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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Scheibensystem nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein damit ausgestattetes Fahrzeug bzw. eine Verwendung eines derartigen Scheibensystems in einem Fahrzeug. Ein derartiges Scheibensystem ist aus dem Stand der Technik beispielsweise der Gebäudetechnik oder der Automobiltechnik bekannt und weist auf:
- - eine Scheibe, die eine mittels eines Transparenzsteuersignals ansteuerbar transparenzveränderliche Schicht aufweist, und
- - eine Steuereinrichtung, die dazu ausgebildet ist, das Transparenzsteuersignal zu erzeugen, um damit eine bestimmte Transparenz der transparenzveränderlichen Schicht einzustellen.
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Derartige Systeme, bei denen die optische Transmissivität einer Scheibe durch ein Transparenzsteuersignal gesteuert werden kann, sind für eine Vielzahl von Anwendungen von großem Interesse. Als Beispiel sei die Verwendung in einem Fahrzeug genannt, bei welcher die Scheibe einen Abschnitt einer Außenhaut des Fahrzeuges („Fahrzeugfenster“) darstellt.
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Bei Verwendung in einem Fahrzeug kann eine angesteuert verringert eingestellte Transparenz einer betreffenden Scheibe (bzw. zumindest eines Teils der Scheibe) z. B. ein stärkeres Aufheizen eines Fahrzeuginnenraumes im Inneren des Fahrzeuges durch Sonneneinstrahlung verhindern, oder z. B. die Funktionalität einer Sonnenblende implementieren (z. B. in einem oberen Teil einer Frontscheibe des Fahrzeuges), oder z. B. der Schaffung einer Uneinsehbarkeit und somit Privatsphäre im Fahrzeuginnenraum dienen.
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Falls situationsbedingt keine derartige Funktion der Scheibe erforderlich oder gewünscht wird, so kann vorteilhaft durch das Transparenzsteuersignal angesteuert auch eine relativ hohe Transparenz der betreffenden Scheibe bewerkstelligt werden.
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Ferner ist es aus dem Stand der Technik bekannt, zum Aufenthalt von Personen vorgesehene Räume wie z. B. auch einen Fahrzeuginnenraum eines Fahrzeuges mit Beleuchtungssystemen aufweisend wenigstens eine ansteuerbare Lichtquelle auszustatten.
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Beispielsweise ist eine Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraums bei schlechten Umgebungslichtverhältnissen und besonders bei Dunkelheit auf Wunsch eines Fahrzeuginsassen zu gewährleisten. Grund des Beleuchtungswunsches ist oftmals die mit der Helligkeitserhöhung verbundene Erleichterung beim Suchen von Gegenständen oder beim Lesen. Nachteilig ist hierbei z. B. oftmals der zur Unterbringung von Lichtquellen (Leuchten) im Fahrzeug benötigte Bauraum.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, den Einsatzbereich und Einsatznutzen einer transparenzveränderlichen Scheibe eines Scheibensystems der eingangs genannten Art zu vergrößern.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Scheibensystem der eingangs genannten Art dadurch gelöst,
- - dass die Scheibe ferner eine mittels eines Lichtsteuersignals ansteuerbar zum Leuchten bringbare Schicht aufweist, und
- - dass die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet ist, das Lichtsteuersignal zu erzeugen, um damit eine bestimmte Lichtintensität der zum Leuchten bringbaren Schicht einzustellen,
- - wobei das Transparenzsteuersignal und das Lichtsteuersignal derart koordiniert erzeugt werden, dass damit eine überhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegende Lichtintensität eines von der zum Leuchten bringbaren Schicht erzeugten und durch die transparenzveränderliche Schicht hindurch aus der Scheibe austretenden Austrittslichts verhindert wird.
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Vorteilhaft ist damit dem Scheibensystem eine zusätzliche Funktion als Lichtquelle (Beleuchtung) verliehen, was in der betreffenden Verwendungssituation z. B. eigens zur Beleuchtung vorgesehene Lichtquellen entbehrlich macht.
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Außerdem ist es mit der Erfindung möglich, in einfacher Weise und gewissermaßen ohne zusätzlichen Bauraum eine sogar relativ großflächige Leuchte zu realisieren, nämlich je nach Grö-βe der betreffenden Scheibe bzw. Größe desjenigen Flächenbereiches der Scheibe (ggf. die ganze Scheibenfläche), in welchem sich die zum Leuchten bringbare Schicht erstreckt.
