DE102014015791B4 - Fahrzeugbeleuchtung mit Mehrfarben-Lichtquelle - Google Patents

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Abstract

Beleuchtungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Beleuchtungseinrichtung, welche
- eine Mehrfarben-Lichtquelle, die mehrere unabhängig voneinander durch eine Farbsteuerungseinheit einstellbare Farblichtquellen hat, und
- die Farbsteuerungseinheit zum Einstellen einer Farbigkeit eines von der Mehrfarben-Lichtquelle emittierten Lichtes umfasst, wobei
- mittels der Farbsteuerungseinheit die Farbigkeit des emittierten Lichtes der Mehrfarben-Lichtquelle in vorgebbaren Zeitintervallen einstellbar ist, und
- ein optisches Shuttersystem Teil des Beleuchtungssystems ist, wobei das Shuttersystem eine optische Komponente aufweist, welche in den vorgebbaren Zeitintervallen in ihrer Transparenz durch eine Shuttersteuereinheit in Abhängigkeit von der Farbigkeit der Mehrlichtquelle einstellbar ist, sodass die Farbigkeit der Mehrfarben-Lichtquelle zeitlich mit der Transparenz des Shuttersystems synchronisiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass
- die optische Komponente des Shuttersystems eine Kraftfahrzeugscheibe ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Beleuchtungseinrichtung, welche eine Mehrfarben-Lichtquelle, die mehrere unabhängig voneinander durch eine Farbsteuerungseinheit einstellbare Farblichtquellen hat, und die Farbsteuerungseinheit zum Einstellen einer Farbigkeit eines von der Mehrfarben-Lichtquelle emittierten Lichtes umfasst. Sie betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben des Beleuchtungssystems.
  • Die Beleuchtungssysteme bzw. Scheinwerfersysteme, welche bisher verbreitet sind, bieten eine begrenzte Anzahl an Lichtfunktionen, um den Fahrer beispielsweise bei Nacht- oder Nebelfahrten zu unterstützen und somit die Sicherheit im Straßenverkehr durch eine verbesserte Sicht des Fahrers zu erhöhen. Da diese Lichtfunktionen nicht nur von dem Fahrer, sondern auch von anderen Verkehrsteilnehmern wahrgenommen werden, müssen die Lichtfunktionen die gesetzlichen Randbedingungen, z.B. ECE-, SAE-, CCC-Regelungen, einhalten. Dadurch wird beispielsweise ein Blenden von anderen Verkehrsteilnehmern ausgeschlossen.
  • Die DE 20 2007 008 155 U1 offenbar eine Leuchte mit mehr als zehn LEDs, durch welche eine Farbe eines Scheinwerfers über den gesamten Farbraum nahezu kontinuierliche durchgesteuert werden kann. Eine Ansteuerung der LEDs kann hier über einen Pulsbreitenmodulations-Dimmer erfolgen.
  • Die DE 10 2006 024 004 A1 offenbart ein Verfahren zur Steuerung der Lichtdurchlässigkeit eines Windschutzscheibenmoduls.
  • Die US 2 131 888 A beschreibt ein mechanisches Shuttersystem für Kraftfahrzeuge zur Verhinderung einer Blendung der Fahrer.
  • Die EP 1 683 668 B1 beschreibt ein Fenstersystem mit variablem Transmissionsgrad für ein Kraftfahrzeug.
  • Die DE 10 2014 108 190 B3 beschreibt ein System zum Sichtverbessern durch Blendunterdrückung mit einer Brille für einen Träger mit mindestens einem Auge und einem Brillenglas, wobei das mindestens eine Brillenglas eine Flüssigkristallzelle aufweist, deren Transmission durch eine geeignete Ansteuerung veränderbar ist. Zugehörig zum System ist auch eine Lichtquelle und Mittel zum Steuern und Regeln.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Beleuchtung für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, welche die Sicherheit im Straßenverkehr erhöht.
  • Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, den Figuren und der Figurenbeschreibung.
  • Ein erfindungsgemäßes Beleuchtungssystem für ein Kraftfahrzeug hat eine Beleuchtungseinrichtung, welche eine Mehrfarben-Lichtquelle und eine Farbsteuerungseinheit zum Einstellen einer Farbigkeit eines von der Mehrfarben-Lichtquelle emittierten Lichtes umfasst. Die Farbigkeit des Lichtes kann hier ein Spektrum und/oder eine Farbtemperatur und/oder einen Farbwiedergabeindex und/oder Farbkoordinaten des Lichtes umfassen. Die Mehrfarben-Lichtquelle weist dabei mehrere unabhängig voneinander durch die Farbsteuerungseinheit einstellbare Farblichtquellen auf. Um die Beleuchtung zu verbessern und die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen, ist mittels der Farbsteuerungseinheit die Farbigkeit des emittierten Lichtes der Mehrfarben-Lichtquelle einstellbar. Die Farbigkeit ist in vorgebbaren, beispielsweise frei vorgebbaren, Zeitintervallen einstellbar. Dabei können die vorgebbaren Zeitintervalle insbesondere auch variabel vorgebbar sein. In aufeinander folgenden Zeitintervallen kann also insbesondere eine jeweils verschiedene Farbigkeit eingestellt werden. Insbesondere können die Zeitintervalle kürzer als 10ms sein, sodass eine Verschiedenheit der Farbigkeit in aufeinander folgenden Zeitintervallen für einen menschlichen Betrachter ohne Hilfsmittel nicht wahrnehmbar ist. Zugleich ist ein optisches Shuttersystem Teil des Beleuchtungssystems, wobei das Shuttersystem eine optische Komponente aufweist, welche in den vorgebbaren Zeitintervallen, insbesondere auch in Teilen der vorgebbaren Zeitintervalle, in ihrer Transparenz durch eine Shuttersteuereinheit in Abhängigkeit von der in den vorgebbaren Zeitintervallen mittels der Farbsteuerungseinheit eingestellten Farbigkeit der Mehrfarben-Lichtquelle einstellbar ist. Es ist vorgesehen, dass die optische Komponente des Shuttersystems eine Kraftfahrzeugscheibe ist.
