DE102021209168A1

DE102021209168A1 - Vorrichtung zur Erweiterung einer Beleuchtungsfunktion eines Fahrzeugs

Info

Publication number: DE102021209168A1
Application number: DE102021209168.7A
Authority: DE
Inventors: Mark Bennemann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2021-08-20
Filing date: 2021-08-20
Publication date: 2023-02-23

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (10) zur Erweiterung einer Beleuchtungsfunktion eines Fahrzeugs (30) auf dessen transparente und/oder nicht transparente Oberflächen (12). Dazu emittiert eine Beleuchtungseinrichtung (14) mit mindestens einer Lichtquelle (16) bestimmungsgemäß Licht, das zumindest anteilig auf mindestens ein lichtlenkendes Element (20) trifft und von diesem in die von der Beleuchtungseinrichtung (14) vorgegebene Richtung gelenkt wird.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erweiterung einer Beleuchtungsfunktion eines Fahrzeugs auf dessen transparente und/oder nicht transparente Oberflächen. Dazu emittiert eine Beleuchtungseinrichtung mit mindestens einer Lichtquelle bestimmungsgemäß Licht, das zumindest anteilig auf mindestens ein lichtlenkendes Element trifft und von diesem in die von der Beleuchtungseinrichtung vorgegebene Richtung gelenkt wird.
Die Beleuchtungseinrichtungen an Fahrzeugen, wie beispielsweise Richtungsanzeiger, Heckleuchten und Bremslichter folgen hinsichtlich Form und Funktion gesetzlichen Vorgaben. Aber auch wenn dies der Fall ist, kann es vorkommen, dass die Funktion dieser Beleuchtungseinrichtungen spät oder gar nicht von anderen Verkehrsteilnehmern wahrgenommen wird, was zu Unfällen mit Personen- und/oder Sachschäden führen kann.
Die Ursachen dafür liegen in der Sichtbarkeit der Beleuchtungseinrichtungen beziehungsweise des von ihnen emittierten Lichts, mit dem beispielsweise ein Bremsvorgang oder ein Richtungswechsel angezeigt werden soll. Die Sichtbarkeit kann durch Lichtverhältnisse in der unmittelbaren Umgebung, beispielsweise schräg einfallendes und blendendes Sonnenlicht, oder andere Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise Regen oder Nebel beeinträchtigt werden. Gelegentlich reicht auch die von der Beleuchtungseinrichtung bereitgestellte Information durch das emittierte Licht nicht aus, um im nachfolgenden Verkehr die bestehende Situation beziehungsweise die Handlungsabsicht eines Fahrzeugs korrekt zu erkennen, wie es beispielsweise bei einer plötzlichen und sehr starken Notfallbremsung der Fall sein kann.
Daher wäre es wünschenswert, wenn Beleuchtungseinrichtungen von Fahrzeugen auf weitere Oberflächen erweitert werden könnten, um die Sichtbarkeit und damit die Verkehrssicherheit zu erhöhen. Vorzugsweise könnten mittels einer solchen Erweiterung nicht nur die Sichtbarkeit erhöht, sondern auch zusätzliche Informationen an andere Verkehrsteilnehmer übermittelt werden.
Die Aufgabe der Erfindung liegt also darin, eine solche Erweiterung einer Beleuchtungsfunktion eines Fahrzeugs zu schaffen.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem Fahrzeug nach Anspruch 11. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erweiterung einer Beleuchtungsfunktion eines Fahrzeugs auf transparente und/oder nicht transparente Oberflächen des Fahrzeugs ist mit einer Beleuchtungseinrichtung mit mindestens einer Lichtquelle und mindestens einem lichtlenkenden Element gebildet. Dabei ist das mindestens eine lichtlenkende Element auf einer Oberfläche angeordnet und/oder in eine Oberfläche integriert. Die Beleuchtungseinrichtung emittiert mit der mindestens einen Lichtquelle bestimmungsgemäß Licht, wobei zumindest ein Anteil des emittierten Lichtes auf das mindestens eine lichtlenkende Element trifft, und das mindestens eine lichtlenkende Element lenkt das auftreffende Licht in die Richtung, die durch die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung vorgegeben ist.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist also zur Erweiterung der Beleuchtungsfunktion eines Fahrzeugs vorgesehen. Sie soll diese dabei nicht ersetzen, sondern vielmehr ergänzen beziehungsweise verbessern. Die Beleuchtungseinrichtung arbeitet und wirkt also wie vorgesehen, jedoch werden durch die Ausgestaltungen der Erfindung eine flächige, in ausgewählten Ausgestaltungen auch funktionale Erweiterungen bereitgestellt.
