seitenansicht einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer dritten Ausführungsform, 3 a side view of a lighting device according to a third embodiment,

4 eine Seitenansicht einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer vierten Ausführungsform, 4 a side view of a lighting device according to a fourth embodiment,

5 eine Seitenansicht einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer fünften Ausführungsform, 5 a side view of a lighting device according to a fifth embodiment,

6 eine Seitenansicht einer Beleuchtungsvorrichtung nach einer sechsten Ausführungsform, 6 a side view of a lighting device according to a sixth embodiment,

7 eine Vorderansicht einer Heckleuchte mit einer integrierten Nebelschluss- und Bremslichtfunktion, 7 a front view of a tail light with an integrated rear fog and brake light function,

8 eine auf einer Meßwand dargestellte Lichtverteilung der Nebelschlussleuchte, 8th a light distribution of the rear fog lamp shown on a measuring wall,

9 eine perspektivische Vorderansicht der Beleuchtungsvorrichtung, die in einem Außenspiegel eines Fahrzeugs integriert ist zur Ausleuchtung eines Bodenbereiches, 9 a front perspective view of the lighting device, which is integrated in an outside mirror of a vehicle for illuminating a floor area,

10 eine Vorderansicht der in dem Außenspiegel integrierten Beleuchtungsvorrichtung zur Ausleuchtung eines Logos und 10 a front view of the integrated in the exterior mirror lighting device for illuminating a logo and

11 eine Seitenansicht einer Beleuchtungsvorrichtung mit einem Hologrammelement und einer herkömmlichen Linse. 11 a side view of a lighting device with a hologram element and a conventional lens.

Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung kann im Heck- und Bugbereich von Fahrzeugen zur Erzeugung einer Lichtverteilung sowie innerhalb oder an Fahrzeugen angeordnet sein zur Beleuchtung einer vorgegebenen Ausleuchtzone. A lighting device according to the invention can be arranged in the rear and bow area of vehicles for generating a light distribution and within or on vehicles for illuminating a predetermined footprint.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß 1 weist die Beleuchtungsvorrichtung eine Lichtquelle 1 sowie ein in Abstrahlrichtung der Lichtquelle 1 vorgelagertes flaches Hologrammelement 2 auf, das einer herkömmlichen Linse vergleichbare Lichtverteilungscharakteristik erzeugt. Im Folgenden wird das Hologrammelement 2 auch als Hologrammlinse bezeichnet, da das Hologrammelement die Funktion einer Linse bzw. eines Linsensystems erfüllt. Gemäß der ersten Ausführungsform weist die Hologrammlinse 2 eine solche Hologrammstruktur auf, dass ein von der Lichtquelle 1 abgestrahltes Lichtbündel 3 parallelisiert wird. Das Hologrammelement 2 kann hierbei als Ersatz für eine Fresnellinse eingesetzt werden. In Abstrahlrichtung vor der Hologrammlinse 2 ist beispielsweise eine herkömmliche Linse angeordnet, um beispielsweise eine Bremslicht- oder Schlusslichtfunktion zu erzeugen. According to a first embodiment of the invention according to 1 the lighting device has a light source 1 as well as in the emission of the light source 1 upstream flat hologram element 2 auf, which produces a comparable comparable light distribution characteristic of a conventional lens. The following is the hologram element 2 Also referred to as a hologram lens, since the hologram element fulfills the function of a lens or a lens system. According to the first embodiment, the hologram lens 2 such a hologram structure on that one of the light source 1 emitted light beam 3 is parallelized. The hologram element 2 can be used as a replacement for a Fresnel lens. In the direction of radiation in front of the hologram lens 2 For example, a conventional lens is arranged to produce, for example, a brake light or tail light function.

Das Hologrammelement 2 ist vorzugsweise als ein holografisch-optisches Element (HOE) ausgebildet, das zur Klasse der diffraktiven optischen Elemente gehört. Diffraktive 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. The hologram element 2 is preferably formed as a holographic-optical element (HOE), which belongs to the class of diffractive optical elements. Diffractive optical elements are characterized by significantly smaller optical structures that diffract the light in a limited spectral range compared to conventional refractive optical elements. The diffractive optical elements can be embodied as grating, lens, and mirror beam splitters or combinations thereof.