  • Der Begriff der Farbigkeit bezieht sich im Rahmen dieser Schrift auf eine gemessene Farbigkeit, bei welcher die zeitliche Auflösung des Messens der zeitlichen Auflösung der einzelnen Signale der Farbsteuereinheit und/oder der Farblichtquellen entspricht oder diese übertrifft. Diese Farbigkeit ist zu unterscheiden von der Farbempfindung eines Betrachters. Die Farbempfindung eines Betrachters entspricht aufgrund der Trägheit des menschlichen Auges im Falle hinreichend kurzer Zeitintervalle einer über die Zeitintervalle gemittelten Farbigkeit.
  • Es wird also ein optisches Shuttersystem, wie es beispielsweise dem Grunde nach von 3D-Fernsehern bekannt ist, mit einer, insbesondere in einem Takt, einstellbaren Mehrfarben-Lichtquelle kombiniert und die Farbigkeit der Mehrfarben-Lichtquelle zeitlich mit der Transparenz des Shuttersystems synchronisiert, um die Farbigkeit des durch die optische Komponente des optischen Shuttersystems transmittierten Lichts und als Konsequenz auch ein Farbempfinden eines hinter der optischen Komponente befindlichen Betrachters gezielt zu beeinflussen. Es erfolgt also ein zeitgenaues Verdunkeln, ein Herstellen einer Intransparenz, der optischen Komponente in ersten vorgegebenen Zeitintervallen, in welchen das emittierte Licht der Mehrfarben-Lichtquelle eine erste Farbigkeit oder mehrere erste Farbigkeiten aufweist und ein zeitgenaues Aufhellen, ein Herstellen einer Transparenz, der optischen Komponente in zweiten vorgegebenen Zeitintervallen, in welchen eine zweite Farbigkeit oder mehrere zweite Farbigkeiten des emittierten Lichtes der Mehrfarben-Lichtquelle eingestellt ist. Für einen Betrachter hinter der optischen Komponente ist somit nur Licht der zweiten Farbigkeit oder Farbigkeiten wahrnehmbar, wohingegen für einen Betrachter, der das Licht der Mehrfarben-Lichtquelle direkt wahrnimmt, sämtliche Farbigkeiten, also eine Mischung der ersten und zweiten Farbigkeiten wahrnehmbar sind. Für einen Betrachter hinter der optischen Komponenten sind diejenigen der das Farbempfinden beeinflussenden Farbanteile, welche der ersten Farbigkeit oder den ersten Farbigkeiten entsprechen, also herausgefiltert. Das Farbempfinden ist entsprechend für einen Betrachter vor und hinter der optischen Komponente verschieden.
  • Das hat den Vorteil, dass durch eine angepasste Ansteuerung der Farbsteuerungseinheit und der Shuttersteuereinheit neue Lichtfunktionen für einen Fahrer eines Kraftfahrzeugs realisiert werden können, welche andere Verkehrsteilnehmer nicht stören. Für den Fahrer ermöglicht das System eine dynamische und optimale Einstellung der Farbigkeit und folglich der empfundenen Lichtfarbe oder des Farbempfindens, der Farbtemperatur sowie der Farbwiedergabe bei wechselnder Verkehrssituationen. Beispielsweise kann über eine veränderte Farbtemperatur hinter der optischen Komponente ein von dem Fahrer wahrgenommenes Kontrastverhältnis verbessert werden. Für die übrigen Verkehrsteilnehmer ist diese Anpassung der Farbigkeit nicht sichtbar, sondern wird auf Grund des schnellen Wechsels der Farbigkeit, also der Kürze der vorgebbaren Zeitintervalle, als konventionelle Lichtverteilung mit konstanter Farbtemperatur wahrgenommen. Die Filterung bestimmter Farbanteile durch die optische Komponente wirkt sich also nur auf den Fahrer und eventuell andere Fahrzeuginsassen aus. So kann eine optimierte Einstellung der Farbigkeit, also insbesondere der Farbtemperatur und/oder eines Farbwiedergabeindex, je nach Fahrsituation erfolgen, um die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen.