Die Erweiterung soll auf transparente und/oder nicht transparente Oberflächen des Fahrzeugs erfolgen. Mit transparenten Oberflächen sind damit vorrangig Scheiben, Fenster und dergleichen gemeint, die für einen Betrachter durchsichtig erscheinen. Nicht transparente Oberflächen sollen alle übrigen Oberflächen des Fahrzeugs sein, über die die erweiterte Beleuchtung bereitgestellt werden kann, vor allem Teile der Karosserie sowie Verkleidungsteile.
Eine Beleuchtungseinrichtung kann eine beliebige, an einem Fahrzeug vorgesehene Beleuchtungseinrichtung sein, deren Wirkungsradius im Sinne der Sichtbarkeit und optional hinsichtlich ihrer Funktion erweitert werden soll. Die Beleuchtungseinrichtung ist mit mindestens einer Lichtquelle gebildet, wobei deren Art und Bauweise für die grundsätzliche Funktionsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung unerheblich ist. Die Beleuchtungseinrichtung kann in an sich bekannter Weise ausgebildet und betrieben werden, daher soll dies hier nicht weiter erläutert werden.
Zudem sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung mindestens ein lichtlenkendes Element vor. Das mindestens eine lichtlenkende Element dient dazu, das von der Beleuchtungseinrichtung emittierte und anteilig auf es auftreffende Licht zu lenken. Das auftreffende Licht kann mittels des mindestens einen lichtlenkenden Elementes reflektiert, transmittiert und/oder geformt werden, wie im Detail noch ausgeführt werden wird. Bei mehrschichtigen Ausführungen des mindestens einen lichtlenkenden Elementes können auch verschiedene Kombinationen gebildet werden.
Das lichtlenkende Element ist auf einer Oberfläche des Fahrzeugs angeordnet und/oder in diese integriert. Es kann also auf eine Oberfläche, auf die die Beleuchtungsfunktion erweitert werden soll, aufgebracht oder auf dieser ausgebildet sein oder aber in dieser integriert sein. Unter letzterem soll verstanden werden, dass das lichtlenkende Element in dem die Oberfläche definierenden Bauteil angeordnet, ausgebildet und/oder eingebracht ist, wie es beispielsweise bei einer Folie in einem Verbundglas der Fall ist.
Wie bereits ausgeführt, emittiert die Beleuchtungseinrichtung bestimmungsgemäß Licht, also entsprechend ihrer vorgegebenen Funktion. Dieses trifft wenigstens teilweise auf das lichtlenkende Element, wo es in die Richtung gelenkt wird, die durch die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung vorgegeben ist. In Bezug auf die Flächenausdehnung des mindestens einen lichtlenkenden Elementes und die durch die Beleuchtungseinrichtung vorgegebene Emissionsrichtung kann das Licht von der Rückseite auf das lichtlenkende Element auftreffen, von der Vorderseite oder es kann in das die Oberfläche zur Beleuchtungserweiterung bildende Bauteil eingekoppelt werden. Beispielhaft sei eine Heckscheibe eines Fahrzeugs genannt, auf deren Oberfläche die Beleuchtung einer Bremsleuchte erweitert werden soll. Dabei kann das von der Bremsleuchte emittierte Licht über einen Luftspalt oder einen transparenten Kleber oder dergleichen entlang einer oder mehrerer Kante in die Heckscheibe eingekoppelt werden, trifft dort auf das lichtlenkende Element und wird von diesem in die von der Bremsleuchte vorgegebene Richtung emittiert. An dem lichtlenkenden Element erfolgt demnach eine definierte, also vorbestimmte Ausrichtung und/oder Richtungsänderung des auftreffenden Lichtes von der Beleuchtungseinrichtung. Dies kann durch die konkrete Ausgestaltung des lichtlenkenden Elementes beeinflusst werden, wie noch gezeigt werden wird und wie es an sich anhand der optischen Gesetzmäßigkeiten bekannt ist, insbesondere durch eine vorbestimmte Abfolge und Anordnung von Brechungsindizes innerhalb des lichtlenkenden Elementes.
Die Richtung, in die das Licht gelenkt wird, entspricht der Richtung, in die die Beleuchtungseinrichtung bestimmungsgemäß ihr Licht emittiert. Im beispielhaften Fall einer Bremsleuchte wäre dies in Fahrtrichtung nach hinten. Damit wird erreicht, dass die Fläche, über die das Licht der Beleuchtungseinrichtung für den umgebenden Verkehr bereitgestellt wird, vergrößert und damit erweitert ist.
