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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine adaptive Beleuchtungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Adaptive Beleuchtungsvorrichtungen, die insbesondere in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden können, sind aus dem Stand der Technik in unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Eine adaptive Beleuchtungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, deren Lichtverteilung sich adaptiv an unterschiedliche Leuchtsituationen anpassen kann, wird in der Fachwelt häufig auch als Adaptive Frontlighting System” (kurz: AFS) bezeichnet. Die aus dem Stand der Technik bekannten adaptiven Beleuchtungsvorrichtungen weisen unterschiedliche Eigenschaften auf. Sie können durch eine adaptive Anpassung der Lichtverteilung zum Beispiel eine dynamische Leuchtweitenregulierung oder eine verbesserte Kurvenausleuchtung ermöglichen. Ferner können die bekannten Beleuchtungsvorrichtungen auch so ausgeführt sein, dass eine adaptive Umschaltung zwischen einer Abblendlichtfunktion und einer Fernlichfunktion möglich ist.
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Bei den aus dem Stand der Technik bekannten adaptiven Beleuchtungsvorrichtungen, werden dynamische, an unterschiedliche Verkehrs- und/oder Umgebungslichtsituationen angepasste Lichtverteilungen zum Beispiel über eine Aktorik, über Projektionseinrichtungen mit Blendenmitteln im Strahlengang oder mit Hilfe einzeln ansteuerbarer Lichtquellen (zum Beispiel in Form einer Leuchtdiodenmatrix) oder mit einzelnen Reflexionsmitteln im projiziertem Strahlengang (insbesondere mit so genannten Flächenlichtmodulatormitteln) erzeugt. Beispiele für derartige adaptive Beleuchtungsvorrichtungen sind in der
DE 42 28 895 A1 oder der
DE 10 2007 063 183 A1 offenbart.
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Adaptive Beleuchtungsvorrichtungen, bei denen die vorstehend genannten Lichtlenkungs- und Lichtmodulationsmittel eingesetzt werden, sind relativ anfällig für mechanische Störungen und somit bei einfachen Reflektorsystemen ohne Lichtprojektionseinrichtung nicht einsetzbar. Des Weiteren stellen bei Verwendung einer Lichtquelle mit Halbleiterleuchtmitteln deren lichttechnische Eigenschaften und insbesondere die Degradation der Halbleiterleuchtmittel ein bekanntes Problem dar. Bei einem Ausfall eines einzelnen Halbleiterleuchtmittels einer Lichtquelle mit einer Mehrzahl von Halbleiterleuchtmitteln ist häufig der Ersatz der kompletten Beleuchtungsvorrichtung nötig, was zu einem erhöhten Ressourcenverbrauch und damit zu erhöhten Kosten führt.
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Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, eine adaptive Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die robust ausgeführt ist und eine geringe Anfälligkeit für mechanische Störungen aufweist.
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Die Lösung dieser Aufgabe liefert eine adaptive Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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Eine erfindungsgemäße adaptive Beleuchtungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass
- – die adaptive Beleuchtungsvorrichtung ein hohles Freiformreflektormittel mit einer Anzahl hochreflektierender Freiformflächenabschnitte und mit einer Lichtaustrittsöffnung umfasst, wobei die Lichtquelle so im Inneren des Freiformreflektormittels angeordnet ist, dass das während des Betriebs von der Lichtquelle emittierte Licht an den hochreflektierenden Freiformflächenabschnitten zumindest teilweise derart reflektiert werden kann, dass es aus der Lichtaustrittsöffnung des Freiformreflektormittels in die Umgebung heraustreten kann, und dass
- – die Mittel zur adaptiven Anpassung der Lichtverteilung mindestens ein optisches Transmissionsmittel mit einer Anzahl schaltbarer optischer Transmissionssegmente, das vor oder auf den hochreflektierenden Freiformflächen angeordnet ist, und eine Spannungssteuerungseinrichtung umfassen, mittels derer die optischen Transmissionssegmente mit einer elektrischen Spannung versorgt werden können, wobei die schaltbaren optischen Transmissionssegmente so ausgebildet sind, dass sie beim Anlegen einer elektrischen Spannung ihre Transmissivität ändern können.
