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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug. Überdies betrifft die vorliegende Erfindung ein Kraftfahrzeug. Schließlich betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug.
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In modernen Kraftfahrzeugen werden unterschiedlichste Leuchtvorrichtungen verwendet. Diese können beispielsweise im Innenraum des Kraftfahrzeugs zur Beleuchtung von Bedienkomponenten dienen. In gleicher Weise können derartige Leuchtvorrichtungen in den Scheinwerfern oder Rückfahrleuchten verwendet werden. Hierbei können mit der Leuchtvorrichtung auch dynamische Lichtfunktionen bereitgestellt werden. Beispielsweise kann ein Blinker so angesteuert werden, dass sich ein sogenannter Wischeffekt ergibt. Um derartige Lichtfunktionen bereitstellen zu können, werden üblicherweise eine Vielzahl von Leuchtdioden verwendet, die einzeln angesteuert werden. Die separate Ansteuerung der Leuchtdioden ist aufwendig und bringt hohe Kosten mit sich. Zudem besteht die Gefahr, dass sich eine inhomogene Lichtverteilung innerhalb der Leuchtvorrichtung ergibt.
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In diesem Zusammenhang beschreibt die
US 3,676,845 A eine Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für einen Fahrtrichtungsanzeiger, bei der eine Polarisierungseinheit vor einer Lichtquelle beweglich angeordnet ist. Damit kann das von der Lichtquelle ausgesendete Licht entsprechend polarisiert werden. Dieses Licht wird auf eine Schicht umgelenkt, die mehrere Bereiche aus unterschiedlich polarisiertem Material umfasst. Somit ergibt sich in der Leuchtvorrichtung der Eindruck einer linearen Bewegung.
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Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leuchtvorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die einfacher und kostengünstiger betrieben werden kann. Ebenso soll ein entsprechendes Verfahren zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung bereitgestellt werden.
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Diese Aufgabe wird durch eine Leuchtvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Patentanspruchs 7 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die erfindungsgemäße Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst einen ersten Lichtwellenleiter, zumindest einen zweiten Lichtwellenleiter, eine Beleuchtungseinrichtung zum Einkoppeln von Licht in den ersten Lichtwellenleiter und zumindest eine Trenneinrichtung, die zwischen dem ersten Lichtwellenleiter und dem zumindest einen zweiten Lichtwellenleiter angeordnet ist und deren Lichtdurchlässigkeit steuerbar ist.
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Die Leuchtvorrichtung umfasst zumindest zwei Lichtwellenleiter, die aus einem Glas oder einem Kunststoff gefertigt sein können. Des Weiteren umfasst die Leuchtvorrichtung eine Beleuchtungseinrichtung, die beispielsweise als Leuchtdiode ausgebildet sein kann. Mit der Beleuchtungseinrichtung kann Licht in eine Stirnseite des ersten Lichtwellenleiters eingekoppelt werden. Zu diesem Zweck kann die Beleuchtungseinrichtung direkt an dem ersten Lichtwellenleiter oder in unmittelbarer Nähe zu dem ersten Lichtwellenleiter angeordnet sein. Zudem können entsprechende Reflektoren oder Blenden vorgesehen sein, mittels welcher die Einkopplung des Lichts von der Beleuchtungseinrichtung in den ersten Lichtwellenleiter begünstigt wird. Zwischen dem ersten Lichtwellenleiter und dem zweiten Lichtwellenleiter ist eine Trenneinrichtung angeordnet.
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Die Leuchtvorrichtung kann auch mehrere Lichtwellenleiter umfassen, wobei jeweils zwischen zwei der Lichtwellenleiter eine Trenneinrichtung angeordnet ist. Durch ein entsprechendes Steuersignal kann die Lichtdurchlässigkeit der Trenneinrichtung beeinflusst werden. Beispielsweise kann die Trenneinrichtung elektrisch angesteuert werden. Auf diese Weise kann beeinflusst werden, ob das Licht, das sich von der Beleuchtungseinrichtung innerhalb des ersten Lichtwellenleiters ausbreitet, in den zweiten Lichtwellenleiter übergeht oder nicht. Somit kann durch eine entsprechende Ansteuerung der Trenneinrichtung nur der erste Lichtwellenleiter oder der erste und der zweite Lichtwellenleiter beleuchtet werden. Damit kann auf einfache und kostengünstige Weise eine dynamische Lichtfunktion mit der Leuchtvorrichtung bereitgestellt werden.
