DE102019109742A1 - Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung - Google Patents

Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung Download PDF

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Abstract

Die Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung umfasst eine Scheibe (2a), eine Lichtquelle (4, 5, 6) zum Emittieren einer Lichtemission, ein Auskopplungselement (3a, 15), durch das anhand der Lichtemission in einem Leuchtbereich (3) der Scheibe (2a) eine Lichtverteilung auskoppelbar ist, eine Erfassungseinheit (8) zum Erfassen von Positionsdaten und eine Steuereinheit (7), die dazu eingerichtet ist, die Lichtverteilung in Abhängigkeit von den erfassten Positionsdaten zu bilden. Bei dem Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung wird durch das Auskopplungselement (3a, 15) anhand der Lichtemission in einem Leuchtbereich (3) der Scheibe (2a) eine Lichtverteilung ausgekoppelt, wobeidie Lichtverteilung in Abhängigkeit von den erfassten Positionsdaten gebildet wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung.
  • Bei der Gestaltung moderner Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, sind häufig nur relativ kleine Flächen für Licht- und Beleuchtungsfunktionen vorgesehen. Aktuelle Entwicklungen in der Beleuchtungstechnik erlauben es, die für den Betrieb der Fahrzeuge notwendigen Leuchten sehr frei zu gestalten und sie auf bisher kaum gekannte Weise in das Erscheinungsbild zu integrieren. Gleichzeitig ist es für den sicheren Fahrbetrieb von zentraler Bedeutung, dass Lichtsignale auch weiterhin gut sichtbar für andere Verkehrsteilnehmer ausgegeben werden können.
  • Zudem werden diverse Außenflächen von Fahrzeugen routinemäßig genutzt, um ihnen ein gewünschtes Aussehen zu geben, etwa im Sinne einer Markenidentität oder einer Individualisierung für einzelne Kunden oder Kundengruppen, oder um Hinweis- und Werbeflächen zur Verfügung zu stellen.
  • Die US 7,791,785 B2 beschreibt ein Kraftfahrzeugfenster, auf dem eine steuerbare Anzeige erzeugt werden kann. In eine Scheibe wird ein ansteuerbares Medium für die Anzeige integriert, beispielweise Kapseln mit elektronischer Tinte, LCD-Pixel oder OLED.
  • Die DE 10 2017 216 657 A1 beschreibt eine Fensterscheibeneinrichtung für ein Fenster eines Kraftfahrzeugs, wobei an einer Schmalseite in die Scheibe eingekoppeltes Licht geleitet und mit Auskoppelelementen aus der Scheibe ausgekoppelt wird. Hierdurch wird es möglich, den Innenraum des Fahrzeugs zu beleuchten, während er gleichzeitig von außen weniger gut einsehbar ist.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung bereitzustellen, durch die eine Lichtverteilung besonders gut an die aktuelle Situation des Fahrzeugs angepasst erzeugt werden kann.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
  • Die erfindungsgemäße Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung umfasst eine Scheibe, eine Lichtquelle zum Emittieren einer Lichtemission und ein Auskopplungselement, durch das anhand der Lichtemission in einem Leuchtbereich der Scheibe eine Lichtverteilung auskoppelbar ist. Sie umfasst ferner eine Erfassungseinheit zum Erfassen von Positionsdaten und eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, die Lichtverteilung in Abhängigkeit von den erfassten Positionsdaten zu bilden.
  • Dadurch kann die Lichtverteilung vorteilhafterweise besonders gut an die aktuelle Situation des Fahrzeugs angepasst werden. Gleichzeitig wird ein besonders geringer Bauraum benötigt, um die Lichtverteilung zu bilden und auszugeben.
  • Die Lichtverteilung wird in Abhängigkeit von den Positionsdaten, insbesondere der Position des Fahrzeugs erzeugt. Beispielsweise kann die Lichtquelle so angesteuert werden, dass Licht mit einer bestimmten Verteilung, Intensität und/oder Farbe emittiert wird. Beispielsweise kann die Lichtquelle so angesteuert werden, dass in einem bestimmten Leuchtbereich oder einer Teilfläche des Leuchtbereichs Licht ausgekoppelt wird. Ferner kann ein Fahrzeug mehrere Leuchtbereiche aufweisen, die beispielsweise durch zumindest zwei Fahrzeugfensterscheibeneinrichtungen gebildet werden, wobei in den Leuchtbereichen Lichtverteilungen in Abhängigkeit von den Positionsdaten gebildet werden.
  • Durch die Lichtverteilung kann insbesondere eine Beleuchtung des Fahrzeugumfeldes erreicht werden. Ferner kann die Lichtverteilung unter Sicherheitsaspekten vorteilhaft sein, wenn etwa dunkle Bereiche um das Fahrzeug herum beleuchtet werden und daher für einen Nutzer besser einsehbar sind. Das Fahrzeug mit der Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung kann ferner für andere Verkehrsteilnehmer besser sichtbar sein.
  • Die Lichtverteilung kann als statische oder dynamische Beleuchtung erzeugt werden. Dabei kann eine Individualisierung des Fahrzeugs erreicht werden, was insbesondere ein besseres Wiedererkennen des individuellen Fahrzeugs durch einen Nutzer erlaubt und eine Bindung des Nutzers an eine bestimmte Marke verbessert.
  • Die Scheibe ist insbesondere als Fahrzeugfensterscheibe ausgebildet. Eine Fahrzeugfensterscheibe bezeichnet im Sinne der Erfindung eine Scheibe für ein Fenster eines Fahrzeugs, die so angeordnet ist, dass durch sie hindurch eine Durchsicht von dem Passagierraum des Fahrzeugs nach außen beziehungsweise umgekehrt möglich ist.
  • Bei einer Ausbildung ist die Scheibe mittels Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) oder Verbund-Sicherheitsglas (VSG) gebildet. Die Scheibe kann ferner einen Verbund aus mehreren Glasscheiben und/oder zumindest einer Glasscheibe und weiteren Schichten, etwa Folien, Beschichtungen und/oder Klebeschichten umfassen.
  • Die Flächen der Scheibe, durch welche die Durchsicht möglich ist, werden nachfolgend als „Durchsichtsflächen“ bezeichnet. Die Scheibe kann Maßnahmen aufweisen, welche die Durchsicht verhindern, etwa mittels einer dunklen Folie; dennoch werden auch diese Flächen nachfolgend als Durchsichtsflächen bezeichnet, da ohne die zusätzlichen Maßnahmen eine Durchsicht möglich wäre. Die Scheibe weist ferner weitere Seiten auf, die nachfolgend als „Schmalseiten“ oder „Kanten“ der Scheibe bezeichnet werden und die sich im Wesentlichen in eine Richtung der Dicke der Scheibe erstrecken. Die Schmalseiten weisen insbesondere eine Fläche von höchstens einem Zehntel, bevorzugt höchstens einem Hundertstel der Fläche der Durchsichtflächen auf. Eine Schmalseite der Scheibe kann insbesondere senkrecht zu einer Durchsichtsfläche verlaufen oder rechtwinklig an einen angrenzenden Bereich einer Durchsichtsfläche anschließen.
  • Die Positionsdaten werden auf an sich bekannte Weise erfasst für die Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung oder ein Fahrzeug, das die Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung umfasst, etwa mittels eines Navigationssatellitensystems wie GPS. Alternativ oder zusätzlich können andere Verfahren zum Bestimmen einer Position verwendet werden, etwa anhand von Landmarken, mittels einer lokalen Infrastruktur zum Erfassen der Position oder mittels einer Kommunikation des Fahrzeugs mit anderen Fahrzeugen (Car2Car) oder anderen externen Einrichtungen (Car2X). Die Positionsdaten können in einem globalen Koordinatensystem oder relativ zu einem Orientierungspunkt oder einer bestimmten Struktur erfasst werden. Beispielsweise können die Positionsdaten Informationen darüber umfassen, wie eine lokale Umgebung des Fahrzeugs beschaffen ist, ob es beispielsweise auf einem Parkplatz oder an einem Straßenrand abgestellt ist, ob es sich in einem bestimmten Radius um eine Einrichtung befindet oder ob sich die Positionen in einem Parkhaus befindet. Die erfassten Positionsdaten umfassen insbesondere eine Position in einem Koordinatensystem und/oder eine Ausrichtung des Fahrzeugs.
  • Das Auskopplungselement ist insbesondere in dem Leuchtbereich der Scheibe angeordnet. Es ist insbesondere „transparent“ ausgebildet, das heißt, es ermöglicht eine Durchsicht von einem Innenraum des Fahrzeugs in einen Außenraum. Dabei weist die Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung insbesondere einen Transmissionsgrad von zumindest 70 % auf und das Auskopplungselement ist so gebildet, dass es im Wesentlichen zu keiner Verzerrung bei der Durchsicht führt. Die Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung ist insbesondere so ausgebildet, dass eine nach gesetzlichen Vorgaben zulässige Fensterscheibe für ein Fahrzeug bereitgestellt wird.
  • Bei einer Ausbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung ist das Auskopplungselement zwischen der Scheibe und einer entlang einer Durchsichtsfläche der Scheibe angeordneten Schutzschicht angeordnet. Dadurch können vorteilhafterweise Belastungen des Auskopplungselements vermindert oder vermieden werden.
  • Die Schutzschicht ist insbesondere über dem Auskopplungselement angeordnet. Sie ist also, wenn das Auskopplungselement an der Außenseite der Scheibe angeordnet ist, auf der dem Inneren der Fahrzeugfensterscheibe abgewandten Seite so angeordnet, dass sie das Auskopplungselement überdeckt. Sie kann ferner „entlang“ einer der Durchsichtsflächen der Scheibe angeordnet sein, wobei in diesem Fall die Flächenausdehnung der Scheibe im Wesentlichen der Flächenausdehnung der Schutzschicht entspricht. Die Schutzschicht kann anliegend an die Scheibe, gegebenenfalls davon getrennt durch das Auskopplungselement, angeordnet sein.
  • Die Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung ist insbesondere dreilagig aufgebaut, nämlich mit der Scheibe, die selbst mehrere Schichten umfassen kann, dem Auskopplungselement, das von einer Auskopplungsschicht umfasst sein kann, welche sich über die gesamte Flächenausdehnung der Scheibe erstreckt, und der Schutzschicht. Der Aufbau kann so gebildet sein, dass das Auskopplungselement und die Schutzschicht an der zum Fahrzeugaußenraum gerichteten Seite der Scheibe angeordnet sind, alternativ oder zusätzlich kann jedoch das Auskopplungselement, gegebenenfalls mit der Schutzschicht, zum Innenraum des Fahrzeugs hin angeordnet sein.
  • Die Schutzschicht kann beispielsweise aus Aluminosilikatglas gebildet sein und weist beispielsweise eine Dicke von 0,3 bis 0,6 mm, bevorzugt 0,4 mm, auf. Dies ermöglicht vorteilhafterweise einen besonders guten Schutz des Auskopplungselements durch die Schutzschicht.
