DE102017210762A1

DE102017210762A1 - Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102017210762A1
Application number: DE102017210762.6A
Authority: DE
Inventors: Steffen Jentsch; Felix von Laffert; Phillip von Trotha; Tina Gehb; Sebastian Morgenstern
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG; Realeyes GmbH
Current assignee: Edl Rethschulte De GmbH; Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2017-06-27
Filing date: 2017-06-27
Publication date: 2018-12-27

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Multiapertur-Display (1) zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, wobei das Multiapertur-Display (1) ein Array von Objektiven (3, 4, 5) mit zugeordneten Aperturen umfasst. Jedes Objektiv (3, 4, 5) bildet eine andere Bildzone eines Bildträgers (6) optisch ab, wobei der Bildträger (6) im Betrieb des Multiapertur-Displays (1) mit einem Leuchtmittel (7) beleuchtet ist. Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Multiapertur-Display (1) ein 3D-Display ist, welches als vorgegebene Lichtverteilung ein oder mehrere Bilder in der Form von dreidimensionalen Objekten (O) generiert, wobei sich ein jeweiliges dreidimensionales Objekt (O) in Draufsicht auf das Multiapertur-Display (1) zumindest teilweise vor und/oder hinter dem Multiapertur-Display (1) befindet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, Multiapertur-Displays aus einem Array von Objektiven mit zugeordneten Aperturen in Beleuchtungsvorrichtungen für Kraftfahrzeuge zu verwenden.
In dem Dokument DE 10 2013 211 877 A1 ist ein Multiapertur-Display zur Projektion einer Lichtverteilung in der Form eines Lichtteppichs seitlich neben einem Kraftfahrzeug beschrieben.
Die Druckschrift DE 10 2014 219 371 A1 offenbart ein Kraftfahrzeug mit einer Beleuchtungseinrichtung, welche ein oder mehrere Multiapertur-Projektionsdisplays umfasst. Die Projektionsdisplays sind derart ausgestaltet, dass sie ein Gesamtbild mit einer durch den Fahrer des Kraftfahrzeugs wahrnehmbaren Symbolik in zumindest einer Projektionsebene erzeugen.
Die derzeit in Kraftfahrzeugen verwendeten Multiapertur-Displays benötigen zur Darstellung der Lichtverteilung Projektionsflächen und sind deshalb nur für bestimmte Einsatzzwecke im Kraftfahrzeug geeignet.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, mit der auf einfache Weise eine gut erkennbare Lichtverteilung generiert werden kann.
Diese Aufgabe wird durch die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ist für ein Kraftfahrzeug und insbesondere für einen PKW und gegebenenfalls auch für einen LKW vorgesehen. Sofern im Folgenden und insbesondere in den Patentansprüchen Wechselwirkungen zwischen der Beleuchtungsvorrichtung und dem Kraftfahrzeug bzw. Komponenten des Kraftfahrzeugs beschrieben werden, so ist dies immer dahingehend zu verstehen, dass die Wechselwirkung bei Anordnung bzw. Einbau der Beleuchtungsvorrichtung im Kraftfahrzeug auftritt. Die Komponenten der Beleuchtungsvorrichtung, die eine entsprechende Wechselwirkung mit dem Kraftfahrzeug bzw. Bauteilen des Kraftfahrzeugs haben, sind somit derart ausgestaltet, dass die Wechselwirkung bei Anordnung bzw. Einbau der Beleuchtungsvorrichtung im Kraftfahrzeug hervorgerufen wird.
Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein Multiapertur-Display zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, wobei das Multiapertur-Display ein Array aus Objektiven (oftmals auch als Mikroobjektive bezeichnet) mit zugeordneten Aperturen umfasst. Der Begriff des Objektivs ist hier und im Folgenden weit zu verstehen. Insbesondere kann ein Objektiv ggf. nur eine einzelne Linse umfassen oder auch komplexer aus mehreren Linsen aufgebaut sein. Vorzugsweise liegt dabei der Durchmesser eines jeweiligen Objektivs (d.h. der maximale Linsendurchmesser in einem jeweiligen Objektiv) zwischen 100 µm und 10 mm und besonders bevorzugt zwischen 500 µm und 2000 µm. Jedes Objektiv bildet eine andere Bildzone eines Bildträgers optisch ab, wobei der Bildträger im Betrieb des Multiapertur-Displays mit einem Leuchtmittel beleuchtet ist. Mit anderen Worten sind das Array aus Objektiven, der Bildträger und das Leuchtmittel Bestandteil des Multiapertur-Displays.
In einer bevorzugten Variante ist das Leuchtmittel ein flächiges Leuchtmittel, was z.B. durch die Anordnung einer oder mehrerer Lichtquellen hinter einer Streuscheibe erreicht werden kann. Als Lichtquellen des Leuchtmittels werden in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform eine oder mehrere LEDs verwendet. In einer Variante der Erfindung ist der Bildträger mit den darauf ausgebildeten Bildzonen durch belichtetes Fotomaterial realisiert, das durch das Leuchtmittel beleuchtet wird. Gegebenenfalls kann die Kombination aus Bildträger und Leuchtmittel jedoch auch als ein digitales Display ausgestaltet sein, d.h. die Bildzonen werden durch entsprechende Pixelbereiche auf dem digitalen Display realisiert.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass das Multiapertur-Display ein 3D-Display ist, welches als vorgegebene Lichtverteilung ein oder mehrere Bilder in der Form von dreidimensionalen Objekten generiert, wobei sich ein jeweiliges dreidimensionales Objekt in Draufsicht auf das Multiapertur-Display zumindest teilweise vor und/oder hinter dem Multiapertur-Display befindet. Hier und im Folgenden beziehen sich die Begriffe „vor“ bzw. „hinter“ immer auf die Richtung der Draufsicht auf das Multiapertur-Display, d.h. der Draufsicht auf die Anzeigefläche des Multiapertur-Displays.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass erstmalig ein Multiapertur-Display in der Form eines 3D-Displays in einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug zum Einsatz kommt. Solche 3D-Displays sind an sich bekannt. Insbesondere wird dabei ein 3D-Display basierend auf der sog. Lichtfeldtechnologie eingesetzt, welche dem Fachmann geläufig ist. Die einzelnen Bildzonen zeigen dabei die gleiche durch das Multiapertur-Display abzubildende Szene, jedoch aus unterschiedlichen Betrachtungspositionen. So simulieren die in den einzelnen Aperturen angezeigten Bilddaten das Verhalten von Schlüssellöchern bzw. Lochkameras, was großräumig zusammengesetzt die Wiedergabe von dreidimensionalen Objekten ermöglicht. Displays basierend auf der Lichtfeldtechnologie werden von der REALEYES GmbH hergestellt.