Damit ist nun eine Vorrichtung zur Erweiterung einer Beleuchtungsfunktion eines Fahrzeugs vorgeschlagen, bei der die Sichtbarkeit des emittierten Lichtes deutlich verbessert ist. Durch die vergrößerte Gesamtbeleuchtungsfläche, die damit ausgebildet wird, kann das Licht der Beleuchtungseinrichtung von anderen Verkehrsteilnehmern aus einem größeren Winkel wahrgenommen werden und/oder in Bereiche gelenkt werden, die durch die Beleuchtungseinrichtung selbst nicht abgedeckt werden können. So kann beispielsweise die resultierende Beleuchtungsfläche bei einem Lichtabstrahlwinkel von ± 45° aufgeweitet werden auf ± 60°.
Alternativ oder zusätzlich kann das mindestens eine lichtlenkende Element derart ausgestaltet sein, dass das davon gelenkte Licht nur aus vorgegebenen Betrachtungswinkeln wahrnehmbar ist. Die Wahrnehmbarkeit und damit die Aufmerksamkeit der anderen Verkehrsteilnehmer wird dadurch verbessert und die Sicherheit im Verkehr erhöht, was insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten von Vorteil ist.
In einer ersten Ausgestaltung des Erfindung ist vorgesehen, dass das mindestens eine lichtlenkende Element optisch transparent ist. Optisch transparent soll dabei bedeuten, dass es für sich betrachtet und insbesondere dann, wenn die Beleuchtungseinrichtung kein Licht emittiert, nicht sichtbar ist beziehungsweise nicht wahrgenommen wird oder zumindest nahezu nicht wahrnehmbar ist, so dass es keine oder keine wesentliche Sichteinschränkung für den Fahrer des Fahrzeugs bewirkt, wenn es beispielsweise auf einer Scheibe des Fahrzeugs angeordnet ist, oder es in diesem Betriebszustand die Farbgebung der Oberflächen des Fahrzeugs nicht beeinträchtigt. Somit stört das mindestens eine lichtlenkende Element die Sicht des Fahrers nicht oder beeinträchtigt das Aussehen des Fahrzeugs.
In einer zweiten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das mindestens eine lichtlenkende Element spektral selektiv ausgebildet und/oder die mindestens eine Lichtquelle emittiert Licht in einem begrenzten Spektralbereich. Das durch das mindestens eine lichtlenkende Element bereitgestellte Licht lässt sich durch das darauf auftreffende Licht und/oder durch das lichtlenkende Element selbst beeinflussen. So kann das lichtlenkende Element spektral selektiv ausgebildet sein, so dass es nur ausgewählte Wellenlängen des auftreffenden Lichtes reflektiert oder umlenkt, sofern diese im auftreffenden Licht vorhanden sind. Bei dieser Variante der Ausgestaltung kann eine Beleuchtungseinrichtung mit mehrfarbigen Lichtquellen oder mit Weißlicht verwendet werden, wobei lediglich die gewünschte(n) Wellenlänge(n) durch das lichtlenkende Element in die vorgegebene Richtung gelenkt wird (werden). Daraus ergibt sich, dass die Beleuchtungseinrichtung selbst Licht in verschiedenen Farben emittieren kann, während das mindestens eine lichtlenkende Element ergänzend oder zusätzlich Licht in dem ausgewählten Spektralbereich lenkt.
Alternativ oder zusätzlich kann die mindestens eine Lichtquelle Licht in einem begrenzten Spektralbereich emittieren. Sie ist dabei so ausgebildet, dass nur Licht in der gewünschten Farbe emittiert wird. Beispielhaft sei eine Bremsleuchte genannt, bei der die mindestens eine Lichtquelle lediglich rotes Licht bereitstellt.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das mindestens eine lichtlenkende Element mit einer metallischen Schicht und/oder einem holografischen optischen Element gebildet. Mittels dünner metallischer Schichten kann eine Spiegelwirkung erreicht werden, die das auftreffende Licht zumindest teilweise in die gewünschte Richtung leitet. Solche metallischen Schichten lassen sich insbesondere als Folie oder in Form von Beschichtungen auf Oberflächen aufbringen oder in die die Oberflächen definierenden Bauteile einbringen.
Die Verwendung von holografischen optischen Elementen (HOE) erlaubt neben der Lichtlenkung auch die Strahlformung des Lichtes. Durch die konkrete Ausgestaltung von holografischen optischen Elementen lassen sich Muster, Texte, Symbole, Logos und dergleichen aus dem auftreffenden Licht formen und in die vorgegebene Richtung leiten. Auf diese Weise können neben der eigentlichen Bedeutung des von der Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichtes zusätzliche Informationen an andere Verkehrsteilnehmer übermittelt werden. Die damit auszubildenden Formen sind hochaufgelöst und klar abgegrenzt wahrzunehmen.