  • Die Schutzschicht umfasst beispielsweise eine Schutzfolie oder eine Glasschicht, etwa ein Abdeckglas wie „Gorilla Glass®“ (Corning) oder ein vergleichbares Glas. Die Schutzschicht kann die Ablagerung von Schmutz in strukturierten Bereichen des Auskopplungselements verhindern und/oder eine mechanische Beanspruchung vermeiden. Beispielsweise können Seitenfenster eines Fahrzeugs typischerweise in einen Schacht der Tür versenkt werden und werden dabei an einer Gummilippe entlang geführt. Bei anderen Scheiben kann ein Scheibenwischer eine mechanische Belastung auf die Strukturen ausüben.
  • Die Schutzschicht kann alternativ oder zusätzlich aus weiteren Materialien gebildet sein, etwa zur Beeinflussung der Oberflächeneigenschaften.
  • Das Auskopplungselement kann auf unterschiedliche, an sich bekannte Weisen ausgebildet sein und weist insbesondere eine zur Auskopplung geeignete Struktur einer Oberfläche auf.
  • Bei einer weiteren Ausbildung ist die Lichtquelle dazu eingerichtet, die Lichtemission so in die Scheibe einzukoppeln, dass das eingekoppelte Licht mit einer Ausbreitungsrichtung entlang der flächigen Erstreckung der Scheibe geleitet wird. Dabei ist das Auskopplungselement dazu eingerichtet, das eingekoppelte Licht in dem Leuchtbereich aus der Scheibe auszukoppeln. Das Auskopplungselement kann dadurch vorteilhafterweise besonders kosteneffizient und einfach verbaut werden.
  • Beim „Einkoppeln“ von Licht im Sinne der Erfindung tritt das Licht so in die Fahrzeugfensterscheibe ein, dass es in ihrem Inneren durch Totalreflexion geleitet wird. Zur Totalreflexion kommt es dabei, wenn Licht ausgehend von einem optisch dichteren Medium, etwa der Fahrzeugfensterscheibe, auf eine Grenzfläche zu einem optisch dünneren Medium, etwa Luft in der Umgebung der Fahrzeugfensterscheibe, trifft und wenn dabei der Einfallswinkel des Lichts relativ zur Grenzfläche einen Grenzwinkel überschreitet. Es kommt daher insbesondere zur Totalreflexion, wenn das eingekoppelte Licht mit einem geeigneten Winkel oberhalb des Grenzwinkels vom Inneren der Fahrzeugfensterscheibe auf eine Durchsichtsfläche trifft. Insbesondere erfolgt die Einkopplung an einer Schmalseite der Scheibe. Das Einkoppeln im Sinne der Erfindung steht dabei im Gegensatz zum Durchtreten von Licht durch die Scheibe, bei dem Licht auf eine der Durchsichtsflächen auftrifft, die Scheibe passiert und an der gegenüberliegenden Durchsichtsfläche wieder austritt. Hier kommt es allenfalls durch Streueffekte zu einer geringfügigen Einkopplung und Leitung in der Fahrzeugfensterscheibe oder durch Berechnung zu einer veränderten Ausbreitungsrichtung.
  • Als „Ausbreitungsrichtung“ von Licht in der Scheibe wird nachfolgend insbesondere eine optische Achse bezeichnet, entlang derer die Ausbreitung des Lichts erfolgt. Das Licht muss dabei nicht notwendigerweise einer um die optische Achse symmetrischen Verteilung folgen, sondern die optische Achse kann beispielsweise einem Verlauf einer Schwerpunktlinie einer Intensitätsverteilung des Lichts entsprechen. Zum Beispiel kann das Licht so von einer Lichtquelle emittiert und in die Scheibe eingekoppelt werden, dass es zu einer Auffächerung der Lichtverteilung kommt, wobei die Lichtverteilung einen in Ausbreitungsrichtung größer werdenden Querschnitt aufweist; die Ausbreitungsrichtung entspricht dann einer mittleren Richtung, in welche sich das eingekoppelte Licht ausbreitet. Die Ausbreitungsrichtung verläuft insbesondere parallel zu den Durchsichtsflächen der Scheibe, wobei die zur Totalreflexion notwendigen flachen Winkel relativ zu den Durchsichtsflächen nicht berücksichtigt werden.
  • Die Auskopplung des Lichts durch das Auskopplungselement erfolgt auf an sich bekannte Weise. Das Auskopplungselement ist hierfür an einer Durchsichtsfläche der Scheibe so angeordnet, dass Licht, das ausgehend vom Inneren der Scheibe auf den Auskopplungsbereich auftrifft, die Voraussetzungen zur Totalreflexion nicht mehr erfüllt, insbesondere weil der Einfallswinkel kleiner als der Grenzwinkel der Totalreflexion ist. Das auftreffende Licht wird dann nicht reflektiert, sondern tritt zumindest teilweise aus der Scheibe, die als Lichtleiter fungiert, aus.
  • Durch eine geeignete Ausbildung des Auskopplungselements kann eine Lichtverteilung mit einer bestimmten Form ausgegeben werden. Zum Beispiel können Flächen so geformt sein, dass durch diese Form eine bestimmte Information als Signal ausgegeben wird. Ferner kann ein Muster ausgebildet sein oder eine grafische Darstellung kann ausgeben werden, wie etwa ein Logo oder eine Werbedarstellung. Durch die Ausgabe einer solchen Lichtverteilung kann vorteilhafterweise eine besondere Markenbindung sowie ein Wiedererkennungseffekt erreicht werden, der es einem Nutzer ermöglicht, das Fahrzeug besonders einfach zu identifizieren.
  • Bei einer Ausbildung umfasst das Auskopplungselement eine Folie mit Auskopplungsstrukturen, beispielsweise prismatischen Strukturen. Die Auskopplung kann dadurch vorteilhafterweise besonders einfach erfolgen und die ausgekoppelte Lichtverteilung kann genau gesteuert werden. Insbesondere sind die Auskopplungsstrukturen nicht in einer Oberfläche der Scheibe selbst, insbesondere nicht in einer der Durchsichtsflächen, ausgebildet. Dadurch wird vorteilhafterweise eine Schwächung der Scheibe, die beispielsweise unter Spannung stehen kann, vermieden.
  • Die Folie kann etwa aus Polycarbonat (PC) oder einem anderen Material gebildet sein. Der Transmissionsgrad der Folie liegt insbesondere bei mehr als 90 %, wobei bei weiteren Ausführungen der Erfindung beispielsweise eine farbige Folie vorgesehen sein kann, die als Filter des ausgekoppelten Lichts fungiert.
  • Im Bereich der Auskopplungsstrukturen, insbesondere bei prismatischen Strukturen, sind beispielsweise Flächenbereiche ausgebildet, die eine lokale Erstreckung in einer Ebene aufweisen und die unstetig, das heißt mit einer Kante, an weitere Flächenbereiche angrenzen, deren lokale Erstreckung in einer weiteren Ebene verläuft.
  • Die Folie kann Prismenstrukturen und/oder andere regelmäßige oder unregelmäßige Auskopplungsstrukturen an einer Oberfläche aufweisen, die der Durchsichtsfläche zugewandt oder abgewandt ist. Derartige Strukturen können auf an sich bekannte Weise erhalten werden. Die Folie kann beispielsweise auf die Durchsichtsfläche aufgebracht und insbesondere aufgeklebt werden. Folien, in denen beispielsweise prismatische Strukturen ausgebildet sind, können besonders einfach aufgebracht werden und sind insbesondere dort von Vorteil, wo Scheiben mechanisch beansprucht werden, etwa bei einer unter Spannung montierten Fahrzeugfensterscheibe, bei der direkt in der Glasoberfläche ausgebildete Strukturen, etwa durch Gravur oder Ätzen, zu einer lokalen Schwächung führen könnten.
  • Die Scheibe der Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung umfasst beispielsweise eine Prismenfolie.
  • Die Folie mit den Auskopplungsstrukturen kann etwa mittels einer Klebeschicht, etwa eines Transferklebefilms, auf die dem Fahrzeugaußenraum zugewandte Durchsichtsfläche der Scheibe aufgeklebt sein. Die Schutzschicht kann dann über der Folie mit den Auskopplungsstrukturen, das heißt ebenfalls auf der Seite zum Außenraum hin, aufgeklebt sein. Auch die Schutzschicht kann mittels einer Klebeschicht auf die Oberfläche der Folie geklebt sein, insbesondere einem Transferklebefilm.
  • Die Auskopplungsstrukturen können etwa auf der der Scheibe zugewandten Seite und/oder auf der der Schutzschicht zugewandten Seite des Auskopplungselements, insbesondere in einer Folie, ausgebildet sein. Die Auskopplungsstrukturen sind dabei insbesondere so ausgebildet, dass bei ihnen die Oberfläche zwischen Medien unterschiedlicher optischer Dichte nicht parallel zur Durchsichtsfläche der Scheibe, sondern in einem Winkel dazu verläuft, etwa 45°. Zum Beispiel können Prismenstrukturen zueinander einen Winkel von 90° aufweisen.
  • Zwischen der Folie und der Schutzschicht sind in dem Bereich der Auskopplungsstrukturen insbesondere Hohlräume gebildet, die mit einem gegenüber der Scheibe und/oder der Folie optisch dünneren Medium gefüllt sind, insbesondere Luft. In die Scheibe beziehungsweise in den geschichteten Verbund von Scheibe und Folie eingekoppeltes Licht trifft in diesen Bereichen auf eine Grenzfläche zwischen dem optisch dichteren Medium der Folie und dem optisch dünneren Medium, etwa der Luft. Vom Hohlraum im Bereich der Auskopplungsstrukturen aus tritt das Licht durch eine weitere Oberfläche in die Schutzschicht ein und gelangt von dieser wiederum in die Luft des Außenraums. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann statt Luft ein anderes Medium verwendet werden, das die im Bereich der Auskopplungsstrukturen gebildeten Vertiefungen füllt und die Auskopplungseigenschaften beeinflusst, vor allem durch seine optische Dichte.
  • Insbesondere ist das Auskopplungselement, insbesondere eine Folie mit dem Auskopplungselement, in flächigem Kontakt auf eine der Durchsichtsflächen der Scheibe aufgebracht. Der Kontakt kann dabei etwa durch eine Klebeschicht vermittelt werden. Insbesondere wird zwischen der Scheibe und dem Auskopplungselement kein Spalt, insbesondere kein mit Luft gefüllter Spalt, gebildet. Luft wird in diesem Fall lediglich in den Hohlräumen eingeschlossen, welche durch die Auskopplungsstrukturen der Folie und die Schutzschicht gebildet werden. Ferner kann die Schutzschicht ebenfalls in flächigem Kontakt zu dem Auskopplungselement beziehungsweise der Folie mit dem Auskopplungselement angeordnet sein, wobei auch hier eine Klebeschicht zum Vermitteln des Kontakts vorgesehen sein kann. Der flächige Kontakt zwischen der Schutzschicht und dem Auskopplungselement ist dabei so gebildet, dass Hohlräume im Bereich einer Auskopplungsstruktur des Auskopplungselements gebildet werden, wobei die Hohlräume hier mit einem optisch dünneren Medium, insbesondere Luft; gefüllt sind. Die Schutzschicht kann dabei in Kontakt zu Kanten stehen, die in einem Bereich mit Auskopplungsstrukturen durch aneinandergrenzende Flächenbereiche gebildet werden. Insbesondere erfolgt die Aufbringung der Schutzschicht so, dass die Hohlräume nicht durch einen Klebstoff oder weitere Stoffe gefüllt werden.