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Beispielsweise im Automobilbereich bekannte Leselampen sind heutzutage per Leuchtmittel meist punktuell an einem „Fahrzeughimmel“ und/oder über einem Fahrzeugfenster angebracht, wobei die Qualität dieser Art der Beleuchtung von Nutzern oftmals als mittelmäßig empfunden wird. Mit der Erfindung sind insofern vorteilhaft neuartige Positionen von Lichtquellen zur Beleuchtung eines Fahrzeuginnenraumes realisierbar.
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Mit der Erfindung kann ferner z. B. in Ländern mit phasenweise oder permanent niedrigem Sonneneintrag ein großer Mehrwert darin bestehen, dass durch die mittels (wenigstens) einer Scheibe geschaffene Beleuchtung optional auch z. B. ein künstlicher Sonnenersatz erzeugt werden kann (zum Vorbeugen von Winterdepressionen, Mangel an Vitamin D, usw.).
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Der hier verwendete Begriff „Licht“ soll bedeuten, dass die zum Leuchten bringbare Schicht in jedem Fall zur Erzeugung elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereich angesteuert werden kann. Insbesondere kann das erzeugte Licht „weiß“ sein, wie für Beleuchtungszwecke üblich. Optional kann auch die Erzeugung im Ultraviolettbereich und/oder Infrarotbereich (Wärmestrahlung) vorgesehen sein.
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Der hier verwendete Begriff „Lichtintensität“ kann in unterschiedlicher Weise definiert sein, insbesondere z. B. als die Lichtleistung (in Watt) oder als der Lichtstrom (in Lumen).
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Die Transparenzveränderlichkeit der transparenzveränderlichen Schicht für weißes Licht sollte zumindest den Bereich von 0,2 bis 0,4, bevorzugt zumindest den Bereich von 0,1 bis 0,5 (Transmissionsgrad) abdecken. Alle übrigen Schichten der Scheibe sollten für weißes Licht möglichst transparent sein, z. B. insgesamt einen Transmissionsgrad von mindestens 0,6 und weiter bevorzugt mindestens 0,7 besitzen.
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In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die transparenzveränderliche Schicht über mindestens 20%, insbesondere mindestens 50%, einer Gesamtfläche der Scheibe.
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In einer speziellen Ausführungsform erstreckt sich die transparenzveränderliche Schicht wenigstens annähernd über die gesamte (100%) Scheibenfläche.
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In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die zum Leuchten bringbare Schicht über mindestens 20%, insbesondere mindestens 50%, einer Gesamtfläche der Scheibe.
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In einer speziellen Ausführungsform erstreckt sich die zum Leuchten bringbare Schicht wenigstens annähernd über die gesamte (100%) Scheibenfläche.
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Zur Realisierung der erfindungsgemäß vorgesehenen koordinierten Erzeugung des Transparenzsteuersignals und des Lichtsteuersignals ist ein gewisser Überlapp der einerseits von der transparenzveränderlichen Schicht und andererseits von der zum Leuchten bringbaren Schicht beanspruchten Scheibenfläche erforderlich.
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In einer diesbezüglich bevorzugten Ausführungsform sind die beiden genannten Schichten, in Draufsicht der Scheibe betrachtet, wenigstens annähernd einander vollständig überlappend, d. h. wenigstens annähernd deckungsgleich vorgesehen.
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Abweichend davon kann jedoch insbesondere auch vorgesehen sein, dass in Draufsicht der Scheibe betrachtet die transparenzveränderliche Schicht wesentlich größer als die zum Leuchten bringbare Schicht ist, wobei in diesem Fall besonders vorteilhaft die von der zum Leuchten bringbaren Schicht beanspruchte Fläche vollständig innerhalb der von der transparenzveränderlichen Schicht beanspruchten Fläche liegt.
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Die Scheibe kann z. B. ein wenigstens annähernd rechteckiges Format besitzen und hierbei eben oder aber gekrümmt sein.
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Die koordinierte Erzeugung des Transparenzsteuersignals und des Lichtsteuersignals ermöglicht vorteilhaft Verwendungen, bei denen es gewünscht oder sogar erforderlich ist, dass die Scheibe das erzeugte Licht im Wesentlichen nur einseitig abstrahlt, wobei die entsprechende („abstrahlende“) Scheibenseite nachfolgend auch als „Innenseite“ der Scheibe bezeichnet wird, wohingegen eine Abstrahlung („Austrittslicht“) auf der entgegengesetzten anderen Seite, die nachfolgend auch als „Außenseite“ der Scheibe bezeichnet wird, mehr oder weniger stark gedämpft wird.
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Eine in dieser Hinsicht besonders interessante Verwendung des Scheibensystems ergibt sich in einem Fahrzeug, wobei die Scheibe des Scheibensystems einen Abschnitt einer Außenhaut des Fahrzeuges, also ein „Fahrzeugfenster“ darstellt.
