DE102018204166A1 - Leuchteinheit und Fahrzeug mit einer derartigen Leuchteinheit - Google Patents

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Lars Snowdon
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Leuchteinheit umfassend ein Gehäuse (2) mit zumindest einem ersten, zumindest abschnittsweise lichtdurchlässigen Gehäuseabschnitt (2.1) und einem zweiten Gehäuseabschnitt (2.2) und zumindest einem Leuchtmittel (3), das zur Aussendung von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich durch den ersten Gehäuseabschnitt (2.1) ausgebildet ist, wobei das Leuchtmittel (3) in dem Gehäuse (2) gekapselt ist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass in dem Gehäuse (2) zumindest eine Sensoreinheit (4) vorgesehen ist, die zur Erfassung von Umgebungsinformationen durch den ersten Gehäuseabschnitt (2.1) hindurch ausgebildet ist und dass die Sensoreinheit (4) in dem Gehäuse (2) gekapselt vorgesehen ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Leuchteinheit sowie ein Fahrzeug mit einer derartigen Leuchteinheit.
  • Gemäß Stand der Technik werden derzeit Sensoren zur Umgebungserfassung, insbesondere Radarsensoren, entweder hinter Kunststoffstoßstangen verborgen oder in speziell dafür vorgesehene Abdeckungen integriert (sog. Radome), die speziell für die Transmission von Wellen, die zur Umgebungserfassung eingesetzt werden, beispielsweise hochfrequente elektromagnetische Strahlung, ausgebildet sind. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, den Sensor ohne Abdeckung bzw. Schutzeinrichtung an dem Fahrzeug zu montieren.
  • Die vorgenannten Installationsmöglichkeiten bieten eine Reihe von Nachteilen. So hat die Anbringung eines Umgebungserfassungssensors hinter einer Stoßstange den entscheidenden Nachteil, dass durch die Stoßstange eine hohe Rückreflektion erzeugt wird, die zudem von unterschiedlichen Faktoren abhängt, beispielsweise der Farbe, mit der die Stoßstange lackiert ist, der Anzahl von Nachlackierungen, beispielsweise aufgrund von Unfällen, und/oder Größen- und Formtoleranzen, die die Stoßstangen aufweisen können.
  • Die Einbringung der Umgebungserfassungssensoren in spezielle Abdeckungen hat den Nachteil, dass es schwierig ist, freie Bereiche an der Fahrzeugkarosserie für derartige Abdeckungen zu finden und zudem das Fahrzeugdesign durch derartige Abdeckungen negativ beeinflusst wird. Des Weiteren entstehen durch die Abdeckung höhere Kosten.
  • Die direkte Anbringung des Umgebungserfassungssensors ohne eine Abdeckung bzw. Schutzeinrichtung hat neben den vorgenannten Nachteilen (Finden eines geeigneten Installationsraums an der Fahrzeugkarosserie bzw. negativer Einfluss auf das Fahrzeugdesign) den weiteren Nachteil, dass der Umgebungserfassungssensor direkt sämtlichen Umgebungseinflüssen ausgesetzt ist, beispielsweise der UV-Strahlung von Sonnenlicht, Schmutz, Schnee, Eis, Spritzwasser etc., was die Lebensdauer des Sensors negativ beeinflusst.
  • Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der Erfindung, eine Lösung anzugeben, wie ein Umgebungserfassungssensor hinsichtlich dessen Erfassungseigenschaften und dessen optischer Integration vorteilhaft in einem Fahrzeug oder einem sonstigen Objekt integriert werden kann.
  • Die Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche. Ein Fahrzeug ist Gegenstand des nebengeordneten Patentanspruchs 16.
  • Gemäß einem ersten Aspekt bezieht sich die Erfindung auf eine Leuchteinheit. Die Leuchteinheit umfasst ein Gehäuse mit zumindest einem ersten, zumindest abschnittsweise lichtdurchlässigen Gehäuseabschnitt und einem zweiten Gehäuseabschnitt. Ferner umfasst die Leuchteinheit ein Leuchtmittel, das zur Aussendung von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich durch den ersten Gehäuseabschnitt ausgebildet ist. Das Leuchtmittel ist dabei in dem Gehäuse gekapselt. In dem Gehäuse ist zudem zumindest eine Sensoreinheit vorgesehen, die zur Erfassung von Umgebungsinformationen durch den ersten Gehäuseabschnitt hindurch ausgebildet ist. Die Sensoreinheit ist ebenfalls in dem Gehäuse gekapselt vorgesehen.