  • Das Farbempfinden des Fahrers kann folglich auf drei unterschiedliche Weisen an wechselnde Verkehrssituationen angepasst werden: Durch ein Verändern des Transparenzverhaltens, also Zeitpunkt und Dauer der Transparenz der optischen Komponente des Shuttersystems. Durch ein Verändern des Farbigkeitsverhaltens, also Zeitpunkt und Dauer der Farbigkeit der Mehrfarblichtquelle. Und durch ein gleichzeitiges Verändern von sowohl Transparenzverhalten und Farbigkeitsverhalten.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass das durch die jeweiligen Farblichtquellen der Mehrfarben-Lichtquelle emittierte Farblicht gepulst ist und das jeweilige gepulste Farblicht, also die jeweiligen Farblichtpulse, durch die Farblichtsteuereinheit dynamisch einstellbar je gleichzeitig und/oder ungleichzeitig zu den Farblichtern der jeweils anderen Farblichtquellen emittierbar ist. Die jeweiligen Farblichtpulse der Farblichtquellen werden also in Abhängigkeit einer jeweiligen Einstellung der Farblichtsteuereinheit jeweils ganz oder teilweise synchron und/oder asynchron zueinander emittiert. Insbesondere werden die Farblichtpulse zeitlich getaktet emittiert, weisen also eine Frequenz auf. Dann ist durch die Farblichtsteuereinheit eine Phasenverschiebung der jeweiligen Farblichtpulse untereinander einstellbar. Insbesondere können die jeweiligen Farblichtpulse hier eine zeitliche Dauer aufweisen, welche kürzer ist als eine zweihundertstel Sekunde, insbesondere kürzer als eine dreihundertstel Sekunde und bevorzugt kürzer als eine vierhundertstel Sekunde. Das hat den Vorteil, dass die Mehrfarben-Lichtquelle in ihrer Farbigkeit besonders genau zeitlich aufgelöst eingestellt werden kann. Damit kann auch die von dem Fahrer wahrgenommene Farbigkeit der Lichtquelle besonders gut an wechselnde Verkehrssituationen angepasst werden und so die Sicherheit erhöht werden. Eine besonders kurze Pulsdauer sorgt hier für einen gleichmäßigen Eindruck der Farbigkeit des Lichtes bei anderen Verkehrsteilnehmern. Dies ist für eine dreihundertstel Sekunde als Maximalwert auch bei sich bewegenden Verkehrsteilnehmern und bei Pulsen unter einer vierhundertstel Sekunde Länge auch in sehr dynamischen Verkehrssituationen und hohe Fahrzeuggeschwindigkeiten gewährleistet.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Mehrfarben-Lichtquelle eine Laserlichtquelle mit insbesondere drei unterschiedlichen Farblasern, wiederum insbesondere einem roten, einem grünen und einem blauen Laser, als Farblichtquelle ist. Das hat den Vorteil, dass die Farblichtquellen besonders scharf und genau einstellbar, insbesondere besonders gut gepulst zu betreiben sind. Mit drei unterschiedlichen Farblasern kann die Farbigkeit hier über ein besonders weites Spektrum variiert werden, so dass die Farbigkeit an sehr vielfältige Verkehrssituationen angepasst werden kann. Die Wahl eines roten, grünen und blauen Lasers spannt hier ein besonders großes Spektrum an Farbigkeit für die Mehrfarben-Lichtquelle auf.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels der Farbsteuerungseinheit eine Helligkeit und/oder eine Intensität des jeweiligen von den unterschiedlichen Farblichtquellen emittierten Farblichts entsprechend einer Pulsweitenmodulation modulierbar ist. Das hat den Vorteil, dass so eine Farbigkeit der Mehrfarben-Lichtquelle besonders leicht und genau einstellbar ist und über die zeitliche Abstimmung der Transparenz der optischen Komponente des Shuttersystems einzelne, den unterschiedlichen Farblichtquellen entsprechende Farbkomponenten des von der Mehrfarben-Lichtquelle emittierten Lichtes besonders herausgefiltert werden können. Dabei kann ein besonders großer Farbraum abgedeckt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Kraftfahrzeugscheibe eine Windschutzscheibe oder eine im Wesentlichen parallel zur Windschutzscheibe angeordnete Scheibe ist. Das hat den Vorteil, dass der Personenkreis, für welchen eine wahrgenommene Farbigkeit der Mehrfarben-Lichtquelle eingestellt werden kann, begrenzt ist. Beispielsweise nämlich auf einen Fahrer mit der Shutterbrille oder die Insassen des Kraftfahrzeugs. Ist die optische Komponente eine Kraftfahrzeugscheibe, so erfolgt das Einstellen der wahrgenommenen Farbigkeit besonders komfortabel und erhöht überdies nochmals die Sicherheit, da auch eine andere Person als der Fahrer, beispielsweise ein Beifahrer, von der verbesserten Sicht profitieren und den Fahrer warnen kann, falls z.B. eine Gefahr vorliegt, die der Fahrer übersieht.