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Die erfindungsgemäße adaptive Beleuchtungsvorrichtung hat den Vorteil, dass die adaptiven Lichtfunktionen, insbesondere die Anpassung der Lichtverteilung an unterschiedliche Beleuchtungs- und/oder Umgebungslichtsituationen auch bei einem einfach aufgebauten Reflektorsystem ohne Projektionseinrichtung und speziellen Blendenmitteln realisiert werden können. Adaptive Lichtfunktionen in einem einfachen Reflektorsystem realisieren zu können, war bislang nicht möglich. Wichtige Kernpunkte der erfindungsgemäßen Lösung sind die Bereitstellung eines Freiformreflektormittels mit mehreren hochreflektierenden Freiformflächenabschnitten, die gemäß einer bevorzugten Ausführungsform segmentiert ausgeführt sein können, und die Verwendung mindestens eines schaltbaren optischen Transmissionsmittels, um die Transmissionseigenschaften gezielt einstellen zu können. Somit kann in vorteilhafter Weise der mit den adaptiven Lichtfunktionen einhergehende Sicherheits- und Komfortgewinn bei den genannten Reflektorsystemen gesteigert werden. Ein weiterer Vorteil der hier vorgestellten adaptiven Beleuchtungsvorrichtung besteht darin, dass weiterhin ein einfacher Austausch der Lichtquelle möglich ist. Die Kosten für einen Lichtquellenersatz können reduziert werden.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Spannungssteuerungseinrichtung so ausgebildet ist, dass sie die schaltbaren optischen Transmissionssegmente einzeln oder gruppenweise mit einer elektrischen Spannung versorgen kann.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass jedes der schaltbaren optischen Transmissionssegmente so ausgebildet ist, dass es in einem ersten Schaltzustand im Wesentlichen lichtdurchlässig ist und in zumindest einem zweiten Schaltzustand zumindest teilweise lichtundurchlässig ist. Es hat sich gezeigt, dass sich zahlreiche Lichtverteilungen schon auf einfache Weise dadurch erzeugen lassen, dass die optischen Transmissionssegmente lediglich zwei Schaltzustände (lichtdurchlässig und zumindest teilweise lichtundurchlässig) aufweisen, zwischen denen umgeschaltet werden kann. Um die Variabilität im Hinblick auf die möglichen erzeugbaren Lichtverteilungen zu erhöhen, können die schaltbaren optischen Transmissionssegmente in einer vorteilhaften Ausführungsform auch so ausgebildet sein, dass sie mehr als zwei Schaltzustände (zum Beispiel einen ersten Schaltzustand mit hoher Transmissivität, einen zweiten Schaltzustand mit mittlerer Transmissivität und einen dritten Schaltzustand mit geringer Transmittivität, in dem die Transmissionssegmente weitestgehend lichtundurchlässig sind) aufweisen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform können die optischen Transmissionssegmente in einem eindimensional segmentierten Feld nebeneinander oder übereinander angeordnet sein. Die in dem eindimensional segmentierten Feld neben- oder übereinander angeordneten optischen Transmissionssegmente können mittels der Spannungssteuerungseinrichtung einzeln oder gruppenweise geschaltet werden. Um die mittels der adaptiven Beleuchtungsvorrichtung erzeugbaren Lichtverteilungen noch variabler gestalten zu können, wird in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass die optischen Transmissionssegmente in einem zweidimensionalen Feld nebeneinander und übereinander angeordnet sind. Die in dem zweidimensionalen Feld nebeneinander und übereinander angeordneten optischen Transmissionssegmente können mittels der Spannungssteuerungseinrichtung einzeln oder gruppenweise geschaltet werden.
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Es ist bevorzugt, wenn zumindest einige der schaltbaren optischen Transmissionssegmente durch mindestens eine elektrochrome Schicht oder durch mindestens eine polymerdispergierte Flüssigkristallschicht oder durch mindestens eine Schicht mit optisch anisotrop lichtabsorbierenden Schwebeteilchen gebildet sind. Elektrochrome Materialien sind dazu in der Lage, ihre Transmissivität in Abhängigkeit von einer an diese angelegten Gleichspannung zu ändern. Wird an eine in einem Ausgangszustand zunächst lichtdurchlässige Schicht aus einem elektrochromen Material eine elektrische Spannung angelegt, wird eine dunkle Einfärbung der elektrochromen Schicht erreicht, so dass deren Transmissivität verringert ist und sie damit nur teilweise lichtdurchlässig ist. Wenn die Polarität der anliegenden elektrischen Spannung umgekehrt wird oder ein Verbund mit der elektrochromen Schicht kurzgeschlossen wird, wird die elektrochrome Schicht wieder lichtdurchlässig.
