本发明涉及一种用于车辆的照明组件、一种具有照明组件的车灯以及一种具有照明组件和/或车灯的车辆。
背景技术：
1、已知的车辆、特别是陆地运输工具通常包含前灯、尾灯和侧灯（一般称为车灯）。在开发较早结构型式的车辆的车灯时几乎仅安全方面、特别是在黑暗中驾驶员的更好的视野和车辆本身的更好的能见性是有意义的，而最新一代的车辆通常设有照明装置，所述照明装置能够赋予车辆特有的光标记。在此，照明装置不仅可以构造有发光面，而且可以构造有复杂的三维成形的发光体（所谓的光雕），以确保车辆的更好的可见性和/或可识别性。
技术实现思路
1、在此背景下，本发明的任务是，提供一种用于车辆的可相对成本高效地生产的照明组件，该照明组件能够容易集成在车辆上并且其外观可以与观察照明组件所沿的视轴相关地变化。任务还在于，提供一种相应的车灯以及一种相应的车辆。
2、所述任务通过一种具有权利要求1的特征的照明组件、一种根据权利要求10的车灯以及一种具有权利要求11的特征的车辆来解决。从属权利要求是优选的设计方案。
3、照明组件设置用于车辆（特别是陆地交通工具、水上交通工具和/或空中交通工具）并且包括透镜光栅装置，该透镜光栅装置具有透镜光栅和带有多个第一图像元素和多个第二图像元素的图像元素阵列。在沿第一视轴观察透镜光栅装置时，由第一图像元素形成的第一图像是可见的，并且在沿与所述第一视轴不同的第二视轴观察透镜光栅装置时，由第二图像元素形成的（优选与第一图像不同的）第二图像是可见的。此外，照明组件包括照明装置，该照明装置具有面式光导以及至少部分地布置在该面式光导的（特别是在沿第一和/或第二视轴观察时）侧向边缘上的至少一个光导纤维。所述光导纤维布置成，将耦入到光导纤维中的光射出并且使其耦入到面式光导中。面式光导设计用于，将耦入到面式光导中的光这样耦出，使得所述光从透镜光栅装置的与透镜光栅相反的一侧投射到图像元素阵列上。
4、这能够实现在同一个照明组件中根据所选择的视轴为观察者呈现第一图像或第二图像。照明组件可以有利地多样使用并且特别是集成在相对薄的结构空间中，例如在车辆的车身外壳上或在内饰表面上。相应地，所提出的照明组件能够实现有效地利用车辆的结构空间。此外，透镜光栅装置可以被均匀地从后面照亮，从而可以精确地呈现第一图像和/或第二图像。
5、有利地，照明组件仍然能够相对（成本）有效地制造。特别是可以省去发光器件矩阵（例如具有多个led和所属的控制装置的led矩阵）。由于用于制造照明组件的部件列表可以缩小，即必须安装相对少的构件，所以可以降低生产缺陷的风险。此外，照明组件可以相对简单地设计为雷达透明的。在一个优选的设计方案中，照明组件可以对于红外的、特别是近红外的电磁辐射以及对于无线电波是可透过的。
6、在本公开的上下文中，术语“视轴”表示这样的光轴，光可以沿该光轴从透镜光栅装置朝向观察者的方向传播。就这点而言，当眼睛依次以不同的视角观察透镜光栅装置时，第一视轴能够穿过观察者的第一眼睛延伸，并且第二视轴能够穿过观察者的另一个第二眼睛延伸亦或穿过同一个眼睛延伸。
7、在当前情况中将在两个彼此正交的方向（纵向方向/长度和横向方向/宽度）上分别比在垂直于所述两个正交的方向上延伸得更远的光导称为面式光导。在此，面式光导设计用于二维地在纵向方向和横向方向上（特别是在全反射下）引导耦入到其中的光。面式光导也被称为扁平光导。因此，面式光导的侧向边缘（在垂直于纵向方向和横向方向观察时）形成面式导体的外周面。不同于面式光导，所述至少一个光导纤维（在其未弯曲的状态下）沿主延伸方向延伸并且在该主延伸方向上引导耦入到其中的光。
