用於車輛的照明設備的製作方法
2023-06-01 22:57:56 2
本發明涉及一種用於車輛的照明設備，該照明設備具有光源單元和用於產生預定的信號光分布的光學裝置，藉助它們能提供預定的信號功能。
背景技術：
由de4421306c2已知一種用於車輛的照明設備，該照明設備具有光源以及配屬於該光源的全息元件作為信號發光單元。該全息元件施加在遮蓋盤上。所述全息元件具有這樣的結構，使得由光源發射的光束根據預定的光分布衍射。因此，例如能夠產生用於行駛方向指示器的光分布。該已知的照明設備局限於：僅通過光源和在有限區域中引入的全息元件來提供法律上預定的光分布或者說信號功能。
技術實現要素：
本發明的任務是，進一步構造包含全息元件的用於車輛的照明設備，使得交通參與者對光功能的感知得以改善並且尤其是因此提高道路交通中的安全性。
為了解決該任務，結合權利要求1的前序部分，本發明的特徵在於：設有第一光學單元和第二光學單元、即全息元件，第一光學單元用於使由光源單元的第一光源發射的第一光束偏轉，以便產生預定的信號光分布，第二光學單元用於使由光源單元的第二光源產生的第二光束偏轉，以便產生全息發光圖像，從而通過所述信號光分布和在空間上遠離的全息發光圖像形成預定的信號功能。
根據本發明，由光源和第一光學單元產生的信號光分布通過全息發光圖像擴展，該全息發光圖像藉助優選另外的光源和作為第二光學單元的全息元件來產生。全息發光圖像用作附加發光圖像，該附加發光圖像擴展法律上預定的信號光分布，以用於產生信號功能。本發明的基本構思是，這樣構造或布置全息元件，使得基於實際信號光分布與全息發光圖像之間的空間分離而改善信號功能的可識別性。根據本發明，尤其是在遮蓋盤附近引起光功能的可感知的發光面增大並且實現附加的空間上的照亮區域。
根據本發明的一種實施方式，設有信號發光單元，該信號發光單元包括第一光源和第一光學單元，以用於產生預定的信號光分布。另一方面設有全息發光單元，該全息發光單元包括第二光源和作為第二光學單元的全息元件並且該全息發光單元用於產生全息發光圖像。有利地，信號發光單元和全息發光單元能彼此無關地被操控。為了產生信號功能的附加全息發光圖像，以全息發光單元來擴展傳統的信號發光單元。僅需涉及有關全息發光單元的支撐的適配。
根據本發明的一種進一步擴展構型，全息元件在結構上這樣構成，使得全息發光圖像布置在遮蓋盤附近，其中，該遮蓋盤封閉照明設備的殼體。信號發光單元的例如在遮蓋盤上延伸的照亮面可以通過全息發光圖像在遮蓋盤前面和/或後面被擴展，從而由此產生空間上的照亮區域或者說照亮面或照亮帶。這促進信號光功能的可感知性。
根據本發明的一種進一步擴展構型，當全息發光圖像在殼體外部產生時，由此能夠確保信號光功能的較好的可見性。
根據本發明的一種進一步擴展構型，全息元件被施加在遮蓋盤的內側上或者在布置在殼體內部的支承盤上。由此有利地提供一種緊湊的全息結構單元，該全息結構單元尤其是能夠節省空間地布置在照明設備的殼體內部。
根據本發明的一種實施方式，全息元件構成為體積全息元件，第二光束可以藉助該體積全息元件在限定的角度範圍和/或光譜範圍內衍射。優選地，體積全息元件構成為如下膜片，在該膜片中集成有平面地構造的光致聚合物。有利地，所述膜片可以被粘接或被焊接(或者通過超聲波焊接被固定)或被層壓(auflaminiert)在支承盤上。
根據本發明的一種進一步擴展構型，全息元件構成為反射全息元件並且布置在殼體的下方區域中。第二光束藉助該全息元件以陡的射角向上射出，其中，全息發光圖像在殼體的下方區域中延伸。有利地，由此全息元件一方面能夠節省空間地布置在殼體壁上。此外，這樣形成的全息發光單元能夠實現改善從上方的觀察方向的可見性。
根據本發明的一種進一步擴展構型，全息元件構成為衍射光學器件或構成為表面全息元件，所述表面全息元件可以被施加在膜片上或者在遮蓋盤或附加鏡片的製造過程中被一起引入。
根據本發明的一種進一步擴展構型，全息發光圖像基本上垂直於遮蓋盤延伸和/或沿水平方向延伸。有利地，由此實現一種立體感，因為在遮蓋盤上僅存在信號功能的標誌作為通常(sonstig)的照亮面。因此，該照亮面在位於遮蓋盤前面和/或後面的空間中被擴展。
