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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Aus der
DE 10 2007 021 865 A1 ist eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die zur Realisierung verschiedener Signallichtfunktionen flächige Lichtquellen in Form von organischen Leuchtdioden (OLED) aufweist, die auf einem Abdeckrahmen angeordnet sind. Die organischen Leuchtdioden können zur Erzeugung unterschiedlicher Signallichtfunktionen und /oder zum Emittieren verschieden farbigen Lichts entweder gemeinsam oder einzeln angesteuert werden.
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Für die Signallichtfunktionen sieht der Gesetzgeber eine Mindestgröße der leuchtenden Fläche sowie eine bestimmte Helligkeit dieser Fläche vor. Die zur Erfüllung unterschiedlicher Lichtfunktionen geforderten Lichtverteilungen unterscheiden sich in ihrer Intensität und/oder in ihrer Lichtfarbe unter Umständen stark, weisen aber die gleichen Winkelverteilungen auf, so dass das Licht verschiedener Lichtverteilungen jeweils in gleiche Winkelbereiche auf einer horizontalen Achse und gleiche Winkelbereiche auf einer vertikalen Achse abgestrahlt wird. Man spricht in diesem Zusammenhang auch von einer gemäß ECE R7 vereinheitlichten Lichtverteilung.
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Unter diesen Umständen ist vom Gesetzgeber gemäß ECE R48 ein Zusammenbau und/oder Ineinander Bau verschiedener Lichtfunktionen erlaubt. In der vorgenannten Regel wird nicht zwischen Hauptlichtfunktionen und Signallichtfunktionen unterschieden. Im Sinne der ECE R48 sind unter dem Begriff „Leuchte“ alle Einrichtungen zu verstehen, die dazu dienen, die Fahrbahn zu beleuchten oder Lichtsignale für anderer Verkehrsteilnehmer zu geben, dazu zählen beispielsweise auch Kennzeichenleuchten und Rückstrahler.
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Der Begriffe „Zusammenbau“ und „Ineinander Bau“ sind gemäß ECE R48 folgendermaßen definiert:
Bei „zusammengebauten Leuchten“ sind mehrere unterschiedliche Signallichtfunktionen und/oder Hauptlichtfunktionen in einem Gehäuse angeordnet, wobei jede Lichtfunktion eine eigene Lichtquelle und eine eigene leuchtende Fläche aufweist.
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Bei „ineinander gebauten Leuchten“ besitzen die in einem gemeinsamen Gehäuse angeordneten Lichtfunktionen eine gemeinsame oder wenigstens teilweise gemeinsam leuchtende Fläche. Jede der ineinander gebauten Lichtfunktionen weist eine einzelne, der jeweiligen Funktion zugeordnete Lichtquelle auf, oder mehrere der Lichtfunktionen teilen sich eine gemeinsame Lichtquelle.
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Es sind auch „kombinierte Leuchten“ bekannt und zugelassen, bei denen in einem gemeinsamen Gehäuse mehrere Lichtfunktionen angeordnet sind, von denen jede eine separate leuchtende Fläche aufweist, die von einer gemeinsamen Lichtquelle beleuchtet werden.
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Mit jeder einzelnen der drei oben genannten Maßnahmen und jeder Kombination dieser Maßnahmen kann eine größere gestalterische Freiheit erreicht werden. In der Regel benötigt man jedoch für die Darstellung unterschiedlicher Lichtfunktionen mehrere Lichtquellen, die sich in der Farbe und Helligkeit voneinander unterscheiden.
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Bei der bekannten Beleuchtungseinrichtung bestimmt die Geometrie des Abdeckrahmens, auf dem die organischen Leuchtdioden angeordnet sind, das Erscheinungsbild der Leuchte und begrenzt die Größe der leuchtenden Fläche der Signalleuchte. Insbesondere bei einer Anordnung von mehreren verschiedenfarbigen oder mit unterschiedlicher Helligkeit leuchtenden organischen Leuchtdioden ist bei der Anordnung auf dem Abdeckrahmen nicht ohne weiteres gewährleistet, dass die damit verwirklichte Signallichtfunktion die gesetzlichen Mindestanforderungen bezüglich der Größe der leuchtenden Fläche erfüllt.
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Vor diesem Hintergrund liegt die Aufgabe der Erfindung in der Angabe einer Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung der eingangs genannten Art, deren Erscheinungsbild flexibel gestaltbar ist und die bei gegebener Baugröße möglichst viele Signallichtfunktionen erfüllt, von denen jede für sich die gesetzliche Mindestanforderung bezüglich der Mindestgröße ihrer leuchtenden Fläche erfüllt.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass zwei oder mehr in die gleiche Richtung strahlendende flächenartige Lichtquellen in Hauptlichtaustrittsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind.