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Bevorzugt sind der erste Lichtwellenleiter und der zumindest eine zweite Lichtwellenleiter entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung hintereinander angeordnet. Insbesondere sind der erste Lichtwellenleiter und der zumindest eine zweite Lichtwellenleiter entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung fluchtend hintereinander angeordnet. Für den Fall dass die Trenneinrichtung so angesteuert wird, dass sie lichtdurchlässig ist, kann das von der Beleuchtungseinrichtung ausgekoppelte Licht besonders verlustarm von dem ersten Lichtwellenleiter über die Trenneinrichtung in den zweiten Lichtwellenleiter übertragen werden.
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In einer weiteren Ausführungsform sind der erste Lichtwellenleiter und der zumindest eine zweite Lichtwellenleiter jeweils direkt mit der zumindest einen Trenneinrichtung verbunden. Insbesondere sind der erste Lichtwellenleiter, der zweite Lichtwellenleiter und die Trenneinrichtung so zueinander angeordnet, dass kein Luftspalt zwischen dem ersten Lichtwellenleiter und der Trenneinrichtung sowie der Trenneinrichtung und dem zweiten Lichtwellenleiter vorhanden ist. Würde zwischen den Lichtwellenleitern und der Trenneinrichtung ein Luftspalt bestehen, würde dies dazu führen, dass entsprechende Verluste bei der Übertragung des Lichts entstehen. Insbesondere bei einer Leuchtvorrichtung, die eine Mehrzahl von Lichtwellenleitern umfasst, würde dies zur Folge haben, dass sich eine inhomogene Leuchtverteilung entlang der einzelnen Lichtwellenleiter ergibt. Die zumindest eine Trenneinrichtung kann zwischen die beiden Lichtwellenleiter eingespritzt oder eingegossen sein. Die Trenneinrichtung kann auch bei der Herstellung der Lichtwellenleiter integriert werden.
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Bevorzugt umfasst die zumindest eine Trenneinrichtung ein elektrochromes Material. Das Material kann aus einem Flüssigkristall oder aus einem Polymer-Flüssigkristall bestehen. Das Material kann dabei als Schicht oder als Folie ausgebildet sein. Das Material kann zwischen dem ersten und dem zumindest einen zweiten Lichtwellenleiter eingebettet sein. Wenn an dem elektrochromen Material eine elektrische Gleichspannung angelegt wird, ändert sich die Lichtdurchlässigkeit des Materials. Somit kann auf einfache Weise gesteuert werden, ob sich das Licht nur in dem ersten Lichtwellenleiter oder in dem ersten und dem benachbarten zweiten Lichtwellenleiter ausbreitet.
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In einer weiteren Ausgestaltung ist die Trenneinrichtung dazu ausgebildet, das in dem ersten Lichtwellenleiter eingekoppelte Licht zu reflektieren. Die Trenneinrichtung kann auch so ausgestaltet sein, dass sie in einem ersten Betriebszustand lichtdurchlässig ist und in einem zweiten Betriebszustand reflektierende Eigenschaften aufweist bzw. als reflektierende Oberfläche wirkt. Dadurch, dass das Licht durch die Trenneinrichtung reflektiert wird, ergibt sich eine gleichmäßige Lichtverteilung innerhalb des ersten Lichtwellenleiters.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die zumindest eine Trenneinrichtung schräg zu der Haupterstreckungsrichtung des ersten und des zumindest einen zweiten Lichtwellenleiters angeordnet. Durch die Anordnung der Trenneinrichtung schräg zur Haupterstreckungsrichtung der beiden Lichtwellenleiter bzw. schräg zur Ausbreitungsrichtung des Lichts in dem ersten Lichtwellenleiter, kann begünstigt werden, dass das Licht an der Trenneinrichtung reflektiert wird. Somit ergibt sich eine homogene Lichtverteilung innerhalb des ersten Lichtwellenleiters.