根據本發明的一種進一步擴展構型，全息元件分段地構成，其中，各全息部段能分別藉助第二光源被單獨或順序地照明。有利地，多個全息部段由此能彼此獨立地被操控，從而例如為了支持指示行駛方向的信號發送而能沿行駛方向順序產生全息發光圖像的多個光帶或者說光面，其中，所述光帶或者說光面分別通過相應所配屬的並且被照明的全息部段來產生。有利地，由此能夠根據「有方向移動閃燈」改善對行駛方向指示光功能的注意力。
本發明的其它優點由另外的從屬權利要求得出。
附圖說明
以下藉助附圖更詳細地闡述本發明的實施例。
其中：
圖1示出一種具有信號發光單元和全息發光單元的照明設備的示意側視圖，其中，全息發光圖像與發光殼體的遮蓋盤相交(schneiden)；
圖2示出照明設備的第二實施方式的示意側視圖，其中，全息元件布置在殼體的上方區域中並且全息發光圖像布置在遮蓋盤外部；
圖3示出照明設備的示意側視圖，其中，全息元件被施加在遮蓋盤的內側上並且全息發光圖像傾斜地布置在發光殼體外部；
圖4示出根據另一種實施方式的照明設備的示意側視圖，其中，全息元件設置為用於反射光束的全息元件並且全息照明結構布置在第一照明單元上方；
圖5示出本發明的另一種實施方式，其中，全息元件用於反射第二光束並且全息發光圖像沿主發射方向布置在第一照明單元前面；
圖6示出具有如下全息發光圖像的照明設備的示意前視圖，該全息發光圖像具有沿主發射方向指向的發光柱；
圖7示出具有如下全息發光圖像的照明設備的示意前視圖，該全息發光圖像具有橫向於主發射方向延伸的發光柱，各所述發光柱彼此間隔開距離地布置；
圖8示出具有如下全息發光圖像的照明設備的示意前視圖，該全息發光圖像具有橫向於主發射方向彼此間隔開距離地延伸的並且沿主發射方向更長地延伸的發光柱；
圖9示出本發明的另一種實施方式，其中，全息發光圖像通過箭頭面形成；
圖10示出根據另一種實施方式的照明設備的示意側視圖，其中，全息發光單元在空間上與信號發光單元分開地布置並且全息元件在遮蓋盤的內側上延伸；
圖11示出根據另一種實施方式的照明設備的示意側視圖，其中，全息元件被施加在布置在殼體內部的支承板上；
圖12示出按照本發明的照明設備的另一實施方式，其中，全息元件沿主發射方向布置在第二光源後面並且該全息元件用於反射第二光束；以及
圖13示出照明設備的另一種實施方式，其中，不同於根據圖11的實施方式，第一照明單元具有反射器取代光導體作為光學單元。
具體實施方式
按照本發明的照明設備用於產生信號功能，例如行駛方向指示功能、尾燈功能、停車燈功能、制動燈功能或日間行車燈功能。該照明設備能夠實現對傳統光功能的三維光擴展。
根據照明設備的按照圖1的第一實施方式，作為第一發光單元設有信號發光單元1，用於產生預定的信號光分布、例如行駛方向指示功能。出於該目的，信號發光單元1具有光源36、例如led光源以及具有第一光學單元37，該第一光學單元用於使由第一光源發射的第一光束偏轉。在圖1中，為了簡化而以方塊形式示出第一光學單元37，該第一光學單元可以構成為反射器或構成為光導體，第一光束2為了產生信號光分布從所述反射器或所述光導體出來穿過封閉照明設備的殼體3的遮蓋盤4向外發射到周圍環境中。
此外，照明設備具有全息發光單元5作為第二發光單元，該全息發光單元基本上具有第二光源6以及全息元件7。第二光源6可以由一個或多個led光源或雷射二極體構成。全息發光單元5用於產生全息發光圖像(9)，該全息發光圖像補充信號光分布並且因此能夠實現擴展的信號功能。
信號發光單元1的第一光源36和全息發光單元5的第二光源6一起形成一個光源單元。光束2從第一光源36發射至第一光學單元37，而第二光束8從第二光源6發射至全息元件7。
在當前實施例中，信號發光單元1的第一光源36和全息發光單元5的第二光源6基本上布置在一個共同的水平面中。全息發光單元5的全息元件7布置在信號發光單元1下方。
全息元件7構成為全息光學元件(hoe)，該全息光學元件屬於衍射光學元件的類別。相比於傳統的折射光學元件，衍射光學元件以明顯更小的光學結構著稱，這些光學結構使光在限定的光譜範圍內衍射。衍射光學元件可以構造為光柵射束分離器、透鏡射束分離器和反射鏡射束分離器或者構造為這些射束分離器的組合。