Vorzugsweise ist das Hologrammelement 2 als ein Volumenhologrammelement ausgebildet, das im Ausführungsbeispiel gemäß 1 als Volumentransmissionshologrammelement vorliegt. Das Volumenhologrammmelement ist als eine Emulsion oder als ein holografischer Film ausgebildet. Vorzugsweise ist das Hologrammelement 2 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 Hologrammelementes 2 und der verwendeten Wellenlänge λ ergibt, ist wesentlich größer als das Quadrat der Gitterkonstante g, siehe λ × d >> g2 Preferably, the hologram element is 2 formed as a volume hologram element, which in the embodiment according to 1 is present as volume transmission hologram element. The volume hologram element is formed as an emulsion or as a holographic film. Preferably, the hologram element is 2 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, resulting from the thickness d of the hologram element 2 and the wavelength λ used is much larger than the square of the lattice constant g, see λ × d >> g 2

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.Since the lattice constant g is relatively small, at most in the range of the wavelengths λ of the light 3 The lattice structure is almost invisible to the human eye. The hologram element 2 therefore appears transparent.

Das als Folie ausgebildete Hologrammelement 2 kann beispielsweise durch Tiefziehen vorgeformt sein, in eine Spritzgusswerkzeug eingelegt und dann durch das Material eine der Lichtscheibe überspritzt werden. Alternativ kann die Hologrammelementfolie 2 auch nachträglich auf die Lichtscheibe aufgeklebt oder aufgeschweißt werden, beispielsweise durch Ultraschallschweißen. The trained as a foil hologram element 2 For example, it can be preformed by deep drawing, placed in an injection mold and then overmolded by the material of the lens. Alternatively, the hologram element foil 2 be subsequently glued or welded onto the lens, for example by ultrasonic welding.

An dem Hologrammelement 2, das als Volumenhologrammelement ausgebildet ist, wird das Lichtbündel 3 unter einem definierten, begrenzten Winkel- und Spektralbereich gebeugt. 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. At the hologram element 2 , which is formed as a volume hologram element, the light beam 3 diffracted under a defined, limited angle and spectral range. As a result, introduced into the holographic recording medium light-guiding structures (grid structure) are almost invisible to the viewer. The hologram element is advantageous 2 formed as a transparent component, which has no visible optical structures.

Nach einer zweiten Ausführungsform gemäß 2 kann das Hologrammelement 4 auch eine solche Struktur aufweisen, dass das von der Lichtquelle 1 abgestrahlte Lichtbündel 5 so gebeugt wird, dass eine vorgegebene Lichtfunktion, wie beispielsweise eine Schlusslicht-, Bremslicht-, Fahrtrichtungsanzeigefunktion oder auch eine Kennzeichenleuchtefunktion erzeugt wird. According to a second embodiment according to 2 can the hologram element 4 also have such a structure that that of the light source 1 emitted light bundles 5 is bent so that a predetermined light function, such as a tail light, brake light, direction indicator function or a license plate light function is generated.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. The same components or component functions of the embodiments are provided with the same reference numerals.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 3 ist ein Hologrammelement 6 derart ausgebildet, dass ein von der Lichtquelle 1 abgesandtes Lichtbündel 7 zu einer Linie 8 fokussiert wird. Hierdurch kann beispielsweise ein linienförmiger Bereich auf einer nicht dargestellten Lichtscheibe oder eine linienförmige Lichtverteilung zur Einkopplung in einem Lichtleiter bereitgestellt werden. According to a further embodiment of the invention according to 3 is a hologram element 6 formed such that one of the light source 1 sent light beam 7 to a line 8th is focused. As a result, for example, a line-shaped area on a lens, not shown, or a line-shaped light distribution for coupling in a light guide can be provided.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 4 kann eine Hologrammlinse 9 so ausgebildet sein, dass ein von der Lichtquelle 1 abgesandtes Lichtbündel 10 auf einen Punkt 11 fokussiert wird Der Punkt 11 kann als ein Brennpunkt für ein in Abstrahlrichtung vorne angeordnetes Optiksystem genutzt werden. Dieses Optiksystem kann beispielsweise eine herkömmliche Linse 12, siehe 5 oder einen herkömmlichen Reflektor 13 mit einer verspiegelten Oberfläche, siehe 6, umfassen. Es kann auch eine Fokussierungsabbildung erfolgen.According to a further embodiment of the invention according to 4 can be a hologram lens 9 be formed so that one of the light source 1 sent light beam 10 to a point 11 The point is focused 11 can be used as a focal point for a front mounted in the emission direction optical system. For example, this optical system may be a conventional lens 12 , please refer 5 or a conventional reflector 13 with a mirrored surface, see 6 , include. There may also be a focus map.