Holografische optische Elemente eignen sich aber auch dazu, das auftreffende Licht spektral zu selektieren und weiterzuleiten. Selbstverständlich können holografische optische Elemente auch lediglich zum flächigen Reflektieren des auftreffenden Lichtes vorgesehen sein.
Das mindestens eine lichtlenkende Element kann auch mit einer Kombination aus metallischen Schichten und holografischen optischen Elementen gebildet sein, die derart flächig oder räumlich angeordnet werden, dass die gewünschte Wirkung erzielt wird.
Das mindestens eine lichtlenkende Element kann als Folie, als Oberflächengitter, Volumengitter oder als Beschichtung aufgebracht oder eingebracht sein. Folien weisen den Vorteil auf, dass sie in der Regel als Meterware zur Verfügung stehen und individuell zugeschnitten werden können. Es ist auch möglich, Folien auf gebogene oder unebene Flächen auf- beziehungsweise einzubringen. Metallische Schichten können alternativ auch in Form von Beschichtungen auf- oder eingebracht werden, wie bereits ausgeführt.
Insbesondere holografische optische Elemente können auch als Oberflächengitter oder als Volumengitter ausgebildet und aufgebracht werden, insbesondere auf nichttransparenten Oberflächen. Unter Oberflächengittern sollen Oberflächenstrukturen im Nano- und Mikrometerbereich verstanden werden, durch die verschiedene optische Funktionen in einem Element vereint werden können. Dementsprechend können dabei Strukturen ausgebildet sein oder werden, die das auftreffende Licht spektral selektieren und/oder formen. Bei Volumengittern erfolgt die Änderung des Brechungsindex beziehungsweise von Brechungsindizes innerhalb einer Schicht. Volumengitter können besser verarbeitet werden als Oberflächengitter, deren Oberflächenstrukturen leicht beschädigt werden könnten.
Eine Integration des mindestens einen lichtlenkenden Elementes in eine Oberfläche beziehungsweise ein die Oberfläche definierendes Bauteil ist dabei in der Regel vorzuziehen, weil es damit vor äußeren Einflüssen und Beschädigungen geschützt ist und damit eine höhere Lebensdauer gewährleistet werden kann. Ein Aufbringen auf eine Oberfläche liegt aber ausdrücklich im Rahmen der Erfindung und erlaubt damit auch eine Nachrüstung bestehender Beleuchtungseinrichtungen.
Eine nächste bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass die Beleuchtungseinrichtung mit einer Vielzahl einzeln adressierbarer Lichtquellen ausgebildet ist, um durch Ansteuerung der einzeln adressierbaren Lichtquellen eine Außenkommunikation zu verwirklichen.
Die Beleuchtungseinrichtung soll also eine Vielzahl von Lichtquellen aufweisen, die einzeln von einer dazu vorgesehenen Steuereinrichtung angesteuert und geschalten werden können. Durch dieses individuelle Adressieren der einzelnen Lichtquellen, die insbesondere LED-Lichtquellen oder OLED-Lichtquellen sein können, lassen sich bereits durch deren Gesamtheit in der Beleuchtungseinrichtung Muster, Texte, Symbole, Logos und dergleichen erzeugen, die anderen Verkehrsteilnehmern (zusätzliche) Informationen übermitteln können. Das Schalten einzelner Lichtquellen innerhalb der Beleuchtungseinrichtung ergibt dabei, insbesondere bei LED- oder OLED-Lichtquellen, eine klare Abgrenzung der damit ausgebildeten Formen. Die Außenkommunikation soll dabei die Übermittlung von Informationen an andere Verkehrsteilnehmer umfassen, die insbesondere über die Außenkommunikation der Beleuchtungseinrichtung selbst hinausgehen kann.
So lassen sich beispielsweise bei einer Bremsleuchte durch die Anzahl der geschalteten Leuchtmittel die Intensität der Bremsung an den nachfolgenden Verkehr übermitteln, indem bei einer höheren Bremsintensität mehr Lichtquellen aufleuchten. Bei einer Gefahrenbremsung kann auch ein wiederholtes An- und Ausschalten bewirkt werden, um im nachfolgenden Verkehr mehr Aufmerksamkeit und eine schnellere Reaktion zu provozieren. Die so beeinflusste bereitgestellte Beleuchtungsintensität wird entsprechend auch auf dem mindestens einen lichtlenkenden Elemente abgebildet und an andere Verkehrsteilnehmer weiter gegeben. Auch die Ausformulierung einer Warnung durch Worte wie „Achtung“ oder „Stop“ ist durch diese Ausgestaltung eingeschlossen.