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Shuttersteuereinheit mit der Farbsteuereinheit koppelbar ist. Die entsprechende Kopplung kann beispielsweise über ein spezielles Lichtsignal, z.B. eine vorbestimmte Farbigkeit des Lichtes in einem Zeitintervall, beispielsweise einen für menschliche Betrachter unsichtbaren Lichtblitz, erfolgen, welches ein Synchronisieren des Wechsels der Farbigkeit mit dem Wechsel der Transparenz erlaubt, also von Beleuchtungseinrichtung und Shuttersystem. Alternativ kann die Kopplung über ein drahtloses Bus-System, beispielsweise Bluetooth, erfolgen. Insbesondere können Shuttersteuereinheit und Farbsteuereinheit auch über ein Bus-System dauerhaft gekoppelt sein. Das hat den Vorteil, dass das Shuttersystem die Transparenz der optischen Komponente besonders genau an die vorgegebenen Zeitintervalle anpassen kann, insbesondere wenn diese Intervalle sich im Laufe des Betriebes verändern oder das Transparenzverhalten der optischen Komponente verändert wird, also bspw. in anderen Zeitintervallen eine Transparenz gewünscht wird.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass mittels der Farbsteuereinheit die Farbigkeit, insbesondere eine Farbe und/oder eine Farbtemperatur und/oder ein Farbwiedergabeindex, des emittierten Lichtes mit einer Frequenz von mindestens 100 Hz, insbesondere von mindestens 150 Hz, bevorzugt von mindestens 200 Hz, veränderbar ist. Dabei kann das Verändern auch wiederholt erfolgen, insbesondere die Farbigkeit zyklisch wiederkehrend verändert werden. Solch ein Zyklus ist dann kürzer als 10ms. Das hat den Vorteil, dass für einen menschlichen Betrachter ohne Hilfsmittel eine Veränderung in der Farbigkeit gerade bei einer zyklisch wiederkehrenden Veränderung nicht wahrnehmbar ist. Somit unterbleibt auch ein Blenden oder irritieren anderer Verkehrsteilnehmer durch ein Flackern oder eine sich spürbar verändernde Farbigkeit des Lichts der Mehrfarben-Lichtquelle. Ist die Farbigkeit mit zumindest 150 Hz veränderbar, so ist dies auch für sich bewegende Verkehrsteilnehmer und Beleuchtungssysteme gewährleistet. Bei besonders hohen Geschwindigkeiten des eigenen Kraftfahrzeugs und/oder der anderen Verkehrsteilnehmer bringt eine Frequenz von mindestens 200 Hz diesen gewünschten Effekt. Unabhängig von dem schnellen Verändern der Farbigkeit mit mehr als 100Hz kann das Farbempfinden eines Betrachters langsam beeinflusst werden, indem bspw. die Farbigkeit schnell, aber in kleinen Schritten verändert wird. Der Betrachter wird aufgrund der Wahrnehmungsgrenzen des menschlichen Auges erst mit einer Verzögerung ein anderes Farbempfinden haben.
  • In einer weiteren Ausführungsform ist vorgesehen, dass ein Umgebungssensor Teil des Beleuchtungssystems ist und durch die Shuttersteuereinheit die Transparenz der optischen Komponente in den vorgebbaren Zeitintervallen und/oder durch die Farbsteuereinheit die Farbigkeit des emittierten Lichtes in den bestimmten Zeitintervallen in Abhängigkeit einer von dem Umgebungssensor erfassten Umgebungsbedingung einstellbar ist. Das hat den Vorteil, dass eine optimierte Einstellung der von dem Fahrer wahrgenommen Farbtemperatur in Abhängigkeit der Umfeldsituation, also beispielsweise einer Wetterlage oder einer Bebauungssituation, erfolgen kann, um die Sicherheit zu erhöhen. So kann beispielsweise auch berücksichtigt werden, ob das Kraftfahrzeug in einem Wald unterwegs ist oder in einem Tunnel bzw. aus einem Wald oder einem Tunnel hinausfährt und in Folge Shuttersystem und Beleuchtungseinrichtung für ein optimales von dem Fahrer wahrgenommenes Kontrastverhältnis dynamisch synchronisiert werden, sodass die vom Fahrer wahrgenommene Farbigkeit stets die optimale Sicht, bspw. ein optimales Kontrastverhältnis realisiert.
  • Die Erfindung umfasst auch eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Mehrfarben-Lichtquelle, die mehrere unabhängig voneinander durch eine Farbsteuerungseinheit einstellbare Farblichtquellen umfasst und mit der Farbsteuerungseinheit zum Einstellen einer Farbigkeit eines von der Mehrfarben-Lichtquelle emittierten Lichtes. Um die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen, ist mittels der Farbsteuerungseinheit die Farbigkeit des emittierten Lichtes der Mehrfarben-Lichtquelle in Zeitintervallen, insbesondere vorgebbaren Zeitintervallen, einstellbar, welche kürzer sind als eine hundertstel Sekunde. Diese Zeitintervalle können auch direkt hintereinander gewählt werden, die Farbigkeit des emittierten Lichtes ist also mit einer Frequenz von mindestens 100 Hz veränderbar.
  • Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Betreiben eines Beleuchtungssystems für ein Kraftfahrzeug, wobei das Beleuchtungssystem eine Beleuchtungseinrichtung mit einer Mehrfarben-Lichtquelle und mit einer Farbsteuerungseinheit zum Einstellen einer Farbigkeit eines von der Mehrfarben-Lichtquelle emittierten Lichtes umfasst. Um die Beleuchtung zu verbessern und die Sicherheit im Straßenverkehr zu erhöhen, sind hier folgende Schritte vorgesehen: Zum einen Einstellen der Farbigkeit des emittierten Lichtes der Mehrfarben-Lichtquelle in Zeitintervallen, insbesondere vorgebbaren Zeitintervallen, mittels der Farbsteuerungseinheit und andererseits ein Einstellen einer Transparenz einer Kraftfahrzeugscheibe eines optischen Shuttersystems, welches Teil des Beleuchtungssystems ist, in den Zeitintervallen in Abhängigkeit von der Farbigkeit der Mehrfarben-Lichtquelle mittels einer Shuttersteuereinheit.
  • Vorteile und weitere Merkmale des Beleuchtungssystems gelten entsprechend auch für die Beleuchtungseinrichtung und für das genannte Verfahren.
  • Alle vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder aber in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Es sind somit auch Ausführungen von der Erfindung als umfasst und offenbart anzusehen, die in den Figuren nicht explizit gezeigt und erläutert sind, jedoch durch separierte Merkmalskombinationen aus den erläuterten Ausführungen hervorgehen und erzeugbar sind. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems; und
    • 2 einen beispielhaften Verlauf von Steuersignalen für eine optische Komponente und einzelne Farblichtquellen in einem exemplarischen Schaltzyklus.
  • In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Kraftfahrzeugs mit einer beispielhaften Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems. Das Beleuchtungssystem 1 des Kraftfahrzeugs 2 weist hier eine Beleuchtungseinrichtung 3 mit einer Mehrfarben-Lichtquelle 4 und einer Farbsteuerungseinheit 5 auf. Die Mehrfarben-Lichtquelle hat mehrere, hier drei, einstellbare Farblichtquellen 6, welche vorliegend als Laserlichtquellen verschiedener Wellenlänge ausgeführt sind. Durch die Farbsteuerungseinheit 5 sind die Farblichtquellen 6 in diesem Beispiel einzeln einstellbar, so dass über die Farbsteuerungseinheit 5 die Farbigkeit eines von der Mehrfarben-Lichtquelle 4 emittierten Lichtstrahls oder Lichtes 10 als Summe jeweiliger von den einzelnen Farblichtquellen 6 abgestrahlter Farblichtstrahlen oder Farblichter R, G, B einstellbar ist.
  • Ebenfalls Teil des Beleuchtungssystems 1 ist ein optisches Shuttersystem 7 mit einer optischen Komponente 8 und einer Shuttersteuereinheit 9. Durch die Shuttersteuereinheit 9 ist die Transparenz der optischen Komponente 8 in vorgebbaren Zeitintervallen zeitlich hochaufgelöst, also beispielsweise mit einer Frequenz von mehr als 100 Hz, einstellbar. Die optische Komponente 8 ist vorliegend als eine Scheibe des Kraftfahrzeugs 2 ausgeführt, welche in diesem Beispiel im Wesentlichen parallel zu einer Windschutzscheibe 14 angeordnet ist und diese zumindest bereichsweise abdeckt. Das von der Mehrfarben-Lichtquelle 4 ausgestrahlte Licht 10 setzt sich in diesem Beispiel aus den drei den jeweiligen Farblichtquellen 6 entsprechenden, beispielsweise roten, grünen und blauen, Farblichten R, G, B zusammen. Diese Farblichter R, G, B werden im gezeigten Beispiel gepulst und zeitlich versetzt, also hier phasenverschoben, zu den jeweils anderen Farblichten R, G. B der entsprechenden Farblichtquellen 6 emittiert. Die Farblichter werden vorliegend teilweise gleichzeitig und nicht-gleichzeitig emittiert. Das von der Mehrfarben-Lichtquelle 4 emittierte Licht 10 fluktuiert in Folge in seiner Farbigkeit, insbesondere in seiner Lichttemperatur und/oder in seinem Farbwiedergabeindex über der Zeit. Dieses Fluktuieren erfolgt im gezeigten Beispiel durchgängig, also sich in Zyklen wiederholend, und erfolgt so schnell, dass ein menschlicher Betrachter ohne Hilfsmittel das Licht 10 als Licht einer konstanten Farbigkeit, beispielsweise einer konstanten Farbtemperatur, wahrnimmt. Dies kann erzielt werden, in dem das Verändern der Farbigkeit z.B. mit mehr als 200 Hz erfolgt. Ein in der Umgebung 11 des Kraftfahrzeugs 2 reflektiertes Licht 10' der Mehrfarben-Lichtquelle 4 hat entsprechend identische Eigenschaften.