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Eine polymerdispergierte Flussigkristallschicht hat die Eigenschaft, dass sie erst beim Anlegen einer elektrischen Spannung durchsichtig wird. Ohne elektrische Spannung ist sie nur in einem geringen Maße lichtdurchlässig und weist somit eine hohe Opazität auf. Ein Vorteil polymerdispergierter Flüssigkristallschichten besteht darin, dass der Grad der Transparenz der Transmissionssegmente des optischen Transmissionsmittels durch die Größe der angelegten Spannung gesteuert werden kann, so dass mehr als zwei diskrete Schaltzustände realisiert werden können.
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Eine Schicht mit optisch anisotrop lichtabsorbierenden Schwebeteilchen hat die Eigenschaft, dass sie durch Anlegen einer elektrischen Spannung lichtdurchlässig wird. Wenn keine elektrische Spannung angelegt wird, sind die Schwebeteilchen zufällig innerhalb der Schicht angeordnet und absorbieren Licht, so dass die optischen Transmissionssegmente abgedunkelt werden und nur ein geringer Restlichtanteil transmittiert werden kann. Die optischen Transmissionssegmente sind somit in diesem Zustand dunkel oder opak. Wenn eine elektrische Spannung angelegt wird, richten sich die Schwebeteilchen aus und werden lichtdurchlässig. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass die optischen Transmissionssegmente gedimmt werden können, so dass der transmittierte Lichtanteil variabel eingestellt werden kann.
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In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass zumindest einige der schaltbaren optischen Transmissionssegmente zumindest eine transparente Kunststoffschicht und/oder zumindest eine transparente Glasschicht umfassen. Insbesondere kann das mindestens eine optische Transmissionsmittel einen Verbund mit den Freiformflächenabschnitten des Freiformreflektormittels bilden. Ein derartiger Verbund kann zum Beispiel mit den Freiformflächenabschnitten verklebt sein oder durch Aufdampfen auf den Freiformflächenabschnitten erzeugt werden.
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Es kann in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen sein, dass die adaptive Beleuchtungsvorrichtung zumindest ein mechanisches Haltemittel umfasst, mittels dessen das mindestens eine optische Transmissionsmittel im Inneren des Freiformreflektormittels angebracht ist. Dadurch kann eine einfache Montage des mindestens einen optischen Transmissionsmittels ermöglicht werden, die auch einen Austausch des optischen Transmissionsmittels zulässt.
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Um die Variabilität im Hinblick auf die Einstellung möglicher adaptiver Lichtverteilungen weiter erhöhen zu können, ist in einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform vorgesehen, dass die adaptive Beleuchtungsvorrichtung eine Anzahl hintereinander angeordneter optischer Transmissionsmittel mit einer Anzahl schaltbarer optischer Transmissionssegmente umfasst.