In einer bevorzugten Variante wird in der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ein 3D-Display eingesetzt, das in der Patentschrift DE 10 2008 008 232 B4 beschrieben ist. Ebenso kann ein 3D-Display mit dem Aufbau entsprechend der Patentanmeldung DE 10 2011 000 947 A1 verwendet werden. Beide der genannten Patentdokumente gehen auf die REALEYES GmbH zurück. Die Funktionsweise der 3D-Displays aus diesen Dokumenten wird in der detaillierten Beschreibung näher erläutert. Solche 3D-Displays weisen in der Regel eine sehr hohe Dichte an Objektiven auf, die im Bereich von 100 Stück pro m² liegt. Je nach Einsatzbereich im Kraftfahrzeug kann ein entsprechendes 3D-Display somit deutlich mehr als 1.000 Objektive umfassen. Insbesondere kann die Anzahl der Objektive bei 10.000 und mehr liegen.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung weist den Vorteil auf, dass ansprechende Lichtverteilungen im Raum erzeugt werden können. Dreidimensionale Objekte, die dabei vor dem Multiapertur-Display erzeugt werden, stellen reelle Bilder dar, wohingegen es sich bei dreidimensionalen Objekten hinter dem Multiapertur-Display um virtuelle Bilder handelt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform befinden sich eines oder mehrere der dreidimensionalen Objekte jeweils zumindest teilweise und gegebenenfalls auch ganz außerhalb des Bauraums der Beleuchtungsvorrichtung. Hierdurch kann sehr gut ein dreidimensionaler Tiefeneffekt erzeugt werden.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfassen die Objektive jeweils eine erste Linse mit einer vorderen konkaven Linsenfläche und einer hinteren konvexen Linsenfläche sowie eine zweite Linse mit eine vorderen konvexen Linsenfläche und einer hinteren planen Linsenfläche, wobei die zweite Linse hinter der ersten Linse liegt. Vorzugsweise sind die ersten Linsen und entsprechend auch die zweiten Linsen in einer Linsenplatte ausgebildet. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung sind die Aperturen der jeweiligen Objektive durch Blendenöffnungen in zumindest einer Blendenplatte gebildet. Der soeben beschriebene Aufbau basierend auf ersten und zweiten Linsen bzw. Blendenöffnungen ist auch in den oben genannten Dokumenten DE 10 2008 008 232 B4 und DE 10 2011 000 947 A1 gezeigt.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung ist das verwendete Leuchtmittel ein monochromatisches Leuchtmittel, d.h. das Leuchtmittel strahlt im Betrieb monochromatisches Licht ab. Insbesondere kann das Leuchtmittel rotes Licht abstrahlen, falls das Multiapertur-Display z.B. in einer Kraftfahrzeug-Heckleuchte verwendet wird. Nichtsdestotrotz besteht auch die Möglichkeit, dass das Leuchtmittel weißes Licht abstrahlt, das gegebenenfalls über eine oder mehrere farbige Scheiben in monochromatisches Licht gewandelt werden kann.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung eine Kraftfahrzeug-Außenleuchte. Insbesondere ist diese Außenleuchte dabei eine Heckleuchte, wie bereits oben erwähnt wurde. Das Multiapertur-Display ist in diesem Fall vorzugsweise zur Anzeige des Schlusslichts eingerichtet. Nichtsdestotrotz kann die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung gegebenenfalls auch ein Kraftfahrzeug-Scheinwerfer oder eine Innenbeleuchtung im Kraftfahrzeug sein.
In einer weiteren bevorzugten Variante umfasst die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung eine vor dem Multiapertur-Display angeordnete transmissive Scheibe, wobei die Scheibe vorzugsweise eine Abdeckscheibe der Beleuchtungsvorrichtung ist. Der Begriff „transmissiv“ ist dabei weit zu verstehen und hierunter fällt auch eine teilweise Durchlässigkeit der Scheibe für Licht aus dem Inneren der Beleuchtungsvorrichtung. Gegebenenfalls kann die Scheibe auch transparent ausgestaltet sein, d.h. sie ist nicht-lichtstreuend und hat einen Transmissionsgrad von im Wesentlichen 100 %.