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Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst die zuvor beschriebene Leuchtvorrichtung. Dabei kann die Leuchtvorrichtung im Innenraum des Kraftfahrzeugs angeordnet sein. Beispielsweise kann die Leuchtvorrichtung zur Beleuchtung eines Bedienelements des Kraftfahrzeugs genutzt werden. Alternativ dazu kann die Leuchtvorrichtung beispielsweise in einer Türinnenverkleidung angeordnet sein. Mittels der Leuchtvorrichtung können andere Verkehrsteilnehmer gewarnt werden, wenn eine Tür des Kraftfahrzeugs geöffnet wird. Die Leuchtvorrichtung kann auch außerhalb des Kraftfahrzeugs, beispielsweise in den seitlichen Fahrtrichtungsanzeiger, angeordnet sein.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die Leuchtvorrichtung in den Frontscheinwerfern und/oder den Rückleuchten des Kraftfahrzeugs angeordnet. Somit kann mit der Leuchtvorrichtung beispielsweise ein Tagfahrlicht oder ein Fahrtrichtungsanzeiger in den Frontscheinwerfern bereitgestellt werden. Durch eine entsprechende Ansteuerung der Trenneinrichtungen zwischen den Lichtwellenleitern kann eine animierte bzw. dynamische Lichtfunktion bereitgestellt werden. Auch in den Rückleuchten kann mittels der Leuchtvorrichtung eine dynamische Lichtfunktion – z. B. für die Fahrtrichtungsanzeiger oder die Rückleuchten – bereitgestellt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst das Bereitstellen eines ersten und zumindest eines zweiten Lichtwellenleiters, das Anordnen zumindest einer Trenneinrichtung zwischen dem ersten und dem zumindest einen zweiten Lichtwellenleiter, das Einkoppeln von Licht in den ersten Lichtwellenleiter und das Steuern der Lichtdurchlässigkeit der zumindest einen Trenneinrichtung.
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Bevorzugt umfasst die Leuchtvorrichtung eine Mehrzahl von Lichtwellenleiter, wobei zwischen benachbarten Lichtwellenleitern jeweils eine Trenneinrichtung angeordnet wird und wobei die Lichtdurchlässigkeit der jeweiligen Trenneinrichtungen der Leuchtvorrichtung der Reihe nach gesteuert wird. Mit anderen Worten werden die Trenneinrichtungen entlang der Haupterstreckungsrichtung der Leuchtvorrichtung der Reihe nach lichtdurchlässig bzw. lichtundurchlässig geschaltet. Somit werden die einzelnen Lichtwellenleiter entlang der Haupterstreckungsrichtung der Leuchtvorrichtung der Reihe nach beleuchtet bzw. die Beleuchtung wird der Reihe nach in den einzelnen Lichtwellenleitern abgeschaltet. Somit kann beispielsweise ein Wischeffekt für einen Blinker bzw. Fahrtrichtungsanzeiger erzeugt werden.
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Die zuvor in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung beschriebenen Vorteile und Weiterbildungen können auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug und das erfindungsgemäße Verfahren übertragen werden.
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Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigen:
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1 eine Leuchtvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, die drei Lichtwellenleiter umfasst, wobei eine Beleuchtungseinrichtung der Leuchtvorrichtung deaktiviert ist;
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2 die Leuchtvorrichtung gemäß 1, bei der die Beleuchtungseinrichtung aktiviert ist und der erste Lichtwellenleiter beleuchtet ist;
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3 die Leuchtvorrichtung gemäß 2, bei der der erste und der zweite Lichtwellenleiter beleuchtet ist; und
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4 die Leuchtvorrichtung gemäß 3, bei der alle Lichtwellenleiter beleuchtet sind.
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Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Leuchtvorrichtung 10 in einer geschnittenen Seitenansicht. Die Leuchtvorrichtung 10 umfasst einen ersten Lichtwellenleiter 12, einen zweiten Lichtwellenleiter 14 und einen dritten Lichtwellenleiter 16. Die Lichtwellenleiter 12, 14, 16 können aus einem Glas oder einem Kunststoff gebildet sein. Der erste Lichtwellenleiter 12, der zweite Lichtwellenleiter 14 und der dritte Lichtwellenleiter 16 sind vorliegend entlang ihrer Haupterstreckungsrichtung 26, die auch die Haupterstreckungsrichtung der Leuchtvorrichtung 10 darstellt, fluchtend hintereinander angeordnet. Die Lichtwellenleiter 12, 14, 16 weisen vorliegend die gleiche Länge auf.