  • Erst nachdem das Licht 10' die optische Komponente 8 des Shuttersystems 7 durchdrungen hat, verändert es seine Eigenschaften. So fehlt im gezeigten Beispiel im Licht 10", welches durch die optische Komponente 8 transmittiert ist, hier das blaue Farblicht B, so dass das Licht 10" sich in der Darstellung nur noch aus beispielsweise dem roten Farblicht R und dem grünen Farblicht G zusammensetzt. Im Vergleich zum Licht 10 bzw. 10' weist das Licht 10" also in diesem Beispiel eine Farbverschiebung Richtung gelblich auf. Dies wird vorliegend realisiert, indem die Shuttersteuereinheit 9 genau in Zeitintervallen Δt5 (2) des Zyklus, zu welchem hier ein blaues Farblicht B auf die optische Komponente 8 trifft, die optische Komponente 8 dunkel bzw. intransparent schaltet. Das blaue Farblich B hier wird folglich durch die optische Komponente 8 absorbiert. In anderen Zeitintervallen, in welchen jeweils beispielsweise ein rotes Farblicht R oder ein grünes Farblicht G auf die optische Komponente trifft, schaltet die Shuttersteuereinheit 9 die optische Komponente 8 in diesem Beispiel auf transparent oder hell. Entsprechend ist hier nur blaues Farblicht B aus dem Licht 10" herausgefiltert. Ein Fahrer 12 in dem Kraftfahrzeug 2 nimmt nunmehr Licht 10" aus der Umgebung 11, welches der Mehrfarben-Lichtquelle 4 entstammt, mit einer anderen Farbigkeit wahr, als ein Betrachter ein Licht 10, 10' der Mehrfarben-Lichtquelle 4 in der Umgebung 11 des Kraftfahrzeugs 2.
  • Die Synchronisation der Variation in der Farbigkeit des Lichts 10 der Mehrfarben-Lichtquelle 4 und der Steuerung der Transparenz der optischen Komponente 8 erfolgt im gezeigten Beispiel über eine Kommunikation der jeweiligen Steuerungseinheiten 5, 9 über ein Bus-System 13, beispielsweise über Funk mittels Bluetooth. Alternativ könnte auch ein Erfassungssystem Teil des Shuttersystems 7 sein, welches z.B. einen optischen Steuerbefehl der Farbsteuerungseinheit 5, beispielsweise einen kurzen, für ein menschliches Auge nicht sichtbaren Lichtblitz einer vorgegebenen Farbigkeit im Licht 10, erfasst und entsprechend die Transparenz der optischen Komponente 8 einstellt. In dieser Art können auch andere Farblichter R, G als das blaue Farblicht B herausgefiltert werden oder z.B. auch ein nur teilweises Herausfiltern eines Farblichtes R, G, B erfolgen, indem beispielsweise die optische Komponente 8 in den Zeitintervallen Δt4,Δt5 (2), in welchen das blaue Farblicht B auf die optische Komponente 8 trifft, nicht vollständig, also nicht über die gesamten Zeitintervalle Δt4,Δt5 (2) hinweg, dunkel geschaltet wird, sondern beispielsweise für eine kürzere Dauer, so dass ein gewisser Anteil des blauen Farblichts B in dem Licht 10" hinter der optischen Komponente 8 enthalten ist und somit von dem Fahrer 12 wahrgenommen werden kann. Insgesamt kann so die Farbigkeit des von dem Fahrer 12 wahrgenommenen Lichtes 10" gezielt eingestellt werden und entsprechend dynamisch optimal an sich verändernde Fahrsituationen angepasst werden. Personen oder Tiere in der Umgebung 11 des Kraftfahrzeugs 2 werden nicht gestört, so dass die Sicherheit im Straßenverkehr insgesamt erhöht wird.
  • 2 zeigt einen beispielhaften Verlauf von Steuersignalen für eine optische Komponente des Shuttersystems und die einzelnen Farblichtquellen der Mehrfarben-Lichtquelle in einem Schaltzyklus. Dargestellt sind hier ein Shuttersteuersignal s und einzelne Farbsteuersignale r, g, b über der Zeit t. Die einzelnen Steuersignale s, r, g, b sind hier jeweils digitale, gepulste Signale, die zwischen null und eins geschaltet werden. Dargestellt sind die Ansteuersignale hier beispielhaft über einen Zyklus oder Steuerzyklus, der sich vorliegend von dem Zeitpunkt 0 bis zum Zeitpunk Ts erstreckt. Der Steuerzyklus wiederholt sich fortlaufend, sodass die Steuersignale s, r, g, b sich im vorliegenden Beispiels zyklisch wiederholen. Der Steuerzyklus ist in vorliegend fünf Zeitintervalle Δt1-Δt5 aufgeteilt, in denen jeweils andere Steuersignale aktiviert sind. Im gezeigten Beispiel ist jedes der Farbsteuersignale r, g, b die Hälfte des Steuerzyklus auf eins gesetzt, also aktiviert, sodass jede der einzelnen Farblichtquellen 6 (1) die Hälfte des Steuerzyklus aktiv ist. Die Aktivität überlappt sich teilweise, so dass es im gezeigten Beispiel Zeitintervalle Δt1, Δt4 ,Δt5 gibt, in denen nur eine Farblichtquelle 6, und andere Zeitintervalle Δt2, Δt3 in denen zwei oder mehr Farblichtquellen 6 aktiv sind. Das Shuttersteuersignal s ist vorliegend während des Steuerzyklus größtenteils aktiviert, also auf eins gesetzt, sodass die optische Komponente 8 (1) transparent ist.