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Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:
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1 eine schematisch stark vereinfachte perspektivische Darstellung eines Strahlengangs einer adaptiven Beleuchtungsvorrichtung, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist;
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2 eine Draufsicht auf ein schaltbares optisches Transmissionsmittel, das gemäß einer ersten Ausführungsvariante ausgebildet ist;
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3 eine Draufsicht auf ein schaltbares optisches Transmissionsmittel, das gemäß einer zweiten Ausführungsvariante ausgebildet ist.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist dort ein Strahlengang einer adaptiven Beleuchtungsvorrichtung 1, die gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ausgeführt ist und die insbesondere für den Einsatz in einem Kraftfahrzeug geeignet ist, schematisch stark vereinfacht dargestellt. Die adaptive Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst eine Lichtquelle 2 mit mindestens einem Leuchtmittel, das zum Beispiel eine Halogen-Lampe, ein Halbleiterelement oder eine Gasentladungslampe sein kann, sowie ein hohles Freiformreflektormittel 3 mit einer Lichtaustrittsöffnung an einem Ende, aus der während des Betriebs der adaptiven Beleuchtungsvorrichtung 1 Licht in die Umgebung austreten kann. Die Lichtaustrittsöffnung kann insbesondere mit einer hier nicht explizit dargestellten transparenten Abschlussscheibe versehen sein, die die Lichtaustrittsöffnung des Freiformreflektormittels 3 abschließt. Das Freiformreflektormittel 3 weist in seinem Inneren mehrere hochreflektierende (vorzugsweise unterschiedlich gestaltete) Freiformflächenabschnitte auf, die ihrerseits vorzugsweise segmentiert ausgebildet sein können und eine Vielzahl hochreflektierender Flächensegmente umfassen können. Ein Vorteil der Verwendung eines Freiformreflektormittels 3 besteht insbesondere darin, dass die Abschlussscheibe nicht lichtstreuend ausgebildet sein muss. Sie kann somit zum Beispiel eine transparente, unprofilierte Glas- oder Kunststoffscheibe sein.
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Die Lichtquelle 2 ist im Inneren des Freiformreflektormittels 3 derart angeordnet, dass das während des Betriebs von der Lichtquelle 2 emittierte Licht, wie in 1 anhand mehrerer Teilstrahlen exemplarisch veranschaulicht, an den Freiformflächenabschnitten des Freiformreflektormittels 3 reflektiert werden kann und aus der Lichtaustrittsöffnung nach außen in die Umgebung austreten kann.
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Vor den hochreflektierenden Freiformflächenabschnitten des Freiformreflektormittels 3 ist zumindest ein schaltbares optisches Transmissionsmittel 4 mit einer Anzahl schaltbarer optischer Transmissionssegmente 40 angeordnet, welches hinsichtlich seiner Form an die Innenkontur des Freiformreflektormittels 3 angepasst ist. Jedes der schaltbaren optischen Transmissionssegmente 40 ist so ausgeführt, dass es durch Anlegen einer elektrischen Spannung mit Hilfe einer Spannungssteuerungseinrichtung einzeln (alternativ auch gruppenweise) angesteuert werden kann und dabei seine Transmissionseigenschaften ändern kann. Jedes der schaltbaren Transmissionssegmente 40 ist in der Weise ausgebildet, dass es in einem ersten Schaltzustand lichtdurchlässig ist und in mindestens einem zweiten Schaltzustand zumindest teilweise lichtundurchlässig ist, so dass zumindest ein Teil des auf das jeweilige Transmissionssegment 40 treffenden Lichts nicht transmittiert wird und somit die hochreflektierenden Freiformflächenabschnitte des Freiformreflektormittels 3 nicht erreichen kann. Mit anderen Worten weist also jedes der optischen Transmissionssegmente 40 mindestens zwei diskrete Schaltzustände (lichtdurchlässig und zumindest teilweise lichtundurchlässig) auf. Das schaltbare optische Transmissionsmittel 4 mit den schaltbaren optischen Transmissionssegmenten 40 kann zum Beispiel durch einen ein- oder mehrlagigen Verbund aus elektrochromen Schichten und/oder Ionenspeicherschichten und/oder Flüssigkristallschichten und/oder durchsichtigen Kunststoff- und/oder Glassschichten (wobei die beiden letztgenannten optional mit Indium-Zinn-Oxid beschichtet sein können) gebildet sein.
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Elektrochrome Materialien sind dazu in der Lage, ihre Transmissivität in Abhängigkeit von einer an diese angelegten Gleichspannung zu ändern. Wird an eine in einem Ausgangszustand zunächst lichtdurchlässige Schicht aus einem elektrochromen Material eine elektrische Spannung angelegt, wird eine dunkle Einfärbung der elektrochromen Schicht erreicht, so dass deren Transmissivität verringert ist und sie damit nur teilweise lichtdurchlässig ist. Wenn die Polarität der anliegenden elektrischen Spannung umgekehrt oder ein Verbund mit der elektrochromen Schicht kurzgeschlossen wird, wird die elektrochrome Schicht wieder lichtdurchlässig.