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Die verschiedenen flächenartigen Lichtquellen emittieren dabei Licht, das sich in Farbe und/oder Intensität unterscheidet. Im ausgeschalteten Zustand sind die flächenartigen Lichtquellen transparent, reflektierend oder undurchsichtig und sie leuchten im eingeschalteten Zustand in einer einer wählbaren Farbe.
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Dadurch ist es möglich, dass eine Fläche in unterschiedlichen Farben und/oder Intensitäten leuchtet. Dieselbe leuchtende Fläche kann daher unterschiedliche Lichtfunktionen erfüllen.
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Eine erste Ausgestaltung sieht vor, dass die flächenartigen Lichtquellen ganz oder teilweise als Flüssigkristalldisplays (LCD) ausgeführt sind. Es ist bekannt, flexible LCDs in beliebigen geometrischen Formen herzustellen, so dass gewünschte Leuchtenflächen herstellbar sind und diese gut an die Fahrzeugkontur anpassbar sind. Allerdings emittieren die LCDs selbst kein Licht, so dass eine oder mehrere Lichtquellen im Hintergrund vorgesehen sein müssen.
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Eine zweite Ausgestaltung sieht vor, dass die flächenartigen Lichtquellen ganz oder teilweise als organische Leuchtdioden (OLED) ausgeführt sind. Die organischen Leuchtdioden haben den Vorteil, dass sie sehr dünn und sehr leicht sind. Außerdem stellen sie eine blendfreie Lichtquelle dar, die im ausgeschalteten Zustand transparent, reflektierend oder intransparent ist.
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Zukünftige OLED-Lichtquellen sind formbar oder flexibel, so dass sie beispielsweise einer Fahrzeugkontur anpassbar sind.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die flächenartigen Lichtquellen ganz oder teilweise als elektrolumineszente (EL) Folien ausgeführt sind. EL-Folien sind leichte, dünne und flexible Lichtquellen, die sich gut einer Fahrzeugkontur anpassen lassen und mit denen sich eine gegenüber der Verwendung von herkömmlichen Lichtquellen leichtere Beleuchtungseinrichtung realisieren lässt
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Zukünftige Ausgestaltungen sehen als flächenartige Lichtquellen lichtemittierende elektrochemische Zellen (LEC) vor. Diese sind im Rollendruckverfahren kostengünstig und in großen Mengen herstellbar. Es ist bevorzugt, dass jede der flächenartigen Lichtquellen für sich durch ihren Flächeninhalt, ihre Flächenform und durch Farbe und Helligkeit des von ihr emittierten Lichts, eine Signalleuchtenfunktion erfüllt. Dadurch lässt sich eine Vielzahl von Leuchtenfunktionen auf einer vorgegebenen Fläche anordnen.
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Besonders bevorzugt ist es, dass mehrere flächenartige Lichtquellen gemeinsam durch ihren Flächeninhalt, ihre Flächenform und durch Farbe und Helligkeit des von ihnen emittierten Lichts, eine Signalleuchtenfunktion erfüllen. Dadurch lässt sich mit wenigen Lichtquellen eine Vielzahl von Leuchtenfunktionen auf einer vorgegebenen Fläche realisieren.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass zwei oder mehrere flächenartige Lichtquellen nebeneinander angeordnet sind. Die Nebeneinanderanordnung der Lichtquellen ermöglicht die Realisierung einer Vielzahl von Lichtfunktionen mit einer vorgegebenen Fläche. So ist es beispielsweise möglich, Bremsleuchte und Blinkleuchte nebeneinander anzuordnen, wobei eine Schlussleuchte aus der Blickrichtung eines Betrachters der Beleuchtungseinrichtung gesehen im Hintergrund hinter den beiden zuvor genannten Leuchten angeordnet ist.
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Bremsleuchte und Blinkleuchte und Schlussleuchte sind gleichzeitig betätigbar und sichtbar. Soll nur die Schlussleuchte sichtbar sein, sind die Lichtquellen der Bremsleuchte und der Blinkleuchte ausgeschaltet und damit transparent oder opak und werden durch die Schlussleuchte überstrahlt. In einer weiteren Ausgestaltung ist beispielsweise die Lichtquelle der Bremsleuchte eingeschaltet und leuchtet in der gleichen Farbe und Helligkeit wie die Schlussleuchte und wird dadurch vor dem Hintergrund der Schlussleuchte nicht als separate Lichtaustrittsfläche wahrnehmbar. Die Bremslichtfunktion unterscheidet sich dann durch eine größere Helligkeit von der Schlusslichtfunktion.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass wenigstens eine der flächenartigen Lichtquellen eine räumlich gekrümmte Form aufweist. Die räumlich gekrümmte Lichtquelle ermöglicht gepfeilte Beleuchtungseinrichtungen, in denen diese Lichtquelle beispielsweise die Funktion einer Seitenmarkierungsleuchte erfüllt.