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Bei dem Fahrzeug kann es sich insbesondere z. B. um ein Straßenkraftfahrzeug wie z. B. einen PKW oder einen LKW handeln.
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Die erfindungsgemäße Verhinderung einer überhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegenden Lichtintensität des „Austrittslichts“ (an der Außenseite der Scheibe) ermöglicht vorteilhaft z. B. die Erfüllung gesetzlicher Regelungen betreffend Lichtabstrahlungen an Fahrzeugen. Derartige Regelungen sind zumeist sehr restriktiv im Hinblick auf jegliche Abstrahlungen, die andere Verkehrsteilnehmer stören, beeinflussen oder verwirren könnten. Demgegenüber ist mit der Erfindung insbesondere auch bei einer relativ großflächigen oder ganzflächigen Lichterzeugung in der Scheibe möglich, das „Austrittslicht“ durch entsprechende Wahl des genannten Schwellwerts so gering wie gewünscht bzw. erforderlich zu halten.
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Im Rahmen der Erfindung kann hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung der transparenzveränderlichen Schicht vorteilhaft auf diesbezüglichen Stand der Technik zurückgegriffen werden.
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Beispielsweise ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die transparenzveränderliche Schicht eine erste Schicht, die transparenzveränderlich ist, und beiderseits davon jeweils eine transparente elektrisch leitfähige Steuerschicht aufweist, um entsprechend einer an den Steuerschichten angelegten (Transparenz-)Steuerspannung die Einstellung der bestimmten Transparenz bewirken zu können.
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Entsprechende bekannte Technologien, die auch für die Erfindung nutzbar sind, sind z. B. „suspended particle devices“ (SPD)-, „polymer dispersed liquid crystal“ (PDLC)- und elektrochrome (EC)-Technologie.
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Die beiden genannten Steuerschichten stellen „flächige Kontaktelektroden“ dar, mittels welcher eine elektrische Steuerspannung über der dazwischen angeordneten Schicht angelegt werden kann, deren Transparenz von dieser Steuerspannung abhängig ist. Jede der beiden Steuerschichten ist bevorzugt aus einem transparenten elektrisch leitfähigen Material gebildet, und in einer speziellen Ausführungsform z. B. auf der Grundlage von Indiumzinnoxid (ITO) gebildet.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die transparenzveränderliche Schicht dazu ausgebildet ist, eine verringerte Transparenz wenigstens teilweise durch eine erhöhte Reflektivität zu realisieren (Der Begriff „Transparenz“ im Sinne der Erfindung kann insofern „breit“ verstanden werden, etwa als ein Maß für den Anteil des von der Seite der zum Leuchten bringbaren Schicht auf die transparenzveränderliche Schicht fallenden Lichts, der auf der anderen Seite der transparenzveränderlichen Schicht „wieder austritt“, also unabhängig davon, ob eine entsprechende Lichtabschwächung hierbei durch Absorption und/oder Reflexion erfolgt).
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Für diese Ausführungsform kann insbesondere z. B. die bereits genannte elektrochrome (EC)-Technologie eingesetzt werden. Ein besonderer Vorteil der Ausführungsform besteht darin, dass das von der zum Leuchten bringbaren Schicht erzeugte Licht effizienter zur Abstrahlung auf der Innenseite der Scheibe genutzt wird. In dieser Hinsicht ist des Weiteren z. B. eine Implementierung möglich, bei der die transparenzveränderliche Schicht so genannte „micro-blinds“ beinhaltet oder sich einer ähnlichen Technologie (z. B. „switchable mirror“) bedient.
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Im Rahmen der Erfindung kann hinsichtlich der konkreten Ausgestaltung der zum Leuchten bringbaren Schicht vorteilhaft auf diesbezüglichen Stand der Technik zurückgegriffen werden. Beispielsweise ist gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, dass die zum Leuchten bringbare Schicht eine erste Schicht, die leuchtfähig ist, und beiderseits davon jeweils eine transparente elektrisch leitfähige Steuerschicht (z. B. aus einem Material auf Basis von Indiumzinnoxid) aufweist, um entsprechend einer an den Steuerschichten angelegten (Lichterzeugungs-)Steuerspannung die Einstellung der bestimmten Lichtintensität bewirken zu können.
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Eine bekannte Technologie, die auch für die Erfindung nutzbar ist, ist z. B. die LED-Technologie, insbesondere z. B. OLED-Technologie, mittels welcher insbesondere im sichtbaren Spektralbereich eine sehr effiziente Erzeugung von Licht ermöglicht ist, wobei insbesondere bei abgeschalteter Lichterzeugung sehr vorteilhaft eine relativ große Transparenz der zum Leuchten bringbaren Schicht realisiert werden kann.