  • Der wesentliche Vorteil der Leuchteinheit besteht darin, dass die Sensoreinheit durch die Integration in die Leuchteinheit eine höhere Erfassungsperformance bietet als die Integration beispielsweise hinter der Stoßstange. Zudem ist die Lage der Sensoreinheit an Stellen, an denen typischerweise Leuchteinheiten am Fahrzeug verbaut werden, besonders geeignet für eine hochperformante Umgebungserfassung. Zuletzt bietet die Integration der Sensoreinheit in die Leuchteinheit zudem Kostenvorteile und Vorteile hinsichtlich des benötigten Bauraums.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinheit ein Radarsensor, ein LIDAR-Sensor, eine Kamera oder ein Ultraschallsensor oder ähnliches. Die Leuchteinheit kann dabei entweder eine Sensoreinheit dieser Sensortypen umfassen oder es können mehrere Sensoreinheiten vorgesehen sein, wobei Sensoreinheiten der vorgenannten Sensortypen beliebig miteinander kombiniert werden können.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinheit in dem Gehäuse gegen Spritzwasser abgedichtet aufgenommen. In anderen Worten bildet damit das Innere des Gehäuses der Leuchteinheit einen Bauraum, in dem die Sensoreinheit und das Leuchtmittel aufgenommen sind. Dadurch werden negative Umwelteinflüsse auf die Sensoreinheit wesentlich reduziert und die Lebensdauer und Erfassungsperformance derselben gesteigert.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist ein zumindest teilweise luftdurchlässiges Barriereelement vorgesehen, das zur Regelung des Drucks und/oder der Atmosphäre innerhalb des Gehäuses ausgebildet ist. Das Barriereelement kann beispielsweise durch eine Dampfsperre, ein wasserundurchlässiges Druckausgleichselement oder durch eine zumindest teilweise luftdurchlässige Membran gebildet sein. Damit kann ein kontrollierter Luftaustausch zur Umgebungsatmosphäre hin gewährleistet werden, um beispielsweise Kondenswasserbildung in der Leuchteinheit zu verhindern. Dies hat entscheidende Vorteile nicht nur für die Lichterzeugung durch das Leuchtmittel sondern auch für die Umgebungserfassung durch die Sensoreinheit.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel stehen das Leuchtmittel und die Sensoreinheit mit einem gemeinsamen Kühlelement oder Kühlkörper in Wirkverbindung. Dabei können das Leuchtmittel und die Sensoreinheit entweder direkt mit dem Kühlelement oder Kühlkörper verbunden sein oder es kann zwischen dem Leuchtmittel bzw. der Sensoreinheit und dem Kühlelement oder Kühlkörper ein wärmeleitendes Element (beispielsweise eine sog. heatpipe) vorgesehen sein, das eine Wärmeübertragung von dem Leuchtmittel bzw. der Sensoreinheit weg zum Kühlelement oder Kühlkörper hin bewirkt. Dadurch kann der Bauraum besser genutzt und Kosten reduziert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine leuchteinheitsseitige, elektrische Schnittstelle vorgesehen, die zur Kopplung mit einer fahrzeugseitig vorgesehenen elektrischen Schnittstelle ausgebildet ist und über die sowohl das Leuchtmittel als auch die Sensoreinheit mit elektrischer Energie versorgt wird. Die leuchteinheitsseitige, elektrische Schnittstelle kann beispielsweise durch einen gehäuseseitig vorgesehenen ersten Teil einer Steckverbindung gebildet werden. Über die leuchteinheitsseitige, elektrische Schnittstelle werden vorzugsweise auch elektrische Steuersignale und/oder elektrische Informationen übertragen. Dadurch kann die Anzahl der Steckverbindungen und damit die Kosten reduziert werden.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine leuchteinheitsseitige, elektrische Schnittstelle vorgesehen, die zur Kopplung mit einer fahrzeugseitig vorgesehenen elektrischen Schnittstelle ausgebildet ist und über die elektrische Steuersignale und/oder elektrische Informationen dem Leuchtmittel und der Sensoreinheit zugeführt und/oder von diesen abgeführt werden. In anderen Worten nutzen also das Leuchtmittel und die Sensoreinheit dieselbe elektrische Schnittstelle zum Versenden und/oder Empfang von Steuersignalen bzw. elektrischen Informationen. Die leuchteinheitsseitige, elektrische Schnittstelle kann beispielsweise durch einen gehäuseseitig vorgesehenen ersten Teil einer Steckverbindung gebildet werden. Diese kann getrennt von einer die Stromversorgung bewirkenden elektrischen Schnittstelle vorgesehen sein oder es ist eine kombinierte elektrische Schnittstelle vorgesehen, über die sowohl die Zuführung/Abführung von elektrischen Steuersignalen und/oder elektrischen Informationen als auch von elektrischer Energie erfolgt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden die Leuchtmittel und die Sensoreinheit über zumindest teilweise dieselben Stromversorgungsmittel versorgt. Dadurch lassen sich auch hier Bauraum und Kosten einsparen.