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Ergänzend wird vorgeschlagen, dass die Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung eine Steuereinrichtung mit einem Signalgeber aufweist, mittels der die Lichtquellen durch einen Benutzer manuell ansteuerbar sind. Der Signalgeber ist beispielsweise ein Schalter, durch dessen Betätigung eine oder mehrere Lichtquellen eingeschaltet und ausgeschaltet werden. Dadurch kann der Benutzer beispielsweise einen Fahrtrichtungsänderungswunsch für andere Verkehrsteilnehmer sichtbar anzeigen, oder es wird das Betätigen einer Bremse durch den Benutzer angezeigt.
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Es wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung einen Speicher aufweist, der dazu eingerichtet ist, verschiedene Muster von Schaltzuständen der Lichtquellen zu speichern, wobei jedes Muster ein Erscheinungsbild der Lichtaustrittsfläche der Beleuchtungseinrichtung erzeugt. Somit muss zur Erzielung eines gewünschten Erscheinungsbildes oder einer gewünschten Signallichtfunktion nicht jede der Lichtquellen separat ein- oder ausgeschaltet werden.
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Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, wenigstens einen veränderbaren Parameter, der die Fahrsituation charakterisiert, zu erfassen und in Abhängigkeit von diesem Parameter die Lichtquellen gemeinsam oder einzeln anzusteuern. Geeignete Parameter sind beispielsweise Ortungsdaten eines Navigationssystems, die unter anderem eine Erkennung einer Stadtfahrt oder einer Autobahnfahrt erlauben. Weitere Parameter sind die Tageszeit, die Lichtstärke der Umgebung des Fahrzeugs usw. Die Parameter stehen idealerweise in direktem Zusammenhang mit der Fahrsituation, so dass die Steuereinrichtung anhand der Parameter ein Muster auswählt, das der Fahrsituation entspricht.
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Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die Beleuchtungseinrichtung ein optisches Element aufweist, das dazu geeignet ist, aus von den Lichtquellen ausgehendem Licht eine regelkonforme Lichtverteilung zu erzeugen. Die flächigen Lichtquellen sind in guter Näherung als Lambert-Strahler zu betrachten. Sie erscheinen daher unabhängig vom Betrachtungswinkel immer gleich hell. Für eine regelkonforme Lichtverteilung schreibt der Gesetzgeber in bestimmten Raumwinkelbereichen des Halbraums, in den die Leuchte ihr Licht abstrahlt, bestimmte Helligkeitswerte vor. Das optische Element ist beispielsweise als Streuscheibe oder als ein Mikrolinsenarray verwirklicht und dazu eingerichtet, das von den Lichtquellen ausgehende Licht so zu formen, dass eine regelkonforme Lichtverteilung erzeugt wird.
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Als Alternative oder Ergänzung wird vorgeschlagen, dass das optische Element direkt auf eine Lichtaustrittsfläche der flächenartigen Lichtquellen aufgebracht ist. Die flächenartigen Lichtquellen, die als LCD, EL-Folie, OLED oder LEC verwirklicht sind, sind Schichtensysteme, deren letzte Schicht in der Regel als transparente Kunststoffschicht ausgeführt ist. In eine solche Schicht kann in einfacher und kostengünstiger Weise durch bekannte Maßnahmen eine Struktur eingebracht werden, welche die Bedingungen erfüllt, die an das optische Element gestellt werden. In einer weiteren Ausgestaltung wird die Lichtaustrittsfläche der Lichtquelle zusätzlich mit einer solchen Schicht belegt.
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Es wird vorgeschlagen, dass eine der Lichtquellen eine Lichtstärke von weniger als 0,05 cd aufweist. Unterhalb dieses Grenzwertes darf eine Lichtquelle nach Vorgabe des Gesetzgebers zu Designzwecken am Fahrzeug angeordnet sein, ohne eine Leuchtenfunktion erfüllen zu müssen. Diese Lichtquelle erweitert den Gestaltungsspielraum.
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Eine Ausgestaltung sieht vor, dass die Beleuchtungseinrichtung ein Scheinwerfer ist. Hierbei werden Scheinwerferfunktionen, die als Lichtquelle herkömmliche Glühlampen oder Gasentladungslampen aufweisen, mit den flächenartigen Lichtquellen kombiniert. Die flächenartigen Lichtquellen sind dann beispielsweise als Tagfahrlicht, Blinkleuchte oder Begrenzungsleuchte ausgeführt.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
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1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen, mehrere Lichtquellen aufweisenden Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung in einem Horizontalschnitt;
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2 ein erstes Erscheinungsbild des Gegenstandes aus 1 in einem ersten Schaltzustand der Lichtquellen;
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3 ein zweites Erscheinungsbild des Gegenstandes aus 1 in einem zweiten Schaltzustand der Lichtquellen;
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4 ein drittes Erscheinungsbild des Gegenstandes aus 1 in einem dritten Schaltzustand der Lichtquellen;
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5 ein viertes Erscheinungsbild des Gegenstandes aus 1 in einem vierten Schaltzustand der Lichtquellen;
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6 ein Erscheinungsbild einer weiteren Ausgestaltung der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung und einen Horizontalschnitt durch diese Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung; und
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7 ein Erscheinungsbild der erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung in einer Ausführung als Scheinwerfer.
