Scheinwerfer für Fahrzeuge

Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einer Lichtquelleneinheit mit einer Mehrzahl von Lichtquellen und mit einer Hologrammeinheit mit einer Mehrzahl von Hologrammsegmente zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, wobei den Hologrammsegmente jeweils mindestens eine Lichtquelle zugeordnet sind.

Aus der DE 102016107307 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge mit einer Lichtquelleneinheit und mit einer Hologrammeinheit zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung bekannt. Die Hologrammeinheit setzt sich aus einer Mehrzahl von Hologrammsegmenten zusammen, die in einer Ebene angeordnet sind. Die Hologrammsegmente sind als Transmissionshologrammsegmente ausgebildet, wobei sie Beugungsinformationen enthalten, so dass von den jeweiligen Lichtquellen abgestrahltes Licht so transmissiv gebeugt wird, dass durch Überlagerung der mittels der Hologrammsegmente gebeugten Teillichtbündel eine vorgegebene Lichtverteilung erzeugt wird. Nachteilig an dem bekannten Scheinwerfer ist, dass die Hologrammsegmente aufeinander abgestimmt sein müssen, um die vorgegebene Lichtverteilung zu erzeugen. Darüber hinaus sind die Lichtquellen im Nichtbetriebszustand des Scheinwerfers für einen Betrachter von außen erkennbar, was zu einem störenden Erscheinungsbild des Scheinwerfers führt.

Aus der DE 102019111 647 A1 ist ein Scheinwerfer für Fahrzeuge bekannt, der eine Lichtquelleneinheit und eine Hologrammeinheit umfasst, wobei die Hologrammeinheit als eine transmissiv wirkende Hologrammeinheit ausgebildet ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Scheinwerfer für Fahrzeuge auf Basis von Hologrammelementen derart weiterzubilden, dass die Effektivität verbessert und der Bauraumbedarf verringert, insbesondere die Bauhöhe des Scheinwerfers, verringert wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Hologrammsegmente als Reflexionshologrammsegmente ausgebildet sind, die in Lichtabstrahlrichtung des Scheinwerfers hinter den jeweils zugeordneten Lichtquellen angeordnet sind, auf denen ein von den Lichtquellen abgestrahltes Licht in einem spitzen Winkel auftrifft und in Lichtabstrahlrichtung entsprechend dem in den jeweiligen Reflexionshologrammsegmenten gespeicherten holografischen Beugungsinformationen reflektiert wird.