  • Alternativ oder zusätzlich können andere Auskopplungselemente vorgesehen sein, etwa ansteuerbare Auskopplungselemente, zum Beispiel organische Leuchtdioden (organic light emitting diode, OLED), deren Struktur durch Anlegen einer Spannung so verändert werden kann, dass in einem Bereich eine Auskopplung gesteuert wird. In diesem Fall sind also im Bereich der ansteuerbaren Auskopplungselemente, beispielsweise mittels geeigneter OLED-Elemente, passiv beleuchtete Auskopplungselemente gebildet. Insbesondere verändert sich dabei eine Durchlässigkeit der Struktur eines OLED-Elements, wobei in einem bestimmten Zustand Licht aus der Scheibe ausgekoppelt werden kann, während der Bereich in einem anderen Zustand undurchsichtig oder zur Auskopplung nicht geeignet ist.
  • Insbesondere liegt der Transmissionsgrad für die zusammengesetzten Schichten der Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung bei zumindest 70 %, das heißt, zumindest 70 % der Intensität des auf die Fahrzeugscheibe auftreffenden Lichts im sichtbaren Bereich wird transmittiert. Insbesondere weist das Auskopplungselement einen Transmissionsgrad von zumindest 70 % auf.
  • Die Lichtquelle kann ferner eine Vielzahl von Leuchtelementen umfassen, die entlang einer Schmalseite der Scheibe angeordnet sind und deren Licht in die Scheibe einkoppelbar ist. Dadurch können vorteilhafterweise besonders flexible und homogene Lichtverteilungen erzeugt werden.
  • Die Leuchtelemente sind auf an sich bekannte Weise gebildet, beispielsweise als Leuchtdioden (light emitting diode, LED) oder SMD-Chips. Die Leuchtelemente können Licht einer bestimmten Intensität und-oder Farbe emittieren, wobei auch Leuchtelemente mit einer einstellbaren Farbe, insbesondere RGB-LED, verwendet werden können. Das von einem Leuchtelement abgestrahlte Licht kann ferner in einer bestimmten Verteilung abgegeben werden, wobei beispielsweise eine Verteilung der Lichtintensität so gebildet wird, dass Licht mit einem bestimmten Öffnungswinkel in den Raum emittiert wird, wobei die Intensitätsverteilung innerhalb des Öffnungswinkel im Wesentlichen homogen sein kann.
  • LEDs erlauben eine besonders kompakte, dem zur Verfügung stehenden Bauraum angepasste Bauweise. Die Leuchtgeometrie des emittierten Lichts kann entsprechend der Scheibengeometrie gewählt werden. Insbesondere können die Leuchtelemente an einem unteren Rand der Scheibe angeordnet sein, um das emittierte Licht von unten her in die Scheibe einzukoppeln. Die Lichtquellen werden dadurch besonders dezent verbaut, ohne störend in das Fahrzeugdesign einzugreifen und weiteren Bauraum zu beanspruchen. Dabei sind die Leuchtelemente so ausgebildet, dass gegebenenfalls eine Höhenverstellbarkeit der Scheibe gewährleistet ist, etwa bei verstellbaren Seitenfenstern eines Fahrzeugs. Insbesondere wird das Gewicht der Lichtquelle des Auskopplungselements auf weitere Elemente des Fahrzeugs abgestimmt, beispielsweise um einen Fensterheber verwenden zu können.
  • Durch eine geeignete Ansteuerung der Leuchtelemente können ferner dynamische, zeitlich veränderliche Lichtverteilungen gebildet werden, beispielsweise Licht einer zeitlich veränderlichen Intensität und/oder Farbe, mit einem Blinken oder mit einer Ansteuerung einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Leuchtelementen, die nacheinander aktiviert und deaktiviert werden, sodass ein Lauflichteffekt erzeugt wird.
  • Bei einer Ausbildung werden verschiedene Lichtemissionen in die Scheibe so eingekoppelt, dass die Ausbreitungsrichtungen des Lichts schräg zueinander verlaufen. Insbesondere wird für verschiedene Lichtfunktionen Licht mit unterschiedlichen Ausbreitungsrichtungen eingekoppelt. Das heißt, die Ausbreitungsrichtungen verlaufen nicht parallel zueinander. Insbesondere wird hierdurch auch der Fall ausgeschlossen, dass die Ausbreitungsrichtungen für verschiedene Lichtfunktionen genau entgegengesetzt zueinander verlaufen. Die Ausbreitungsrichtungen verlaufen insbesondere in der Ebene der Fahrzeugfensterscheibe , insbesondere parallel zu zumindest einer Durchsichtsflächen.
  • Bei einer Ausbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens verlaufen die Ausbreitungsrichtungen senkrecht zueinander. Dadurch können beispielsweise zwei Lichtfunktionen besonders klar voneinander getrennt werden.
  • Bei einer weiteren Ausbildung kann Licht so in die Scheibe eingekoppelt werden, dass durch das Auskopplungselement oder einen Teilbereich davon das Licht von mehreren Lichtquellen, insbesondere für verschiedene Lichtfunktionen, ausgekoppelt wird. Dadurch wird gegebenenfalls Licht unterschiedlicher Intensität und/oder Farbe gemischt. Dies kann gewünscht sein, etwa um einen dynamisch variierenden Leuchtbereich darzustellen, wenn zumindest eine der Lichtemissionen dynamisch ist. Umgekehrt kann die Lichtmischung jedoch auch unerwünscht sein, wobei zur Vermeidung stets nur eine der Lichtfunktionen erzeugt wird.
  • Bei einer weiteren Ausbildung wird das Licht für eine erste und zweite Lichtfunktion an einer ersten und einer zweiten Schmalseite der Scheibe eingekoppelt, wobei die erste und zweite Schmalseite schräg zueinander verlaufen. Insbesondere weisen die Schmalseiten am Ort der Einkopplung des Lichts für die erste beziehungsweise zweite Lichtfunktion einen Winkel von zumindest 45°, bevorzugt zumindest 80°, weiter bevorzugt genau 90° zueinander ein. Dadurch werden vorteilhafterweise besonders einfach schräg zueinander verlaufende Ausbreitungsrichtungen des Lichts in der Scheibe erreicht.
  • Insbesondere weist die Scheibe eine Form auf, die zueinander in einem Winkel verlaufende Kanten definiert, wobei das Licht an verschiedenen Schmalseiten eingekoppelt wird. Die Scheibe weist insbesondere eine im Wesentlichen rechteckige oder trapezförmige Form auf.
  • Bei einer Vielzahl von Leuchtelementen kann ferner eine resultierende Lichtverteilung des in die Scheibe eingekoppelten Lichts bestimmt werden und die Leuchtelemente können so angesteuert werden, dass eine homogene Intensitätsverteilung innerhalb des Auskopplungsbereichs erreicht wird. Beispielsweise können aufgrund der Anordnung der Leuchtelemente und der Art ihrer Lichtemission sowie der Einkopplung in die Scheibe Teile des Auskopplungsbereichs von einer unterschiedlich großen Anzahl Leuchtelemente beleuchtet werden. Die Intensität der einzelnen Leuchtelemente kann deshalb in diesem Fall schwächer gebildet werden als bei Leuchtelementen, von denen eine geringere Anzahl einen Bereich des Auskopplungsbereich beleuchtet.
  • Bei einer Weiterbildung wird das durch das Auskopplungselement ausgekoppelte Licht in einem Leuchtbereich ausgekoppelt. Der Leuchtbereich weist eine Breitenausdehnung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung des Lichts innerhalb der Scheibe auf. Dabei wird die Breitenausdehnung in Abhängigkeit von einem Steuersignal gebildet wird. Dadurch kann der Leuchtbereich vorteilhafterweise besonders flexibel ausgebildet werden, etwa um verschiedene Lichtfunktionen voneinander zu unterscheiden oder um mittels der Lichtfunktionen verschiedene Informationen ausgeben zu können. Das Steuersignal kann zum Beispiel in Abhängigkeit von einem Parameter gebildet werden, der mittels einer Erfassungseinheit erfasst wird.
  • Die Breitenausdehnung wird insbesondere so verstanden, dass sie auch die gesamte Breite einer Lichtverteilung beschreibt, in der kein zusammenhängender Leuchtbereich ausgebildet ist. Das heißt, wenn in einem Auskopplungsbereich des Auskopplungselements mehrere Teilbereiche mit voneinander getrennten Flächenbereichen der Leuchtfläche ausgebildet sind, dann kann die Breitenausdehnung des Leuchtbereichs als die gesamte Breite der Fläche definiert werden, innerhalb derer Licht für die jeweilige Lichtfunktion ausgekoppelt wird.
  • Ferner kann der Leuchtbereich eine Längsausdehnung aufweisen, die parallel zur Ausbreitungsrichtung des eingekoppelten Lichts in der Scheibe verläuft. Insbesondere ist die Längsausdehnung so gebildet, dass sich der Leuchtbereich in Ausbreitungsrichtung und mit einer bestimmten Breitenausdehnung über das gesamte Auskopplungselement erstreckt.
  • Bei einer weiteren Ausbildung weist das Auskopplungselement eine fluoreszierende Fläche auf, durch welche die Lichtverteilung mittels in die Scheibe eingekoppeltem Licht, insbesondere UV-Licht, erzeugbar ist. Die fluoreszierende Fläche emittiert Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums, wenn sie mittels einer anregenden Lichtemission, insbesondere Licht im UV-Bereich des Spektrums, angeregt wird. Die Lichtquelle kann beispielsweise als UV-LED ausgebildet sein, deren Licht in die Scheibe eingekoppelt wird und bei dem Auskopplungselement auf eine fluoreszierende Schicht, etwa einen fluoreszierenden Lack, trifft.
  • Bei einer Weiterbildung ist die Lichtquelle in dem Leuchtbereich angeordnet und umfasst ein aktives Leuchtelement. Beispielsweise kann in dem Leuchtbereich eine organische Leuchtdiode (organic light emitting diode; OLED) als Leuchtelement angeordnet sein. Dadurch kann das Licht vorteilhafterweise direkt an der Leuchtfläche der Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung erzeugt werden, an der es auch ausgekoppelt werden soll.
  • Als Auskopplungselement wird in diesem Fall die Strukturierung der Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung im Leuchtbereich so verstanden, dass eine Lichtemission der OLED nach außen, das heißt insbesondere in den Außenraum des Fahrzeugs, ausgekoppelt wird. Insbesondere kann ein Auskopplungselement so gebildet sein, dass es die Lichtemission, welche durch die OLED in Richtung des Fahrzeuginnenraums emittiert wird, in den Fahrzeugaußenraum ablenkt.
  • Dabei ist das aktive Leuchtelement insbesondere transparent ausgebildet. Sie weist beispielsweise einen Transmissionsgrad von zumindest 70 %, bevorzugt zumindest 80 % für den sichtbaren Bereich des Spektrums auf.