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Gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren bezeichnen jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente.
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Die 1 zeigt eine Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung 10 in einer Schnittdarstellung. Die Schnittebene liegt bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Beleuchtungseinrichtung im Fahrzeug parallel zur Fahrbahn. Die Beleuchtungseinrichtung 10 umfasst ein Gehäuse 12, dessen Lichtaustrittsfläche mit einer transparenten Abdeckscheibe 14 abgedeckt ist. In dem Gehäuse 10 sind mehrere flächenartige Lichtquellen 16.i so angeordnet, dass sie in Hauptlichtaustrittsrichtung 18 nebeneinander liegen und/oder aufeinanderfolgen. Der Index i nimmt ganzzahlige positive Werte von 1 bis n an. In den erläuterten Beispielen hat n den Wert 5. In anderen Ausgestaltungen der Erfindung kann n auch Werte annehmen, die von 5 verschieden sind. Ein Trägerelement 20 ist dazu eingerichtet, insbesondere die flächenartigen Lichtquellen 16 im Gehäuse 10 zu haltern. Dabei ist das Trägerelement 20 eben oder es weist eine Krümmung auf, die einer Kontur der Fahrzeugkarosserie folgt.
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An dieser Stelle sei ein kartesisches Koordinatensystem eingeführt, dass auch für nachfolgende Figuren Gültigkeit behält. Die x-Achse des Koordinatensystems weist in Richtung der Hauptlichtaustrittsrichtung 18 und liegt, bei Verwendung der Beleuchtungseinrichtung 10 als Frontleuchte oder Rückleuchte, parallel zur Fahrzeuglängsachse Die y- Achse liegt in der Zeichnungsebene und parallel zur Querachse des Fahrzeugs. Die z-Achse zeigt aus der Zeichenebene heraus und parallel zur Hochachse des Fahrzeugs.
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Die flächenartige Lichtquellen 16.i sind beispielsweise als lichtemittierende elektrochemische Zellen (LEC), Polymer- Flüssigkristallfolien (LCD), Elektrolumineszenz-Folien (EL-Folien) oder organische Leuchtdioden (OLED) ausgeführt. Allen Ausführungsbeispielen der flächenartigen Lichtquellen 16.i ist gemein, dass sie dünn und flexibel sind und sich dadurch den Konturen des Trägerelements 20 anpassen lassen.
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LECs bestehen aus einer dreilagigen Struktur. Bei ihrer Herstellung wird zunächst das lichtaktive organische Polymer auf Kohlenstoffbasis auf eine flexible, elektrisch leitende Kunststofffolie gedruckt und anschließend mit einer halbdurchsichtigen Kunststoffschicht aus leitendem Polyethylendioxythiophen versehen. Bei Anlegen einer Spannung von 10 V kommt es zur Wanderung von Polymer-Ionen, die die Folien grüngelb leuchten lassen.
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Bei der Polymer-Flüssigkristallfolie handelt es sich um ein Folienmaterial, in dem Flüssigkristallmaterial direkt an das Polymermaterial gebunden ist. Es handelt sich hier also um eine Polymerfolie mit den Eigenschaften eines Flüssigkristalls, die im Gegensatz zu den Flüssigkristallzellen biegsam ist und sich daher auch leicht auf gewölbte Trägerelemente aufbringen lässt. Die Flüssigkristalle verändern bei Anlegen einer Spannung die Transmission. Das Licht wird von einer Hintergrundbeleuchtung, die beispielsweise mittels lichtemittierenden Dioden realisiert wird, emittiert.
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Bei der EL-Folie handelt es sich um ein Schichtensystem. Zwischen zwei elektrisch leitenden und als Elektroden dienenden Schichten, liegt ein elektrolumineszentes Material, das durch Isoliermaterial von den Elektroden getrennt ist. Eine der Elektroden ist lichtdurchlässig. Die lichtdurchlässige Elektrode besteht meist aus einer Kunststofffolie, die mit Indiumzinnoxid beschichtet ist. Die zweite Elektrode ist in der Regel eine lichtreflektierende Metallfolie. Bei dem elektrolumineszenten Material handelt es sich meist um Zinksulfid, das mit verschiedenen Metallen wie Mangan, Gold, Silber, Kupfer oder Gallium dotiert ist. Durch Anlegen einer Wechselspannung an die Elektroden wird das Material zum Leuchten angeregt. EL-Folien sind in guter Näherung als Lambert-Strahler zu betrachten. Sie erscheinen daher unabhängig vom Betrachtungswinkel immer gleich hell. Die Leuchtdichte und damit die erzielte Helligkeit sind abhängig von der Amplitude der Ansteuerspannung. Eine Erhöhung der Ansteuerfrequenz bewirkt eine Farbverschiebung in Richtung kürzerer Wellenlängen.