Nach der Erfindung sind die Hologrammsegmente als Reflexionshologrammsegmente ausgebildet, so dass eine sehr kompakte Bauweise des Scheinwerfergehäuses ermöglicht wird. Lediglich die Reflexionshologrammelemente sind parallel versetzt zu einer gemeinsamen Abdeckscheibe des Scheinwerfergehäuses angeordnet und daher sichtbar für einen Betrachter von außen, während die jeweils den Reflexionshologrammsegmenten zugeordneten Lichtquellen oberhalb oder unterhalb oder seitlich zu den Reflexionshologrammsegmenten angeordnet sein können. Vorteilhaft kann hierdurch die Bautiefe und insbesondere die Bauhöhe des Scheinwerfergehäuses reduziert werden. Darüber hinaus sind die Lichtquellen von außen für einen Betrachter nicht sichtbar, wenn die Reflexionshologrammsegmente vorzugsweise transparent ausgebildet sind. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Reflexionshologrammsegmente reihenförmig hintereinander in einer Erstreckungsrichtung angeordnet, wobei zumindest ein Teil der Reflexionshologrammsegmente in einem Winkel zueinander verlaufen und nicht in einer gemeinsamen Ebene. Vorteilhaft kann hierdurch der Öffnungswinkel des abgestrahlten Lichtbündels beeinflusst bzw. vergrößert oder verkleinert werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung bilden mehrere Reflexionshologrammsegmente und die jeweils denselben zugeordneten Lichtquellen ein Hologrammmodul, das als eine Baueinheit ausgeführt ist zur Erzeugung einer Lichtverteilung oder einer Teillichtverteilung. Durch Kombination mehrerer Hologrammmodule kann somit eine oder mehrere Lichtverteilungen erzeugt werden. Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann ein erstes Hologrammmodul eine erste Teillichtverteilung und ein zweites Hologrammmodul eine zweite Teillichtverteilung erzeugen, so dass durch Überlagerung der ersten und zweiten Teillichtverteilung die vorgegebene Lichtverteilung erzeugt wird. Insbesondere kann das erste Hologrammmodul in einem linken Scheinwerfer und das zweite Hologrammmodul in einem rechten Scheinwerfer oder umgekehrt angeordnet sein, so dass eine unsymmetrische Lichtabstrahlung von den beiden Scheinwerfern erfolgt. Vorteilhaft kann hierdurch beispielsweise die Abblendlichtverteilung platzsparender erzeugt werden, so dass die Scheinwerfergehäuse weniger Bauraum erfordern.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Hologrammmodul als ein Einzel- Hologrammmodul ausgebildet mit lediglich einem einzigen Reflexionshologrammsegment und einer demselben zugeordnete Lichtquelle. Vorteilhaft können die Reflexionshologrammsegmente hierdurch besser verteilt in dem Scheinwerfergehäuse angeordnet werden, so dass der Raum des Scheinwerfergehäuses optimal ausgenutzt wird.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist in einem Höhenbereich zwischen den Reflexionshologrammsegmenten und den Lichtquellen eine Sichtblende angeordnet, so dass auch bei einem steilen Betrachtungswinkel von außen die Lichtquellen nicht sichtbar sind.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind dem Reflexionshologrammsegment mindestens zwei Lichtquellen zugeordnet, wobei die Lichtquellen in einem unterschiedlichen Winkel zu einer Fläche des Reflexionshologrammsegmentes angeordnet sind und wobei in dem Reflexionshologrammsegment unterschiedliche Beugungsinformationen eingespeichert sind zur Erzeugung unterschiedlicher Lichtverteilungen, so dass durch Einschalten der unterschiedlichen Lichtquellen unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugt werden. Vorteilhaft kann somit platzsparend beispielsweise eine Abblendlichtverteilung und eine Fernlichtlichtverteilung bzw. eine Abblendlichtverteilung und eine Fahrtrichtungsanzeigerlichtverteilung erzeugt werden. Nach einer Weiterbildung der Erfindung sind die Lichtquellen des Hologrammmoduls auf einem gemeinsamen Träger angeordnet, wobei insbesondere die Lichtquellen Licht unterschiedlicher Lichtfarbe aussenden, so dass im Zusammenwirken mit den in dem Reflexionshologrammsegment gespeicherten Beugungsinformationen unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugt werden können. Vorteilhaft können hierdurch platzsparend unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugt werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Hologrammmodul drehbar um eine Achse gelagert, so dass beispielsweise eine Kurvenlichtfunktion oder bei einer Fernlichtverteilung eine Entblendung des entgegenkommenden Verkehrs erzeugt werden kann.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Vorderansicht eines Scheinwerfers nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf die Lichtquelleneinheit und die Hologrammeinheit des Scheinwerfers nach der ersten Ausführungsform,

Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des

Scheinwerfers,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht auf eine dritte Ausführungsform des

Scheinwerfers mit einer Mehrzahl von Einzelhologrammmodulen,

Fig. 5 eine Vorderansicht einer vertikalen Anordnung eines Hologrammmoduls mit doppelseitiger Lichteinspeisung,

Fig. 6 eine schematische Darstellung eines Einzelhologrammmoduls mit mehreren Lichtquellen und

Fig. 7 eine Darstellung von zwei Hologrammmodulen, wobei eines der beiden Hologrammmodule schwenkbar gelagert ist.