  • Mittels einer Lichtquelle, die insbesondere mehrere aktive Leuchtelemente umfasst, kann der Leuchtbereich besonders flexibel ausgebildet werden, indem gezielt einzelne Leuchtelemente angesteuert und beispielsweise mit einer elektrischen Spannung beaufschlagt werden, um eine Lichtemission anzuregen. Die Lichtquelle kann beispielsweise mit einer Vielzahl von aktiven Leuchtelementen, die insbesondere nach Art von Pixeln in einer Matrix angeordnet sind, ausgebildet sein, wobei die Leuchtelemente einzeln oder in Gruppen frei ansteuerbar sind. Beispielweise können verschiedene Leuchtelemente der Lichtquelle Licht unterschiedlicher Intensität und/oder Farbe emittieren. Dagegen stellen beispielsweise Prismenstrukturen, bei denen Licht aus der Scheibe ausgekoppelt wird, das zuvor in der Scheibe als Lichtleiter geleitet wurde, passive Leuchtelemente dar.
  • Bei einer Ausbildung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, die Lichtquelle so anzusteuern, dass eine Intensität, Farbe und/oder Verteilung der Lichtemission eingestellt wird. Die Intensität, Farbe und/oder Verteilung der Lichtemission wird insbesondere in Abhängigkeit von den Positionsdaten gebildet. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Lichtverteilung besonders flexibel gesteuert werden.
  • Das Auskopplungselement kann ferner so gebildet sein, dass zumindest 80 % der ausgekoppelten Lichtverteilung in einen Außenraum des Fahrzeugs gerichtet ist. Die Lichtverteilung wird dadurch vorteilhafterweise besonders effizient nach außen abgegeben. Insbesondere kann hierdurch erreicht werden, dass der Fahrzeuginnenraum von außen kaum einsehbar ist.
  • Das Auskopplungselement umfasst insbesondere Prismenstrukturen, die so gebildet sind, dass das dort ausgekoppelte Licht im Wesentlichen in den Außenraum und/oder in den Innenraum des Fahrzeugs abgestrahlt wird. Hierdurch kann - je nach Anwendungsfall - eine unerwünschte Lichtemission in den Innenraum vermieden werden, etwa wenn ein möglichst großer Teil des eingekoppelten Lichts für ein Signal an weitere Verkehrsteilnehmer genutzt werden soll. Der Auskopplungsbereich kann hierzu insbesondere Auskopplungsstrukturen so umfassen, dass eine Intensitätsverteilung in Abhängigkeit von einem Betrachtungswinkel so ausgebildet ist, dass ein Maximum des ausgekoppelten Lichts für den weiteren Verkehrsteilnehmer sichtbar ist. Andererseits kann mittels geeigneter Strukturen eine Lichtemission gezielt in den Innenraum gelenkt werden, etwa um eine Beleuchtung des Innenraums zu erreichen.
  • Bei einer Ausbildung umfasst das Auskopplungselement eine Vielzahl von Teilbereichen, die insbesondere in einer Matrix angeordnet sind. Dadurch können verschiedene Leuchtbereiche vorteilhafterweise besonders einfach und scharf abgrenzbar erzeugt werden.
  • Beispielsweise können die Teilbereiche als Flächen mit einer bestimmten geometrischen Form ausgebildet sein, beispielsweise Rechtecke, Rauten, Kreise, Ovale oder Punkte, Linien, regelmäßige oder unregelmäßige Polygone oder andere Formen. Die Flächenbereiche können innerhalb der Matrix gleichförmig angeordnet sein, etwa indem sie die gleiche Form und/oder Größe aufweisen; ferner können in diesem Sinne gleichförmige Flächenbereiche in einem Teil des Auskopplungsbereichs ausgebildet sein, etwa bei einer Matrix mit mehreren Reihen, wobei die Flächenbereiche in einer Reihe die gleiche Form und Größe aufweisen und untereinander angeordnete Reihen sich in der Form und/oder Größe der Flächenbereiche unterscheiden.
  • Ferner können Abstände zwischen den Teilbereichen vorgesehen sein. Innerhalb dieser Abstände wird kein Licht ausgekoppelt, das heißt, das eingekoppelte Licht wird innerhalb der Scheibe geleitet, während die Scheibe ansonsten für durch die Durchsichtsflächen hindurchtretendes Licht durchlässig ist. Durch eine geeignete Wahl der Abstände und der Größe der Auskopplungselemente kann sichergestellt werden, dass eine bestimmte Transmission erreicht wird und/oder dass durch einen bestimmten Anteil der Durchsichtsfläche hindurch eine ungestörte Sicht möglich ist.
  • Bei einer weiteren Ausbildung ist durch die Erfassungseinheit ferner ein Aktivierungssignal empfangbar und die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Lichtverteilung ferner in Abhängigkeit von dem erfassten Aktivierungssignal zu bilden. Dadurch kann die Lichtverteilung vorteilhafterweise gezielt in Abhängigkeit von bestimmten äußeren Bedingungen gebildet werden.
  • Beispielsweise kann das Aktivierungssignal anhand einer Annäherung eines Aktivierungsobjekts, etwa eines Schlüssels oder eines mobilen Nutzergeräts, oder anhand einer Nutzerbetätigung, etwa mittels eines Funksignals oder einer Betätigung eines Bedienelements des Fahrzeugs, empfangen werden. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Begrüßung eines Nutzers implementiert werden, etwa indem eine Lichtfunktion aktiviert wird, wenn ein Nutzer sich dem Fahrzeug nähert, es entsperrt oder einsteigt. Umgekehrt kann die Lichtfunktion aktiviert werden, wenn ein Nutzer das Fahrzeug verlässt oder absperrt.
  • Insbesondere werden für den Nutzer, einen Schlüssel oder ein mobiles Nutzergerät Identifikationsdaten erfasst und die Lichtverteilung wird ferner in Abhängigkeit von den Identifikationsdaten gebildet. Die Identifikationsdaten können ferner Konfigurationsdaten umfassen, wobei die Lichtverteilung anhand der Konfigurationsdaten beispielsweise mit einer bestimmten Verteilung oder Form, Farbe und/oder Intensität oder für eine bestimmte Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung gebildet wird.
  • Bei einer Weiterbildung ist anhand der erfassten Positionsdaten ein Straßentyp oder eine Straßenseite bestimmbar und die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Lichtverteilung anhand des Straßentyps oder der Straßenseite zu bilden. Dadurch kann die Lichtverteilung vorteilhafterweise gezielt für bestimmte Bereiche in der Umgebung des Fahrzeugs ausgegeben werden.
  • Beispielsweise kann die Position einem bestimmten Straßentyp zugeordnet werden, etwa einer Autobahn, einem Wohngebiet oder einer Parkeinrichtung. In Abhängigkeit von dem aktuell erfassten Straßentyp kann dann eine bestimmte Intensität und/oder eine bestimmte Ausbildung einer Lichtfunktion gebildet werden. So können etwa auf einer Autobahn besonders starke Intensitäten des eingekoppelten Lichts und des bei den Auskopplungsbereichen ausgekoppelten Lichts verwendet werden. Dagegen kann in einem Wohngebiet, bei dem von geringeren Fahrzeuggeschwindigkeiten ausgegangen wird, eine geringere Intensität für das eingekoppelte Licht verwendet werden. Ferner kann anhand der erfassten Position bestimmt werden, auf welcher Straßenseite oder Fahrspur sich das Fahrzeug befindet und die Leuchtflächen, insbesondere ihre Position, Breitenausdehnung und/oder Intensität, kann anhand dieser Information gebildet werden. Beispielsweise kann eine höhere oder niedrigere Intensität ausgegeben werden, wenn die von der Leuchtfläche ausgekoppelte Lichtemission in Richtung eines Fußweges oder einer anderen Fahrspur emittiert wird.
  • Zum Beispiel kann mittels der Lichtverteilung Werbung ausgegeben werden. Es kann erfasst werden, dass sich das Fahrzeug an einem Straßenrand befindet und die Lichtverteilung kann auf der der Straße abgewandten Seite erzeugt werden, sodass die Werbung besonders gut für dort befindliche Fußgänger erkennbar ist. Umgekehrt kann die Lichtverteilung gezielt auf der der Straße zugewandten Seite erzeugt werden, etwa um für Fahrzeuge und Passagiere vorbeifahrender Fahrzeuge sichtbar zu sein oder um eine bessere Sichtbarkeit des Fahrzeugs, insbesondere bei Nacht, zu gewährleisten.
  • Ferner kann eine Erfassungseinheit eine Umgebungshelligkeit erfassen und die Lichtemission kann in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit erzeugt werden. Dadurch kann vorteilhafterweise eine besonders gut sichtbare Lichtverteilung erzeugt werden.
  • Beispielsweise kann die Lichtemission umso stärker sein, je heller die Umgebung ist, beispielsweise bei Tageslicht, sodass die Leuchtflächen entsprechend helles Licht auskoppeln und die Lichtfunktionen besonders gut sichtbar sind. Umgekehrt kann bei einer dunklen Umgebung die Lichtemission mit geringerer Intensität erfolgen, etwa um eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer zu vermeiden.
  • Bei einer Ausbildung ist eine Verkehrssituation erfassbar und die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Lichtverteilung anhand der erfassten Verkehrssituation zu bilden. Die Lichtverteilung kann dadurch vorteilhafterweise verwendet werden, um beispielsweise Signale an andere Verkehrsteilnehmer auszugeben.
  • Insbesondere werden Lichtfunktionen und insbesondere die Intensität des ausgekopellten Lichts in Abhängigkeit von der Verkehrssituation gebildet. Die Verkehrssituation kann etwa mittels Sensoren des Fahrzeugs oder mittels einer datentechnischen Verbindung zu anderen Fahrzeugen (Car2Car) oder einer anderen externen Einrichtung (Car2X) erfasst werden. Beispielweise kann bei dichtem Verkehr oder bei geringem Abstand eines nachfolgenden weiteren Fahrzeugs die Intensität geringer oder höher ausgebildet sein, etwa um ein besonders gut sichtbares und schnell erfassbares Warnsignal auszugeben.
  • Die Verkehrssituation kann ferner von einem Fahrerassistenzsystem erfasst werden, das anhand von erfassten Daten in der Umgebung des Fahrzeugs eine Kritikalität bestimmt, etwa das Risiko einer Kollision mit anderen Verkehrsteilnehmern. Hierzu werden beispielsweise eine Dichte des umgebenden Verkehrs, Abstände und Geschwindigkeiten relativ zu anderen Verkehrsteilnehmern und/oder geplante Fahrmanöver erfasst und berücksichtigt. Mittels der Lichtverteilung kann ferner eine Anweisung des Fahrerassistenzsystems ausgegeben werden, etwa um anderen Verkehrsteilnehmern einen geplanten Spurwechsel, einen Überholvorgang oder eine Richtungsänderung anzuzeigen.
  • Die Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung kann ferner dazu eingerichtet sein, eine Umfeldbeleuchtung bereitzustellen. Dies kann beispielsweise in einer dunklen Umgebung wie einem Parkhaus genutzt werden, um Personen in der Umgebung die Orientierung zu erleichtern oder um das Fahrzeug besser sichtbar zu machen, insbesondere um ein leichteres Auffinden des Fahrzeugs in einer unübersichtlichen Parksituation zu ermöglichen.
  • Bei einer weiteren Ausbildung ist ein Betriebszustand des Fahrzeugs erfassbar und die Steuereinheit ist dazu eingerichtet, die Lichtverteilung anhand des erfassten Betriebszustands zu bilden. Insbesondere wird die Lichtverteilung erzeugt, wenn ein für den Fahrbetrieb deaktivierter Betriebszustand des Fahrzeugs erfasst wird. Dadurch kann die Lichtverteilung vorteilhafterweise daran angepasst werden, wie das Fahrzeug aktuell betrieben wird.