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Die OLED ist aus mehreren organischen Schichten aufgebaut. In der Regel wird auf einem transparenten Trägermaterial eine elektrisch leitfähige, transparente Schicht als Anode aufgebracht. Auf die Anode folgt eine p-Leiterschicht aus organischen Polymeren. Auf die p-Leiterschicht ist eine sogenannte Emitterschicht aufgetragen, die einen organischen Farbstoff wie beispielsweise Aluminium-tris(8-hydroxychinolin) enthält. Auf diese Emitterschicht folgt die Kathode, in der Regel eine Schicht aus einem reinen Metall oder einer Metalllegierung. Beim Anlegen einer Gleichspannung werden von der Kathode Elektronen abgegeben, während auf der Anodenseite positive Ladungen bereitgestellt werden. Die Elektronen und die positiven Ladungen wandern zur jeweils entgegengesetzt geladenen Elektrode und treffen dabei im Idealfall in der Emitterschicht aufeinander. Durch Rekombination der Ladungsträger wird Energie bereitgestellt, welche die Farbstoffmoleküle in einen angeregten Zustand versetzt. Beim Übergang des Farbstoffmoleküls von dem angeregten Zustand zurück in den Grundzustand wird ein Photon emittiert. Die Farbe des ausgesendeten Lichts hängt vom Energieabstand zwischen angeregtem Zustand und Grundzustand ab und kann durch Variation der Farbstoffmoleküle gezielt verändert werden. OLEDs sind in guter Näherung als Lambert- Strahler zu betrachten. Eine Helligkeit der OLEDs ist nahezu proportional zum Betriebsstrom. Je höher der Betriebsstrom ist, desto heller leuchtet die OLED.
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Es ist bevorzugt, zwei oder mehr in die gleiche Richtung strahlende, flächenartige Lichtquellen 16.i in Hauptlichtaustrittsrichtung 18 aufeinanderfolgend anzuordnen.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel belegt beispielsweise eine erste Lichtquelle 16.1 die gesamte Lichtaustrittsfläche der Beleuchtungseinrichtung 10. Eine zweite Lichtquelle 16.2 strahlt in die gleiche Richtung wie die erste Lichtquelle 16.1 und ist in Hauptlichtaustrittsrichtung gesehen auf die erste Lichtquelle 16.1 folgend angeordnet. Die Fläche der zweiten Lichtquelle 16.2 ist hier kleiner als die Fläche der ersten Lichtquelle 16.1. Eine dritte Lichtquelle 16.3 ist in Hauptlichtaustrittsrichtung 18 gesehen auf die zweite Lichtquelle 16.2 folgend angeordnet. Die dritte Lichtquelle 16.3 ist hier kleiner als die zweite Lichtquelle 16.2.
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In dem dargestellten Ausführungsbeispiel nimmt der Flächeninhalt der Lichtquellen 16.i in Hauptlichtaustrittsrichtung 18 ab. In anderen Ausgestaltungen tritt auch der umgekehrte Fall ein, dass die Flächeninhalte mit in Hauptlichtaustrittsrichtung 18 zunehmen. Weitere Ausgestaltungen weisen eine regellose Abfolge von Lichtquellen mit unterschiedlich großen Flächeninhalten auf.
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Neben der zweiten Lichtquelle 16.2 und der dritten Lichtquelle 16.3 ist eine vierte Lichtquelle 16.4 in Hauptlichtaustrittsrichtung 18 gesehen auf die erste Lichtquelle 16.1 folgend angeordnet. Die Fläche der vierten Lichtquelle 16.4 ist hier kleiner als die Fläche der ersten Lichtquelle 16.1, und die zweite Lichtquelle 16.2 und die vierte Lichtquelle 16.4 bedecken die Fläche der ersten Lichtquelle 16.1 nicht vollständig. Eine fünfte Lichtquelle 16.5 ist hier etwas kleiner als die vierte Lichtquelle 16.4 ausgestaltet. Die fünfte Lichtquelle 16.5 ist in Hauptlichtaustrittsrichtung 18 gesehen auf die vierte Lichtquelle 16.4 folgend angeordnet.
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Die Lichtquellen 16.i werden von einer Steuereinrichtung 22 gesteuert. Die Steuereinrichtung 22 ist dazu eingerichtet, die Lichtquellen 16.1 bis 16.5 gemeinsam oder einzeln anzusteuern, um ein gewünschtes Erscheinungsbild der Beleuchtungseinrichtung zu erzeugen.