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Zwischen dem ersten Lichtwellenleiter 12 und dem zweiten Lichtwellenleiter 14 ist eine erste Trenneinrichtung 18 angeordnet. Zwischen dem zweiten Lichtwellenleiter 14 und dem dritten Lichtwellenleiter 16 ist eine zweite Trenneinrichtung 20 angeordnet. Die Trenneinrichtungen 18, 20 sind dabei schräg zur Haupterstreckungsrichtung 26 angeordnet. Die Trenneinrichtungen 18, 20 können in das Material der Lichtwellenleiter 12, 14, 16 eingespritzt oder eingegossen sein. Die Lichtwellenleiter 12, 14, 16 sind direkt, das heißt ohne Luftspalt, mit den Trenneinrichtungen 18, 20 verbunden.
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Die Trenneinrichtungen 18, 20 können mit einem entsprechenden Steuersignal angesteuert werden. Zu diesem Zweck kann die Leuchtvorrichtung 10 eine hier nicht dargestellte Steuereinrichtung umfassen. Die Lichtdurchlässigkeit der Trenneinrichtungen 18 und 20 ist steuerbar. Die Trenneinrichtungen 18 und 20 können ein elektrochromes Material umfassen, das beispielsweise aus einem Flüssigkristall oder einem Polymer-Flüssigkristall besteht. Das Material kann auch als Schicht oder als Folie ausgebildet sein, die entsprechende Elektrolyte umfasst. Zudem umfassen die Trenneinrichtungen 18, 20 entsprechende Elektroden, die hier nicht dargestellt sind. Mittels der Elektroden kann eine elektrische Gleichspannung an den Trenneinrichtungen 18, 20 angelegt werden. Die Elektroden können beispielsweise an den Außenflächen der jeweiligen Lichtwellenleiter 12, 14, 16 angeordnet sein. Im spannungslosen Zustand sind die Trenneinrichtungen 18, 20 lichtdurchlässig. Wird an die Trenneinrichtungen 18, 20 bzw. an das elektrochrome Material eine Gleichspannung angelegt, richten sich die Kristalle innerhalb des Materials anders aus, wodurch die Lichtdurchlässigkeit des Materials verändert wird. Beispielsweise können die Trenneinrichtungen 18, 20 bei angelegter elektrischer Gleichspannung nicht lichtdurchlässig sein. Die Trenneinrichtungen 18, 20 können auch derart ausgebildet sein, dass sie bei angelegter elektrischer Spannung reflektierende Eigenschaften aufweisen.
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Des Weiteren umfasst die Leuchtvorrichtung 10 eine Beleuchtungseinrichtung 22, die beispielsweise als Leuchtdiode ausgebildet sein kann. Mit der Beleuchtungseinrichtung 22 kann Licht in den ersten Lichtwellenleiter 12 eingekoppelt werden. Insbesondere kann Licht in die Stirnseite des ersten Lichtwellenleiters 12 eingekoppelt werden. Dabei ist es auch denkbar, dass die Beleuchtungseinrichtung 22 mit der Steuereinrichtung angesteuert wird, mit der auch Trenneinrichtungen 18, 20 angesteuert werden.
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Die Lichtwellenleiter 12, 14, 16 können so ausgestaltet sein, dass das Licht zumindest teilweise über die komplette Länge der Lichtwellenleiter 12, 14, 16 nach außen auskoppeln kann. Zu diesem Zweck können beispielsweise die Oberflächen der Lichtwellenleiter 12, 14, 16 entsprechend bearbeitet sein. Alternativ oder zusätzlich können im Inneren der Lichtwellenleiter 12, 14, 16 entsprechende Elemente angeordnet sein, an denen das Licht gestreut wird.