  • Ferner kann ein teilweise oder vollständig automatischer Betriebszustand des Fahrzeugs erfasst und die Lichtverteilung entsprechend gebildet werden. Beispielsweise können einzelne Fahrzeugfensterscheiben bei einem automatischen Betriebszustand zur Ausgabe der Lichtverteilung genutzt werden, während bei einem Betriebszustand einer geringeren Automatisierung keine Lichtverteilung ausgegeben wird, um eine störungsfreie Sicht durch das Fahrzeugfenster zu ermöglichen.
  • Bei einer weiteren Ausbildung weist das Auskopplungselement eine netzartige Struktur auf, wobei das Auskopplungselement insbesondere höchstens 40 % der Durchsichtsfläche der Scheibe umfasst. Hierdurch kann vorteilhafterweise eine besonders leicht wiedererkennbare Lichtemission erzeugt werden.
  • Beispielsweise kann das Auskopplungselement eine Fläche ausbilden, die einer aus Polygonen oder Kreisformen gebildeten Netzstruktur entspricht. Eine solche Netzstruktur kann durch miteinander verwobene, einander schneidende schmal und länglich ausgebildete leuchtende Flächen gebildet werden. Ferner können Streifen, karierte Bereiche oder andere Musterung ausgebildet werden. Ferner kann zumindest ein Teilbereich des Auskopplungselements ein Logo oder eine Marke darstellen, ferner können beispielsweise grafische Elemente oder schriftliche Darstellungen, etwa zum Darstellen eines Modelltyps umfasst sein.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung, die Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung umfassend eine flächige Scheibe, eine Lichtquelle zum Emittieren einer Lichtemission, ein Auskopplungselement, eine Erfassungseinheit zum Erfassen von Positionsdaten und eine Steuereinheit, wird durch das Auskopplungselement anhand der Lichtemission in einem Leuchtbereich der Scheibe eine Lichtverteilung ausgekoppelt, wobei die Lichtverteilung in Abhängigkeit von den erfassten Positionsdaten gebildet wird.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren ist ausgebildet, die vorstehend beschriebene erfindungsgemäße Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung zu betreiben. Das Verfahren weist somit dieselben Vorteile auf wie die erfindungsgemäße Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung.
  • Die Erfindung wird nun anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug zu den Zeichnungen erläutert.
    • 1 zeigt ein Fahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen F ahrzeugfensterschei ben ei n richtung,
    • 2A und 2B zeigt detailliertere Ansichten des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung,
    • 3A bis 3D zeigen Ausführungsbeispiele von Lichtverteilungen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden können und
    • 4A und 4B zeigen weitere Ausführungsbeispiele von Lichtverteilungen, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden können.
  • Mit Bezug zu 1 wird ein Fahrzeug mit einem Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung erläutert.
  • Das Fahrzeug 1 umfasst eine Fahrzeugfensterscheibe 2, die einen Passagierraum des Fahrzeugs 1 vom Umfeld des Fahrzeugs 1 trennt. Die Fahrzeugfensterscheibe 2 ist als Heckscheibe ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann es sich beispielsweise um eine Front- oder Windschutzscheibe, eine Dachfensterscheibe oder eine Seitenfensterscheibe handeln. Die Seitenfensterscheiben können so ausgebildet sein, dass sie geöffnet werden können, etwa indem sie ausgehend von einer geschlossenen Stellung in einen Scheibenschacht in einer Tür des Fahrzeugs 1 verfahren werden oder durch einen anderen Öffnungsmechanismus. Hierzu sind auf an sich bekannte Weise ausgebildete Fensterheber oder Öffnungsvorrichtungen vorgesehen. Die Fahrzeugfensterscheibe 2 wird unten mit Bezug zu den 2A und 2B genauer erläutert.
  • Für die Fahrzeugfensterscheibe 2 sind zwei Durchsichtsflächen 11, 12 so definiert, dass sie sich über eine flächige Erstreckung der Fahrzeugfensterscheibe 2 erstrecken und dass auf diese Durchsichtsflächen 11, 12 auftreffendes Licht im Wesentlichen durch die Fahrzeugfensterscheibe 2 hindurchtritt, ohne dass es zu einer Einkopplung in die Scheibe und zum Leiten des Lichts im Inneren der Fahrzeugfensterscheibe 2 durch Totalreflexion kommt. Durch die Durchsichtsflächen 11, 12 hindurch kann ein Fahrzeuginsasse aus dem Innenraum des Fahrzeugs 1 in den Außenraum blicken. Die Fahrzeugfensterscheibe 2 können durch die Durchsichtsflächen 11, 12 verschiedene Transparenzwerte aufweisen. Beispielsweise können Folien zur Verdunklung von Scheiben in einem rückwärtigen Bereich des Fahrzeugs 1 verwendet werden. Die Fahrzeugfensterscheibe 1 kann ferner, insbesondere wenn sie vor der B-Säule des Fahrzeugs 1 angeordnet ist, eine Transmission von zumindest 70 %, bevorzugt zumindest 80 % für Licht des sichtbaren Spektrums aufweisen. Ferner können Maßnahmen vorgesehen sein, die eine Absorption oder Transmission von Licht bewirken, insbesondere um ein Eindringen von bestimmter Strahlung in den Fahrzeuginnenraum zu verhindern.
  • Beispielsweise kann eine Beschichtung vorgesehen sein, die das Eintreten von infraroter Wärmestrahlung von außen in den Fahrzeuginnenraum verhindert oder vermindert.
  • Senkrecht zu den Durchsichtsflächen 11, 12 der Fahrzeugfensterscheibe 2 verlaufen Schmalseiten 13, 14 in einem Kantenbereich. Die Schmalseiten 13, 14 verlaufen im Wesentlichen senkrecht zu der Erstreckungsrichtung der Durchsichtsflächen 11, 12. Bei dem Ausführungsbeispiel sind an den Schmalseiten 13, 14 Lichtquellen 4, 5, 6 angeordnet, die ihrerseits jeweils eine Vielzahl von Leuchtelementen 5a, 5b umfassen, von denen in 1 lediglich einige beispielhaft dargestellt sind. Die Lichtquellen 4, 5, 6 sind so angeordnet, dass von den Leuchtelementen 5a, 5b emittiertes die Licht durch die Schmalseiten 13, 14 in die Fahrzeugfensterscheibe 2 eingekoppelt wird. Es trifft dabei jeweils so auf einen Bereich der Schmalseite, dass das Licht durch die Oberfläche in die Fahrzeugfensterscheibe 2 eintritt und darin unter einem Winkel oberhalb des Grenzwinkels der Totalreflexion verläuft. Das heißt, Licht, welches auf eine Grenzfläche zwischen dem Volumen der Fahrzeugfensterscheibe 2 und einem anderen Medium, insbesondere Luft in der Umgebung, trifft, wird reflektiert und im Volumen der Fahrzeugfensterscheibe 2 weitergeleitet.
  • Bei der Einkopplung wird ferner eine Ausbreitungsrichtung des Lichts der Lichtquellen 4, 5, 6 definiert, wobei als Ausbreitungsrichtung eine Richtung definiert ist, die einer Schwerpunktlinie oder einer optischen Achse einer von jeweils einem Leuchtelement 5a, 5b emittierten Lichtemission zuzuordnen ist. Insbesondere emittieren die Leuchtelemente 5a, 5b der Lichtquellen 4, 5, 6 Lichtbündel, die einen schmalen Öffnungswinkel von beispielsweise weniger als 25°, bevorzugt weniger als 15° aufweisen. Alternativ zusätzlich können die von den Leuchtelementen 4, 5, 6 erzeugten Lichtverteilungen bei weiteren Ausführungsbeispielen durch optische Einrichtungen, etwa Spiegel oder Linsen, so verändert werden, dass das Licht bei der Einkopplung in die Fahrzeugfensterscheibe 2 als Lichtbündel mit dem genannten schmalen Öffnungswinkel eingekoppelt wird.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel sind auf die Fahrzeugfensterscheibe 2, insbesondere eine ESG-Scheibe, zwei Schichten aufgebracht, nämlich eine teils prismatisch strukturierte Folie und eine Schutzfolie aus Glas. Befestigt werden beide jeweils insbesondere mittels Transferklebefilm ohne Träger. Der Aufbau der Fahrzeugfensterscheibe 2 wird unten mit Bezug zu 2A und 2B im Detail erläutert.
  • Die Fahrzeugfensterscheibe 2 weist bei dem Ausführungsbeispiel einen Auskopplungsbereich 3 auf. Im Auskopplungsbereich 3 sind Auskopplungselemente so an der Fahrzeugfensterscheibe 2 angeordnet, dass in die Scheibe eingekoppeltes Licht ausgekoppelt wird. Insbesondere umfasst der Auskopplungsbereich Strukturierungen, bei denen innerhalb der Fahrzeugfensterscheibe 2 geleitetes Licht nicht in einem Winkel größer dem Grenzwinkel der Totalreflexion auftrifft, sodass es statt zur Reflexion zur Transmission kommt, das heißt zum Durchtritt durch die Grenzfläche in das umgebende Medium, insbesondere die Luft in der Umgebung des Fahrzeugs 1. Die Auskopplung erfolgt bei dem Beispiel so, dass Licht im Wesentlichen nach außen abgestrahlt wird, wobei die Abstrahlung überwiegend in einen Bereich hinter dem Fahrzeug 1 erfolgt. Der Auskopplungsbereich 3 wird unten mit Bezug zu den 2A und 2B genauer erläutert.
  • Die Lichtquellen 4, 5, 6 sind mit einer Steuereinheit 7 gekoppelt, ebenso wie eine Erfassungseinheit 8. Durch die Steuereinheit 7 sind die einzelnen Leuchtelemente 5a, 5b der Lichtquellen 4, 5, 6 separat ansteuerbar.
  • Durch die Erfassungseinheit 8 wird bei dem Ausführungsbeispiel eine Umgebungshelligkeit in der Umgebung des Fahrzeugs 1 auf an sich bekannte Weise erfasst. Ferner können Nutzereingaben erfasst und durch die Steuereinheit 7 verarbeitet werden.
  • Zudem sind bei dem Ausführungsbeispiel durch die Erfassungseinheit 8 Positionsdaten erfassbar. Diese umfassen bei dem Beispiel eine Pose des Fahrzeugs 1, das heißt Informationen über seine Position in einem globalen Koordinatensystem oder relativ zu einem lokalen Orientierungspunkt sowie über die Ausrichtung des Fahrzeugs. Insbesondere wird anhand der erfassten Positionsdaten bestimmt, auf welchem Typ von Straße und auf welcher Straßenseite sich das Fahrzeug 1 befindet. Ferner kann detektiert werden, ob das Fahrzeugs 1 in einem Parkhaus geparkt ist.
  • Mit Bezug zu den 2A und 2B werden detailliertere Ansichten des Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert, wobei von dem oben erläuterten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgegangen wird.