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind das Leuchtmittel und die Sensoreinheit mit derselben Überspannungsschutzeinrichtung, Unterspannungsschutzeinrichtung, Spannungsschwankungsschutzeinrichtung, Kurzschlussüberwachungseinrichtung und/oder Stromkreisunterbrechungseinrichtung gekoppelt. Dadurch ergeben sich Synergieeffekte, da nicht unabhängige Einrichtungen sowohl für die Leuchtmittel als auch für die Sensoreinheit verbaut werden müssen, was wiederum zur Einsparung von Bauraum und zu reduzierten Kosten führt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist eine Steuereinheit vorgesehen, die eine Schnittstelle zu einem fahrzeugseitigen Datenbus bildet und die zum Versenden und Empfangen von Steuersignalen für das Leuchtmittel und die Sensoreinheit konfiguriert ist. Die Steuereinheit kann beispielsweise ein Mikrocontroller sein oder einen solchen Mikrocontroller umfassen. Die Steuereinheit kann dabei einen Bestandteil der Leuchteinheit bilden. Dadurch entsteht eine Leuchteinheit, die direkt über Steuersignale aus dem Datenbus ansteuerbar ist und direkt Steuersignale oder sonstige Informationen, beispielsweise von der Sensoreinheit erfasste Umgebungsinformationen, an den Datenbus senden kann.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse zumindest bereichsweise unterschiedliche Materialien und/oder Beschichtungen auf, die jeweils entweder dem Leuchtmittel oder der Sensoreinheit zugeordnet sind und wobei das dem Leuchtmittel zugeordnete Material und/oder die Beschichtung an das verwendete Leuchtmittel angepasst ist und wobei das der Sensoreinheit zugeordnete Material und/oder die Beschichtung an die verwendete Sensoreinheit angepasst ist. Dadurch können Gehäusebereiche hinsichtlich Material und Oberfläche derart designt werden, dass diese für ein Zusammenwirken mit dem Leuchtmittel bzw. der Sensoreinheit optimiert sind.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist das Gehäuse zumindest in einem der Sensoreinheit zugeordneten Innenbereich eine Beschichtung oder eine behandelte Oberfläche auf, die sich von dem Umgebungsbereich im Innenraum des Gehäuses optisch unterscheidet, aber an den Umgebungsbereich optisch angepasst ist. So kann beispielsweise das Gehäuse der Sensoreinheit selbst oder der die Sensoreinheit umgebende Gehäusebereich derart ausgebildet sein, dass keine oder möglichst geringe negative Auswirkungen für die Sensoreinheit (beispielsweise Dämpfung, Rückreflexionen etc.) entstehen, aber die Sensoreinheit trotzdem optisch unauffällig in die Leuchteinheit integriert ist.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist ein dem Leuchtmittel zugeordneter erster Bereich des ersten Gehäuseabschnitts eine transparente, insbesondere poliert transparente Oberfläche und ein der Sensoreinheit zugeordneter zweiter Bereich des ersten Gehäuseabschnitts eine matte oder gefrostet wirkende Oberfläche auf. Dadurch kann das Licht des Leuchtmittels möglichst reflexionsfrei durch den ersten Bereich des ersten Gehäuseabschnitts abgestrahlt werden wohingegen die Sensoreinheit durch den zweiten Bereich des ersten Gehäuseabschnitts optisch unauffällig integriert wird.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist die Sensoreinheit in einem durch den ersten Gehäuseabschnitt optisch erkennbaren Bereich die gleiche oder ähnliche Farbe auf als der die Sensoreinheit umgebende Gehäusebereich. Damit wird die optische Integration der Sensoreinheit in die Leuchteinheit weiter verbessert.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Sensoreinheit dazu ausgebildet, schlechte Erfassungsbedingungen (beispielsweise hervorgerufen durch Regen, Eis, Schnee oder Verschmutzungen) zu erkennen und steht mit einer Steuereinheit derart in Wirkverbindung, dass diese bei Erkennen derartiger schlechter Erfassungsbedingungen Gegenmaßnahmen einleitet. Gegenmaßnahmen können beispielsweise die Aktivierung einer Heizeinrichtung bzw. der Leuchtmittel selbst sein, um durch die dadurch entstehende Wärme Eis bzw. Schnee von der Leuchteinheit zu entfernen. Alternativ kann eine Wischereinheit oder Reinigungseinrichtung aktiviert werden, um Regentropfen bzw. Verschmutzungen zu entfernen.