In einer bevorzugten Variante der soeben beschriebenen Ausführungsform umfasst die Scheibe und insbesondere die Abdeckscheibe einen transmissiven lichtstreuenden Bereich. Dieser lichtstreuende Bereich kann z.B. durch eine Narbung auf der Scheibe oder auch auf andere Art und Weise gebildet sein. Der Begriff des lichtstreuenden Bereichs ist dabei weit zu verstehen und insbesondere kann ein solcher Bereich auch aus mehreren disjunkten Teilbereichen bestehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfassen das oder die dreidimensionalen Objekte zumindest ein vorderes Objekt, welches sich vor dem Multiapertur-Display befindet, wobei der transmissive lichtstreuende Bereich zumindest teilweise auf und/oder innerhalb des zumindest einen vorderen Objekts liegt, wodurch ein Schnittbereich zwischen dem zumindest einen vorderen Objekt und der Scheibe gebildet wird. Durch die Ausbildung eines transmissiven lichtstreuenden Bereichs an der Position eines vorderen Objekts wird die Darstellung des Objekts als Leuchtfläche ermöglicht, deren Sichtbarkeit nicht auf bestimmte Blickrichtungen beschränkt ist. Der Schnittbereich zwischen dem zumindest einen vorderen Objekt und der Scheibe ist vorzugsweise identisch mit dem transmissiven lichtstreuenden Bereich der Scheibe.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die Scheibe einen transmissiven nicht-lichtstreuenden Bereich, gegebenenfalls auch in Kombination mit dem oben beschriebenen lichtstreuenden Bereich. Wie der lichtstreuende Bereich kann auch der nicht-lichtstreuende Bereich durch eine Vielzahl von Teilbereichen gebildet sein. In einer besonders bevorzugten Variante dieser Ausführungsform umfassen das oder die dreidimensionalen Objekte zumindest ein hinteres Objekt, welches sich hinter der Scheibe, vorzugsweise hinter dem Multiapertur-Display und besonders bevorzugt hinter dem Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung, befindet, wobei das zumindest eine hintere Objekt zumindest teilweise über den transmissiven nicht-lichtstreuenden Bereich für einen Betrachter einsehbar ist. Hierdurch kann eine ansprechende Tiefenwirkung erzeugt werden. Beispielsweise können hintere Objekte in der Form von hintereinander angeordneten Ringen generiert werden, wobei die Ringe vorzugsweise ein vorderes dreidimensionales Objekt umgeben.
Neben der oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, welches eine oder mehrere der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtungen bzw. eine oder mehrere bevorzugte Varianten dieser Beleuchtungsvorrichtungen umfasst.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
Es zeigen:

1 eine perspektivische schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Multiapertur-Displays, welches in einer Ausführungsform der Erfindung verwendet wird;
2 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung in der Form einer linken Heckleuchte; und
3 eine schematische Darstellung zur Verdeutlichung der Wiedergabe eines dreidimensionalen Objekts auf der Abdeckscheibe der Beleuchtungsvorrichtung aus 2.

Nachfolgend wird eine Ausführungsform der Erfindung basierend auf einer Beleuchtungsvorrichtung in der Form einer Kraftfahrzeug-Heckleuchte beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Heckleuchten beschränkt und kann auch in anderen Außenleuchten, wie z.B. Scheinwerfern, und gegebenenfalls auch in Innenraumbeleuchtungen eines Kraftfahrzeugs zum Einsatz kommen.
Erfindungsgemäß wird erstmalig ein an sich bekanntes Multiapertur-Display in der Form eines 3D-Mikrolinsen-Arrays in einer Kraftfahrzeug-Beleuchtungsvorrichtung verwendet. Mit einem solchen Mikrolinsen-Array können dreidimensionale Objekte sowohl vor als auch hinter der entsprechenden Beleuchtungsvorrichtung für den Betrachter sichtbar gemacht werden. Zum besseren Verständnis wird zunächst die Technologie des 3D-Mikrolinsen-Arrays erläutert. Vorzugsweise werden im Rahmen der Erfindung dabei 3D-Mikrolinsen-Arrays der REALEYES GmbH genutzt, wie bereits im Vorangegangenen erwähnt wurde.
1 zeigt in schematischer Darstellung den Aufbau eines 3D-Mikrolinsen-Arrays. Dieser Aufbau ist im Wesentlichen auch in dem Dokument DE 10 2008 008 232 B4 gezeigt. Das in 1 dargestellte Display ist mit Bezugszeichen 1 bezeichnet und umfasst auf der Seite des Lichtaustritts (d.h. der Oberseite der 1) eine Deckschicht 2, an die sich eine erste Linsenplatte 3 in der Form einer Meniskuslinsenschicht anschließt. Die Oberseite der ersten Linsenplatte bildet eine konkave Linsenoberfläche 301 und die Unterseite der Linsenplatte stellt eine konvexe Linsenoberfläche 302 dar. Jeweils ein Paar von konkaven bzw. konvexen Wölbungen der Oberflächen 301 und 302 sind in vertikaler Richtung der 1 fluchtend zueinander angeordnet. Beispielhaft ist ein solches Paar mit Bezugszeichen 303 bezeichnet. Jedes Paar stellt eine Ausführungsform einer ersten Linse im Sinne der Patentansprüche dar.