  • 2A zeigt einen schematischen und nicht maßstabsgetreuen Querschnitt der Fahrzeugfensterscheibe 2 gemäß dem Ausführungsbeispiel. Die Fahrzeugfensterscheibe 2 weist auf der Seite des Fahrzeuginnenraums eine Scheibe 2a auf, die auf an sich bekannte Weise gebildet ist. Insbesondere ist die Scheibe 2a als einzelne Glasscheibe nach Art einer Einscheiben-Sicherheitsglas-Scheibe (ESG-Scheibe)ausgebildet. Bei weiteren Ausführungsbeispielen umfasst die Scheibe 2a einen Verbund aus mehreren Glasscheiben und/oder zumindest einer Glasscheibe und weiteren Schichten, etwa Folien, Beschichtungen und/oder Klebeschichten. Insbesondere kann die Scheibe 2a als Verbundscheiben-Sicherheitsglas-Scheibe (VSG-Scheibe) ausgebildet sein.
  • Die Fahrzeugfensterscheibe 2 des Ausführungsbeispiels umfasst ferner eine Prismenfolie 2b, die mittels einer nicht dargestellten dünnen Klebeschicht, hier ein Transferklebefilm mit etwa 0,05 mm Dicke, auf die dem Außenraum des Fahrzeugs 1 zugewandte Seite des Scheibe 2a aufgeklebt ist. Ferner ist über der Prismenfolie, das heißt weiter auf der dem Außenraum zugewandten Seite, eine Schutzschicht 2c aufgeklebt, die bei dem Ausführungsbeispiel mittels einer Glasschicht, insbesondere Gorilla-Glass ® (Corning) ausgebildet ist. Dieses weist eine Dicke von 0,4 mm bei einer Dichte von 2,42 g/cm3 auf. Der Härtegrad nach Vickers beträgt 596 kgf/mm2 bei einer Last von 200 g. Der Transmissionsgrad liegt hier ebenfalls bei > 90 %. Auch die Schutzschicht 2c ist mittels einer nicht dargestellten dünnen Klebeschicht auf die Oberfläche der Prismenfolie 2b geklebt, hier mit einem Transferklebefilm mit etwa 0,05 mm Dicke. Sämtliche Schichten 2a, 2b, 2c dieses Aufbaus sind transparent ausgebildet, wobei zumindest 70 % des auf die Fahrzeugfensterscheibe 2 auftreffenden Lichts im sichtbaren Bereich transmittiert wird.
  • Die Prismenfolie 2b weist im Bereich des dargestellten Querschnitts Prismenstrukturen 15 auf der dem Außenraum zugewandten Seite auf, bei denen die Oberfläche nicht parallel zur dem Innenraum zugewandten Seite der Scheibe 2a verläuft, sondern in einem Winkel dazu, bei dem Ausführungsbeispiel 45°. Die Teilflächen der Prismenstrukturen 15 weisen zueinander dementsprechend Winkel von 90° auf. Die Prismenfolie 2b ist bei dem Ausführungsbeispiel aus Polycarbonat (PC) gebildet und weist eine Dicke von 0,5 mm auf, wobei die Prismenstrukturen 15 mit einer Tiefe von 0,17 mm in das Volumen der Folie hineinragen. Der Transmissionsgrad der Prismenfolie 2b liegt bei mehr als 90 %. Bei dem Ausführungsbeispiel befindet sich in den Hohlräumen zwischen der Prismenfolie 2b und der Schutzschicht 2c in dem Bereich der Prismenstrukturen 15 Luft. Das heißt, in die Scheibe 2a beziehungsweise in die Fahrzeugfensterscheibe 2 eingekoppeltes Licht trifft in diesen Bereichen auf eine Grenzfläche zwischen dem optisch dichteren Medium der Prismenfolie und dem optisch dünneren Medium der Luft. Durch eine weitere Grenzfläche tritt das Licht dann von dem mit Luft gefüllten Raum innerhalb der Prismenstruktur 15 in die Schutzschicht 2c und von dieser wiederum in die Luft des Außenraums. Die Prismenstrukturen 15 sind dabei so gebildet, dass eingekoppeltes Licht, das auf diese Bereiche auftritt, in den Außenraum ausgekoppelt wird. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann statt Luft ein anderes Medium verwendet werden, das die Vertiefungen der Prismenstrukturen 15 füllt und die Auskopplungseigenschaften beeinflusst, vor allem durch seine optische Dichte.
  • Beide Schichten sind mit einem Transferklebefilm befestigt. Dieser ist sowohl temperatur- als auch wasserbeständig. Der Transferklebefilm ist ferner beständig gegenüber dem Einfluss ultravioletter (UV-)Strahlung, die insbesondere nicht zu einer Degradation führen soll. Bei anderen Arten der Verklebung ist zu beachten, dass die mechanischen Eigenschaften der Prismenfolie oder der Strahlengang nicht beeinflusst werden dürfen. Ferner wird an den mit Prismenstrukturen versehenen Stellen der Folie kein Kleber aufgetragen.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Prismenstrukturen so ausgebildet, dass eine Auskopplung primär in Richtung des Außenraums des Fahrzeugs 1 erfolgt. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann die Auskopplung so erfolgen, dass ausgekoppeltes Licht in verschiedenen Verhältnissen nach außen und in den Innenraum oder im Wesentlichen nur in den Innenraum des Fahrzeugs 1 erfolgt.
  • Die Konfiguration des Ausführungsbeispiels führt etwa bei einer Scheibenfläche von 0,28 m2 für ein Zusatzgewicht von etwa 170 g, sodass Fensterheber und ähnliche Mechanismen nicht übermäßig mehr belastet werden.
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen können andere Auskopplungselemente und/oder andere Arten von Strukturierungen zur Auskopplung von Licht aus der Fahrzeugfensterscheibe 2 verwendet werden. Beispielsweise können OLED-Elemente an der Oberfläche angeordnet sein, deren Transmissionseigenschaften durch Anlegen einer Spannung geändert werden kann, sodass hier auch schaltbare Auskopplungsstrukturen bereitgestellt werden können. Ferner können die Auskopplungselemente beispielsweise in die Scheibe 2a geätzte oder gravierte Strukturen umfassen.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel umfasst das Auskopplungselement eine aktive Lichtquelle, bei dem Beispiel eine OLED-Fläche. Diese ist transparent ausgebildet und wird durch Anlegen einer Spannung zum Emittieren der Lichtverteilung angeregt. Die OLED-Fläche kann ferner einzeln ansteuerbare Bereiche nach Art von Pixeln umfassen.
  • 2B zeigt, ebenfalls schematisch und nicht maßstäblich, eine Draufsicht auf eine Durchsichtsfläche der Fahrzeugfensterscheibe 2, wobei der Auskopplungsbereich 3 mit einer Vielzahl rautenförmiger Auskopplungselemente 3a hervorgehoben ist. Bei dem Ausführungsbeispiel sind in diesen Bereichen die Prismenstrukturen 15 in der Prismenfolie 2b ausgebildet. Seitlich sind die Lichtquellen 4, 5, 6 gezeigt. Dabei sind die Lichtquellen 4, 5, 6 so angeordnet, dass die Leuchtelemente zweier seitlicher Lichtquellen 5, 6 Licht mit einer im Wesentlichen horizontalen Ausbreitungsrichtung von der rechten beziehungsweise linken Seite in die Fahrzeugfensterscheibe 2 einkoppeln, während die Leuchtelemente einer weiteren Lichtquelle 4 Licht mit einer im Wesentlichen vertikalen Ausbreitungsrichtung von unten in die Fahrzeugfensterscheibe 2 einkoppelt. Die Lichtemissionen und die Einkopplung sind jeweils so gebildet, dass sich das von jedem Leuchtelement der Lichtquellen 4, 5, 6 eingekoppelte Licht jeweils entlang eines Streifen über die Erstreckung der Fahrzeugfensterscheibe 2 in der jeweiligen Ausbreitungsrichtung ausbreitet. Hierzu können optische Elemente zur geeigneten Veränderung der einzelnen Lichtemissionen vorgesehen sein.
  • Diese Einkopplung und Propagation des Lichts innerhalb eines Streifens entlang der Fläche der Fahrzeugfensterscheibe 2 führt dazu, dass jeweils entlang dieses Streifens angeordnete Auskopplungselemente 3a in dem Auskopplungsbereich 3 mit Licht beaufschlagt werden und dass dort eine Lichtauskopplung erfolgt. Das heißt, jedes Leuchtelement der Lichtquellen 4, 5, 6 ist bestimmten Auskopplungselementen 3a der Auskopplungsfläche 3 zugeordnet. Das ausgekoppelte Licht wird durch die beleuchteten Auskopplungselemente 3a ausgekoppelt und ein so gebildeter Leuchtbereich ist aus den beleuchteten Auskopplungselementen 3a zusammengesetzt, die innerhalb eines Streifens in dem Auskopplungsbereich angeordnet sind.
  • An einem der Lichtquelle entgegengesetzten Rand der Scheibe 2 soll bei dem Ausführungsbeispiel eine Ausleuchtung mit etwa 50 bis 100 Ix erreicht werden. Dies kann durch die Wahl einer entsprechenden Helligkeit der LEDs erreicht werden, die als Leuchtelemente 5a, 5b eingesetzt werden. Beispielsweise liegt die verwendete Beleuchtungsstärke der Lichtquellen 4, 5, 6 zwischen 3 Im und 30 Im, bevorzugt zwischen 5 Im und 20 Im.
  • Beispielsweise werden zwanzig am unteren Scheibenrand platzierte LEDs mit einer Beleuchtungsstärke von je 1 Im, einem Abstrahlwinkel von 120° und einer Farbtemperatur von 7000 K verwendet, was kaltweißen Licht entspricht. Derartige LEDs können beispielsweise mit einer Stromstärke von 20 mA bei einer Spannung von 3,3 V betrieben werden. Bei dem Beispiel wird durch Dimmen der LEDs eine Beleuchtungsstärke von 10,17 Im erreicht, wobei die LEDs separat ansteuerbar und regelbar sind. hierdurch kann eine gleichmäßig homogene Beleuchtung der Scheibe 2 erfolgen, obwohl wegen überlappender Lichtemissionen Teile der Scheibe von mehr LEDs beleuchtet werden als andere.
  • Die Leuchtelemente 5a, 5b der Lichtquelle 4, 5, 6 sind so an der Scheibe 2 angebracht, dass von ihnen emittiertes Licht durch die Schmalseite 13, 14 in die Scheibe 2 eingekoppelt wird. Die Verbindung kann etwa mittels eines im Spritzgussverfahren gefertigten Teils erfolgen, das nachfolgend als „Anbindung“ bezeichnet wird und das etwa aus Polyamid gebildet ist. Dieses Teil kann mittels einer Presspassung an den Rand der Scheiben-Folienkombination geklemmt werden und trägt die in einer Reihe angeordneten Leuchtelemente 5a, 5b. Bei dem Ausführungsbeispiel werden LEDs mit einem Abstrahlwinkel von 120° verwendet, es wird jedoch ein einseitiger Abstrahlwinkel von 45° quer zur Scheibe 2 benötigt, um die Bedingungen für Totalreflexion zu erfüllen. Daher wird eine Fokussierung des Abstrahlwinkels auf 90° vorgenommen. Die Anbindung ist so gebildet, dass der Abstand der LED zur Kante der Scheibe 2 auf 2,5 mm festgelegt ist, sodass das eingekoppelte Licht mit einem Winkel oberhalb des Grenzwinkels auf die Durchsichtsflächen 11, 12 der Scheibe 2 trifft und Totalreflektion innerhalb der Scheibe 2 erreicht wird. Die Verbindung zu der mit LEDs besetzten Platine, welche die Lichtquelle 4, 5, 6 bildet, erfolgt durch Verbindungsstifte, ebenfalls mittels Presspassung. Durch die Anbindung und die Platine mit den LEDs wird ein zusätzliches Gewicht von etwa 100 g erreicht, welches beispielsweise durch einen Fensterheber bewegt werden muss
  • Bei einem Ausführungsbeispiel werden durch die Erfassungseinheit 8 Positionsdaten erfasst und durch eine Auswertung wird bestimmt, auf welchen Straßentyp sich das Fahrzeug 1 befindet. Ferner wird ein Betriebsmodus bestimmt, wobei unterschieden wird, ob das Fahrzeug geparkt ist oder gefahren wird sowie ob ein zumindest teilweise automatisierte Fahrmodus aktiviert ist. Schließlich wird anhand der Positionsdaten erfasst, in welchem Bereich ein geparktes Fahrzeug abgestellt ist, insbesondere ob das Parken an einem Straßenrand, auf einem größeren Parkplatz oder in einem Parkhaus erfolgt. Die Lichtquellen 4, 5, 6 wird so angesteuert, dass eine Lichtverteilung in Abhängigkeit von den Positionsdaten und den anhand der Positionsdaten ermittelten Informationen erzeugt wird.