Ein Scheinwerfer für Fahrzeuge dient zur Erzeugung insbesondere einer Abblendlichtverteilung und einer Fernlichtverteilung. Der Scheinwerfer weist ein Scheinwerfergehäuse auf mit einer vorderen Öffnung, die durch eine nicht dargestellte glasklare Abdeckscheibe verdeckt ist. Innerhalb des Scheinwerfergehäuses ist eine Lichtquelleneinheit 1 und eine Hologrammeinheit 2 angeordnet, wobei die Hologrammeinheit 2 aus mehreren Reflexionshologrammsegmenten 3 besteht. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Figuren 1 und 2 sind drei reihenförmig hintereinander in einer Erstreckungsrichtung ER angeordnete Reflexionshologrammsegmente 3 vorgesehen, denen jeweils eine Lichtquelle 4 der Lichtquelleneinheit 1 zugeordnet ist. Die Lichtquellen 4 sind in einer Erstreckungsrichtung EL beabstandet zueinander angeordnet, wobei die Erstreckungsrichtung EL der Lichtquellen 4 im Wesentlichen parallel zu der Erstreckungsrichtung ER der Reflexionshologrammsegmente 3 verläuft.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bilden die Reflexionshologrammsegmente 3 einen konvexen Verlauf, so dass in der Ebene der Erstreckungsrichtung ER der Hologrammeinheit 2 ein Lichtbündel 5 mit einem großen Öffnungswinkel g abgestrahlt werden kann. Alternativ kann die Hologrammeinheit 2 auch einen anderen bogenförmigen Verlauf aufweisen, beispielsweise einen konkavförmigen Verlauf, so dass der Öffnungswinkel g des abgestrahlten Lichtbündels 5 kleiner ist als bei einem ebenen Verlauf der hintereinander angeordneten Reflexionshologrammsegmenten 3.

Die Reflexionshologrammsegmente 3 sind einstückig miteinander verbunden. Von einem ersten Ende zu einem zweiten Ende dieser reihenförmig angeordneten Reflexi- onshologrammsegmente 3 verlaufen benachbarte Reflexionshologrammsegmente 3 unter Änderung eines spitzen Winkels cp zueinander.

Die Lichtquellen 4 sind jeweils auf einem nicht dargestellten Träger (Leiterplatte) angeordnet, an dem sich auf einer zu der Lichtquelle 4 gegenüberliegenden Seite ein Kühlkörper 6 anschließt. Die in Figur 2 dargestellte Hologrammeinheit 2 und Lichtquelleneinheit 1 bilden zusammen ein Hologrammmodul 7, mittels derer beispielsweise eine Abblendlichtverteilung erzeugt werden kann. Die Reflexionshologrammsegmente 3 sind in Lichtabstrahlrichtung 8 des Scheinwerfers hinter den Lichtquellen 4 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Lichtquellen 4 unterhalb der Reflexionshologrammsegmente 3 angeordnet. Die Lichtquellen 4 sind in einer senkrecht zu den Reflexionshologrammsegmenten 3 verlaufenden Erstreckungsebene angeordnet, die bei Projektion auf die denselben zugeordneten Reflexionshologrammsegmenten 3 außerhalb eines Randes 10 der Reflexionshologrammsegmente 3 verläuft. Zwischen dieser Erstreckungsebene der Lichtquellen 4 und einem unteren Rand 10‘ der Reflexionsholgrammsegmente 3 bzw. der Hologrammeinheit 2 verläuft eine Sichtblende 11 , die vorzugsweise lichtundurchlässig, beispielsweise verspiegelt, ausgebildet sein kann. Ein vorderer Rand 12 der Sichtblende 11 schließt mit einem dem Träger abgewandten Rand 13 des Kühlkörpers 6 ab, während ein hinterer Rand 14 der Sichtblende 11 in einen in Lichtabstrahlrichtung 8 hinteren Bereich zu den Reflexionshologrammsegmenten 3 reicht.

Die Sichtblende 11 weist jeweils den Lichtquellen 4 zugeordnete Durchbrüche 15 auf, so dass das von den Lichtquellen 4 abgestrahlte Lichtbündel unter einem spitzen Winkel auf das jeweilige Reflexionshologrammsegment 3 bzw. einer Vorderseite 3‘ des Reflexionshologrammsegmentes 3 treffen kann. Die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aufrechte bzw. in vertikal verlaufende Reflexionshologrammsegmente 3 weisen die holografischen Beugungsinformationen auf, so dass das von den Lichtquellen 4 abgestrahlte Lichtbündel in Lichtabstrahlrichtung 8 reflektiert wird. Durch die Sichtblende 11 sind die Lichtquellen 4 und die Kühlkörper 6 für einen Betrachter von außen nicht sichtbar. Die Reflexionshologrammsegmente 3 sind vorzugsweise als eine transparente Folie ausgebildet. Der sichtbare Innenraum des Scheinwerfergehäuses wird somit durch die Oberflächengestaltung einer Innenseite des Scheinwerfergehäuses geprägt bzw. bestimmt.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 3 kann neben dem beschriebenen Hologrammmodul 7 ein weiteres Hologrammmodul 7‘ vorgesehen sein, das aus einer höheren Anzahl von Reflexionshologrammsegmenten 3 und höheren Anzahl von Lichtquellen 4 besteht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel besteht das weitere Hologrammmodul 7‘ aus vier Reflexionshologrammsegmenten 3 und vier Lichtquellen 4, wobei jedem Reflexionshologrammsegment 3 eine einzige Lichtquelle 4 zugeordnet ist.