8、特别是在从小的距离观察时，借助照明组件能够借助自动立体图像（autostereoskopische bilder）将三维光图案相对雅致地可视化。替代地，借助透镜光栅装置特别是可以为了从较大的距离观察而呈现变换图像（所谓的晃动图像）。在这种情况下，在透镜光栅装置的与照明组件相反的、朝向观察者的表面上的第一视轴与第二视轴之间的角度在观察者与透镜光栅装置之间确定的距离（所谓的视距）的情况下可以大于在相同的确定距离的情况下观察者的眼睛的视轴之间的角度。
9、透镜光栅装置（也称为光栅装置或（静态的或动态的）光栅图像）包含多个并排布置的透镜，这些透镜构成透镜光栅。在此，透镜可以一维地并排布置为一排透镜或者二维地布置为行和列。此外，透镜可以构成为圆柱形透镜（在一个方向上弯曲）或球面透镜（在两个方向上弯曲）并且分别具有非球面横截面。图像元素优选具有与透镜相应的几何形状，使得图像元素分别关于相应的视轴沿透镜的焦点延伸。也就是说，当透镜构成为圆柱形透镜时，图像元素优选为分别包含多个像素的图像带。而当透镜设计为球面透镜时，图像元素可以是单个像素。每两个相邻的透镜之间的偏移量（所谓的节距（pitch））优选基本上对应于第一、第二以及必要时其它图像元素的周期。也就是说，每个所述透镜可以配设有一组第一、第二以及必要时其它图像元素。一般地，因此为了显示n个图像，每个透镜可以配设有n个图像元素，这些图像元素又可以具有子元素（特别是像素）。图像元素阵列例如可以在背侧被印刷或激光照射到透镜光栅装置上。所述偏移量可以在2mm至30mm之间。
10、照明组件优选包含具有至少一个光源的发光器件组件，其中，所述发光器件组件设计用于产生待耦入到所述至少一个光导纤维（也就是说所述一个光导纤维或所述多个光导纤维）中的光。相应的光源可以包括一个或多个激光器（特别是二极管激光器）和/或一个或多个发光二极管。光源优选布置用于将光在所述至少一个光导纤维的纵向端部处（沿轴向）耦入到所述光导纤维中。在此，纵向端部可以远离侧向边缘布置，特别是在沿第一和/或第二视轴观察时被隐藏。当设置有多个光导纤维时，在上文中和接下来针对光导纤维所述的内容可以相应地适用于所有的光导纤维或者说下面所述的光导纤维束。
11、光导纤维优选构造用于，将耦入到光导纤维中的、沿光导纤维的主延伸轴线传播的光至少部分地经由光导纤维的周面射出。因此，光导纤维优选设计为侧向光导纤维。此外，光导纤维可以具有一个或多个芯。当设置有多个光导纤维时，这些光导纤维可以组合成一个或多个光导纤维束。光导纤维可以构成为塑料纤维或石英纤维。优选地，光导纤维或光导纤维束是柔性的，使得其能够有利地无损地持久地弯曲到最多15cm或最多10cm或最多5cm或最多2cm或最多1cm或最大0.6cm的弯曲半径上。
12、当光导纤维构成为多芯光导纤维时，它们的芯可以被包夹在一个共同的包层中。以这种方式，光导纤维一方面可以是机械柔性的并且另一方面可以构造有相对大的直径，因此从光导纤维射出的光可以相对大面积地并且同时相对倾斜地投射到面式光导的侧向边缘上并且因此可以被有效地耦入到后者中。光导纤维的包层（包括所述周面）可以例如由聚烯烃制成。包层可以设有用于将光从光导纤维中预先确定地耦出的器件。优选地，在光导纤维的与面式光导的中心相反的表面区段上设置有镜层（spiegelschicht），以便将光有效地转向到面式光导中。