Nach einer alternativen nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann das Hologrammelement auch so ausgebildet sein, dass ein Kreuz oder eine andere vorgegebene Kontur ausgeleuchtet wird. According to an alternative embodiment of the invention, not shown, the hologram element may also be designed such that a cross or another predetermined contour is illuminated.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß den 7 und 8 ist eine Hologrammlinse 14 derart ausgebildet, dass die Lichtverteilungscharakteristik derselben ein Kreuzsegment 15 und ein Rautensegment 16 umfasst. Das Kreuzsegment 15 enthält Lichtstärkewerte in einem relativ hohen Lichtstärkebereich. Entsprechend gesetzlicher Vorgaben liegt der Lichtstärkebereich in einem Bereich zwischen 150 cd und 300 cd. In dem Rautensegment 16, dass das Kreuzsegment 15 beinhaltet, da beide in einer Vertikalen zwischen ±7° und einer Horizontalen von ±12° angeordnet sind, ist eine Mindestlichtstärke aufgrund von gesetzlicher Vorgaben von 75 cd erforderlich. Das Kreuzsegment 15 ist somit heller ausgebildet als benachbarte Bereiche des Rautensegmentes 16.According to a further embodiment of the invention according to the 7 and 8th is a hologram lens 14 formed such that the light distribution characteristic of the same a cross segment 15 and a diamond segment 16 includes. The cross segment 15 contains light intensity values in a relatively high light intensity range. According to legal requirements, the light intensity range is in a range between 150 cd and 300 cd. In the diamond segment 16 that the cross segment 15 As both are arranged in a vertical range of ± 7 ° and a horizontal of ± 12 °, a minimum luminous intensity is required by law of 75 cd. The cross segment 15 is thus formed brighter than adjacent areas of the rhombus segment 16 ,

Da die Hologrammlinse 14 sowohl das Kreuzsegment 15 als auch das Rautensegment 16 erzeugt, kann das von der Lichtquelle 1 abgesandte Licht gezielter und optimaler verteilt werden. Der optische Wirkungsgrad kann stark verbessert werden bzw. der erforderliche Lichtstrom für die Lichtfunktion kann reduziert werden. Vorteilhaft können schwächere LED-Lichtquellen 1 oder Laserdioden eingesetzt werden, die kostengünstiger sind. Als Lichtquelle 1 ist vorzugsweise eine einzige LED-Lichtquelle oder eine einzige Laserdiode vorgesehen. Because the hologram lens 14 both the cross segment 15 as well as the diamond segment 16 This can be generated by the light source 1 emitted light can be distributed more targeted and optimal. The optical efficiency can be greatly improved or the required luminous flux for the light function can be reduced. Advantageously, weaker LED light sources 1 or laser diodes are used, which are less expensive. As a light source 1 Preferably, a single LED light source or a single laser diode is provided.

Da die so gebildete Nebelschlussleuchte NL relativ klein ausgebildet sein kann, kann ein größerer Raumbereich 17 der als Heckleuchte 18 ausgebildeten Beleuchtungsvorrichtung für eine Bremslichtfunktion BL genutzt werden, siehe 7. Die Nebelschlussleuchte NL ist an einem ersten Ende der Heckleuchte 18 und die Bremsleuchte BL an dem gegenüberliegenden Endbereich bzw. Raumbereich 17 der Heckleuchte 18 unter Einhaltung eines Mindestabstandes a angeordnet. Since the thus formed rear fog lamp NL can be made relatively small, a larger space area 17 the as a tail light 18 trained lighting device can be used for a brake light function BL, see 7 , The rear fog lamp NL is at a first end of the tail light 18 and the stop lamp BL at the opposite end portion or space portion 17 the tail light 18 arranged according to a minimum distance a.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 9 ist die Beleuchtungsvorrichtung in einem Außenspiegel 19 des Fahrzeugs integriert angeordnet zur Ausleuchtung einer Bodenzone 20 neben dem Fahrzeug. Wie bei der Nebelschlussleuchte NL gemäß der 7 besteht diese Beleuchtungsvorrichtung lediglich aus der Lichtquelle 1 und der nicht dargestellten Hologrammlinse. According to a further embodiment of the invention according to 9 is the lighting device in an exterior mirror 19 the vehicle is arranged integrated to illuminate a ground zone 20 next to the vehicle. As with the rear fog lamp NL according to the 7 is this Lighting device only from the light source 1 and the hologram lens, not shown.

Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung gemäß 10 kann die Hologrammlinse auch so ausgebildet sein, dass eine Grafik oder ein Logo 21 auf die Fahrbahn projiziert wird. Es kann sich um ein Lichtmuster oder ein grafisches Muster handeln, das als zweidimensionale oder dreidimensionale Grafik abgebildete wird.According to an alternative embodiment of the invention according to 10 For example, the hologram lens may be configured to have a graphic or logo 21 is projected onto the roadway. It can be a light pattern or a graphic pattern that is displayed as a two-dimensional or three-dimensional graphic.

Nach einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann das Lichtmuster oder das grafische Muster auch als Bild (zweidimensionale oder dreidimensionale Grafik) innerhalb des Gehäuses der Beleuchtungsvorrichtung – vor und/oder hinter dem Hologrammelement – erzeugt werden. Hierdurch ist es für den Betrachter der Beleuchtungsvorrichtung erkennbar.According to a further non-illustrated embodiment of the invention, the light pattern or the graphic pattern can also be generated as an image (two-dimensional or three-dimensional graphic) within the housing of the illumination device - in front of and / or behind the hologram element. This makes it recognizable to the viewer of the lighting device.

Nach einer weiteren nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Einbauposition der Beleuchtungsvorrichtung auch im Innenraum des Fahrzeugs zur Beleuchtung von scharf begrenzten Flächen, zum Beispiel Bedienelementen, Schaltergruppen oder Ablagen, oder zur Projizierung eines Logos oder einer Grafik, beispielsweise auf das Armaturenbrett, die Mittelkonsole oder einen Dachhimmel dienen. According to another alternative embodiment of the invention, not shown, the installation position of the lighting device in the interior of the vehicle for illuminating sharply defined areas, such as controls, groups of switches or shelves, or for projecting a logo or graphic, for example, on the dashboard, the center console or serve a headliner.

Nach einer weiteren alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Hologrammlinse auch als abbildende Linse in Abblendlicht- und in Fernlichtsysteme integriert sein. Die einzelnen Leuchtbereiche der Lichtverteilung sowie die Hell-/Dunkelgrenze können durch eine oder mehrere Hologrammlinsen beleuchtet werden. According to a further alternative embodiment of the invention, the hologram lens can also be integrated as an imaging lens in low-beam and high-beam systems. The individual light areas of the light distribution and the light / dark boundary can be illuminated by one or more hologram lenses.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 11 kann zwischen einer Hologrammlinse 22 und der Lichtquelle 1 eine herkömmliche Linse 23 angeordnet sein, die das Licht der Lichtquelle 1 in Richtung der Hologrammlinse 22 parallelisiert. According to a further embodiment of the invention according to 11 can be between a hologram lens 22 and the light source 1 a conventional lens 23 be arranged, which is the light of the light source 1 in the direction of the hologram lens 22 parallelization.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Linse 23 auch als Hologrammlinse ausgebildet sein. According to an alternative embodiment of the invention, not shown, the lens 23 also be designed as a hologram lens.

Die vorgenannten Hologrammlinsen sind vorzugsweise als eine flache Folie oder als eine flache oder planare Lichtscheibe ausgebildet. Wenn die Hologrammlinse eine flache Lichtscheibe umfasst, kann das Hologrammelement als Folie auf einer der beiden Flachseiten der Lichtscheibe aufgebracht sein. The aforementioned hologram lenses are preferably formed as a flat foil or as a flat or planar lens. If the hologram lens comprises a flat lens, the hologram element may be applied as a foil on one of the two flat sides of the lens.