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Die Steuereinrichtung 22 ist mit mindestens einem Signalgeber 24 verbunden. Durch den Signalgeber 24 ist ein Benutzer in der Lage, die Lichtquellen 16.i gemeinsam oder einzeln anzusteuern. Der Signalgeber ist beispielsweise ein zentrales Lichtsteuergerät des Fahrzeugs oder ein Schalter der vom Fahrer betätigt wird. Beispiele solcher Schalter sind Schalter für Positionslicht, Tagfahrlicht, Blinklicht und Bremslicht, ohne dass diese Aufzählung abschließend gemeint ist. Die Schaltersignale werden in einer Ausgestaltung über das Lichtsteuergerät verarbeitet.
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Alternativ oder ergänzend ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 22 dazu eingerichtet ist, wenigsten einen veränderbaren Parameter, der die Fahrsituation charakterisiert, zu erfassen und in Abhängigkeit von diesem Parameter die Lichtquellen 16 gemeinsam oder einzeln anzusteuern.
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Weiterhin weist die Steuereinrichtung 22 einen Speicher 26 auf. In dem Speicher 26 sind Muster von Schaltzuständen der Lichtquellen gespeichert, wobei jedes Muster ein Erscheinungsbild der Lichtaustrittsfläche der Beleuchtungseinrichtung 10 erzeugt, so dass die Steuereinrichtung 22 aufgrund des wenigstens einen veränderbaren Parameters oder bei Anforderung durch den Benutzer auf hinterlegte Erscheinungsbilder zugreift und die Lichtquellen 16.i dem Erscheinungsbild entsprechend gemeinsam oder einzeln ansteuert.
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Unter der Ansteuerung mehrerer oder einzelner Lichtquellen 16.i wird hier die Aufsteuerung des Lichtstroms der jeweiligen Lichtquelle verstanden. Im einfachsten Fall wird die Lichtquelle 16.i angeschaltet. Die Stärke des Lichtstroms und damit die Helligkeit der Lichtquelle 16.i wird beispielsweise im Falle der OLED durch die Stärke des Betriebsstroms gesteuert. Der Flächeninhalt, die Helligkeit und die Farbe der Lichtquellen 16.i bestimmen das Erscheinungsbild der Beleuchtungseinrichtung. Unterschiedliche Erscheinungsbilder dienen zur Erzeugung verschiedener regelkonformer Lichtverteilungen einer Signalleuchte, wie beispielsweise einem Schlusslicht oder einem Blinklicht.
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Die Erscheinungsbilder unterscheiden sich bevorzugt in der geometrischen Form der Lichtaustrittsfläche der Lichtquellen 16. Dabei ist die geometrische Form der Lichtaustrittsfläche der Beleuchtungseinrichtung 10 aus einer Vielzahl von Lichtquellen 16.i zusammengesetzt, die unterschiedliche geometrische Formen aufweisen.
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Die Abdeckscheibe 14 weist in einer Ausgestaltung Strukturen auf, die dazu geeignet sind, aus dem von den Lichtquellen 16.i ausgehenden Licht eine regelkonforme Lichtverteilung zu erzeugen. Die regelkonforme Lichtverteilung ist für alle Signalleuchten vereinheitlicht. Das heißt, dass sich die Signallichtfunktionen gemäß den gesetzlichen Vorgaben zwar deutlich in Helligkeit und Farbe unterscheiden, aber dabei eine identische Winkelverteilung auf. Bezogen auf die Hauptabstrahlrichtung 18 soll ein vertikaler Winkelbereich von –10° bis +10° und ein horizontaler Winkelbereich von –20° bis +20° ausgeleuchtet sein, wobei die Lichtstärke seitlich sowie oberhalb und unterhalb der Hauptabstrahlrichtung 18 geringere Werte annimmt als in Hauptabstrahlrichtung 18.
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Alternativ oder ergänzend zur Abdeckscheibe 14 weist ein optisches Element die Strukturen auf, die aus dem Licht eine regelkonforme Lichtverteilung erzeugen. Das optische Element ist in Hauptlichtaustrittsrichtung 18 zwischen den Lichtquellen 16 und der Abdeckscheibe 14 angeordnet. Das optische Element ist beispielsweise als Mikrolinsenarray ausgeführt. Bevorzugt ist eine direkte Aufbringung des optischen Elements direkt auf der OLED.
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Die nachfolgenden 2 bis 5 zeigen ein Erscheinungsbild 19 der Kraftfahrzeugbeleuchtungseinrichtung 10 für einen Betrachter, der sich in Hauptabstrahlrichtung 18 vor dem Fahrzeug befindet und die Beleuchtungseinrichtung betrachtet. Die Figuren unterscheiden sich in der Ansteuerung der einzelnen flächenartigen Lichtquellen 16.1 bis 16.5. und zeigen somit unterschiedliche Erscheinungsbilder 19.