  • Beispielsweise werden Auskopplungselemente 3a, die eine Lichtverteilung in Form einer Werbegrafik ausgeben, zum Erzeugen der Lichtverteilung mit eingekoppeltem Licht beaufschlagt, wenn die entsprechende Scheibe beim geparkten Fahrzeug 1 einem Fußweg zugewandt ist. Bei anderen Beispielen kann diese Lichtverteilung umgekehrt dann ausgegeben werden, wenn die entsprechende Scheibe der Straße oder dem herannahenden Verkehr zugewandt ist. Ferner kann die Intensität des Lichts, das bei der Lichtverteilung ausgekoppelt wird, in Abhängigkeit von der Position gebildet werden, beispielsweise indem bei einer stark befahrenen Straße eine geringere oder höhere Intensität ausgegeben wird als bei einer schwach befahrenen Straße. Ferner können in Abhängigkeit von dem befahrenen Straßentyp bestimmte Lichtfunktion aktiviert werden, beispielsweise indem auf einer Autobahn ein Wischblinker und ein dynamisches Bremslicht mittels Auskopplungselementen 3a ausgegeben werden, während bei einem anderen Straßentyp lediglich das dynamische Bremslicht ausgegeben wird.
  • Ferner kann bei einem bestimmten automatischen Betriebsmodus eine Lichtverteilung erzeugt werden, die dem umgebenden Verkehr anzeigt, dass das Fahrzeug 1 automatisch gesteuert wird, die eine Innenraumbeleuchtung für das Fahrzeug 1 bereitstellt und/oder die den Innenraum des Fahrzeugs 1 weniger gut von außen einsehbar macht.
  • Mit Bezug zu den 3A bis 3D werden Ausführungsbeispiele von Leuchtbereichen erläutert, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden können. Dabei wird von dem oben mit Bezug zu den 1, 2A und 2B erläuterten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung ausgegangen. Die dabei bereitgestellten Lichtfunktionen „Wischblinker“ und „dynamisches Bremslicht“ werden bei dem Ausführungsbeispiel dann erzeugt, wenn sich das Fahrzeug 1 auf Straßen eines bestimmten Straßentyps befindet.
  • Bei dem in 3A gezeigten Fall emittieren die jeweils drei unteren Leuchtelemente der Lichtquellen 5, 6 am rechten beziehungsweise linken Rand der Fahrzeugfensterscheibe 2 Licht, während die jeweils beiden oberen Leuchtelemente der Lichtquellen 5, 6 an den seitlichen Rändern kein Licht emittieren. Auf diese Weise werden die unteren sechs Reihen von Auskopplungselementen des Auskopplungsbereichs 3 beleuchtet und es wird eingekoppeltes Licht aus der Fahrzeugfensterscheibe 2 in die Umgebung des Fahrzeugs 1 ausgekoppelt. Leuchtende oder aktivierte Elemente sind hier schraffiert gezeigt, während nicht leuchtende oder nicht aktivierte Elemente als unstrukturierte Flächen gezeigt sind.
  • Bei dem in 3B gezeigten Fall emittieren sämtliche Leuchtelemente der Lichtquellen 5, 6 am rechten beziehungsweise linken Rand der Fahrzeugfensterscheibe 2 Licht. Hierdurch werden bei dem Ausführungsbeispiel sämtliche Auskopplungselemente im Auskopplungsbereich 3 beleuchtet und es kommt zu einer Auskopplung von Licht.
  • Durch die in den 3A und 3B gezeigten Leuchtbereiche wird ein dynamisches Bremslicht implementiert. Die Erfassungseinheit 8 erfasst die Stärke einer Bremsung anhand einer durch das Fahrzeug 1 bereitgestellten Bremskraft. In weiteren Ausführungsbeispielen kann die Stärke einer Bremsungen und anderer Parameter erfasst werden, beispielsweise durch Erfassen der tatsächlichen Verzögerung oder Beschleunigung des Fahrzeugs 1 und anhand der Stellung eines Bremspedals. Der erfasste Wert wird an die Steuereinheit 7 übertragen, die dann die Lichtquellen 4, 5, 6 in der oben beschriebenen Weise ansteuert. Dabei leuchten umso mehr Leuchtelemente der seitlich angeordneten Lichtquellen 5, 6, je stärker die erfasste Bremskraft ist. Die Lichtquellen beginnen dabei von unten her zu leuchten. Das heißt, bei einer schwachen Bremsung werden weniger Leuchtelemente aktiviert und es wird lediglich Licht in einem vom unteren Rand des Auskopplungsbereichs 3 ausgehenden Teil der Auskopplungselemente über die gesamte Breite des Auskopplungsbereichs 3 ausgekoppelt. Bei einer höheren Bremskraft, bis hin zu einem maximalen darstellbaren Wert der Bremskraft, leuchten immer mehr Leuchtelemente, sodass die Auskopplung auch in weiter oben angeordneten Bereichen des Auskopplungsbereichs 3 erfolgt. Bei einem maximal darstellbaren Wert der Bremskraft oder bei einer höheren Bremskraft leuchtet der gesamte Auskopplungsbereich 3, wie in 3B dargestellt.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Leuchtelemente der seitlich angeordneten Lichtquellen 5, 6 als rote Leuchtdioden ausgebildet, die folglich rotes Licht emittieren, wie dies bei einem Bremslicht üblich ist. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann alternativ oder zusätzlich auch Licht einer anderen Farbe von den Lichtquellen 5, 6 emittiert werden. Hierzu können beispielsweise andersfarbige Leuchtelemente eingesetzt werden, insbesondere RGB-LEDs, deren Farbe durch eine geeignete Ansteuerung eingestellt werden kann. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird alternativ oder zusätzlich die Intensität des eingekoppelten Lichts in Abhängigkeit von der erfassten Stärke des Bremsvorgangs gebildet, beispielsweise wird Licht einer höheren Intensität eingekoppelt, wenn eine größere Stärke erfasst wurde. Ferner kann die Lichtfunktion ein Blinken oder eine Bewegung in dem beleuchteten Bereich oder eine andere zusätzliche Charakteristik aufweisen, die ebenfalls in Abhängigkeit von der Stärke der Bremsung gebildet wird.
  • Bei dem in 3C gezeigten Fall emittieren vier nebeneinander angeordnete Leuchtelemente der Lichtquelle 4 am unteren Rand der Fahrzeugfensterscheibe 2 Licht, während die weiteren dargestellten Leuchtelemente sowie die seitlich angeordneten Lichtquellen 5, 6 kein Licht emittieren. Auf diese Weise werden in fünf Spalten nebeneinander angeordnete Auskopplungselemente des Auskopplungsbereichs 3 beleuchtet und es wird eingekoppeltes Licht aus der Fahrzeugfensterscheibe 2 in die Umgebung des Fahrzeugs 1 ausgekoppelt.
  • Bei dem in 3D gezeigten Fall emittieren alle entlang der rechten Hälfte der Fahrzeugfensterscheibe 2 angeordneten Leuchtelemente der unteren horizontalen Lichtquelle 4 Licht, während die in der linken Hälfte angeordneten Leuchtelemente der Lichtquelle 4 sowie die seitlich angeordneten Lichtquellen 5, 6 kein Licht emittieren. Hierdurch werden sämtliche Auskopplungselemente im Bereich der rechten Hälfte des Auskopplungsbereich 3 mit Licht beaufschlagt und es kommt hierzu eine Auskopplung des Lichts in die Umgebung außerhalb des Fahrzeugs 1.
  • Durch die in den 3C und 3D gezeigten Leuchtbereiche wird ein Wischblinker implementiert. Die Erfassungseinheit 8 erfasst eine Betätigung eines Bedienelements, etwa eines Blinkhebels, wodurch ein Richtungsanzeige aktiviert wird. In weiteren Ausführungsbeispielen kann ein Lenkradeinschlag oder eine Geschwindigkeit der Veränderung des Lenkradeinschlags erfasst werden. In Abhängigkeit von dieser erfassten Betätigung steuert die Steuereinheit 7 die Lichtquellen 4, 5, 6 in der oben beschriebenen Weise an. Die Darstellung der Leuchtbereiche erfolgt dabei nach Art eines periodisch aufleuchtenden Lauflichts, wobei der beleuchtete Leuchtbereich von der Mitte des Auskopplungsbereichs 3 ausgehend zum seitlichen Rand hin wächst. Das heißt, bei einem Blinken nach rechts wächst der beleuchtete Teil des Auskopplungsbereichs 3 ausgehend von der Mitte nach rechts hin, wie in den 3C und 3D angedeutet. Bei einem Blinken nach links wird der Vorgang analog nach links durchgeführt. Die Blinkfrequenz kann anhand anderer Parameter, etwa einer Fahrzeuggeschwindigkeit, einer Kritikalität einer Verkehrssituation, eines Abstands eines nachfolgenden Fahrzeugs oder eines Abstands zu einer Position, an der das Fahrzeug 1 beispielsweise abbiegen soll, gebildet werden, etwa um eine Dringlichkeit eines Richtungswechsels des Fahrzeugs 1 anzuzeigen.
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann die dynamische Darstellung auf andere Weise erfolgen, beispielsweise indem der beleuchtete Leuchtbereich, nachdem er sich von der Mitte bis zum Rand erstreckt hat, in der gleichen Richtung wieder schrumpft, wobei die Leuchtelemente von der Mitte ausgehend nach außen deaktiviert werden. Ferner kann ein „wandernder“ Leuchtbereich einer konstanten Breite erzeugt werden, der beispielsweise ausgehend von der Mitte oder von der der Blinkrichtung abgewandten Seite in die Blinkrichtung verschoben wird.
  • Bei dem Ausführungsbeispiel sind die Leuchtelemente der horizontal am unteren Rand der Fahrzeugfensterscheibe 2 angeordneten Lichtquelle 4 als gelbe oder orange Leuchtdioden ausgebildet, die daher gelbes Licht emittieren, wie dies bei einem Blinklicht üblich ist. Bei weiteren Ausführungsbeispielen können die Leuchtelemente alternativ oder zusätzlich auch Licht einer anderen Farbe emittieren, beispielsweise indem andersfarbige Leuchtelemente oder RGB-LEDs variabler Farbe eingesetzt werden.