Es ist jedoch auch möglich, durch das Schalten der Lichtquellen, deren Licht unmittelbar auf das mindestens eine lichtlenkende Element trifft, Muster, Symbole, Texte und dergleichen auszubilden, die erst nach dem Auftreffen und Lenken des auf diese Art emittierten Lichtes für andere Verkehrsteilnehmer erkennbar werden. Je nach Betrachtungswinkel eines anderen Verkehrsteilnehmers ist die Ausbildung solcher Formen in der Beleuchtungseinrichtung selbst nicht erkennbar, sondern lediglich durch die Lichtlenkung im Bereich des mindestens einen lichtlenkenden Elementes.
Die Vorrichtung zur Erweiterung einer Beleuchtungsfunktion kann mit einer Einrichtung zum gezielten Abdunkeln mindestens eines vordefinierten Bereiches des mindestens einen lichtlenkenden Elementes ausgebildet sein. Ziel dieser Ausgestaltung soll es sein, den Kontrast zwischen reflektierenden beziehungsweise lichtlenkenden Flächen und anderen Flächen, die kein Licht reflektieren beziehungsweise lenken sollen, zu erhöhen, in dem letztgenannte Bereiche gezielt abgedunkelt werden. Diese erscheinen dann schwarz oder nahezu schwarz, so dass die reflektierenden beziehungsweise lichtlenkenden Flächen im Vergleich dazu besser wahrgenommen werden, weil sie heller wirken. Die Sichtbarkeit kann dabei um bis zu Faktor fünf verbessert werden. Der mindestens eine vordefinierte Bereich soll dabei bevorzugt der Bereich unmittelbar um die reflektierenden beziehungsweise lichtlenkenden Flächen sein. Er soll individuell und situationsabhängig abgedunkelt werden.
Beispielhaft sei als Einrichtung zum gezielten Abdunkeln mindestens eines vordefinierten Bereiches eine zusätzliche Ebene beziehungsweise eine zusätzliche Schicht des mindestens einen lichtlenkenden Elementes in Form von Flüssigkristallen (auch LC-Shield genannt), bei dem durch Aufschalten von elektrischem Strom gezielt einzelne Bereiche abgedunkelt werden können. Eine solche Flüssigkristall-Schicht wird vorzugsweise auf, also oberhalb der lichtlenkenden Schicht des lichtlenkenden Elements angeordnet, so dass das reflektierte beziehungsweise gelenkte Licht durch diese Schicht hindurch treten muss. Damit kann eine klare Abgrenzung des austretenden Lichtes erreicht werden.
Es kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Einrichtung zur Erfassung der Umgebungsbedingungen zusammenwirkt und die mindestens eine Lichtquelle derart anzusteuern ist, dass die von der Vorrichtung bereitgestellte Gesamtbeleuchtung an die Umgebungsbedingungen anzupassen ist. In Abhängigkeit von den Umgebungsbedingungen verändert sich der Bedarf an bereitgestelltem Licht durch eine Beleuchtungseinrichtung des Fahrzeugs. Zu diesen Umweltbedingungen zählen neben der tageszeitabhängigen Helligkeit unter anderem das Wetter und die Jahreszeit, aber auch die konkrete Umgebung wie Tunnel, eine Fahrt über Land oder durch die Stadt, umgebende Vegetation, Verkehrsdichte und/oder die Geschwindigkeit des Fahrzeugs. So empfiehlt sich bei höheren Geschwindigkeiten eine Bereitstellung einer höheren Lichtleistung, um eine größere Sichtweite zu ermöglichen, während bei eine Nachtfahrt die Lichtleistung reduziert beziehungsweise angepasst werden kann, um Blendwirkungen im Dunkeln zu vermeiden.
Dementsprechend soll gemäß dieser Ausgestaltung die bereitgestellte Gesamtbeleuchtung, also die Summe des von der Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichtes und des durch das mindestens eine lichtlenkende Element gelenkten Lichtes an diese Umgebung angepasst werden, indem beispielsweise die Anzahl der erleuchteten Lichtquellen, die Intensität des emittierten Lichtes, dessen Lichtfarbe sowie optional die Abdunklung benachbarter Bereiche zur besseren Kontrastierung angesteuert und bewirkt wird. Die Umgebungsbedingungen können dabei durch das Fahrzeug und seine Sensorik beziehungsweise Umgebungsüberwachung selbst bereitgestellt werden, aber auch mittels einer Kommunikation zwischen dem Fahrzeug und anderen Fahrzeugen und/oder der Umgebung (Car2Car und/oder Car2X). Die Einrichtung zur Erfassung der Umgebungsbedingungen übermittelt die erfassten und/oder empfangenen Umgebungsinformationen an die zur Steuerung der Beleuchtungseinrichtung vorgesehene Steuereinrichtung, die dann die vorgenannten Anpassungen ansteuert und bewirkt.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Beleuchtungseinrichtung eine Bremsleuchte, insbesondere eine dritte Bremsleuchte oder eine 3D-Heckleuchte. Durch eine Erweiterung und damit eine Vergrößerung der Beleuchtungsfläche einer Bremsleuchte ist Sichtbarkeit und damit die Warnwirkung für den nachfolgenden Verkehr deutlich erhöht, so dass die Gefahr von Auffahrunfällen gemindert werden kann. Insbesondere eine dritte Bremsleuchte oder eine sogenannte 3D-Heckleuchte sind geeignete Beleuchtungseinrichtungen für die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erweiterung einer Beleuchtungsfunktion. Die Verwendung für Richtungsanzeiger und/oder Rücklichter des Fahrzeugs bleibt davon unbenommen.