13、为了将光从光导纤维中射出，与光导纤维的远离侧向边缘的位置相比，可以减小包层的折射率与邻近面式光导的侧向边缘的芯的折射率之间的差。特别是，包层的折射率与芯沿光导纤维的折射率之间的差可以改变。折射率之间的所述差可以在光导纤维的耦出区段（在该耦出区段中光可以从光导纤维被耦出）中小于0.2或小于0.1或小于0.05或小于0.01。这能够实现来自光导纤维的光的相对精确的并且损失较少的耦出。替代地，耦出区段可以代替于此或附加地具有在包层上的耦出结构（如棱镜或散射光的元件）。
14、在一个优选的变型方案中，所述至少一个光导纤维至少部分地、特别是在沿第一/第二视轴观察时沿面式光导的侧向边缘（也就是说沿面式光导的轮廓）延伸。面式光导可以在朝向透镜光栅装置的一侧上具有光出射面，光通过该光出射面从面式光导中出射。光导纤维可以至少部分地平行于光出射面延伸。在此，光出射面可以是面式光导与从照明装置一直延伸至透镜光栅装置的连接区段或透镜光栅装置之间的边界面。优选地，光导纤维可以在轮廓的至少一半或至少70%上延伸或者沿面式光导的完整轮廓延伸，从而面式光导有利地完全被照明。
15、光导纤维可以优选形锁合地或材料锁合地与面式光导连接。在此，光导纤维可以接触面式光导和/或被容纳在构成于面式光导中的凹陷部中。在一个优选的设计方案中，所述至少一个光导纤维、优选以其周面至少部分地沿面式光导的轮廓贴靠在后者上。这能够实现来自光导纤维的光的第一部分直接经由光导纤维与面式光导之间的边界面传播到面式光导中。而来自所述至少一个光导纤维的光的第二部分可以在所述边界面旁边离开光导纤维并且在通过另一种介质、特别是来自面式光导的周围环境的空气传播之后进入到面式光导中，以便能够在那里类似于光的第一部分在全反射下传播。
16、在如下变型方案中（其中光导纤维被容纳在构成于面式光导中的凹陷部中），该凹陷部可以从侧向边缘朝向面式导体的中心突出。优选地，凹陷部构成为具有c形横截面的槽。在此，在光导纤维的横截面视图中，光导纤维的轮廓的一个区段可以对应于凹陷部的轮廓的一个区段。在所述横截面视图中观察，光导纤维优选至少四分之一或至少一半被容纳在凹陷部中。这能够实现增大光导纤维与面式光导之间的上述边界面，以提高照明组件的导光效率。
17、在另一个优选的变型方案中，在光导的与面式光导的中心相反的一侧上设置有框架区段。该框架区段优选构成为板条；其同样可以设有凹陷部，该凹陷部也设计为具有c形横截面的槽。框架区段的凹陷部和面式光导的凹陷部可以共同形成一个容纳部，光导纤维至少部分地被容纳在该容纳部中。在所述横截面视图中，光导纤维可以以其整个轮廓贴靠在容纳部的内壁上。优选地，框架区段可以至少部分地构成为镜面（反射）的或散射光的，以降低光损失。特别是，限定容纳部的表面可以为此目的被金属化/镜面化。
18、此外可设想，面式光导在侧向边缘上具有第一区域，在该第一区域中所述至少一个光导纤维（或者说光导纤维束）至少部分地嵌入在面式光导中。在横截面视图中，面式光导与光导纤维之间的边界因此可以沿光导纤维的整个轮廓延伸。特别是，光导纤维的一部分在此可以借助铸造方法被浇注在第一区域中。对应地，光导纤维的所述部分可以与面式光导材料锁合地连接，以减少来自光导纤维的光传播到面式光导中时的透射损失。面式光导的外周面（在侧向边缘上）可以在第一区域中优选被金属化/镜面化。优选地，在面式光导的第一区域中在侧向边缘的外表面上构造有反射层。