  • Gemäß einem weiteren Aspekt bezieht sich die Erfindung auf ein Fahrzeug, das eine Leuchteinheit gemäß einem der vorhergehenden Ausführungsbeispiele umfasst.
  • Unter „Leuchteinheit“ im Sinne der vorliegenden Erfindung wird jegliche Leuchte verstanden, insbesondere Frontscheinwerfer und Rückleuchten von Fahrzeugen.
  • Unter „Datenbus“ im Sinne der vorliegenden Erfindung wird jegliche zur Datenübertragung verwendbare Datenverbindung verstanden, insbesondere auf den Protokollen von CAN, Ethernet und LVDS (low voltage digital signaling) basierende Datenverbindungen. Es versteht sich, dass der Begriff „Datenbus“ nicht auf derartige Beispiele beschränkt ist und auch andere Protokolltypen für die Datenübertragung grundsätzlich verwendet werden können.
  • Die Ausdrücke „näherungsweise“, „im Wesentlichen“ oder „etwa“ bedeuten im Sinne der Erfindung Abweichungen vom jeweils exakten Wert um +/- 10%, bevorzugt um +/- 5% und/oder Abweichungen in Form von für die Funktion unbedeutenden Änderungen.
  • Weiterbildungen, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich auch aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und aus den Figuren. Dabei sind alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination grundsätzlich Gegenstand der Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Ansprüchen oder deren Rückbeziehung. Auch wird der Inhalt der Ansprüche zu einem Bestandteil der Beschreibung gemacht.
  • Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figur an Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Die Figur zeigt grob schematisch eine Leuchteinheit 1. Die Leuchteinheit 1 kann insbesondere eine an der Fahrzeugfront oder der Fahrzeugrückseite eines Fahrzeugs angebrachte Leuchte, beispielsweise ein Frontscheinwerfer, eine Rückleuchte oder ein Nebelscheinwerfer sein.
  • Die Leuchteinheit 1 umfasst ein Gehäuse 2, das zumindest einen ersten, vorderseitigen Gehäuseabschnitt 2.1 und einen zweiten, rückseitigen Gehäuseabschnitt 2.2 aufweist. Der erste Gehäuseabschnitt 2.1 ist zumindest abschnittsweise aus einem für sichtbares Licht durchlässigen Material gebildet. Der zweite Gehäuseabschnitt 2.2 kann beispielsweise dazu ausgebildet sein, die Leuchteinheit 1 in der Fahrzeugkarosserie zu verankern. Hierzu kann der zweite Gehäuseabschnitt 2.2 beispielsweise Halte- bzw. Ankerabschnitte aufweisen, mittels denen die Leuchteinheit 1 an der Karosserie des Fahrzeugs fixierbar ist.
  • Im Inneren des Gehäuses 2 ist zumindest ein Leuchtmittel 3 vorgesehen, das zur Erzeugung von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich ausgebildet ist. Abhängig vom Typ der Leuchteinheit 1 kann das Leuchtmittel 3 durch eine Glühbirne, eine Halogen-Lampe, eine Xenon-Gasentladungslampe, eine LED, ein auf dem Lasereffekt basierendes Leuchtmittel oder jegliche andere im Stand der Technik verfügbare Leuchtmittel gebildet werden. Zudem kann die Leuchteinheit 1 auch beliebige Kombinationen mehrerer derartiger Leuchtmittel 3 umfassen.
  • Das von dem Leuchtmittel 3 emittierte Licht tritt durch den ersten Gehäuseabschnitt 2.1 aus dem Gehäuse 2 aus. Das Gehäuse 2 kann ferner einen Reflektor umfassen, der zur Erzeugung einer gewünschten Abstrahlcharakteristik der Leuchteinheit 1 ausgebildet ist.
  • Zudem umfasst die Leuchteinheit 1 eine Sensoreinheit 4, die zusammen mit dem Leuchtmittel 3 gekapselt in dem Gehäuse 2 aufgenommen ist. „Gekapselt“ bedeutet hier insbesondere, dass das Leuchtmittel 3 sowie die Sensoreinheit 4 innerhalb des Gehäuses 2 gegen Umwelteinflüsse, insbesondere gegen Spritzwasser und Schmutz geschützt sind. Hierzu kann das Gehäuse 2 abgedichtet oder im Wesentlichen abgedichtet sein. „Im Wesentlichen“ bedeutet hier insbesondere, dass das Gehäuse 2 nicht vollständig hermetisch abgeschlossen ist, um einen Druckausgleich des Gehäuseinnenraums mit der Umgebungsatmosphäre bzw. einen kontrollierten Luftaustausch zu ermöglichen, um die Bildung von Kondenswasser zu verhindern.