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In einer anderen Ausführungsform ist vorgesehen, dass die zum Leuchten bringbare Schicht eine Lichtleitschicht mit eingebetteten lichtstreuenden Partikeln aufweist, wobei das Scheibensystem ferner wenigstens eine an einem Rand der Lichtleitschicht angeordnete Lichtquelle zum Einleiten von Licht in die Lichtleitschicht aufweist. In diesem Fall kann mit dem Lichtsteuersignal unmittelbar die Intensität des von der oder den Lichtquellen erzeugten Lichts und somit mittelbar die Intesität des aufgrund der Lichtstreuung zur Verfügung stehenden Lichts eingestellt werden.
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Auch zur Implementierung dieser Ausführungsform kann vorteilhaft auf vielfältigen Stand der Technik zurückgegriffen werden. Die Lichtleitschicht und deren lichtstreuende Partikel können z. B. wie in der
EP 2 556 395 B1 beschrieben ausgebildet sein.
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Die zum Einleiten des Lichts in die Lichtleitschicht vorgesehene (wenigstens eine) Lichtquelle ist bevorzugt in LED-Technologie ausgebildet, beispielsweise aufweisend eine oder bevorzugt mehrere LEDs am Rand der Lichtleitschicht.
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Jede Lichtquelle ist dabei bevorzugt so ausgerichtet, dass deren Hauptabstrahlrichtung wenigstens annähernd parallel zu einer Schichtebene der Lichtleitschicht (bzw. einer Schichtebene des der LED benachbarten Abschnitts der Lichtleitschicht) ausgerichtet ist, wobei diese Hauptabstrahlrichtung hierbei insbesondere auch wenigstens annähernd orthogonal zum der Lichtquelle benachbarten Randverlauf der Lichtleitschicht ausgerichtet sein kann und/oder zu einem Zentrum der Lichtleitschicht hin orientiert sein kann.
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Die lichtstreuenden Partikel können in der Lichtleitschicht gleichmäßig verteilt sein. Alternativ können diese auch ungleimäßig verteilt sein, um dementsprechend z. B. nur in bestimmten Bereichen der Scheibe eine Lichterzeugung vorzusehen.
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In einer Ausführungsform ist das Scheibensystem dazu ausgebildet, zumindest in einem bestimmten Betriebsmodus die Lichtintensität der zum Leuchten bringbaren Schicht so einzustellen, dass ein von der zum Leuchten bringbaren Schicht erzeugtes und auf der der transparenzveränderlichen Schicht abgewandten Seite der Scheibe („Innenseite“ der Scheibe) austretendes Licht einen Lichtstrom von mindestens 100 Lumen darstellt.
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In einer Weiterbildung beträgt dieser Lichtstrom an der Innenseite der Scheibe mindestens 500 Lumen, oder sogar mindestens 1000 Lumen.
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Insbesondere im Fall einer Verwendung des Scheibensystems in einem Fahrzeug, bei welcher die Scheibe einen Abschnitt einer Außenhaut des Fahrzeuges bzw. ein „Fahrzeugfenster“ darstellt, kann vorgesehen sein, dass ein maximal einstellbarer (an der Innenseite der Scheibe austretender) Lichtstrom höchstens 3000 Lumen, insbesondere höchstens 2000 Lumen beträgt.
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In einer Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu ausgebildet, ein für eine Umgebungshelligkeit repräsentatives Signal zu empfangen und den Schwellwert für die Lichtintensität des Austrittslicht in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit vorzugeben.
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Mit dieser Ausführungsform kann vorteilhaft dem Umstand Rechnung getragen werden, dass ein störender Effekt durch Austrittslicht der Scheibe an deren Außenseite in der Regel umso größer ist, je geringer eine ohnehin vorhandene Helligkeit bzw. Grundhelligkeit in der Umgebung (jenseits der Außensseite) ist. Im Falle der Verwendung der Scheibe an einem Fahrzeug ist diese Umgebung die „Fahrzeugumgebung“.
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Wenn die Umgebung (z. B. Fahrzeugumgebung) eher dunkel ist, z. B. bei Dämmerung oder Nacht, sollte der Schwellwert herabgesetzt werden.