Wie bereits angedeutet, kann vorgesehen sein, dass die mindestens eine Lichtquelle der Bremsleuchte derart anzusteuern ist, dass der Bremsverlauf des Fahrzeugs visuell anhand der von der Vorrichtung bereitgestellten Gesamtbeleuchtung erkennbar ist. Die Gesamtbeleuchtung ergibt sich, wie bereits ausgeführt, als Summe des von der Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichtes und des durch das mindestens eine lichtlenkende Element gelenkten Lichtes.
Die mindestens eine Lichtquelle soll nun so angesteuert werden, dass der nachfolgende Verkehr nicht nur erkennt, dass das Fahrzeug abgebremst wird, sondern auch ob eine starke Bremsung erfolgt oder eine weniger starke. Dies kann unter anderem durch die bereitgestellte Lichtintensität und/oder die Größe der Lichtfläche(n), also die Anzahl der erleuchteten Lichtquellen bewirkt werden. Aber auch das wiederholte An- und Ausschalten der mindestens einen Lichtquelle oder das zeitlich versetzte, insbesondere mehrstufige Zuschalten weiterer Lichtquellen im Verlauf des Bremsvorganges kann eine Anzeige des Bremsverlaufes ermöglichen, die zudem auch markenspezifisch gestaltet werden kann, so dass ein Wiedererkennungswert für die Fahrzeugmarke geschaffen wird (Bremssignatur). Auch durch die visuelle Anzeige des Bremsverlaufes über die erfindungsgemäße Vorrichtung wird die Wahrnehmung im Ernstfall verbessert und der umgebende, insbesondere der nachfolgende Verkehr kann situationsadäquat reagieren.
Neben der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit ihren optionalen Ausgestaltungen wir auch ein Fahrzeug vorgeschlagen, dass mindestens eine Vorrichtung zur Erweiterung einer Beleuchtungsfunktion auf transparenten und/oder nicht transparenten Oberflächen mit den vorstehend erläuterten Merkmalen aufweist, also beispielsweise mit einer Bremsleuchte als Beleuchtungseinrichtung.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird die Fläche und optional auch die Funktionalität einer Beleuchtungseinrichtung eines Fahrzeugs erweitert. Damit kann die Sichtbarkeit verbessert und beeinflusst werden, wodurch die Verkehrssicherheit erhöht werden kann. Die vorgeschlagene Lösung erlaubt nicht nur die Ausstattung von Neufahrzeugen mit der Erweiterung der Beleuchtungsfunktion, sondern auch ein Nachrüsten von Fahrzeugen mit mindestens einem lichtlenkenden Element. Zudem ist die Integration des lichtlenkenden Elementes oder sein Aufbringen eine vergleichsweise kostengünstige Lösung, um die Beleuchtungsfunktion zu erweitern.
Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

1 eine Prinzipskizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Veranschaulichung ihrer Wirkweise,
2 zwei beispielhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Einsatz,
3 weitere Bereiche, die für die Anordnung eines lichtlenkenden Elementes vorgesehen sein können, und
4 eine weitere beispielhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.

1 zeigt schematisch den Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10. Sie ist mit einer Beleuchtungseinrichtung 14 gebildet, die mindestens eine Lichtquelle 16 aufweist und oberhalb einer Scheibe 12 angeordnet ist. Die Beleuchtungseinrichtung 14 könnte also beispielsweise eine dritte Heckleuchte sein. In die Scheibe 12, die eine transparente Oberfläche ausbildet beziehungsweise definiert, ist ein holografisches optisches Element 20 (auch HOE) als optisch transparentes, lichtlenkendes Element integriert. Das lichtlenkende Element 20 ist in Form einer Folie in den Schichtaufbau der Scheibe 12 eingebracht. Es erstreckt sich in einer Breite über die Scheibe 12, die der Breite der Beleuchtungseinrichtung 14 im Wesentlichen entspricht (senkrecht zur Zeichenebene, nicht gezeigt).