  • Die Sensoreinheit 4 ist insbesondere im bzw. am Gehäuse 2 derart angeordnet, dass eine gegenseitige Beeinflussung zwischen Leuchtmittel 3 und Sensoreinheit 4 vollständig oder zumindest weitestgehend verhindert wird. Die Sensoreinheit 4 kann beispielsweise an dem zweiten Gehäuseabschnitt 2.2, der vorzugsweise die tragende Struktur der Leuchteinheit 1 bildet, in geeigneter Weise verankert sein.
  • Der Erfassungsbereich der Sensoreinheit 4 kann zumindest teilweise mit dem Abstrahlbereich des Leuchtmittels 3 überdecken. Alternativ ist es aber möglich, dass der Erfassungsbereich der Sensoreinheit 4 und der Abstrahlbereich des Leuchtmittels 3 unterschiedlich oder im Wesentlichen unterschiedlich sind. Beispielsweise kann das Leuchtmittel 3 nach vorne hin abstrahlen, wohingegen sich der Erfassungsbereich der Sensoreinheit 4 schräg dazu zur Seite hin erstreckt.
  • Die Integration der Sensoreinheit 4 in das Gehäuse 2 der Leuchteinheit 1 ist vorzugsweise derart gewählt, dass Funktionselemente, die sowohl für die Erzeugung sichtbaren Lichts bzw. anderweitig zum Betrieb der Leuchteinheit nötig sind, so weit wie möglich gleichzeitig auch von der Sensoreinheit 4 mitgenutzt werden.
  • So kann beispielsweise die Leuchteinheit 1 ein zumindest teilweise luftdurchlässiges Barriereelement 5 umfassen, über das ein geregelter Luftaustausch zwischen dem Gehäuseinnenraum und der das Gehäuse 2 umgebenden Atmosphäre ermöglicht wird. Das Barriereelement 5 kann beispielsweise eine luftdurchlässige Membran o.ä. umfassen. Es kann dabei den Luftaustausch sowohl für das Leuchtmittel 3 als auch für die Sensoreinheit 4 ermöglichen.
  • Des Weiteren kann zum Betrieb des Leuchtmittels 3 ein Kühlelement bzw. ein Kühlkörper 6 nötig sein. Dieser Kühlkörper kann zudem auch durch die Sensoreinheit 4 genutzt werden, um beim Betrieb der Sensoreinheit 4 entstehende Wärme geeignet abzuführen. Gegebenenfalls ist das Kühlelement bzw. der Kühlkörper 6 geeignet zu dimensionieren. Das Leuchtmittel 3 bzw. die Sensoreinheit 4 können entweder direkt oder über geeignete Wärmetransportmittel, beispielsweise sog. heat-pipes, mit dem Kühlelement bzw. dem Kühlkörper 6 verbunden sein.
  • Die Leuchteinheit 1 kann ferner eine elektrische Schnittstelle 7 aufweisen, die beispielsweise mit einem Stecker einer Kabelverbindung koppelbar ist. Über diese elektrische Schnittstelle 7 kann beispielsweise die Versorgung des Leuchtmittels 3 und der Sensoreinheit 4 mit elektrischer Energie erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann über diese elektrische Schnittstelle 7 auch eine Zuführung bzw. Abführung von Steuersignalen erfolgen, so dass das Leuchtmittel 3 bzw. die Sensoreinheit 4 entweder direkt oder eine für das Leuchtmittel 3 bzw. die Sensoreinheit 4 vorgesehene Steuereinheit 8, die in oder an der Leuchteinheit 1 vorgesehen ist, basierend auf diesen Steuersignalen gesteuert wird. Zudem können über die elektrische Schnittstelle 7 auch die durch die Sensoreinheit 4 erfassten Umgebungsinformationen an eine fahrzeugseitig vorgesehene Rechnereinheit übertragen werden.
  • Zudem kann das Leuchtmittel 3 und die Sensoreinheit 4 gemeinsame Teile der Spannungsversorgung nutzen. So kann beispielsweise eine Stromversorgung gemeinsam genutzt werden, die dauerhaft mit einer fahrzeugseitigen Energiequelle verbunden ist. Alternativ kann die gemeinsam genutzte Stromversorgung dazu ausgebildet sein, zumindest zeitweise von der fahrzeugseitigen Energiequelle getrennt zu werden.
  • Des Weiteren können für das Leuchtmittel 3 und die Sensoreinheit 4 zumindest teilweise gemeinsam genutzte Spannungswandler (Haupt-Spannungswandler oder Hilfs-Spannungswandler), Spannungsregler und/oder Schutzeinrichtungen, beispielsweise Überspannungsschutz, Unterspannungsschutz, Schutzeinrichtungen gegen Spannungsschwankungen etc. vorgesehen sein.