Alternativ kann auch eine Lichtscheibe mit diffraktiver Struktur gewölbt oder zylindrisch oder prismatisch oder facettiert oder als Freiformfläche ausgeführt sein. Alternatively, a lens with a diffractive structure can be arched or cylindrical or prismatic or faceted or designed as a freeform surface.

Das Hologrammelement gemäß der Erfindung kann als holografische Linse in einem optischen Systemen eingesetzt werden. 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. The hologram element according to the invention can be used as a holographic lens in an optical system. It is understood that the features mentioned above can be used individually or in combination in any combination. The described embodiments are not to be understood as exhaustive enumeration, but rather have exemplary character for the description of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Lichtquelle light source
22
Hologrammelement hologram element
33
Lichtbündel light beam
44
Hologrammelement hologram element
55
Lichtbündel light beam
66
Hologrammelement hologram element
77
Lichtbündel light beam
88th
Linse lens
99
Hologrammelement hologram element
1010
Lichtbündel light beam
1111
Punkt Point
1212
Linse lens
1313
Reflektor reflector
1414
Hologrammlinse hologram lens
1515
Kreuzsegment cross segment
1616
Rautensegment diamond segment
1717
Raumbereich space area
1818
Heckleuchte taillight
1919
Außenspiegel Mirrors
2020
Bodenzone soil zone
2121
Logo logo
2222
Hologrammelement hologram element
2323
Linse lens
NLNL
Nebelschlussleuchte Fog light
BLBL
Bremslichtfunktion Brake light
aa
Abstand distance

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Claims (13)

Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer Lichtquelle zur Abstrahlung eines Lichtbündels, mit einem Hologrammelement zur Beugung des Lichtbündels entsprechend einer vorgegebenen Lichtverteilungscharakteristik, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologrammelement (2, 4, 6, 9, 14, 22) derart ausgebildet ist, dass es als flache holografische Linse mindestens eine Lichtverteilungscharakteristik aufweist und/oder dass es als holografische Linse in einem optischen Systemen einsetzbar ist.Lighting device for vehicles with a light source for emitting a light beam, with a hologram element for diffracting the light beam in accordance with a predetermined light distribution characteristic, characterized in that the hologram element ( 2 . 4 . 6 . 9 . 14 . 22 ) is designed such that it has at least one light distribution characteristic as a flat holographic lens and / or that it can be used as a holographic lens in an optical system. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Hologrammstruktur des Hologrammelementes (2, 4, 6, 9, 14, 22) derart ausgebildet ist, dass das Lichtbündel (3, 5, 7, 10) parallelisiert oder fokussiert oder dass eine vorgegebene Lichtverteilung erzeugt oder dass ein Lichtmuster oder ein grafisches Muster als zweidimensionale oder dreidimensionale Grafik abgebildet wird.Lighting device according to claim 1, characterized in that a hologram structure of the hologram element ( 2 . 4 . 6 . 9 . 14 . 22 ) is formed such that the light beam ( 3 . 5 . 7 . 10 ) is parallelized or focused or that a predetermined light distribution is generated or that a light pattern or a graphic pattern is imaged as a two-dimensional or three-dimensional graphic. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Hologrammstruktur des Hologrammelementes (6, 9) derart ausgebildet ist, dass das Lichtbündel (10) zu einem Punkt und/oder Linie und/oder zu einem Kreuz und/oder einem Kreis und/oder zu einer vorgegebenen, beliebigen Kontur fokussiert wird. Lighting device according to claim 2, characterized in that the hologram structure of the hologram element ( 6 . 9 ) is formed such that the light beam ( 10 ) is focused to a point and / or line and / or to a cross and / or a circle and / or to a given, arbitrary contour. Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass dem Hologrammelement (2, 4, 6, 9, 14, 22) im Bereich des Brennpunktes bzw. der Fokussierungsabbildung mindestens ein Optikelement vorgelagert ist, mittels dessen die vorgegebene Lichtverteilung einer Funktion erzeugt wird. Lighting device according to claim 2 or 3, characterized in that the hologram element ( 2 . 4 . 6 . 9 . 14 . 22 ) in the region of the focal point or the focusing image is preceded by at least one optical element, by means of which the predetermined light distribution of a function is generated. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologrammelement (2, 4, 6, 9, 14, 22) als eine Folie ausgebildet ist, die mit einer Lichtscheibe flächig oder umlaufend mit einem Rand der Lichtscheibe verbunden oder die an einem Halterahmen befestigt ist. Lighting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hologram element ( 2 . 4 . 6 . 9 . 14 . 22 ) is formed as a film which is connected to a lens flat or circumferentially with an edge of the lens or which is attached to a holding frame. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologrammelement (2, 4, 6, 9, 14, 22) derart ausgebildet ist, dass die Lichtverteilungscharakteristik desselben aus unterschiedlichen geometrischen und/oder unterschiedlich hellen Segmenten in einem Hologramm zusammengesetzt ausgeführt ist, insbesondere ein Kreuzsegment (15) enthaltend eine Lichtstärke in einem hohen Lichtstärkebereich und ein das Kreuzsegment (15) enthaltendes Rautensegment (16) enthaltend eine Mindestlichtstärke, die kleiner ist als ein Minimum des Lichtstärkebereiches des Kreuzsegmentes (15), zu erzeugen zur Bildung einer optimierten Nebelschlusslichtfunktion. Lighting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the hologram element ( 2 . 4 . 6 . 9 . 14 . 22 ) is designed such that the light distribution characteristic thereof is made up of different geometric and / or differently bright segments in a hologram, in particular a cross segment ( 15 ) containing a light intensity in a high light intensity range and a cross segment ( 15 ) containing rhombus segment ( 16 ) containing a minimum light intensity which is smaller than a minimum of the light intensity range of the cross segment ( 15 ) to produce an optimized rear fog light function. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hologrammstruktur des Hologrammelementes (2, 4, 6, 9, 14, 22) derart ausgebildet ist, dass das Lichtbündel entsprechend mehrerer Lichtverteilungscharakteristika abgestrahlt werden.Lighting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the hologram structure of the hologram element ( 2 . 4 . 6 . 9 . 14 . 22 ) is formed such that the light beam is emitted according to a plurality of light distribution characteristics. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung in einem Außenspiegel (19) des Fahrzeugs oder in einer Türschwelle des Fahrzeugs oder in einem Innenraum des Fahrzeugs zur Beleuchtung von Bedienelementen vorgesehen ist. Lighting device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the lighting device in an exterior mirror ( 19 ) of the vehicle or in a door sill of the vehicle or in an interior of the vehicle for the illumination of controls is provided. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Hologrammelement (2, 4, 6, 9, 14, 22) planar oder gewölbt oder zylinderförmig oder prismatisch oder facettiert oder als Freiformfläche ausgebildet ist. Lighting device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the hologram element ( 2 . 4 . 6 . 9 . 14 . 22 ) is planar or curved or cylindrical or prismatic or faceted or formed as a free-form surface. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (1) als eine LED-Lichtquelle oder als eine Laser-Lichtquelle ausgebildet ist. Lighting device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the light source ( 1 ) is formed as an LED light source or as a laser light source. Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Lichtfunktion durch eine holografische Linse beliebiger Größe oder durch mehrere, neben- und/oder übereinander angeordneten holografischen Linsen gebildet istLighting device according to one of claims 1 to 10, characterized in that a light function is formed by a holographic lens of any size or by a plurality of juxtaposed and / or superposed holographic lenses Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die holografische Linse durch eine holografische Folie in Form eines Volumenhologramms oder als holografische Folie in Form eines Oberflächenhologramms (Prägung) oder als diffraktive Optik in einem Spritzwerkzeug und Abformung auf einer gespritzten Linsenscheibe erzeugt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 11, characterized in that the holographic lens is produced by a holographic film in the form of a volume hologram or as a holographic film in the form of a surface hologram (embossing) or as a diffractive optic in an injection mold and impression on a molded lens disk , Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine holografische Linse in Form einer holografischen Folie auf eine transparente Lichtscheibe aufgebracht ist oder an einem rahmenartigen Haltelement befestigt ist.Lighting device according to one of claims 1 to 12, characterized in that a holographic lens in the form of a holographic film is applied to a transparent lens or is attached to a frame-like holding element.
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