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1 zeigt die Leuchtvorrichtung 10 in einem ersten Betriebsmodus. Hierbei ist die Beleuchtungseinrichtung 22 deaktiviert bzw. ausgeschaltet. An den Trenneinrichtungen 18 und 20 ist eine elektrische Gleichspannung angelegt. Dies ist vorliegend durch die Pfeile 24 verdeutlicht. Bei der angelegten elektrischen Gleichspannung sind die Trenneinrichtungen 18, 20 lichtundurchlässig. In diesem Betriebszustand der Leuchtvorrichtung 10 sind die Lichtwellenleiter 12, 14, 16 nicht beleuchtet.
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2 zeigt die Leuchtvorrichtung 10 in einem zweiten Betriebsmodus. Hierbei ist weiterhin an den Trenneinrichtungen 18, 20 eine elektrische Spannung angelegt, wodurch die Trenneinrichtung 18, 20 lichtundurchlässig sind. Die Beleuchtungseinrichtung 22 ist aktiviert bzw. sie leuchtet. Dies ist vorliegend durch die Striche 28 verdeutlicht. Das von der Beleuchtungseinrichtung 22 bereitgestellte Licht wird in den ersten Lichtwellenleiter 12 eingekoppelt. Innerhalb des ersten Lichtwellenleiters 12 breitet sich das Licht durch Reflexion an den Wänden des Lichtwellenleiters 12 aus. Das Licht wird an der ersten Trenneinrichtung 18 reflektiert, wodurch sich eine gleichmäßige Lichtverteilung in dem ersten Lichtwellenleiter 12 ergibt.
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3 zeigt die Leuchtvorrichtung 10 in einem dritten Betriebsmodus. Hierbei ist an der ersten Trenneinrichtung 18 keine elektrische Spannung angelegt. Mit anderen Worten ist die erste Trenneinrichtung 18 lichtdurchlässig. Dies bedeutet, dass sich das Licht von der Beleuchtungseinrichtung 22 in den ersten Lichtwellenleiter 12 und von dort durch die Trenneinrichtung 18 in den zweiten Lichtwellenleiter 14 ausbreitet. An der zweiten Trenneinrichtung 20 wird das Licht reflektiert. In diesem Betriebsmodus sind der ersten Lichtwellenleiter 12 und der zweite Lichtwellenleiter 14 beleuchtet.
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4 zeigt die Leuchtvorrichtung 10 in einem vierten Betriebsmodus. Hierbei ist weder an der ersten Trenneinrichtung 18 noch an der zweiten Trenneinrichtung 20 eine elektrische Spannung angelegt. Die erste und die zweite Trenneinrichtung 18, 20 sind folglich lichtdurchlässig. Damit breitet sich das Licht von der Beleuchtungseinrichtung 22 in den ersten Lichtwellenleiter 12, von dort durch die erste Trenneinrichtung 18 in den zweiten Lichtwellenleiter 14 und von dort durch die zweite Trenneinrichtung 20 in den dritten Lichtwellenleiter 16 aus. In diesem Betriebszustand der Leuchtvorrichtung 10 werden alle drei Lichtwellenleiter 12, 14, 16 beleuchtet.
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Die Leuchtvorrichtung 10 kann beispielsweise in einem Frontscheinwerfer oder einer Rückleuchte eines Kraftfahrzeugs verwendet werden. Die Leuchtvorrichtung 10 kann beispielsweise für einen Fahrtrichtungsanzeiger bzw. Blinker verwendet werden. Dabei kann die Leuchtvorrichtung 10 so angesteuert werden, dass sie die in den 1 bis 4 gezeigten Betriebszustände nacheinander einnimmt. Somit werden ausgehend von der deaktivierten Leuchtvorrichtung 10 der erste Lichtwellenleiter 12, danach der erste Lichtwellenleiter und der zweite Lichtwellenleiter 14 und schließlich der erste Lichtwellenleiter 12, der zweite Lichtwellenleiter 14 und der dritte Lichtwellenleiter 16 beleuchtet. Die Leuchtvorrichtung 10 kann dabei so angesteuert werden, dass die Betriebszustände gemäß der 2 bis 4 innerhalb einer Zeitdauer von 150 ms durchlaufen werden. Somit kann eine dynamische Lichtfunktion für einen Fahrtrichtungsanzeiger bereitgestellt werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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