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In einer alternativen Ausführungsform besteht die Möglichkeit, dass die schaltbaren optischen Transmissionssegmente 40 zumindest eine polymerdispergierte Flüssigkristallschicht umfassen. Eine derartige polymerdispergierte Flüssigkristallschicht hat die Eigenschaft, dass sie erst beim Anlegen einer elektrischen Spannung durchsichtig wird. Ohne elektrische Spannung ist sie nur in einem geringen Maße lichtdurchlässig und weist somit eine hohe Opazität auf. Ein Vorteil polymerdispergierter Flüssigkristallschichten besteht darin, dass der Grad der Transparenz des optischen Transmissionsmittels 4 durch die Größe der angelegten Spannung gesteuert werden kann, so dass mehr als zwei diskrete Schaltzustände realisiert werden können.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform können die schaltbaren optischen Transmissionssegmente 40 auch zumindest eine Schicht mit optisch anisotrop lichtabsorbierenden Schwebeteilchen umfassen. Bei einer derartigen Schicht handelt es sich insbesondere um eine Folienschicht oder Verbundschicht, die durch Anlegen einer elektrischen Spannung lichtdurchlässig wird. Wenn keine elektrische Spannung angelegt wird, sind die Schwebeteilchen zufällig innerhalb der Schicht angeordnet und absorbieren Licht, so dass das optische Transmissionsmittel 4 abgedunkelt wird und nur ein geringer Restlichtanteil transmittiert werden kann. Das optische Transmissionsmittel 4 ist somit in diesem Zustand dunkel oder opak. Wenn eine elektrische Spannung angelegt wird, richten sich die Schwebeteilchen aus und werden lichtdurchlässig. Ein Vorteil dieser Ausführungsform besteht darin, dass das optische Transmissionsmittel 4 gedimmt werden kann, so dass der transmittierte Lichtanteil variabel eingestellt werden kann.
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Vorzugsweise ist das schaltbare optische Transmissionsmittel 4 in allen Ausführungsvarianten in einem Temperaturbereich von etwa –30° bis etwa 120°C temperaturstabil, so dass Einflüsse von Temperaturschwankungen, wie sie zum Beispiel bei der Verwendung der adaptiven Beleuchtungsvorrichtung 1 in einem Kraftfahrzeug auftreten können, in vorteilhafter Weise kompensiert werden können. Beim Anlegen einer elektrischen Spannung kann eine reversible Änderung der Transmissionseigenschaften der schaltbaren optischen Transmissionssegmente 40 des optischen Transmissionsmittels 4 in der oben beschriebenen Weise erfolgen. Die Schaltfrequenzen der optischen Transmissionssegmente 40 liegen vorzugsweise bei f ≤ 10 Hz, so dass das Umschalten zwischen den unterschiedlichen Schaltzuständen sehr schnell erfolgen kann.
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Das schaltbare optische Transmissionsmittel 4 kann durch an sich bekannte Verbundtechnologien (zum Beispiel durch Aufdampfen) unmittelbar auf den Freiformflächenabschnitten des Freiformreflektormittels 3 aufgebracht werden, mit den Freiformflächenabschnitten verklebt werden oder (insbesondere als separates Bauteil) mit Hilfe einer mechanischen Halterung oder mit Hilfe mehrerer mechanischer Halterungen an dem Freiformreflektormittel 3 zwischen dessen den Freiformflächenabschnitten und der Lichtquelle 2 angeordnet werden.
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Unter weiterer Bezugnahme auf 2 soll nachfolgend ein erstes Ausführungsbeispiel eines schaltbaren optischen Transmissionsmittels 4, wie es bei der adaptiven Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß 1 eingesetzt werden kann, näher erläutert werden. Das schaltbare optische Transmissionsmittel 4 umfasst mehrere in x-Richtung (horizontaler Richtung) nebeneinander angeordnete und unabhängig voneinander schaltbare Transmissionssegmente 40. In dem hier gezeigten Beispiel sind sechs in x-Richtung nebeneinander angeordnete, schaltbare optische Transmissionssegmente 40 vorgesehen, die in x-Richtung eine gewisse Breite aufweisen und sich in y-Richtung (vertikaler Richtung) über die gesamte Höhe erstrecken. Die Anzahl der in x-Richtung nebeneinander angeordneten Transmissionssegmente 40 kann abhängig vom konkreten Anwendungsfall gewählt werden.