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Insbesondere im Hinblick auf eine Verwendung des Scheibensystems in einem Fahrzeug (z. B. Straßenfahrzeug wie PKW oder LKW), bei der die betreffende Scheibe einen Abschnitt einer Außenhaut des Fahrzeuges darstellt, kann z. B. vorgesehen sein, dass bei Dunkelheit der Umgebung (z. B. bei einer mittleren Beleuchtungsstärke an der Fahrzeugaußenhaut von 10 Lux oder weniger) der Schwellwert so vorgegeben wird, dass damit ein (aufgrund des von der Scheibe erzeugten Lichts) auf der Außenseite der Scheibe austretender Lichtstrom so begrenzt wird, dass an keiner Stelle der Scheibe der auf die abstrahlende Fläche bezogene Lichtstrom einen Wert von 1 Lumen/Quadratmeter, weiter bevorzugt 0,1 Lumen/Quadratmeter, übersteigt.
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Andererseits, bei Helligkeit der Umgebung (z. B. Tageslicht, z. B. mit einer mittleren Beleuchtungsstärke an der Fahrzeugaußenhaut von 1000 Lux oder mehr), kann der Schwellwert wesentlich größer vorgegeben werden, z. B. so, dass damit ein (aufgrund des von der Scheibe erzeugten Lichts) auf der Außenseite der Scheibe austretender Lichtstrom so begrenzt wird, dass an keiner Stelle der Scheibe der auf die abstrahlende Fläche bezogene Lichtstrom einen Wert von 500 Lumen/Quadratmeter, weiter bevorzugt 50 Lumen/Quadratmeter, übersteigt.
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Mit geeigneter Variation der Schwellwertvorgabe (in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit) kann somit eine der aktuellen Situation besonders gut angepasste Dämpfung des Austrittslichts vorgenommen werden. Bevorzugt wird ein mit steigender Umgebungshelligkeit steigender Schwellwert vorgegeben. Der Anstieg kann hierbei kontinuierlich oder in Stufen erfolgen.
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Im Fall einer Verwendung des Scheibensystems in einem Fahrzeug kann zur Erzeugung des für die Umgebungshelligkeit repräsentativen Signals oftmals vorteilhaft auf einen ohnehin am Fahrzeug vorhandenen Helligkeitssensor (z. B. zum automatischen Ein- und Ausschalten eines Fahrlichts) zurückgegriffen werden.
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Denkbar ist jedoch auch der Einsatz wenigstens eines eigens zu diesem Zweck am Fahrzeug angeordneten Lichtsensors, wobei insbesondere z. B. die (oder wenigstens eine) Scheibe des Scheibensystems einen derartigen Sensor integriert aufweisen kann. Vorteilhaft kann in diesem Fall zur Übertragung eines vom Sensor gelieferten Sensorsignals zur Steuereinrichtung eine elektrische Leitungsanordnung genutzt werden, die ohnehin zur Übertragung von Steuerspannungen (zur Transparenz- und Lichterzeugungseinstellung) von der Steuereinrichtung zur betreffenden Scheibe verläuft.
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In einer Ausführungsform des Scheibensystems ist an oder in der Scheibe wenigstens ein Lichtsensor integriert.
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Neben der bereits erwähnten Verwendung zur Erfassung einer Umgebungshelligkeit kann ein solcher Lichtsensor insbesondere auch derart ausgebildet sein, dass damit ein für die Intensität (z. B. Lichtstrom) des von der zum Leuchten bringbaren Schicht abgestrahlten Lichts repräsentatives Signal erzeugt wird.
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Dieses Sensorsignal kann von der Steuereinrichtung empfangen und z. B. dazu verwendet werden, die Lichtintensität der zum Leuchten bringbaren Schicht in geregelter Weise einzustellen.
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Alternativ oder zusätzlich kann dieses Sensorsignal von der Steuereinrichtung z. B. dazu verwendet werden, die Transparenz der transparenzveränderlichen Schicht in Abhängigkeit von dem Sensorsignal einzustellen (z. B. durch Einstellung einer Transmission und/oder einer Reflektivität an dieser Schicht).
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet ist, zumindest in einem bestimmten Betriebsmodus ein auf einer Benutzereingabe basierendes Lichtintensitätsvorgabesignal zu empfangen und das Lichtsteuersignal entsprechend dem Lichtintensitätsvorgabesignal zu erzeugen, wobei das Transparenzsteuersignal so erzeugt wird, dass die damit eingestellte Transparenz der transparenzveränderlichen Schicht die Lichtintensität des Austrittslichts mindestens soweit reduziert, dass diese den vorgegebenen Schwellwert nicht überschreitet.
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Eine derartige Betriebsweise bzw. ein derartiger Betriebsmodus der Steuereinrichtung bedeutet gewissermaßen einen „Vorrang des Lichtintensitätsvorgabesignals“ (gegenüber einem etwaigen Transparenzvorgabesignal).