  • In dem ersten Zeitintervall Δt1 ist lediglich das Farbsteuersignal r, hier für die rote Farblichtquelle 6, aktiv und die optische Komponente 8 über das Shuttersteuersignal s aktiviert, also transparent. In dem drauffolgenden Zeitintervall Δt2 sind die Farbsteuersignale r und g aktiv, also die rote und die grüne Farblichtquelle 6 aktiviert. Die optische Komponente 8 ist weiterhin über ein auf eins gesetztes Shuttersteuersignal s transparent gehalten. In einem hierauf folgenden Zeitintervall Δt3 ist nun das Farbsteuersignal r deaktiviert und auf null gesetzt, jedoch zusätzlich zu dem Farbsteuersignal g noch das Farbsteuersignal b aktiviert, so dass nun in diesem Beispiel die grüne und die blaue Farblichtquelle 6 aktiv sind. Weiterhin ist in diesem Zeitintervall Δt3 die optische Komponente 8 transparent geschaltet. In einem anschließenden Zeitintervall Δt4, welches vorliegendend rund halb so lange währt, wie je die drei vorherigen Zeitintervalle Δt1, Δt2, Δt3, ist nur noch das Farbsteuersignal b für die hier blaue Farblichtquelle 6 aktiv. Nach wie vor ist auch die optische Komponente 8 aktiviert, also auf transparent geschaltet. In einem letzten Zeitintervall Δt5 des Steuerzyklus ist nun ebenfalls nur das Farbsteuersignal b aktiv, jedoch das Shuttersteuersignal s auf null gesetzt, so dass die optische Komponente 8 intransparent ist. Dieser Ablauf wiederholt sich im gezeigten Beispiel mit dem weiteren Verlauf der Zeit t da der Steuerzyklus wiederholt durchlaufen wird.
  • Da die Steuersignale und entsprechend die Zeitintervalle Δt1-Δt5 sehr kurz sind, insbesondere weniger als 500 msec, werden die den Farbsteuersignalen r, g, b entsprechenden Änderungen in der Aktivität der Farblichtquellen 6 und als Folge auch in der Farbigkeit des Lichtes 10, 10' (1) der Mehrfarben-Lichtquelle 4 nicht von einem Beobachter zwischen Mehrfarben-Lichtquelle 4 und optischer Komponente 8 wahrgenommen. Für eine Person hinter der optischen Komponente 8 jedoch wird im vorliegenden Beispiel in jedem Steuerzyklus ein Teil des blauen Farblichts B (1) über die intransparente optische Komponente 8 während des Zeitintervalls Δt5 ausgeblendet und entsprechend nicht wahrgenommen. Gleichzeitig ist auch das Intervall Δt5 zu kurz, um z.B. als ein Flackern von dem Fahrer 12 wahrgenommen zu werden, so dass auch dieser den Eindruck einer gleichmäßigen Farbigkeit des Lichtes 10" (1) der Mehrfarben-Lichtquelle 4 hat. Dieses ist im gezeigten Beispiels jedoch ein deutlich orangeres Licht 10" als das Licht 10, 10', welches von einem Beobachter in der Umgebung 11 des Kraftfahrzeugs 2 wahrgenommen wird. Über eine Variation des Shuttersteuersignals s kann nun bei gleichbleibenden Farbsteuersignalen r, g, b dieser Eindruck der Farbigkeit bei dem Fahrer 12 geändert werden und die Farbigkeit somit an die Umgebungsverhältnisse angepasst werden, um eine optimale Sicht zu ermöglichen. Alternativ oder ergänzend können auch die Farbsteuersignale r, g, b angepasst werden, was den gleichen oder einen ähnlichen Effekt nach sich zieht. Auch eine Kombination in der Anpassung der beiden Steuersignalarten ist möglich. Entscheidend ist die relative Phase der jeweiligen Steuersignale s, r, g, b zueinander. So kann entsprechend den vorliegenden Verhältnissen im gezeigten Beispiel ein rotes, grünes oder blaues Farblicht R, G, B ganz oder teilweise aus dem von dem Fahrer 12 wahrgenommenen Licht 10" entfernt werden.