Wenn die Holgrammeinheiten 2 der Hologrammmodule 7 in einer Ebene angeordnet sind, können die jeweils zugeordneten Lichtquellen 4 ebenfalls in einer Ebene und damit auf einem gemeinsamen Träger angeordnet sein.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 4 sind die Hologrammmodule 7 als Einzelhologrammmodule 16 ausgebildet, die jeweils aus einem einzigen Reflexionshologrammsegment 3 und einer einzigen Lichtquelle 4 bestehen. Die Lichtquellen 4 sind auf einem gesonderten Träger 17 angeordnet, auf dessen der Lichtquelle 4 abgewandten Seite sich der Kühlkörper 6 des Einzelhologrammmoduls 16 erstreckt. Beispielsweise können die Einzelhologrammmodule 16 einem Verlauf bzw. Randkonturverlauf des Scheinwerfergehäuses folgend angeordnet sein, so dass der Scheinwerfer eine besonders flache Bauform aufweisen kann. Das Scheinwerfergehäuse zu der Ausführungsform gemäß Figur 4 kann beispielsweise in einer horizontalen Ebene verlaufen mit einer geringen Bautiefe.

Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 5 kann das Scheinwerfergehäuse relativ flach in einer vertikalen Ebene verlaufen, wobei im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß Figur 4 jedem Reflexionshologrammsegment 3 zwei unterschiedlich angeordnete Lichtquellen 4, 4‘ zugeordnet sind. Die eine Lichtquelle 4 ist auf einer ersten Seite und die andere Lichtquelle 4‘ auf einer gegenüberliegenden Seite zu den in der Reihe angeordneten Reflexionshologrammsegmenten 3 angeordnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Lichtquellen 4, 4‘ symmetrisch zu den jeweiligen Reflexionshologrammsegmenten 3 angeordnet, wobei das von den Lichtquellen 4, 4‘ abgestrahlte Licht spiegelverkehrt unter den gleichen Winkel auf die Fläche des Reflexionshologrammsegmentes 3 trifft. Die Fläche des Reflexionshologrammsegmentes 3 ist vorzugsweise eben ausgebildet. Nach einer alternativen Ausführungsform kann die Fläche des Reflexionshologrammsegmentes 3 auch leicht gebogen ausgebildet sein.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 5 können die Lichtquellen 4, 4‘ zu demselben Reflexionshologrammsegment 3 auch in einem solchen unterschiedlichen Winkel angeordnet sein, dass das von ihnen abgestrahlte Licht nicht spiegelverkehrt auf das Reflexionshologrammsegment 3 trifft.