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Unter erneuter Bezugnahme auf 1 wird deutlich, dass während des Betriebs der adaptiven Beleuchtungsvorrichtung 1 in einer Ebene 5 hinter der Lichtaustrittsfläche des Freiformreflektormittels 3 mehrere Beleuchtungszonen 50a bis 50h mit lokal unterschiedlichen Helligkeiten erzeugt werden können. Wenn von der Spannungssteuerungseinrichtung an eines oder mehrere der optischen Transmissionssegmente 40 eine elektrische Spannung angelegt wird, ändern die betreffenden Transmissionssegmente 40 ihre Transmissivität – abhängig von den eingesetzten Materialien – in der oben beschriebenen Weise. Dadurch kann zum Beispiel erreicht werden, dass zumindest ein Teil des von der Lichtquelle 2 emittierten Lichts die Freiformflächenabschnitte des Freiformreflektormittels 3 nicht beziehungsweise nur abgeschwächt mit einer geringen Restintensität erreichen kann. Entsprechend bilden sich in der Ebene 5 hell ausgeleuchtete Beleuchtungszonen 50a, 50b, 50d, 50e, 50g und 50h sowie nicht oder nur sehr schwach ausgeleuchtete Beleuchtungszonen 50c, 50f (kurz: Dunkelzonen). Die Restintensität in den Dunkelzonen 50c, 50f hängt insbesondere von der verbleibenden Transmittivität der optischen Transmissionssegmente 40 In demjenigen Schaltzustand ab, in dem sie zumindest teilweise lichtundurchlässig sind.
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Unter Bezugnahme auf 3 ist dort ein weiteres Ausführungsbeispiel eines schaltbaren optischen Transmissionsmittels 4 gezeigt, wie es ebenfalls bei der in 1 gezeigten adaptiven Beleuchtungsvorrichtung 1 verwendet werden kann. Anders als in der ersten Ausführungsvariante gemäß 2 sind die schaltbaren optischen Transmissionssegmente 40 nicht nur in x-Richtung nebeneinander, sondern auch in y-Richtung übereinander angeordnet, so dass ein zweidimensionales Feld einzeln schaltbarer optischer Transmissionssegmente 40 gebildet wird. Jedes der das zweidimensionale Feld bildenden Transmissionssegmente 40 kann vorzugsweise einzeln von der Spannungssteuerungseinrichtung angesteuert werden und selektiv mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden.
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Je nach Anwendungsfall kann das schaltbare optische Transmissionsmittel 4 als eindimensional segmentiertes Feld mit einer Anzahl nebeneinander oder auch übereinander angeordneter optischer Transmissionssegmente 40 oder als zweidimensionales Feld mit einer Anzahl nebeneinander und übereinander angeordneter optischer Transmissionssegmente 40 ausgebildet sein. Auch eine Kombination dieser beiden Varianten ist grundsätzlich möglich, so dass zum Beispiel zumindest ein Bereich des schaltbaren optischen Transmissionsmittels 4 als eindimensional segmentiertes Feld optischer Transmissionssegmente 40 ausgebildet ist und zumindest ein anderer Bereich des schaltbaren optischen Transmissionsmittels 4 als zweidimensionales Feld optischer Transmissionssegmente 40 ausgebildet sein kann. Durch die Auswahl der Werkstoffe, aus denen die schaltbaren optischen Transmissionssegmente 40 hergestellt sind, kann deren Transmissivität in demjenigen Schaltzustand, in dem sie teilweise lichtundurchlässig sind, gezielt beeinflusst und anwendungsspezifisch eingestellt werden.