An die Meniskuslinsenschicht 3 schließt sich eine Blende 4 mit Blendenöffnungen 401 an, wobei eine jeweilige Blendenöffnung mit einer entsprechenden Linse 303 in vertikaler Richtung fluchtend ausgerichtet ist. Die Blende 4 ist von der Meniskuslinsenschicht 3 über entsprechende Abstandshalter beabstandet. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist nur eine der Blendenöffnungen mit Bezugszeichen 401 bezeichnet. Ferner wurden Bezugszeichen für die Abstandshalter weggelassen.
In vertikaler Richtung nach unten folgt auf die Blende 4 eine zweite Linsenplatte 5, die ebenfalls über Abstandshalter von der Blende beabstandet ist. Die zweite Linsenplatte bildet auf der Oberseite eine konvexe Linsenoberfläche 501, wohingegen die Unterseite eine plane Linsenoberfläche 502 ist. Die Kombination aus einer konvexen Wölbung auf der Linsenoberfläche 501 mit darunterliegendem Bereich der planen Linsenoberfläche 502 entspricht einer zweiten Linse im Sinne der Patentansprüche. Beispielhaft ist eine solche zweite Linse in 1 mit Bezugszeichen 503 bezeichnet.
Jede der Linsen 503 ist jeweils in vertikaler Richtung fluchtend mit einer der Blendenöffnungen 401 und einer der entsprechenden Linsen 303 der Meniskuslinsenschicht 3 ausgerichtet. Auf diese Weise wird eine Vielzahl von Mikroobjektiven gebildet. Auf die Mikroobjektive folgt ein Bildträger 6 in der Form eines belichteten Mikrofilms, der im Wesentlichen in der Brennebene der jeweiligen Mikroobjektive angeordnet ist und eine Vielzahl von Bildzonen aufweist, wobei eine jeweilige Bildzone direkt unterhalb eines entsprechenden Mikroobjektivs liegt. Jede Bildzone gibt dabei die gleiche Szene aus unterschiedlichen Perspektiven wieder, wodurch insgesamt auf dem Bildträger dreidimensionale Informationen der Szene gespeichert werden. Eine entsprechende Belichtung des Mikrofilms zur Speicherung der dreidimensionalen Informationen ist dem Fachmann geläufig und auch in der oben genannten Druckschrift DE 10 2008 008 232 B4 beschrieben.
Hinter dem Bildträger 6 des Mikrolinsen-Arrays der 1 befindet sich ferner ein lediglich schematisch dargestelltes flächiges Leuchtmittel 7, das im Betrieb des Displays den Bildträger von hinten beleuchtet und hierdurch entsprechende dreidimensionale Objekte als reelle bzw. virtuelle Bilder generiert, wie weiter unten noch näher beschrieben wird.
Das 3D-Display der 1 beruht auf der sog. Lichtfeldtechnologie. Dabei wird über das jeweilige Mikroobjektiv ein Schlüsselloch bzw. eine Lochkamera simuliert. Gemäß dieser Simulation sieht man bei großem Abstand vom Display im Wesentlichen nur einen Bildpunkt der entsprechenden Bildzone durch jedes Schlüsselloch, jedoch in jeder Blickrichtung einen anderen. Durch unterschiedliche Darstellung der Szene in den jeweiligen Bildzonen kann dann eine räumliche Wiedergabe von dreidimensionalen Objekten hinter dem Display in der Form sog. virtueller Bilder erreicht werden. Alternativ oder zusätzlich können für entsprechende Szenen auch dreidimensionale Objekte vor dem Display als reelle Bilder dargestellt werden, wobei in diesem Fall die Bildpunkte der jeweiligen Bildzonen in Richtung eines anzuzeigenden Objektpunkts den gleichen Bildpunktwert aufweisen, d.h. bei farblicher Wiedergabe der gleichen Farbe entsprechen. Auf diese Weise erscheint der jeweilige Objektpunkt an der geplanten räumlichen Position, wodurch ein reelles dreidimensionales Bild vor das Display in den leeren Raum projiziert wird.