  • Darüber hinaus können für das Leuchtmittel 3 und die Sensoreinheit 4 zumindest teilweise gemeinsam genutzte Überwachungseinrichtungen, beispielsweise eine Kurzschlussüberwachung oder eine Stromkreisunterbrechungsüberwachung vorgesehen sein.
  • Die Leuchteinheit 1 kann weiterhin zumindest eine Steuereinheit 8 aufweisen, die beispielsweise eine Mikroprozessoreinheit ist. Diese Steuereinheit 8 kann dazu konfiguriert sein, eine Kopplung der Leuchteinheit 1 mit einem fahrzeugseitig vorgesehenen Datenbus oder mehreren derartigen Datenbussen zu ermöglichen. Insbesondere kann die Steuereinheit 8 dazu ausgebildet sein, eine Datenkommunikation zwischen der Leuchteinheit 1 und einem fahrzeugseitig vorgesehenen Steuergerät zu ermöglichen, beispielsweise über aus dem Stand der Technik bekannte Bus- bzw. Kommunikationsprotokolle, wie beispielsweise CAN, Ethernet oder LVDS (low voltage digital signaling). Über diese Steuereinheit 8 können damit Steuerinformationen in der Leuchteinheit 1 empfangen bzw. von der Leuchteinheit 1 verschickt werden, um zum einen eine gewünschte Steuerung der Leuchtmittel 3 bzw. der Sensoreinheit 4 zu gewährleisten, zum anderen von der Sensoreinheit 4 bereitgestellte Informationen (beispielsweise von einem Radarsensor bereitgestellte Umgebungsinformationen) an ein fahrzeugseitiges Steuergerät zu übertragen.
  • Der erste Gehäuseabschnitt 2.1 des Gehäuses 2 ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial gefertigt, insbesondere aus einem Polycarbonat-Material oder aus Polymethylmethacrylat (PMMA). Diese Materialien weisen sowohl eine gute Transmissionseigenschaften für sichtbares Licht als auch für zur Umgebungserfassung eingesetzte elektromagnetische Strahlung oder Ultraschallwellen auf. So weisen diese Materialien beispielsweise keine oder nur geringe Dämpfungsfaktoren für elektromagnetische Strahlung auf, wie Sie beispielsweise bei Radarsensoren verwendet wird.
  • Wenn notwendig kann der erste Gehäuseabschnitt 2.1 auch aus unterschiedlichen Materialien gebildet werden, wobei ein erster Bereich des Gehäuseabschnitts 2.1 aus einem Material besteht, das hinsichtlich der Transmissionseigenschaften von sichtbarem Licht optimiert ist, um optimale Lichtdurchlässigkeit für das von dem Leuchtmittel 3 generierten Licht zu gewährleisten. Ein zweiter Bereich des Gehäuseabschnitt 2.1 hingegen kann aus einem Material bestehen, das unterschiedlich zum Material des ersten Bereichs ist und hinsichtlich der Transmission von elektromagnetischer Strahlung bzw. Schallwellen optimiert ist.
  • Zudem kann das Gehäuse 2 zumindest bereichsweise unterschiedliche Oberflächenbeschaffenheit aufweisen, um die Oberflächen von Gehäusebereichen hinsichtlich ihres Zusammenwirkens mit dem Leuchtmittel 3 bzw. der Sensoreinheit 4 anzupassen. So kann beispielsweise ein dem Leuchtmittel 3 zugeordneter Gehäusebereich eine polierte Oberfläche aufweisen, wohingegen ein der Sensoreinheit 4 zugeordneter Gehäusebereich oder das Gehäuse der Sensoreinheit 4 selbst eine matte bzw. gefrostete Oberfläche aufweist, um die Sende- und Empfangseigenschaften der Sensoreinheit 4 möglichst wenig zu beeinflussen und die Sensoreinheit 4 optisch unauffällig zu verbergen. Beispielsweise kann der erste Gehäuseabschnitt 2.1 in dem Bereich, in dem das Licht des Leuchtmittels 3 durch diesen abgestrahlt wird, für sichtbares Licht transparent und poliert sein, so dass möglichst geringe oder keine Reflexionen für das sichtbare Licht entstehen. Ein weiterer Bereich des ersten Gehäuseabschnitts 2.1, der vor der Sensoreinheit 4 liegt, kann hingegen mattiert bzw. gefrostet ausgebildet sein. Dadurch werden beispielsweise Radarsignale nicht oder nur geringfügig beeinflusst, die Sensoreinheit 4 kann jedoch hinter diesem mattierten bzw. gefrosteten Bereich optisch unauffällig in die Leuchteinheit 1 integriert werden.