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Soll mittels der hier vorgestellten adaptiven Beleuchtungsvorrichtung 1 zum Beispiel ein blendfreies Fernlicht mit einer entsprechenden Lichtverteilung erzeugt werden, wird keines der optischen Transmissionssegmente 40 in denjenigen Schaltzustand überführt, in dem es zumindest teilweise lichtundurchlässig ist, so dass das von der Lichtquelle 2 emittierte Licht auf die Transmissionssegmente 40 trifft und durch diese transmittiert wird. Dieses Licht trifft auf die hochreflektierenden Freiformflächenabschnitte des Freiformreflektormittels 3 und wird daran reflektiert und kann das Freiformreflektormittel 3 nach einer erneuten Transmission durch die spannungslosen Transmissionssegmente 40 durch die Lichtaustrittsöffnung verlassen. Soll in der Ebene 5 zumindest eine Dunkelzone 50c, 50f mit geringer Restlichtintensität erhalten werden, werden eine oder mehrere der optischen Transmissionssegmente 40 in denjenigen Schaltzustand überführt, in dem durch das entsprechende optische Transmissionssegment 40/die entsprechenden optischen Transmissionssegmente 40 keine oder weniger Transmission stattfindet und somit kein oder weniger Licht in diesem optischen Sub-System transmittiert wird und somit im Ergebnis in die Umgebung reflektiert wird.
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Vorstehend wurde in erster Linie die Möglichkeit erläutert, wie mit Hilfe des schaltbaren optischen Transmissionsmittels 4 der adaptiven Beleuchtungsvorrichtung 1 mit einer Mehrzahl schaltbarer optischer Transmissionssegmente 40, die zwei diskrete Schaltzustände (lichtdurchlässig und zumindest teilweise lichtundurchlässig) aufweisen, unterschiedliche Lichtverteilungen erzeugt werden können. Um die Variabilität im Hinblick auf die möglichen erzeugbaren Lichtverteilungen zu erhöhen, können die schaltbaren optischen Transmissionssegmente 40 auch in der Weise ausgebildet sein, dass sie mehr als zwei Schaltzustände (zum Beispiel einen ersten Schaltzustand mit hoher Transmissivität, einen zweiten Schaltzustand mit mittlerer Transmissivität und einen dritten Schaltzustand mit geringer Transmittivität, in dem die Transmissionssegmente 40 weitestgehend lichtundurchlässig sind) aufweisen. Die optischen Transmissionssegmente 40 können zum Beispiel auch in der Weise ausgebildet sein, dass sie eine Vielzahl von Schaltzuständen aufweisen, so dass ihr Transmissionsverhalten einen kontinuierlichen oder bei einer Vielzahl diskreter Schaltzustände quasikontinuierlichen Verlauf zwischen einem Schaltzustand mit hoher Transmittivität und einem Schaltzustand mit geringer Transmittivität aufweist. Realisierbar ist dies zum Beispiel mit Hilfe eines Mehrschichtsystems mit einer Mehrzahl elektrochromer Schichten die beim Anlegen einer elektrischen Spannung ihr Transmissionsverhalten in der oben beschriebenen Weise ändern können. Wenn diese Schichten so ausgeführt sind, dass sie von der Spannungssteuerungseinrichtung einzeln mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden können, kann das Transmissionsverhalten der optischen Transmissionssegmente 40 in der vorstehend beschriebenen Weise gezielt verändert werden. Eine weitere Möglichkeit besteht in der Verwendung einer oder mehrerer polymerdispergierter Flüssigkristallschichten und/oder ein oder mehrerer Schichten mit optisch anisotrop lichtabsorbierenden Schwebeteilchen, deren Eigenschaften oben bereits erläutert wurden.
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Es besteht gemäß einer alternativen Variante zum Beispiel auch die Möglichkeit, vor den Freiformflächen des Freiformreflektormittels 3 mehrere separate optische Transmissionsmittel 4, die jeweils eine Mehrzahl schaltbarer optischer Transmissionssegmente 40 umfassen, in Strahlausbreitungsrichtung des von der Lichtquelle 2 emittierten Lichts hintereinander anzuordnen. Vorzugsweise weisen die hintereinander angeordneten optischen Transmissionsmittel 4 mit ihren schaltbaren optischen Transmissionssegmenten 40 unterschiedliche Transmissionseigenschaften auf.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- adaptive Beleuchtungsvorrichtung
- 2
- Lichtquelle
- 3
- Freiformreflektormittel
- 4
- optisches Transmissionsmittel
- 40
- optisches Transmissionssegment
- 5
- Ebene
- 50a bis 50h
- Beleuchtungszone
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 4228895 A1 [0003]
- DE 102007063183 A1 [0003]