全息元件7構成為以乳膠形式或以全息膜形式的體積全息元件。優選地，全息元件構成為膜片形式的光致聚合物。體積全息元件構成為相對厚的全息圖，因此該全息圖的晶格常數g總是小於膜片材料的厚度。由全息圖的厚度d和所使用的波長λ得出的乘積遠大於晶格常數g的平方，參見λ×d>>g2。因為晶格常數g相對小，所以晶格結構最多在光的波長λ的範圍內對於人眼來說幾乎不可見。因此，全息元件7看起來是透明的。
構成為膜片的全息元件7例如可以通過深衝來預製、放入到注塑模中並且然後通過鏡片材料噴注。備選地，也可以事後將全息元件膜片7粘接或焊接、例如通過超聲波焊接到一個面上。
亦即，全息元件7可以構成為衍射光學器件或表面全息圖，該表面全息圖被施加在膜片上或者在遮蓋盤或附加鏡片的製造過程中被一起引入。
第二光束8以定義的限定的角度範圍和光譜範圍在全息元件7上衍射。在全息記錄介質中引入的光偏轉結構(晶格結構)對於觀察者來說幾乎是不可見的。
全息元件7具有這樣的結構，使得全息發光圖像9在遮蓋盤4附近形成。在按照圖1的當前實施例中，全息發光圖像9基本上沿水平方向在相對於遮蓋盤4處於前面和處於後面的區域中延伸。全息發光圖像9形成基本上垂直於遮蓋盤4或沿水平方向延伸的照亮面。
根據本發明的另一種未示出的實施方式，按照圖1的全息發光圖像9也可以僅布置在殼體3內部。
根據本發明的按照圖2的另一種實施方式，全息發光單元5不像根據按照圖1的實施方式那樣布置在殼體3的下方區域中，而是布置在殼體3的上方區域中。由此，通過全息發光單元5形成的第二光束8的傳播面不處於水平面中，而是處於傾斜的區域中。
各實施例的相同構件或相同構件功能配設有相同的附圖標記。
根據本發明的按照圖3的另一實施方式，與上述實施例不同，全息元件7被施加在遮蓋盤4的內側上。全息元件7優選被施加在配設有自粘面的膜片上。由於全息元件7被安置在遮蓋盤4上，全息發光圖像9可以傾斜地構成並且可以從相對平的前面和側面的觀察方向看見。
第二光束8以定義的限定的角度範圍和光譜範圍在全息元件7上衍射。由此，在全息記錄介質中引入的光偏轉結構(晶格結構)對於觀察者來說幾乎是不可見的。有利地，全息元件7不具有可見的光學結構。
根據本發明的一種未示出的實施方式，全息發光圖像9也可以僅布置在殼體3內部，如在圖4中示出的那樣。在該實施方式中，全息元件7構成為具有全息結構的反射全息元件，從而由第二光源6發射的光束8被反射至全息發光圖像9，該全息發光圖像在信號發光單元1上方在殼體3內部延伸。
根據本發明的按照圖5的另一種實施方式，全息元件7被施加在殼體3的下殼體壁10的內側上。該全息元件7的全息結構這樣構成，使得全息發光圖像9同樣在殼體3的下方區域中構成，更確切地說，在該下方區域內部構成。有利地，全息發光圖像9能從上方以相對大的照明角度φ可見。
根據本發明的按照圖6的另一種實施方式，全息發光圖像9由相互平行地延伸的光帶11、11'、11"或者說光柱分段地構成。
在圖6中示意性地示出殼體3連同信號發光單元12，該信號發光單元具有用於產生行駛方向指示的線形光標誌13。信號發光單元12例如具有線形光導體，藉助耦合輸出元件在面向遮蓋盤4的一側上耦合輸出的光在所述線形光導體中耦合輸入。光帶11沿照明設備的主發射方向h延伸並且與光標誌13一起形成一個共同的平面、例如一個水平面。
為了產生光帶，未示出的全息元件分段地構成並且具有多個全息部段、在當前實施例中具有三個全息部段，這三個全息部段對應於光帶11、11'、11"。各全息部段能單獨被操控或者說能通過相應地配屬於該全息部段的第二光源被照明。備選地，也可以為各全息部段配屬有一個唯一的第二光源，其中設有遮光裝置，以便能夠實現各個全息部段的可激活性或者說可照明性。
為了激勵地擴展信號功能「行駛方向指示」，各全息部段能順序地關於車輛中軸線從內向外被激活，從而第一光柱11、第二光柱11'和第三光柱11"依次接通或者說出現。因此，可以根據「有方向移動閃燈」的類型在包含全息圖的情況下提供行駛方向指示功能。