  • Zudem kann die Farbe des Gehäuses der Sensoreinheit 4 farblich an die Gehäusebereiche der Leuchteinheit 1 angepasst sein, die die Sensoreinheit 4 umgeben. Dadurch kann eine optisch unauffällige Integration der Sensoreinheit 4 erreicht werden.
  • Vorzugsweise kann die Sensoreinheit 4 unabhängig von dem Leuchtmittel 3 bzw. dem Gehäuse 2 hinsichtlich der Erfüllung von rechtlichen Regulierungen und Standards betrieben werden, um eine Zertifizierung beispielsweise hinsichtlich elektromagnetischer Verträglichkeit Strahlungseigenschaften, Sicherheitsbestimmungen etc. durchführen zu können. So kann die Sensoreinheit 4 zumindest logisch getrennt von dem Leuchtmittel 3 betrieben werden, um eine derartige Zertifizierung zu erhalten und kann anschließend für unterschiedliche Ausführungsformen von Leuchteinheiten verwendet werden, solange die die Sensoreinheit 4 beeinflussenden Parameter der Leuchteinheit 1 unverändert oder nahezu unverändert bleiben (sog. modular approval für die Sensoreinheit 4).
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die in der Leuchteinheit 1 integrierte Sensoreinheit 4 dazu ausgebildet, schlechte Erfassungseigenschaften, die beispielsweise durch Eis oder Schnee, oder aber auch durch Regen oder Verschmutzung hervorgerufen werden, zu erkennen. Für den Fall, dass derartige schlechte Erfassungseigenschaften erkannt werden, kann die Leuchteinheit 1 dazu ausgebildet sein, eine Heizeinrichtung und/oder das zumindest eine Leuchtmittel 3 zu aktivieren, um durch die dadurch entstehende Wärme der Heizeinrichtung bzw. der Leuchteinheit 1 Eis bzw. Schnee zu entfernen und damit die Erfassungseigenschaften zu verbessern. Für den Fall, dass Regen oder Verschmutzungen erkannt werden, kann eine der Leichteinheit 1 zugeordnete Wischereinheit oder Reinigungseinheit aktiviert werden, die dazu ausgebildet ist, Regentropfen bzw. die Verschmutzung zu entfernen. Alternativ oder zusätzlich kann auch eine Information an den Fahrer des Fahrzeugs abgegeben werden, um diesen über die durch Schnee/Eis, Regen bzw. Verschmutzung verschlechterten Erfassungsbedingungen zu informieren. Die dafür nötigen Steuerungsaufgaben können entweder in einer Steuereinheit 8 der Leuchteinheit 1 oder aber in einer fahrzeugseitig vorgesehenen Steuereinheit vorgenommen werden.
  • In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Leuchtmittel 3 und die Sensoreinheit 4 unabhängig voneinander im Gehäuse 2 der Leuchteinheit 1 befestigt und können unabhängig voneinander ausgewechselt werden. Dadurch können bei einem Fehler bzw. einer Beschädigung des Leuchtmittels 3 bzw. der Sensoreinheit 4 diese Einheiten unabhängig voneinander ausgewechselt werden, was die Wartbarkeit der Leuchteinheit 1 signifikant erhöht.
  • Zudem kann die Leuchteinheit 1 voneinander getrennte Justiermöglichkeiten für das Leuchtmittel 3 und die Sensoreinheit 4 aufweisen, so dass deren Abstrahlrichtungen getrennt voneinander einstellbar sind. Dadurch kann der Abstrahl- und Erfassungsbereich der Sensoreinheit 4 unabhängig von der Abstrahlrichtung des Leuchtmittels 3 verändert werden.
  • Die Erfindung wurde voranstehend an Ausführungsbeispielen beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der durch die Patentansprüche definierte Schutzbereich verlassen wird.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Leuchteinheit
    2
    Gehäuse
    2.1
    erster Gehäuseabschnitt
    2.2
    zweiter Gehäuseabschnitt
    3
    Leuchtmittel
    4
    Sensoreinheit
    5
    Barriereelement
    6
    Kühlkörper
    7
    elektrische Schnittstelle
    8
    Steuereinheit

Claims (16)

  1. Leuchteinheit umfassend ein Gehäuse (2) mit zumindest einem ersten, zumindest abschnittsweise lichtdurchlässigen Gehäuseabschnitt (2.1) und einem zweiten Gehäuseabschnitt (2.2) und zumindest einem Leuchtmittel (3), das zur Aussendung von Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich durch den ersten Gehäuseabschnitt (2.1) ausgebildet ist, wobei das Leuchtmittel (3) in dem Gehäuse (2) gekapselt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gehäuse (2) zumindest eine Sensoreinheit (4) vorgesehen ist, die zur Erfassung von Umgebungsinformationen durch den ersten Gehäuseabschnitt (2.1) hindurch ausgebildet ist und dass die Sensoreinheit (4) in dem Gehäuse (2) gekapselt vorgesehen ist.