Emittiert die Heckleuchte 14 Licht (Bezugszeichen 22) trifft dieses zumindest teilweise auf das lichtlenkende Element 20 (Bereich 24) und wird von diesem in die Richtung gelenkt, die durch die Beleuchtungseinrichtung 14 vorgegeben wird, hier in der Zeichnung nach rechts. Das so gelenkte Licht 26 vergrößert damit die wahrgenommene Gesamtbeleuchtungsfläche für andere Verkehrsteilnehmer und erhöht damit die Sichtbarkeit und Warnwirkung der Beleuchtungseinrichtung 14.
Die Beleuchtungseinrichtung 14 in 1 ist so ausgebildet, dass sie lediglich rotes Licht emittiert. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das lichtlenkende Element 20 spektral selektiv wirkt und nur rotes Licht in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich in Richtung anderer Verkehrsteilnehmer lenkt.
In 2 werden zwei beispielhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 in einer Ansicht gezeigt. Die Beleuchtungseinrichtung 14 des Fahrzeugs 30 in 2a ist mit einer Vielzahl von Lichtquellen 16 ausgebildet, die einzeln adressiert, also geschalten werden können. Unterhalb der Lichtquelle 14 ist ein optisch transparentes, lichtlenkendes Element 20 in die Scheibe 12 integriert und erstreckt sich über annähernd die gleiche Breite wie die Breite der Beleuchtungseinrichtung 14.
Die Beleuchtungseinrichtung 14 emittiert Licht, da das Fahrzeug 30 bremst. Dabei trifft ein Teil des emittierten Lichtes auf das lichtlenkende Element 20 und wird von diesem in Richtung des nachfolgenden Verkehrs gelenkt (Bezugszeichen 26). Damit erhöht sich die Gesamtfläche der wahrnehmbaren Gesamtbeleuchtung. Um die Intensität der Bremsung zu verdeutlichen, kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Lichtquellen 16 der Beleuchtungseinrichtung 14 schrittweise zeitlich versetzt geschalten werden, insbesondere dass die Anzahl der lichtemittierenden Lichtquellen 16 mit steigender Intensität des Bremsvorganges erhöht wird. Damit wird der Bremsverlauf für den nachfolgenden Verkehr visuell veranschaulicht, so dass dieser seine Reaktion anpassen kann.
Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass das gelenkte Licht 26 wie in 2b das Wort „STOP“ formt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass das lichtlenkende Element 20 als holografisches optisches Element ausgebildet ist, das auftreffendes Licht bei der Lenkung nach hinten so formt, dass der nachfolgende Verkehr das Wort „STOP“ wahrnehmen kann. Durch solche verbalen Formulierungen kann eine zusätzliche Außenkommunikation der Beleuchtungseinrichtung 14 bewirkt werden. Die Anzeige des Wortes „STOP“ kann insbesondere bei einem Nothalt oder vergleichbaren Ereignissen zum zuvor aufleuchtenden Bremslicht hinzugeschaltet werden, so dass hier eine kaskadierende Warnfunktion erzielt werden kann, bei der bei Beginn des Bremsvorgang die Bremsleuchte erleuchtet wird, das emittierte Licht im weiteren Bremsverlauf intensiviert wird und schließlich das Wort „STOP“ hinzugefügt wird. Durch die ansteigende Beleuchtungsfläche in Kombination mit verbaler Außenkombination kann eine wirksame und situationsangepasste Warnwirkung erreicht werden.
Um ein solches Wort für andere Verkehrsteilnehmer besser sichtbar zu machen, kann das lichtlenkende Element 20 mit einer Flüssigkristallschicht (LC-Shield, nicht gezeigt) versehen sein, das einzelne Bereiche des lichtlenkenden Elementes durch Aufbringen von elektrischem Strom situationsabhängig abdunkeln kann. Damit wird die Sichtbarkeit des gelenkten Lichtes 26 erhöht. Wird der abgedunkelte Bereich ausreichend stark abgedunkelt, wird die lichtlenkende beziehungsweise reflektierende Fläche des lichtlenkenden Elementes 20 zudem eingegrenzt, was die Ausbildung von Zeichen, Symbolen und dergleichen im Bereich des lichtlenkenden Elementes 20 unterstützt.
3 zeigt ausschnittsweise ein Fahrzeug 30 mit einer sogenannten 3D-Heckleuchte als Beleuchtungseinrichtung 14. Diese ist dreidimensional ausgeformt und mit Vorsprüngen und Rückversätzen ausgebildet. Gekennzeichnet sind in dieser Figur Bereiche 12, in denen für diese beispielhafte 3D-Heckleuchte 14 lichtlenkende Elemente 20 angebracht oder eingebracht werden können, um die Beleuchtungsfunktion zu erweitern.