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Alternativ zu einem auf einer Benutzereingabe (z. B. durch einen Fahrer oder Insassen eines Fahrzeuges) basierenden Lichtintensitätsvorgabesignal kann hierbei auch ein teil- oder vollautomatisiert erzeugtes Lichtintensitätsvorgabesignal eingesetzt werden, wobei dieses Lichtintensitätsvorgabesignal z. B. tageszeitabhängig und/oder abhängig von einer Umgebungshelligkeit erzeugt werden kann.
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In einer Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung ferner dazu ausgebildet ist, zumindest in einem bestimmten Betriebsmodus ein auf einer Benutzereingabe basierendes Transparenzvorgabesignal zu empfangen und das Transparenzsteuersignal in Abhängigkeit von dem Transparenzvorgabesignal so zu erzeugen, dass damit eine dem Transparenzvorgabesignal entsprechende Transparenz nur soweit eingestellt wird, dass damit eine überhalb des vorgegebenen Schwellwerts liegende Lichtintensität des Austrittslichts verhindert wird.
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Bei dieser Ausführungsform sind z. B. Betriebsweisen bzw. Betriebsmodi ermöglicht, bei denen auch in Situationen mit Lichterzeugung dem Benutzer in Grenzen eine Variation der Transparenz ermöglicht ist.
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Im Gegensatz zu den vorstehend genannten Betriebsweisen bzw. Betriebsmodi mit „Vorrang des Lichtintensitätsvorgabesignals“ kann auch eine Ausführungsform vorgesehen sein, bei welcher die Steuereinrichtung dazu ausgebildet ist, zumindest in einem bestimmten Betriebsmodus ein auf einer Benutzereingabe basierendes Transparenzvorgabesignal zu empfangen und das Transparenzsteuersignal entsprechend dem Transparenzvorgabesignal zu erzeugen (also „Vorrang des Transparenzvorgabesignals“), wobei das hierzu koordiniert erzeugte Lichtsteuersignal zwangsweise innerhalb eines Rahmens derart gehalten wird, dass die Lichtintensität des Austrittslichts den vorgegebenen Schwellwert nicht überschreitet.
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Bei dieser Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass ein auf einer Benutzereingabe basierendes Lichtvorgabesignal durch die Steuereinrichtung empfangen wird, um das Lichtsteuersignal in Abhängigkeit von dem Lichtvorgabesignal so zu erzeugen, dass damit eine dem Lichtvorgabesignal entsprechende Lichtintensität nur soweit eingestellt wird, dass damit eine überhalb des vorgegebenen Schwellwerts liegende Lichtintensität des Austrittslichts verhindert wird.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches mit einem Scheibensystem der hier beschriebenen Art ausgestattet ist.
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Gemäß eines weiteren Aspekts der Erfindung wird eine Verwendung eines Scheibensystems der hier beschriebenen Art in einem Fahrzeug vorgeschlagen, wobei das Scheibensystem insbesondere auch mehrere Scheiben der beschriebenen Art und eine z. B. gemeinsam für diese mehreren Scheiben vorgesehene bzw. genutzte Steuereinrichtung aufweisen kann.
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Die für das erfindungsgemäße Scheibensystem hier beschriebenen Ausführungsformen und besonderen Gestaltungen können, einzeln oder in beliebiger Kombination, in analoger Weise auch als Ausführungsformen bzw. besondere Ausgestaltungen eines erfindungsgemäßen Fahrzeuges oder der erfindungsgemäßen Verwendung vorgesehen sein.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter beschrieben. Es stellen dar:
- 1 ein Scheibensystem gemäß eines Ausführungsbeispiels,
- 2 ein Scheibensystem gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels,
- 3 ein Scheibensystem gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels, und
- 4 zwei Draufsichten und eine Seitenansicht einer Scheibe eines in einem Fahrzeug verwendeten Scheibensystems gemäß eines Ausführungsbeispiels.
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1 zeigt ein Scheibensystem 10, aufweisend eine Scheibe 20 und eine Steuereinrichtung 30.
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Die Scheibe 20 weist eine transparenzveränderliche Schicht 22 und eine zum Leuchten bringbare Schicht 24 auf.
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Die transparenzveränderliche Schicht 22 ist mittels eines Transparenzsteuersignals „st“ ansteuerbar transparenzveränderlich.
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Die zum Leuchten bringbare Schicht 24 ist mittels eines Lichtsteuersignals „sl“ ansteuerbar zum Leuchten zu bringen.