Gemäß 2 wird ein 3D-Display der soeben beschriebenen Technologie in einer Heckleuchte 8 verbaut, um hierdurch einen ansprechenden dreidimensionalen Effekt zu generieren. Die Heckleuchte ist von einer umlaufenden Chromblende 9 umgeben und auf der Vorderseite der Heckleuchte befindet sich eine Abdeckscheibe, die transparent ist, so dass sie nicht separat aus 2 ersichtlich ist. Eine entsprechende Abdeckscheibe ist jedoch in 3 mit Bezugszeichen 10 bezeichnet. Hinter der Abdeckscheibe befindet sich ein in horizontaler Richtung verlaufender Blinker 12, der lediglich schematisch durch eine Schraffur angedeutet ist. Dieser Blinker kann beispielsweise als Schaufelreflektor mit darin integrierten LEDs ausgestaltet sein, wobei die LEDs gelbes Licht abstrahlen. Rechts neben dem Blinker 12 befindet sich das Bremslicht 13, das auch nur schematisch durch eine Schraffur angedeutet ist. Das Bremslicht kann als Reflektor mit darin integrierter LED ausgestaltet sein, die rotes Licht abgibt.
Im hinteren Teil der Heckleuchte 8 befindet sich das anhand von 1 beschriebene Display 1, welches aus Übersichtlichkeitsgründen rein in weißer Farbe wiedergegeben ist teilweise durch den Blinker 12 verdeckt ist. In dem Szenario der 2 ist dieses Display angeschaltet und erzeugt ein reelles Bild in der Form eines dreidimensionalen Objekts O, welches an der Abdeckscheibe der Heckleuchte positioniert ist und das Schlusslicht der Heckleuchte darstellt. Dieses Objekt ist in 2 durch eine einfache Schraffur angedeutet und umfasst einen schräg verlaufenden dicken Balken L1 und einen schräg verlaufenden dünnen Balken L2 sowie zwei horizontal verlaufende Balken L3 und L4. Der Balken L3 befindet benachbart zu den unteren Enden der Balken L1 und L2 und weist an seinem rechten Ende einen vertikalen Fortsatz nach oben auf, so dass er eine L-förmige Gestalt hat. Demgegenüber ist der Balken L4 an der Unterkante der Chromblende 9 angeordnet und erstreckt sich nur in horizontaler Richtung.
Zur Erzeugung der Balken des Objekts O wird in dem 3D-Display 1 ein Leuchtmittel verwendet, welches in roter Farbe leuchtet. Analog sind auch die einzelnen Bildzonen auf dem Bildträger des Displays 1 in roter Farbe dargestellt. Dies hat zur Folge, dass das Objekt O in roter Farbe leuchtet, wie es für ein Schlusslicht erwünscht ist. Eine Anzeige des Objekts in roter Farbe kann auch durch ein rotes Leuchtmittel und Bildzonen in schwarz-weiß oder durch ein weißes Leuchtmittel mit roten Bildzonen und/oder roter Abdeckscheibe erreicht werden. Ist das Leuchtmittel rot, beschränkt sich das Streulicht auf rotes Licht, was oftmals erwünscht ist. Wie erwähnt, liegt das Objekt O an der Abdeckscheibe 10 der Heckleuchte 8. Für den Betrachter entsteht somit der Eindruck, dass das Schlusslicht direkt an der Abdeckscheibe liegt, obwohl es durch ein entfernt von der Abdeckscheibe angeordnetes Display erzeugt wird. Auf diese Weise wird ein ansprechendes Design erreicht.