  2. Leuchteinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (4) ein Radarsensor, ein LIDAR-Sensor, eine Kamera oder ein Ultraschallsensor ist und/oder dass die Leuchteinheit (1) eine beliebige Kombination von mehreren dieser Sensoreinheiten (4) umfasst.
  3. Leuchteinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (4) in dem Gehäuse (2) gegen Spritzwasser abgedichtet aufgenommen ist.
  4. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zumindest teilweise luftdurchlässiges Barriereelement (5) vorgesehen ist, das zur Regelung des Drucks und/ oder der Atmosphäre innerhalb des Gehäuses (2) ausgebildet ist.
  5. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (3) und das Sensoreeinheit (4) mit einem gemeinsamen Kühlelement oder Kühlkörper (6) in Wirkverbindung stehen.
  6. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine leuchteinheitsseitige, elektrische Schnittstelle (7) vorgesehen ist, die zur Kopplung mit einer fahrzeugseitig vorgesehenen elektrischen Schnittstelle ausgebildet ist und über die sowohl das Leuchtmittel (3) als auch die Sensoreinheit (4) mit elektrischer Energie versorgt wird.
  7. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine leuchteinheitsseitige, elektrische Schnittstelle (7) vorgesehen ist, die zur Kopplung mit einer fahrzeugseitig vorgesehenen elektrischen Schnittstelle ausgebildet ist und über die elektrische Steuersignale und/oder elektrische Informationen dem Leuchtmittel (3) und der Sensoreinheit (4) zugeführt und/oder von diesen abgeführt werden.
  8. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (3) und die Sensoreinheit (4) über zumindest teilweise dieselben Stromversorgungsmittel versorgt werden.
  9. Leuchteinheit nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Leuchtmittel (3) und die Sensoreinheit (4) mit derselben Überspannungsschutzeinrichtung, Unterspannungsschutzeinrichtung, Spannungsschwankungsschutzeinrichtung, Kurzschlussüberwachungseinrichtung und/oder Stromkreisunterbrechungseinrichtung gekoppelt sind.
  10. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (8) vorgesehen ist, die eine Schnittstelle zu einem fahrzeugseitigen Datenbus bildet und die zum Versenden und Empfangen von Steuersignalen für das Leuchtmittel (3) und die Sensoreinheit (4) konfiguriert ist.
  11. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) zumindest bereichsweise unterschiedliche Materialien und/oder Beschichtungen aufweist, die jeweils entweder dem Leuchtmittel (3) oder der Sensoreinheit (4) zugeordnet sind und wobei das dem Leuchtmittel (3) zugeordnete Material und/oder die Beschichtung an das verwendete Leuchtmittel (3) angepasst ist und wobei das der Sensoreinheit (4) zugeordnete Material und/oder die Beschichtung an die verwendete Sensoreinheit (4) angepasst ist.
  12. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (2) zumindest in einem der Sensoreinheit (4) zugeordneten Innenbereich eine Beschichtung oder eine behandelte Oberfläche aufweist, die sich von dem Umgebungsbereich im Innenraum des Gehäuses (2) optisch unterscheidet, aber an den Umgebungsbereich optisch angepasst ist.
  13. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein dem Leuchtmittel (3) zugeordneter erster Bereich des ersten Gehäuseabschnitts (2.1) eine transparente, insbesondere poliert transparente Oberfläche und ein der Sensoreinheit (4) zugeordneter zweiter Bereich des ersten Gehäuseabschnitts (2.1) eine matte oder gefrostet wirkende Oberfläche auf.
  14. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (4) in einem durch den ersten Gehäuseabschnitt (2.1) optisch erkennbaren Bereich die gleiche oder ähnliche Farbe aufweist als der die Sensoreinheit (4) umgebende Gehäusebereich.
  15. Leuchteinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (4) dazu ausgebildet ist, schlechte Erfassungsbedingungen zu erkennen und mit einer Steuereinheit derart in Wirkverbindung steht, dass diese bei Erkennen derartiger schlechter Erfassungsbedingungen Gegenmaßnahmen einleitet.
  16. Fahrzeug umfassend eine Leuchteinheit (1) gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
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