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Die Steuereinrichtung 30 ist dazu ausgebildet, das Transparenzsteuersignal st und das Lichtsteuersignal sl zu erzeugen, um damit eine bestimmte Transparenz der transparenzveränderlichen Schicht 22 und eine bestimmte Lichtintensität der zum Leuchten bringbaren Schicht 24 einzustellen.
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Bei dieser Einstellung werden das Transparenzsteuersignal st und das Lichtsteuersignal sl derart koordiniert erzeugt, dass damit eine überhalb eines vorgegebenen Schwellwerts liegende Lichtintensität eines von der zum Leuchten bringbaren Schicht 24 erzeugten und durch die tranparenzveränderliche Schicht 22 hindurch aus der Scheibe 20 austretenden Austrittslichts LA verhindert wird.
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Die Scheibe 20 kann somit vorteilhaft als ein „Fensterelement“ zwischen einem ersten Raum wie z. B. einem „Innenraum“ und einem zweiten Raum wie z. B. einem „Außenraum“ eingesetzt werden, wobei für bestimmte Verwendungssituationen vorteilhaft die Transparenz der Scheibe 20 veränderlich ist, und wobei in bestimmten (anderen) Verwendungssituationen mittels eines von der zum Leuchten bringbaren Schicht 24 erzeugten und auf der der tranparenzveränderlichen Schicht abgewandten Seite der zum Leuchten bringbaren Schicht 24 der Scheibe 20 austretendes „Beleuchtungslicht“ LI vorteilhaft eine Beleuchtung des ersten Raums bzw. Innenraums ermöglicht ist, wobei jedoch durch die koordinierte Erzeugung der Steuersignale st, sl die Lichtintensität des „Austrittslichts“ LA vorteilhaft begrenzt ist.
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Die Steuereinrichtung 30 nimmt die koordinierte Einstellung der Steuersignale st, sl basierend auf einem zugeführten Vorgabesignal „sv“ durch, wobei das Vorgabesignal sv z. B. ein digitales Datensignal sein kann und z. B. eine Transparenzvorgabe und/oder ein Lichtintensitätsvorgabe beinhalten kann.
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Letztere Vorgaben bzw. Vorgabesignalanteile können die Vorgabe einer gewünschten Transparenz der transparenzveränderlichen Schicht 22 oder der resultierenden Transparenz der Scheibe 20 bzw. die Lichtintensität des von der zum Leuchten bringbaren Schicht 24 zu erzeugenden Lichts bzw. des Beleuchtungslichts LI vorgeben.
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Die tatsächliche Einstellung der Steuersignale st, sl erfolgt dann gemäß einer von der Steuereinrichtung 30 realisierten Steuerstrategie (z. B. mit Vorrang der Lichtintensitätsvorgabe oder z. B. mit Vorrang der Transparenzvorgabe).
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Die Steuereinrichtung 30 kann z. B. als eine programmgesteuerte Steuereinrichtung aufweisend eine Rechnereinheit und eine zugeordnete Speichereinheit zur Speicherung eines den Betrieb der Rechnereinheit steuernden Programms ausgebildet sein.
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Bei Verwendung des Scheibensystems 10 in einem Fahrzeug kann die dargestellte Steuereinrichtung 30 auch z. B. einen Teil oder eine Teilfunktionalität einer im betreffenden Fahrzeug ohnehin vorgesehenen, z. B. zentralen Steuereinrichtung darstellen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist angenommen, dass die transparenzveränderliche Schicht 22 und die zum Leuchten bringbare Schicht 24 sich jeweils über die gesamte Fläche der Scheibe 20 erstrecken, was jedoch nicht zwingend ist.
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Im dargestellten Beispiel ist die transparenzveränderliche Schicht 22 in so genannter SPD-Technologie implementiert. Das Transparenzsteuersignal st stellt in diesem Fall eine elektrische Steuerspannung dar, die an transparenten elektrisch leitfähigen Steuersichten (z. B. aus ITO) angelegt wird, um damit die Einstellung der Transparenz einer dazwischen liegenden Schicht enthaltend darin suspendierte im elektrischen Feld ausrichtbare Teilchen zu bewerkstelligen.
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Im dargestellten Beispiel ist die zum Leuchten bringbare Schicht 24 in so genannter OLED-Technologie ausgebildet.
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Wenngleich im dargestellten Beispiel nur eine Scheibe 20 gezeigt ist, die in der beschriebenen Weise von der Steuereinrichtung 30 angesteuert wird, so ist abweichend vom dargestellten Beispiel auch möglich, mehrere Scheiben dieser Art mit einer bevorzugt gemeinsam zur Ansteuerung genutzten Steuereinrichtung zu verwenden. In diesem Fall beinhaltet das Vorgabesignal sv entsprechend Vorgaben für mehrere Scheiben, und die Steuereinrichtung 30 würde dann Steuersignale st, sl jeweils separat für die mehreren Scheiben erzeugen und bereitstellen.