19、照明装置、特别是面式光导和/或透镜光栅装置可以分别至少部分地借助铸造方法、特别是借助注塑成型制造。例如，面式光导可以与光导纤维分开地制造，并且光导纤维接着被接合到面式光导上。面式光导中的上述凹陷部可以在铸造方法期间产生。在照明组件的如下变型方案中（其中光导纤维（至少耦出区段）嵌入面式光导中），可以在一个制造步骤中将光导纤维定位在注射成型模具中，并且接着将成形物料注入到注射成型模具的型腔中，从而在将面式光导脱模时光导纤维已经以其耦出区段嵌入其中。
20、在另一个变型方案中，在面式光导的第一区域中的侧向边缘可以优选构成为凸形的（向外弯曲的）。也就是说，在所述至少一个光导纤维的横截面视图中，在第一区域中的侧向边缘特别是可以具有d形的横截面。面式光导的外周面在这种情况下由于面式光导与其周围环境（空气）之间的介质边界上的反射而实际上用作聚焦反射镜。这种反射可以通过上述反射层加强。优选地，在横截面视图中观察，所述至少一个光导纤维（或光导纤维束）的中心位于所述聚焦反射镜的焦点中。聚焦反射镜优选具有抛物面镜或椭圆反射镜的横截面。
21、为了如上所述将耦入到面式光导中的光耦出，面式光导可以具有优选反射的和/或散射光的耦出光学器件。耦出光学器件可以构造在面式光导的与透镜光栅装置相反的背侧表面上或者面式光导的光出射面（表面或边界面）上。有利地，面式光导在这种情况下可以在内部是透明的。替代地，耦出光学器件可以构造在面式光导的内部。耦出光学器件优选包括折射光的或散射光的元件，其使通过面式光导传播的光线这样转向，使得所述光线不再满足面式光导的全反射标准。特别是，耦出光学器件可以包含棱镜、压印部、具有光学器件、漆或一般面散射体和/或体积散射体的微结构。对此替代地或附加地，耦出光学器件可以包含反射器或金属涂层。术语“光学器件”在当前情况中根据其一般定义表示影响光传播的装置。
22、面式光导可以由塑料、特别是聚甲基丙烯酸甲酯（pmma）或聚碳酸酯（pc）或玻璃制成。为了能够灵活地以及本身在相对薄的结构空间中雅致地集成照明组件，透镜光栅装置和照明装置优选构成为薄的并且共同具有小于10mm或小于5mm的总厚度。所述至少一个光导纤维或者所述至少一个光导纤维束的直径可以为至少0.1mm、至少0.2mm或者至少0.5mm。此外，所述至少一个光导纤维或者所述至少一个光导纤维束的直径可以为最多2mm、最多3mm或者最多5.2mm。优选地，所述至少一个光导纤维或所述至少一个光导纤维束的直径最多与面式光导的厚度一样大。面式光导的厚度在此可以是均匀的；其光出射面可以是平坦的。
23、在另一个变型方案中，面式光导具有至少一个第二区域，在所述第二区域中面式光导随着与侧向边缘的距离的增加而朝向面式光导的中心逐渐变细。这种逐渐变细特别是可以是线性的。照明装置的光出射面在此可以基本上平行于图像元素阵列，并且面式光导的与透镜光栅装置相反的背侧表面可以倾斜于光出射面延伸。因此，在这种情况下，面式光导在第二区域中优选构成为楔形的并且在光导纤维的上述横截面视图中观察时具有三角形横截面。在此，耦出光学器件最优选设计为镜面的（具有可忽略的散射），使得能够实现高的光输出。为了更均匀地从后面照亮图像元素阵列，可以在耦出光学器件或面式光导与图像元素阵列之间设置散射光的光学器件（例如漫射体）。