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In der 2 sind die erste Lichtquelle 16.1, die zweite Lichtquelle 16.2 und die dritte Lichtquelle 16.3 aufgesteuert und emittieren rotes Licht. Die Lichtquellen 16.1 bis 16.3 sind nur mit einem Teil des maximalen Betriebsstroms aufgesteuert, um beispielsweise eine Lichtverteilung zu erzielen, wie sie vom Gesetzgeber für eine Schlusslichtfunktion vorgeschrieben ist. Die zweite Lichtquelle 16.2 und die dritte Lichtquelle 16.3 leuchten mit ähnlicher Intensität wie die erste Lichtquelle 16.1 und sind deshalb im Erscheinungsbild 19 nicht von dieser zu unterscheiden.
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Die jeweils pfeilförmige vierte Lichtquelle 16.4 und fünfte Lichtquelle 16.5 sind nicht aufgesteuert und bleiben dunkel, oder sie werden von den aufgesteuerten Lichtquellen 16.1 bis 16.3 überstrahlt. Es ist auch denkbar, dass die Lichtquellen 16.2 bis 16.5, die in Hauptlichtaustrittsrichtung 18 im Lichtweg auf die erste Lichtquelle 16.1 folgen, transparent ausgeführt sind, so dass sie im nicht aufgesteuerten Zustand überstrahlt werden und für einen Betrachter somit nicht sichtbar sind.
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Die 3 zeigt ein Erscheinungsbild 19, wobei alle Lichtquellen 16.1 bis 16.5 aufgesteuert sind. Die erste Lichtquelle 16.1, die zweite Lichtquelle 16.2 und die dritte Lichtquelle 16.3 werden dabei so aufgesteuert wie anhand von 2 beschrieben und bilden somit eine regelkonforme Schlussleuchte. Im Gegensatz zur 2 sind in der 3 zusätzlich die vierte Lichtquelle 16.4 und die fünfte Lichtquelle 16.5 beispielsweise in Intervallen aufgesteuert. Die beiden pfeilförmigen Lichtquellen 16.4 und 16.5 emittieren dabei vorzugsweise orangefarbenes Licht, um eine regelkonforme Lichtverteilung für eine Blinklichtfunktion zu erzeugen. Die vierte Lichtquelle 16.4 und die fünfte Lichtquelle 16.5 müssen dabei nicht zwingend gleiche Leuchtdichte aufweisen, vielmehr können unterschiedlich hell leuchtende Flächen verwendet werden, um die Aufmerksamkeit eines Betrachters stärker auf die Lichtfunktion zu lenken. Es ist auch denkbar, dass die vierte Lichtquelle 16.4 und/oder die fünfte Lichtquelle 16.5 andere, gewünschte Formen aufweisen können, oder kontinuierlich aufgesteuert werden, um andere Lichtfunktionen zu erfüllen, solange die gesetzlichen Vorgaben eingehalten werden.
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4 zeigt ein weiteres Erscheinungsbild 19. Hier sind wie bei der 2 die erste Lichtquelle 16.1, die zweite Lichtquelle 16.2 und die dritte Lichtquelle 16.3 aufgesteuert. Die vierte Lichtquelle 16.4 und die fünfte Lichtquelle 16.5 sind nicht aufgesteuert und bleiben daher dunkel oder transparent. Im Gegensatz zu 2 sind jedoch die zweite Lichtquelle 16.2 und die dritte Lichtquelle 16.3 mit einem höheren Betriebsstrom aufgesteuert als die erste Lichtquelle 16.1. Dadurch leuchten diese Lichtquellen heller um die regelkonforme Lichtverteilung eines Bremslichts zu erzeugen.
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Es ist auch denkbar, dass die zweite Lichtquelle 16.2 eine andere Leuchtdichte aufweist als die dritte Lichtquelle 16.3. Dann werden unterschiedliche helle Flächen erzeugt, um die Aufmerksamkeit des Betrachters stärker auf die betreffende Lichtfunktion, wie beispielsweise ein Bremslicht, zu lenken, als dies mit gleich hellen Flächen der Fall wäre. Selbstverständlich können auch die zweite Lichtquelle 16.2 und/oder die dritte Lichtquelle 16.3 eine beliebige Form aufweisen oder in Intervallen aufgesteuert werden, solange die gesetzlichen Vorgaben eingehalten werden.
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Für das in der 5 dargestellte Erscheinungsbild 19 sind alle Lichtquellen 16 aufgesteuert. Im Gegensatz zur 3 sind jedoch die dritte Lichtquelle 16.3 und die fünfte Lichtquelle 16.5 im gleichen Takt und mit einem gleichstarken Betriebsstrom aufgesteuert wie die jeweilige in Blickrichtung dahinterliegende zweite Lichtquelle 16.2 oder vierte Lichtquelle 16.4. Der Betriebsstrom der ersten Lichtquelle 16.1 ist dabei so gewählt, dass die Leuchtdichte der ersten Lichtquelle 16.1 geringer ist als die Leuchtdichte der in Hauptlichtaustrittsrichtung auf die erste Lichtquelle 16.1 folgenden Lichtquellen 16.2 bis 16.5. Dadurch entsteht für den Betrachter der Eindruck einer Bremsleuchte und einer Blinkleuchte, die in die Schlussleuchte eingebettet sind.