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Bei der nachfolgenden Beschreibung von weiteren Ausführungsbeispielen werden für gleichwirkende Komponenten die gleichen Bezugszahlen verwendet, jeweils ergänzt durch einen kleinen Buchstaben zur Unterscheidung der Ausführungsform. Dabei wird im Wesentlichen nur auf die Unterschiede zu dem bzw. den bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen eingegangen und im Übrigen hiermit ausdrücklich auf die Beschreibung vorangegangener Ausführungsbeispiele verwiesen.
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2 zeigt ein Scheibensystem 10a mit einer Scheibe 20a und einer diese ansteuernden Steuereinrichtung 30a.
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Die Modifikation des Scheibensystems 10a (2) gegenüber dem bereits beschriebenen Scheibensystem 10 (1) besteht darin, dass die Scheibe 20a noch eine weitere Schicht 26a aufweist. In diesem Beispiel handelt es sich um eine Schicht aus Glas, welche den Abschluss des Schichtaufbaus an der Außenseite der Scheibe 20a bildet.
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Mithin kann die Scheibe 20a eine transparenzveränderliche Schicht 22a aufweisen, die im Rahmen der Fertigung der Scheibe 20a zwischen einer transparenten Glasscheibe (Schicht 26a) und einer leuchtfähigen Scheibe (Schicht 24a) einlaminiert wurde.
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3 zeigt ein Scheibensystem 10b gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels, bei welchem im Unterschied zu den vorangegangenen Beispielen ein Schichtaufbau einer Scheibe 20b mit jeweils einer weiteren Schicht 26b (z. B. aus Glas) auf der Außenseite und auf der Innenseite abgeschlossen wird.
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Außerdem veranschaulicht 3 eine besondere Ausgestaltung einer zum Leuchten bringbaren Schicht 24b. Gemäß dieser Ausgestaltung ist die Schicht 24b als eine Lichtleitschicht mit eingebetteten lichtstreuenden Partikeln ausgebildet, um das Licht durch Lichtstreuung an den genannten Partikeln zu erzeugen. Zu diesem Zweck weist das Scheibensystem 10b wenigstens eine an einem Rand der Schicht 24b angeordnete Lichtquelle 25 zum Einleiten von Licht in die Schicht 24 auf.
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In diesem Fall wird mittels des Lichtsteuersignals sl unmittelbar eine Lichtintensität der wenigstens einen Lichtquelle 25 eingestellt, mittelbar somit jedoch auch die durch Lichtstreuung bewirkte Lichtintensität der Schicht 24b. Falls nur ein Teil der Scheibe 20b zum Leuchten bringbar sein soll, so lässt sich dies über eine entsprechende Verteilung der lichtstreuenden Partikel in der Lichtleitschicht 24b erreichen.
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4 veranschaulicht eine Situation bei Verwendung eines Scheibensystems der hier beschriebenen Art in einem Fahrzeug, wobei in 4 eine Scheibe 20c des Scheibensystems in einem Zustand mit Lichtaussendung dargestellt ist.
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Von einem Innenraum (Insassenraum) des Fahrzeuges aus betrachtet, fungiert die Scheibe 20c, wie in 4 rechts dargestellt, als eine relativ großflächige Lichtquelle zur Beleuchtung des Innenraums.
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Aufgrund der koordinierten Erzeugung der betreffenden Transparenz- und Lichtsteuersignale wird jedoch die Lichtabstrahlung vorteilhaft im Wesentlichen auf die Richtung zum Innenraum hin beschränkt.
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In 4 Mitte ist ein entsprechender Unterschied der Lichtintensitäten zwischen einerseits dem „Beleuchtungslicht“ LI und andererseits dem (unerwünschten) Austrittslicht LA symbolisiert.
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Vom Außenraum (Umgebung des betreffenden Fahrzeuges) aus betrachtet, erscheint die Scheibe 20c, wie in 4 links dargestellt, nicht erleuchtet und im dargestellten Beispiel sehr dunkel.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Scheibensystem
- 20
- Scheibe
- 22
- transparenzveränderliche Schicht
- st
- Transparenzsteuersignal
- 24
- zum Leuchten bringbare Schicht
- sl
- Lichtsteuersignal
- 25
- Lichtquelle
- 26
- weitere Schicht
- LA
- Austrittslicht
- LI
- Beleuchtungslicht
- sv
- Vorgabesignal
- 30
- Steuereinrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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