24、第一和/或第二区域可以分别在面式光导的整个侧向边缘的一部分上延伸。可选地可设想，第一或第二区域分别在面式光导的整个侧向边缘上延伸。在所述至少一个光导纤维的横截面视图中观察，面式光导因此能够从两个彼此相反的侧向表面优选对称地逐渐变细。最优选地，在横截面视图中观察时，面式光导具有对称轴线，该对称轴线基本上延伸通过面式光导的中心和/或基本上垂直于光出射面或面式光导的与透镜光栅装置相反的背侧表面延伸。
25、当设置有多个光导纤维时（也就是说当所述至少一个光导纤维具有至少一个第一光导纤维以及至少一个第二光导纤维时），这些光导纤维可以设计用于引导具有不同光参数（例如不同光颜色/光谱）的光。具有不同光参数的这种光可以由发光器件组件提供。特别是，发光器件组件可以设计用于，将具有第一光谱的光耦入到所述至少一个第一光导纤维中并且将具有与第一光谱不同的第二光谱的光耦入到所述至少一个第二光导纤维中。以这种方式能够产生不同的光效应，这些光效应可以用于不同的目的。例如，在此具有第一光谱的光可以作为（黄色的）闪光灯被射出，具有第二光谱的光可以作为（红色的）尾灯或制动信号灯被射出。
26、在这里所提出的车灯设有在上文中详细描述的照明组件。优选地，照明组件布置在车灯的内部区域中。其可以相对于车灯的周围环境借助封闭盘遮盖。车灯优选构成为前灯、特别是前照灯或尾灯。此外可设想，将车灯布置在车辆的端面上的中央、优选布置在车辆的前盖板的下方（在所谓的散热器格栅的中央区域中）。车灯可以用作装饰元件、遮盖物和/或装饰挡板。此外可设想，车灯是布置在车辆的内饰表面（例如门、仪表板或中控台或车顶内衬）上且可以被车辆乘员看到的车辆的内饰灯。
27、在这里所提出的车辆优选是机动车（特别是轿车，最优选是电动车辆）并且包括车灯和/或照明组件。车灯可以这样构造，使得照明组件遮盖车辆的环境传感器（特别是雷达传感器或光雷达传感器）。雷达传感器可以设计用于发射雷达波。照明组件因此可以这样布置在车辆上，使得当雷达波由雷达传感器发射时，雷达波特别是入射到照明装置的与透镜光栅装置相反的背侧上。照明组件因此可以是雷达系统的发射和/或接收单元的挡板或遮盖物的一部分，雷达波可以通过该挡板或遮盖物传播，而光在前侧从照明组件朝向观察者的方向出射。
1.用于车辆（200）的照明组件（10），该照明组件包括：
2.根据权利要求1所述的照明组件（10），其中，
3.根据权利要求1或2所述的照明组件（10），其中，所述透镜光栅装置（20）和所述照明装置（30）共同具有小于10mm或小于5mm的总厚度（d）。
4.根据前述权利要求中任一项所述的照明组件（10），其中，
5.根据前述权利要求中任一项所述的照明组件（10），其中，所述面式光导（32）在所述侧向边缘（36）上具有第一区域（52），在该第一区域中所述光导纤维（34；64、66）至少部分地嵌入所述面式光导（32）中。
6.根据权利要求5所述的照明组件（10），其中，
7.根据前述权利要求中任一项所述的照明组件（10），其中，所述面式光导（32）在其与所述透镜光栅装置（20）相反的一侧上具有优选反射的和/或散射光的耦出光学器件（56）。
8.根据前述权利要求中任一项所述的照明组件（10），其中，
9.根据前述权利要求中任一项所述的照明组件（10），其中，
10.车灯，所述车灯具有根据前述权利要求中任一项所述的照明组件（10），其中，所述车灯特别是前灯（102）、前照灯或尾灯（100）。
11.车辆（200），所述车辆具有根据权利要求1至9中任一项所述的照明组件（10）和/或根据权利要求10所述的车灯。