此外，殼體3包括另外的發光單元14，該另外的發光單元例如用於產生近光和遠光分布。
根據本發明的按照圖7的另一種實施方式，代替沿主發射方向h延伸的光帶11、11'、11"可以設有橫向於主發射方向h延伸的相互平行地間隔開距離的光帶15、15'、15"。這些光帶與信號發光單元12的光標誌13一起形成一個共同的平面。
根據本發明的按照圖8的另一種實施方式，可以形成一排光帶16、16'、16"，這些光帶與主發射方向h成角度α地間隔開距離並且相互平行地延伸，其中，這些光帶16、16'、16"隨著離遮蓋盤4的距離a變大而具有更大的長度l。在當前實施例中，這排光帶16、16'、16"與主發射方向h成45°角地延伸。通過全息光帶16、16'、16"的該傾斜定向，能夠還更好地示出行駛方向指示光功能。
根據本發明的按照圖9的另一種實施方式，全息發光圖像9也可以構成為箭頭形的面17。
根據本發明的另一種未示出的實施方式，全息發光單元為了產生行駛方向指示光功能而可以具有優選沿水平方向延伸的光導棒，光在該光導棒上在端側耦合輸入。全息發光圖像9沿主發射方向h緊接著光導棒布置在照明設備前面。該全息發光圖像可以具有橫向於主發射方向h或沿主發射方向h延伸的光帶，這些光帶例如傾斜於水平線布置在一個平面中。這些光柱例如也可以在沿主發射方向h逐漸變細的情況下箭頭形地布置。
備選地，全息發光圖像9也可以設置用於產生圖標、例如符號。備選地，全息發光圖像9也可以構成為三維圖像或構成為光分布。
根據本發明的按照圖10的另一種實施方式，在殼體3的下方區域中設有信號發光單元21，該信號發光單元具有第一光源22和沿主發射方向h位於該第一光源前面的光導板23。光導板23形成第一光學單元。由第一光源22發射的第一光束2在光導板23的一窄邊上耦合輸入、在光導板23的相對置的各平側24上全發射，直至該第一光束在與光耦合輸入面相對置的光耦合輸出面25上耦合輸出，以便例如產生行駛方向指示。
沿豎直方向在信號發光單元21上布置有全息發光單元26，該全息發光單元具有第二光源27和布置在遮蓋盤4的內側上的全息元件28。全息元件28用作用於使由第二光源27發射的第二光束8'偏轉的第二光學單元。那麼，在殼體3外部產生未示出的全息發光圖像9，以便獲得三維光效應用於放大由信號發光單元21產生的光功能。由此能夠改善信號光功能的可見性或者說可識別性並且能夠提高道路交通中的安全性。
根據本發明的按照圖11的一種備選的實施方式，全息元件28也可以被施加在豎直的透明鏡片29上，該透明鏡片在發光殼體3內部延伸。
根據本發明的按照圖12的另一種實施方式，不同於本發明的按照圖11的實施方式，鏡片29也可以沿沿主發射方向h布置在第二光源27後面，其中，該鏡片用於反射第二光束8'。由此能夠實現發光殼體3的相對平且高的結構。
根據本發明的按照圖13的另一種實施方式，不同於按照圖11的實施方式，信號發光單元21也可以由第一光源22以及由反射器30形成，以便產生期望的信號光功能。因此，本發明能夠實現傳統的信號光功能產生和該信號光功能產生在遮蓋盤4附近藉助全息發光單元5或26的發光面擴大的組合。
如由圖6可見的那樣，全息元件7通過劃分成光帶11而分段地構成。每個光帶11、11'、11"形成一個能單獨地或順序地藉助光供給來激活/去激活的全息部段。為此可以相應地操控各個第二光源或者說可以藉助遮光控制將光供給輸送給各全息元件11。
根據本發明的一種未示出的實施方式，全息發光單元5、26也可以用於在空間上擴展其他信號功能，例如尾燈、停車燈、制動燈和日間行車燈。
附圖標記列表
1信號發光單元
2第一光束
3殼體
4遮蓋盤
5全息發光單元
6第二光源
7全息元件
8、8'第二光束
9全息發光圖像
10下殼體壁
11、11'、11"光帶
12信號發光單元
13光標誌
14另外的發光單元
15光帶
16、16'、16"箭頭形的面
17
21信號發光單元
22第一光源
23光導板
24扁平側
25光耦合輸出面
26全息元件
27第二光源
28全息元件
29鏡片
30反射器
36第一光源
37第一光學單元
a距離
g晶格常數
d厚度
h主發射方向
l長度