Nach einer nicht dargestellten weiteren Ausführungsform der Erfindung kann ein erstes Hologrammmodul 7 eine erste Teillichtverteilung und ein zweites Hologrammmodul 7‘ eine zweite Teillichtverteilung erzeugen. Die erste Teillichtverteilung und die zweite Teillichtverteilung überlagern sich zu einer vorgegebenen Lichtverteilung, beispielsweise einer Abblendlichtverteilung. Beispielsweise kann das erste Hologrammmodul 7 in einem linken Scheinwerfer und das zweite Hologrammmodul T in einem rechten Scheinwerfer oder vice versa des Fahrzeugs angeordnet sein. Vorteilhaft kann hierdurch der Bauraum des Scheinwerfers weiter reduziert werden, wenn die Lichtquellen 4 einen höheren Lichtstrom abstrahlen.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 6 besteht ein Hologrammmodul 18 aus einem einzigen Reflexionshologrammsegment 3, dem mehrere auf einem gemeinsamen Träger 17 angeordnete Lichtquellen 4 zugeordnet sind. Den Lichtquellen 4 sind jeweils Primäroptiken 19 vorgelagert, so dass das von den Lichtquellen 4 abgestrahlte Licht in einer Vorzugsrichtung abgestrahlt wird, dass sich von einer Vorzugsrichtung der anderen Lichtquellen unterscheidet. Der Träger 17 ist eben ausgebildet bzw. die Lichtquellen 4 sind in einer gemeinsamen Erstreckungsebene angeordnet. Durch die Primäroptiken 19 wird ein geänderte Auftreffwinkel der jeweils von den Lichtquellen 4 abgestrahlten Lichtbündel 5 entsprechend der Vorzugsrichtung auf dasselbe Reflexionshologrammsegment 3 erzwungen. Wenn beispielsweise eine mittlere Lichtquelle 20 Licht gelber Lichtfarbe abstrahlt und das Reflexionshologrammsegment 3 Beugungsinformationen aufweist, so dass das von der mittleren Lichtquelle 20 abgestrahlte Licht 21 in Lichtabstrahlrichtung 8 entsprechend einer Fahrtrichtungsanzeigerlichtfunktion reflektiert wird, kann hierdurch eine erste Lichtfunktion erzeugt werden. Wenn beispielsweise eine linke Lichtquelle 20‘ und eine rechte Lichtquelle 20“ Licht weißer Lichtfarbe abstrahlt und das Reflexionshologrammsegment 3 Beugungsinformationen aufweist, so dass das von den Lichtquellen 20‘, 20“ abgestrahlte Licht entsprechend einer Abblendlichtverteilung reflektiert wird, kann hierdurch mittels desselben Hologrammmoduls 18 eine zweite Lichtverteilung erzeugt werden.

Die Kompaktheit des Hologrammmoduls 18 zur Erzeugung der Lichtfunktionen kann noch weiter erhöht werden, wenn beispielsweise die mittlere Lichtquelle 20‘ weißes Licht abstrahlt, so dass im Zusammenwirken mit dem Reflexionshologrammsegment 3 eine Abblendlichtverteilung erzeugt wird, wenn beispielsweise die linke Lichtquelle 20“ gelbes Licht abstrahlt, so dass im Zusammenwirken mit dem Reflexionshologrammsegment 3 eine Fahrtrichtungsanzeigerlichtfunktion erzeugt wird, wenn beispielsweise die rechte Lichtquelle 20‘“ blaues oder grünes Licht abstrahlt, so dass in Verbindung mit dem Reflexionshologrammsegment 3 eine Willkommens-Verabschiedungs- Funktion erzeugt wird. Hierdurch können somit drei unterschiedliche Lichtfunktionen bzw. Lichtverteilungen erzeugt werden.

Alternativ können die Lichtquellen 20, 20‘, 20“ auch zur Erzeugung von unterschiedlichen grafischen Abbildungen dienen, so dass ein dreidimensionales Lichtbild erzeugt werden kann.

Es entsteht somit ein holografisches Bild bestehend aus mehreren räumlich versetzt zueinander angeordneten Bildern. Nach einerweiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 7 kann das Hologrammmodul 7 auch schwenkbar um eine Drehachse A ausgebildet sein, so dass hierdurch eine Kurvenlichtfunktion erzeugt werden kann. Wenn ein linkes und rechtes Hologrammmodul 7,7‘ schwenkbar um eine - wie vorgenannt - um eine vertikale Achse A angeordnet sind, kann auf diese Weise auch ein mittiger Tunnel zur Entsendung des entgegenkommenden Verkehrs erzeugt werden.

Die Lichtquellen 4 können beispielsweise als LED-Lichtquellen oder als eine Laserlichtquelle ausgebildet sein.

Bezugszeichenliste

1 Lichtquelleneinheit

2 Hologrammeinheit

3,3‘ Reflexionshologrammsegment

4,4' Lichtquelle

5 Lichtbündel

6 Kühlkörper

7,7' Hologrammmodul

8 Lichtabstrahlrichtung

10,10' Rand

11 Sichtblende

12 vorderer Rand

13 Rand

14 hinterer Rand

15 Durchbrüche

16 Einzelhologrammmodul

17 Träger

18 Hologrammmodul

19 Primäroptiken 20, 20‘, 20“ Lichtquelle

21 Licht

ER, EL Erstreckungsrichtung cp Winkel

Y Öffnungswinkel

A Drehachse