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Die 6 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung 10. In der Teilfigur 6a ist das Erscheinungsbild 19 dargestellt. Die Hauptabstrahlrichtung 18 zeigt aus der Zeichnungsebene heraus. Die Teilfigur 6b zeigt die Beleuchtungseinrichtung 10 in einer Schnittdarstellung. Die zur x-Achse parallele Hauptabstrahlrichtung 18 liegt dabei in der Zeichnungsebene. Bei dieser Ausgestaltung ist die erste Lichtquelle 16.1 als nur schwach leuchtende OLED ausgeführt.
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Vom Gesetzgeber wird für farbig leuchtende, nicht beleuchtungstechnisch wirksame Designelemente, eine Leuchtstärke kleiner als 0,05 cd vorgeschrieben. Wird dieser Grenzwert von der ersten Lichtquelle 16.1 nicht überschritten, dient diese als ein solches farbig leuchtendes Designelement ohne eine vorgeschriebene Lichtfunktion zu erfüllen. In Hauptlichtaustrittsrichtung 18 gesehen, folgt auf das Designelement die zweite Lichtquelle 16.2. Der zweiten Lichtquelle 16.2 folgt eine dritte Lichtquelle 16.3. Die zweite Lichtquelle 16.2 und die dritte Lichtquelle 16.3 leuchten beispielsweise rot und werden mit einem Betriebsstrom aufgesteuert der einen Lichtstrom für die regelkonforme Lichtverteilung einer Schlussleuchte erzeugt.
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Die 7 zeigt das Erscheinungsbild 19 einer Beleuchtungseinrichtung 10, die als Scheinwerfer ausgebildet ist. Die erste Lichtquelle 16.1 ist auf dem für einen Betrachter nicht sichtbaren Trägerelement 20 angeordnet. Die erste Lichtquelle 16.1 sowie das Trägerelement 20 weisen deckungsgleiche Ausnehmungen 28 auf. Die Ausnehmungen 28 sind dazu eingerichtet und angeordnet, Lichtmodule aufzunehmen. Die Lichtmodule sind beispielsweise als Projektionslichtmodule ausgebildet.
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Das Trägerelement 20 ist weiterhin dazu eingerichtet, flächenartig ausgebildete Lichtquellen 16.i im Gehäuse zu haltern. Oberhalb der Ausnehmungen 28 ist eine zweite Lichtquelle 16.2 angeordnet. Die zweite Lichtquelle 16.2 strahlt in dieselbe Richtung wie die erste Lichtquelle 16.1 und ist in Hauptlichtaustrittsrichtung 18 betrachtet im Lichtweg auf die erste Lichtquelle folgend angeordnet. Die zweite Lichtquelle 16.2 weist beispielsweise eine streifenartige Form auf, die sich bei bestimmungsgemäßer Verwendung der Beleuchtungseinrichtung 10 im Kraftfahrzeug horizontal erstreckt.
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Eine dritte Lichtquelle 16.3 ist in einem seitlichen Bereich der Lichtaustrittsfläche 19 angeordnet. Die dritte Lichtquelle 16.3 weist hier eine längliche und streifenartige Form auf. Die Lichtaustrittsfläche der dritten Lichtquelle 16.3 verläuft bei bestimmungsgemäßer Verwendung im Kraftfahrzeug vertikal von oben nach unten. Es ist auch denkbar, dass die Lichtaustrittsfläche 19 eine gepfeilte Form besitzt. Dabei erstreckt sich die Lichtaustrittsfläche der dritten Lichtquelle 16.3 im Wesentlichen in Fahrtrichtung gesehen von vorne unten nach hinten oben. Die dritte Lichtquelle 16.3 ist in Hauptabstrahlrichtung gesehen hinter der ersten Lichtquelle 16.1 angeordnet
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Mittels der Lichtmodule wird beispielsweise eine regelkonforme Abblendlicht- und Fernlichtverteilung erzeugt. Sie übernehmen somit die eigentliche Scheinwerferfunktion der Beleuchtungseinrichtung 10. Das von der zweiten Lichtquelle 16.2 ausgehende Licht ist bevorzugt weißes Licht. Dadurch dient die zweite Lichtquelle 16.2 als Positionsleuchte oder, sofern die Helligkeit dafür ausreichend ist, als Tagfahrlicht. Die dritte Lichtquelle 16.3 strahlt beispielsweise orangefarbenes Licht ab und findet somit als Begrenzungsleuchte oder Blinkleuchte Verwendung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007021865 A1 [0002]