  • Grundsätzlich kann das Farbempfinden eines Betrachters hinter der optischen Komponente 8 (1) folglich auf drei Weisen beeinflusst werden: Es kann zunächst, insbesondere innerhalb eines Steuerzyklus, bei einer gleichbleibenden Farbsteuersignalen r, b, g das Shuttersteuersignal s verändert werden. Es kann dann das Zeitintervall, in welchem die optische Komponente 8 (1) transparent ist, relativ zu den Zeitintervallen der Farblichter R, B, G verschoben werden und/oder in seiner Länge verändert werden. Es können außerdem, wieder insbesondere innerhalb eines Steuerzyklus, bei gleichbleibendem Shuttersteuersignal s die Farbsteuersignals r, b, g verändert werden. Es können dann jeweils die Zeitintervalle, in denen die einzelnen Farblichter R, G, B aktiv sind, relativ zu dem Zeitintervall, in welchem die optische Komponente 8 (1) transparent ist, verschoben und/oder in ihrer jeweiligen Länge verändert werden. Werden sie nur verschoben, so ändert sich das Farbempfinden eines Betrachters vor der optischen Komponente 8 (1) nicht. Schließlich kann das Farbempfinden eines Betrachters im Strahlgang hinter der optischen Komponente 8 (1) auch durch eine Kombination der beiden beschriebenen Weisen beeinflusst werden.

Claims (9)

  1. Beleuchtungssystem für ein Kraftfahrzeug, mit einer Beleuchtungseinrichtung, welche - eine Mehrfarben-Lichtquelle, die mehrere unabhängig voneinander durch eine Farbsteuerungseinheit einstellbare Farblichtquellen hat, und - die Farbsteuerungseinheit zum Einstellen einer Farbigkeit eines von der Mehrfarben-Lichtquelle emittierten Lichtes umfasst, wobei - mittels der Farbsteuerungseinheit die Farbigkeit des emittierten Lichtes der Mehrfarben-Lichtquelle in vorgebbaren Zeitintervallen einstellbar ist, und - ein optisches Shuttersystem Teil des Beleuchtungssystems ist, wobei das Shuttersystem eine optische Komponente aufweist, welche in den vorgebbaren Zeitintervallen in ihrer Transparenz durch eine Shuttersteuereinheit in Abhängigkeit von der Farbigkeit der Mehrlichtquelle einstellbar ist, sodass die Farbigkeit der Mehrfarben-Lichtquelle zeitlich mit der Transparenz des Shuttersystems synchronisiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass - die optische Komponente des Shuttersystems eine Kraftfahrzeugscheibe ist.
  2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das durch die jeweiligen Farblichtquellen emittierte Farblicht gepulst ist und insbesondere das jeweilige gepulste Farblicht durch die Farblichtsteuereinheit einstellbar zu den Farblichtern der jeweils anderen Farblichtquellen gleichzeitig und/oder ungleichzeitig emittierbar ist.
  3. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Mehrfarben-Lichtquelle eine Laserlichtquelle mit insbesondere drei unterschiedlichen Farblasern, wiederum insbesondere einem roten, einem grünen und einem blauen Laser, als Farblichtquelle ist.
  4. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Farbsteuerungseinheit eine Helligkeit und/oder eine Intensität des jeweiligen von den unterschiedlichen Farblichtquellen emittierten Farblichts entsprechend einer Pulsweitenmodulation modulierbar ist.
  5. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeugscheibe eine Windschutzscheibe oder eine im Wesentlichen parallel zur Windschutzscheibe angeordnete Scheibe ist.
  6. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Shuttersteuereinheit mit der Farbsteuereinheit koppelbar ist, insbesondere über ein Bussystem gekoppelt ist.
  7. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Farbsteuereinheit die Farbigkeit, insbesondere eine Farbe und/oder eine Farbtemperatur und/oder ein Farbwiedergabeindex, des emittierten Lichtes mit einer Frequenz von mindestens 100Hz, insbesondere von mindestens 150Hz, bevorzugt von mindestens 200Hz, veränderbar ist.
  8. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Umgebungssensor Teil des Beleuchtungssystems ist, und durch die Shuttersteuereinheit die Transparenz der optischen Komponente in den vorgebbaren Zeitintervallen und/oder durch die Farbsteuereinheit die Farbigkeit des emittierten Lichtes in den vorgebbaren Zeitintervallen in Abhängigkeit einer von dem Umgebungssensor erfassten Umgebungsbedingung einstellbar ist.
  9. Verfahren zum Betreiben eines Beleuchtungssystems für ein Kraftfahrzeug, wobei das Beleuchtungssystems eine Beleuchtungseinrichtung, mit einer Mehrfarben-Lichtquelle, die mehrere unabhängig voneinander durch eine Farbsteuerungseinheit einstellbare Farblichtquellen umfasst, und mit der Farbsteuerungseinheit zum Einstellen einer Farbigkeit eines von der Mehrfarben-Lichtquelle emittierten Lichtes, umfasst, gekennzeichnet durch die Schritte: a) Einstellen der Farbigkeit des emittierten Lichtes der Mehrfarben-Lichtquelle in Zeitintervallen mittels der Farbsteuerungseinheit, und ein b) Einstellen einer Transparenz einer Kraftfahrzeugscheibe eines optischen Shuttersystems, welches Teil des Beleuchtungssystems ist, in den vorgebbaren Zeitintervallen in Abhängigkeit von der Farbigkeit der Mehrfarben-Lichtquelle mittels einer Shuttersteuereinheit.
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