4 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10, bei der die Beleuchtungsfunktion auf eine nichttransparente Oberfläche 12 erweitert wird. Das Rücklicht 14 ist mit einer Anzahl Lichtquellen 16 ausgebildet, die einzeln schaltbar sind. Sie formen markenspezifische Muster aus. Das lichtlenkende Element 20 ist als Oberflächengitter unterhalb des Rücklichtes 14 auf dem Stoßfänger aufgebracht und erweitert so die Gesamtbeleuchtungsfläche der Rückleuchte 14. Die Wirkungsweise entspricht der in den vorherigen Figuren.
Für alle der gezeigten beispielhaften Ausgestaltungen gilt, dass die Beleuchtungseinrichtungen 14 beziehungsweise deren Steuerung mit einer Einrichtung zur Erfassung beziehungsweise zum Empfang von Umgebungsbedingungen zusammenwirken kann, um die Charakteristik des von der Beleuchtungseinrichtung 14 emittierten Lichtes 22 in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen wie Helligkeit, Wetter, Art der Umgebung und/oder Geschwindigkeit des Fahrzeugs 30 anzupassen und damit die der bereitgestellten Gesamtbeleuchtung zu beeinflussen.
Bezugszeichenliste

10: Vorrichtung
12: transparente und/oder nicht transparente Oberfläche
14: Beleuchtungseinrichtung (Bremsleuchte, Rücklicht)
16: Lichtquelle
20: lichtlenkendes Element
22: emittiertes Licht
24: auftreffendes Licht
26: gelenktes und/oder reflektiertes Licht
30: Fahrzeug

Claims

Vorrichtung (10) zur Erweiterung einer Beleuchtungsfunktion eines Fahrzeugs (30) auf transparente und/oder nicht transparente Oberflächen (12) des Fahrzeugs (30) mit einer Beleuchtungseinrichtung (14) mit mindestens einer Lichtquelle (16) und mindestens einem lichtlenkenden Element (20), wobei das mindestens eine lichtlenkende Element (20) auf einer Oberfläche (12) angeordnet und/oder in eine Oberfläche (12) integriert ist, die Beleuchtungseinrichtung (14) mit der mindestens einen Lichtquelle (16) bestimmungsgemäß Licht emittiert, wobei zumindest ein Anteil des emittierten Lichtes auf das mindestens eine lichtlenkende Element (20) trifft, und das mindestens eine lichtlenkende Element (20) das auftreffende Licht in die Richtung lenkt, die durch die mindestens eine Beleuchtungseinrichtung (14) vorgegeben ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine lichtlenkende Element (20) optisch transparent ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine lichtlenkende Element (20) spektral selektiv ausgebildet ist und/oder die mindestens eine Lichtquelle (16) Licht in einem begrenzten Spektralbereich emittiert.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindesten eine lichtlenkende Element (20) mit einer metallischen Schicht und/oder einem holografischen optischen Element gebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine lichtlenkende Element (20) als Folie, als Oberflächengitter, Volumengitter oder als Beschichtung aufgebracht oder eingebracht ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (14) mit einer Vielzahl einzeln adressierbarer Lichtquellen (16) ausgebildet ist, um durch Ansteuerung der einzeln adressierbaren Lichtquellen (16) eine Außenkommunikation zu verwirklichen.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer Einrichtung zum gezielten Abdunkeln mindestens eines vordefinierten Bereiches des mindestens einen lichtlenkenden Elementes (20) ausgebildet ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) mit einer Einrichtung zur Erfassung der Umgebungsbedingungen zusammenwirkt und die mindestens eine Lichtquelle (16) derart anzusteuern ist, dass die von der Vorrichtung (10) bereitgestellte Gesamtbeleuchtung an die Umgebungsbedingungen anzupassen ist.
Vorrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (14) eine Bremsleuchte, insbesondere eine dritte Bremsleuchte oder eine 3D-Heckleuchte, ist.
Vorrichtung (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtquelle (16) der Bremsleuchte derart anzusteuern ist, dass der Bremsverlauf des Fahrzeugs (30) visuell anhand der von der Vorrichtung (10) bereitgestellten Gesamtbeleuchtung erkennbar ist.
Fahrzeug (30) mit mindestens einer Vorrichtung (10) zur Erweiterung einer Beleuchtungsfunktion des Fahrzeugs (30) auf transparente und/oder nicht transparente Oberflächen (12) des Fahrzeugs (30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.