Gegebenenfalls kann in der Ausführungsform der 2 der Bereich der Abdeckscheibe, an dem die Balken L1, L2, L3 und L4 des Objekts O liegen, lichtstreuend ausgestaltet sein, z.B. indem auf die Abdeckscheibe eine Narbung angebracht wird.
Durch die Streuung des Lichts wird sichergestellt, dass das Schlusslicht kontinuierlich aus beliebigen Betrachtungswinkeln wahrgenommen werden kann.
In einer weiteren abgewandelten Ausführungsform ist die Abdeckscheibe mit Ausnahme der Bereichs vor dem Blinker 12 rot eingefärbt, wobei auch in einer solcher eingefärbten Scheibe bei Bedarf die obigen lichtstreuenden Bereiche ausgebildet sein können.
In einer weiteren Modifikation können durch das Display 1 nicht nur Objekte im Bereich der Abdeckscheibe der Heckleuchte generiert werden, sondern es können auch dreidimensionale Objekte hinter dem Display zur Anzeige gebracht werden, indem die oben beschriebenen virtuellen Bilder erzeugt werden. Beispielsweise können virtuelle Bilder in der Form von Ringen hinter dem Display generiert werden, wodurch ein ansprechender dreidimensionaler Tiefeneffekt für das Schlusslicht erzeugt wird.
3 verdeutlicht nochmals in einer schematischen Darstellung die Generierung eines dreidimensionalen Objekts vor dem Multiapertur-Display 1 unter Verwendung einer Narbung auf der Abdeckscheibe. Im linken Teil der 1 ist rein schematisch die Wiedergabe eines dreidimensionalen Objekts in der Form des Buchstabens „F“ als reelles Bild vor dem entsprechenden Display 1 gezeigt. Um eine gute Sichtbarkeit dieses Objekts aus beliebigen Winkeln zu gewährleisten, wird die in der Mitte der 3 dargestellte Abdeckscheibe 10 im Bereich 11 mittels einer Narbung lichtstreuend ausgebildet, wohingegen der andere Bereich der Abdeckscheibe weiterhin transparent bleibt. Der Bereich 11 entspricht dabei der Kontur des Objekts O auf der Abdeckscheibe 10. Wie im rechten Teil der 3 gezeigt, hat dies zur Folge, dass das dreidimensionale Objekt O genau den lichtstreuenden Bereich 11 abdeckt. Dies hat den Vorteil, dass über den restlichen transparenten Bereich der Abdeckscheibe 10 weiterhin Objekte hinter dem Display 1 in der Form von virtuellen Bildern (sofern vorhanden) sichtbar bleiben und hierdurch ein Tiefeneffekt erreicht wird. Beispielhaft ist in 3 ein virtuelles Bild in der Form eines weiteren Buchstabens „F“ hinter dem Multiapertur-Display 1 wiedergegeben. Analog wie der Buchstabe vor dem Display ist auch dieser Buchstabe mit dem Bezugszeichen O bezeichnet.
Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird erstmalig ein Multiapertur-Display zur Wiedergabe von dreidimensionalen Objekten in einer Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs integriert. Auf diese Weise können ansprechende Lichteffekte generiert werden, indem dreidimensionale Objekte im Raum als reelle bzw. virtuelle Bilder angezeigt werden. Im Besonderen kann dabei der Eindruck von optischer Tiefe über den Bauraum der Beleuchtungsvorrichtung hinaus vermittelt werden. Darüber hinaus kann durch die Projektion von dreidimensionalen Objekten auf einen lichtstreuenden Bereich einer Abdeckscheibe eine homogene leuchtende Fläche generiert werden, die sehr gut aus beliebigen Betrachtungswinkeln sichtbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Multiapertur-Display
2: Deckschicht
3: erste Linsenplatte
301: konkave Linsenoberfläche
302: konvexe Linsenoberfläche
303: erste Linse
4: Blende
401: Blendenöffnung
5: zweite Linsenplatte
501: konvexe Linsenoberfläche
502: plane Linsenoberfläche
503: zweite Linse
6: Bildträger
7: Leuchtmittel
8: Heckleuchte
9: Blende
10: Abdeckscheibe
11: lichtstreuender Bereich
12: Blinker
13: Rückfahrlicht
O: dreidimensionales Objekt
L1, L2, L3, L4: Teilbereiche des dreidimensionalen Objekts

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102013211877 A1 [0003]
DE 102014219371 A1 [0004]
DE 102008008232 B4 [0013, 0016, 0028, 0031]
DE 102011000947 A1 [0013, 0016]

Claims

Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, umfassend ein Multiapertur-Display (1) zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, wobei das Multiapertur-Display (1) ein Array von Objektiven (3, 4, 5) mit zugeordneten Aperturen umfasst, wobei jedes Objektiv (3, 4, 5) eine andere Bildzone eines Bildträgers (6) optisch abbildet, wobei der Bildträger (6) im Betrieb des Multiapertur-Displays (1) mit einem Leuchtmittel (7) beleuchtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Multiapertur-Display (1) ein 3D-Display ist, welches als vorgegebene Lichtverteilung ein oder mehrere Bilder in der Form von dreidimensionalen Objekten (O) generiert, wobei sich ein jeweiliges dreidimensionales Objekt (O) in Draufsicht auf das Multiapertur-Display (1) zumindest teilweise vor und/oder hinter dem Multiapertur-Display (1) befindet.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich eines oder mehrere der dreidimensionalen Objekte (O) jeweils zumindest teilweise außerhalb des Bauraums der Beleuchtungsvorrichtung (8) befinden.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Objektive (3, 4, 5) jeweils eine erste Linse (303) mit einer vorderen konkaven Linsenfläche (301) und einer hinteren konvexen Linsenfläche (302) sowie eine zweite Linse (503) mit einer vorderen konvexen Linsenfläche (301) und einer hinteren planen Linsenfläche (302) umfassen, wobei die zweite Linse (503) hinter der ersten Linse (303) liegt.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Aperturen der jeweiligen Objektive (3, 4, 5) durch Blendenöffnungen (401) in zumindest einer Blendenplatte (4) gebildet sind.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung (8) eine Kraftfahrzeug-Außenleuchte ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftfahrzeug-Außenleuchte eine Heckleuchte ist, wobei das Multiapertur-Display (1) vorzugsweise zur Anzeige des Schlusslichts eingerichtet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine vor dem Multiapertur-Display (1) angeordnete transmissive Scheibe (10) umfasst, wobei die Scheibe (10) vorzugsweise eine Abdeckscheibe der Beleuchtungsvorrichtung (8) ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (10) einen transmissiven lichtstreuenden Bereich (11) umfasst, der vorzugsweise durch einen Narbung auf der Scheibe (10) gebildet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die dreidimensionalen Objekte (O) zumindest ein vorderes Objekt umfassen, welches sich vor dem Multiapertur-Display (1) befindet, wobei der lichtstreuende Bereich (11) zumindest teilweise auf und/oder innerhalb des zumindest einen vorderen Objekts liegt, wodurch ein Schnittbereich zwischen dem zumindest einen vorderen Objekt und der Scheibe (10) gebildet wird.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittbereich im Wesentlichen identisch mit dem lichtstreuenden Bereich (11) der Scheibe (10) ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (10) einen transmissiven nicht-lichtstreuenden Bereich umfasst.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die dreidimensionalen Objekte (O) zumindest ein hinteres Objekt umfassen, welches sich hinter der Scheibe, vorzugsweise hinter dem Multiapertur-Display (1), befindet, wobei das zumindest eine hintere Objekt zumindest teilweise über den nicht-lichtstreuenden Bereich der Scheibe (10) einsehbar ist.
Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug eine oder mehrere Beleuchtungsvorrichtungen (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche umfasst.