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen können andere Lichtfunktionen implementiert werden, beispielsweise ein Warnblinker, bei dem Auskopplungselemente ausgehend von der Mitte zu beiden Seiten hin oder nach oben und unten nach Art eines Lauflichts beleuchtet werden oder indem Leuchtelemente der Lichtquellen 4, 5, 6 blinkend aktiviert werden. Die verschiedenen Arten der Beleuchtung der Leuchtelemente der Lichtquellen 4, 5, 6 können ferner kombiniert werden.
  • Die Beleuchtung, insbesondere mit einer dynamischen Veränderung der aktivierten Lichtquellen 4, 5, 6 und entsprechend sich verändernden Leuchtbereichen, kann ferner kombiniert werden, indem sowohl Licht mit einer horizontalen als auch mit einer vertikalen Ausbreitungsrichtung in die Fahrzeugfensterscheibe 2 eingekoppelt wird. Auf diese Weise können durch Auskopplungselemente Lichtmischungen ausgekoppelt werden. Ferner kann eine solche Mischung mit einer zeitlich sich verändernden Intensität und/oder Farbe dargestellt werden, wenn zumindest eine der beteiligten Lichtquellen sich dynamisch verändernd betrieben wird. Bei einem Ausführungsbeispiel wird ein automatischer Fahrmodus des Fahrzeugs 1 erfasst und in Abhängigkeit von dem erfassten Fahrmodus werden die Lichtquellen 4, 5, 6 so betrieben, dass eine bestimmte Lichtfunktion erzeugt wird, die den Fahrmodus anzeigt. Zum Beispiel kann auf diese Weise eine „wabernde“ flächige Lichtemission ausgekoppelt werden, bei der sich die Intensität und/oder Farbe der Lichtverteilung innerhalb des Auskopplungsbereichs 3 periodisch oder in anderer Weise dynamisch verändert.
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann die Intensität des durch die Lichtquellen 4, 5, 6 emittierten Lichts anhand eines Steuersignals gebildet werden. Beispielsweise erfasst die Erfassungseinheit 8 eine Umgebungshelligkeit in der Umgebung des Fahrzeugs 1. Die Helligkeit, mit der die Lichtfunktionen ausgegeben werden, wird in Abhängigkeit von der Umgebungshelligkeit gebildet. Die Intensität kann ferner anhand anderer Parameter gebildet werden, beispielsweise anhand des Abstands eines nachfolgenden Fahrzeugs, einer Kritikalität eine Verkehrssituation oder einer Anzahl von weiteren Verkehrsteilnehmern in der Umgebung des Fahrzeugs 1.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel empfängt die Erfassungseinheit 5 einen Aktivierungssignal und in Abhängigkeit von dem erfassten Aktivierungssignal steuert die Steuereinheit 7 die Lichtquellen 4, 5, 6 so an, dass eine Begrüßungslichtverteilung ausgegeben wird. Das Aktivierungssignal kann beispielsweise bei einer Annäherung erfasst werden, beispielsweise wenn sich ein mobiles Nutzergerät bis auf einen vorgegebenen Abstand dem Fahrzeug 1 nähert. Die Begrüßungslichtverteilung kann davon abhängen, welchem Nutzer das mobile Nutzergerät zugeordnet ist, wobei hierfür der Nutzer oder das Nutzergerät identifiziert wird. Ferner kann die Intensität von einer Umgebungshelligkeit abhängen, sodass das Fahrzeug 1 beispielsweise besonders gut bei Dunkelheit gefunden werden kann. Bei einem weiteren Beispiel kann beim Entriegeln des Fahrzeugs 1 eine Lichtverteilung ausgegeben werden, durch die beispielsweise der Nutzer begrüßt wird, wobei auch hier eine Personalisierung der Lichtverteilung in Abhängigkeit von dem jeweiligen Nutzer erfolgen kann.
  • Die Intensität des dabei ausgekoppelten Lichts wird in Abhängigkeit von der Position des Fahrzeugs 1 gebildet, wobei in einem Parkhaus die Lichtverteilung mit einer höheren Intensität als an einem Straßenrand ausgegeben wird. Bei weiteren Ausführungsbeispielen kann auch der Abstand, bei dem die Begrüßung Lichtverteilung erzeugt wird, von der Position des Fahrzeugs 1 abhängen.
  • Mit Bezug zu den 4A und 4B werden weitere Ausführungsbeispiele von Lichtverteilungen erläutert, die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erzeugt werden können. Dabei wird von dem oben mit Bezug zu den 1, 2A und 2B erläuterten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung ausgegangen.
  • Das in 4A schematisch gezeigte Fahrzeug weist eine Seitenfensterscheibe 41 auf, die mit einer Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung gemäß der Erfindung ausgebildet ist. Ferner ist ein Ausschnitt 40 gezeigt, der innerhalb einer Fahrzeugtür liegende Strukturen einer teilweise abgesenkten Scheibe zeigt. Zur Absenkung wird ein auf an sich bekannte Weise gebildeter Fensterheber verwendet.
  • Bei der Seitenfensterscheibe 41 ist ein Auskopplungsbereich 3 wie in den 2A und 2B gezeigt ausgebildet, wobei die Auskopplungselemente 3a als netzartig miteinander verwobene Linien gebildet sind. Im Ausschnitt 40 ist sichtbar, dass sich diese netzartige Struktur über die gesamte Fläche der Seitenfensterscheibe 41 erstrecken. Es wird von einer unteren Schmalseite 13, 14 Licht eingekoppelt, wobei die Lichtquelle 4, 5, 6 bei dem Ausschnitt 40 entlang der unteren Schmalseite 13, 14 angeordnet und nicht gesondert dargestellt ist.
  • Bei dem in 4B ebenfalls schematisch gezeigten Fahrzeug sind eine Seitenfensterscheibe 42 und eine Heckscheibe 43 mit Auskopplungselementen 3a gezeigt, welche streifenartige und einander schneidende Leuchtbereiche bilden.
  • Bei weiteren Ausführungsbeispielen können andere Lichtverteilungen erzeugt werden, die jeweils durch die Form, Anordnung und Ausbildung der Auskopplungselemente 3a bestimmt werden. Ferner können durch unterschiedliche Ansteuerung einer oder mehrerer Lichtquellen 4, 5, 6 verschiedene Auskopplungselemente 3a beleuchtet werden oder die Beleuchtung kann anhand unterschiedlicher Intensität, Farbe oder mit verschiedenen dynamischen Effekten wie Blinken oder einem Lauflicht erfolgen.
  • Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind die Auskopplungselemente 3a so ausgebildet, dass sie einen Logo, eine Marke oder eine grafische Darstellung, insbesondere eine Werbegrafik, darstellen. Die Auskopplungselemente 3a können ferner für eine möglichst umfassende oder auf einen bestimmten Bereich gerichtete Ausleuchtung der Umgebung des Fahrzeugs 1 gebildet sein, beispielsweise indem ein Abstrahlwinkel für das ausgekoppelte Licht so gebildet wird, dass ein bestimmter vorgegebener Bereich in der Umgebung des Fahrzeugs durch die erzeugte Lichtverteilung beleuchtet wird.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Fahrzeug
    2
    Fahrzeugfensterscheibe
    2a
    Scheibe
    2b
    Folie, Prismenfolie
    2c
    Schutzschicht
    3
    Auskopplungsbereich
    3a
    Auskopplungselement
    4, 5, 6
    Lichtquelle
    5a, 5b
    Leuchtelement
    7
    Steuereinheit
    8
    Erfassungseinheit
    11
    Durchsichtsfläche
    12
    Durchsichtsfläche
    13
    Schmalseite
    14
    Schmalseite
    15
    Prismenstruktur, Auskopplungselement
    40
    Ausschnitt
    41
    Seitenfensterscheibe
    42
    Seitenfensterscheibe
    43
    Heckscheibe
  • 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
    • US 7791785 B2 [0004]
    • DE 102017216657 A1 [0005]

Claims (10)

  1. Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung mit einer Scheibe (2a); einer Lichtquelle (4, 5, 6) zum Emittieren einer Lichtemission; einem Auskopplungselement (3a, 15), durch das anhand der Lichtemission in einem Leuchtbereich (3) der Scheibe (2a) eine Lichtverteilung auskoppelbar ist; einer Erfassungseinheit (8) zum Erfassen von Positionsdaten; und einer Steuereinheit (7), die dazu eingerichtet ist, die Lichtverteilung in Abhängigkeit von den erfassten Positionsdaten zu bilden.
  2. Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskopplungselement (3a, 15) zwischen der Scheibe (2a) und einer entlang einer Durchsichtsfläche (11) der Scheibe (2a) angeordneten Schutzschicht (2c) angeordnet ist.
  3. Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (4, 5, 6) dazu eingerichtet ist, die Lichtemission so in die Scheibe (2a) einzukoppeln, dass das eingekoppelte Licht mit einer Ausbreitungsrichtung entlang der flächigen Erstreckung der Scheibe (2a) geleitet wird; wobei das Auskopplungselement (3a, 15) dazu eingerichtet ist, das eingekoppelte Licht in dem Leuchtbereich (3) aus der Scheibe (2a) auszukoppeln.
  4. Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (4, 5, 6) in dem Leuchtbereich (3) angeordnet ist und ein aktives Leuchtelement umfasst.
  5. Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (7) dazu eingerichtet ist, die Lichtquelle (4, 5, 6) so anzusteuern, dass eine Intensität, Farbe und/oder Verteilung der Lichtemission eingestellt wird.
  6. Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Erfassungseinheit (8) ferner ein Aktivierungssignal empfangbar ist; und die Steuereinheit (7) dazu eingerichtet ist, die Lichtverteilung ferner in Abhängigkeit von dem erfassten Aktivierungssignal zu bilden.
  7. Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass anhand der erfassten Positionsdaten ein Straßentyp oder eine Straßenseite bestimmbar ist und die Steuereinheit (7) dazu eingerichtet ist, die Lichtverteilung anhand des Straßentyps oder der Straßenseite zu bilden.
  8. Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Verkehrssituation erfassbar ist und die Steuereinheit (7) dazu eingerichtet ist, die Lichtverteilung anhand der erfassten Verkehrssituation zu bilden.
  9. Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Betriebszustand des Fahrzeugs (1) erfassbar ist und die Steuereinheit (7) dazu eingerichtet ist, die Lichtverteilung anhand des erfassten Betriebszustands zu bilden.
  10. Verfahren zum Betreiben einer Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung, die Fahrzeugfensterscheibeneinrichtung umfassend eine flächige Scheibe (2a), eine Lichtquelle (4, 5, 6) zum Emittieren einer Lichtemission, ein Auskopplungselement (3a, 15), eine Erfassungseinheit (8) zum Erfassen von Positionsdaten und eine Steuereinheit (7); wobei bei dem Verfahren: durch das Auskopplungselement (3a, 15) anhand der Lichtemission in einem Leuchtbereich (3) der Scheibe (2a) eine Lichtverteilung ausgekoppelt wird; wobei die Lichtverteilung in Abhängigkeit von den erfassten Positionsdaten gebildet wird.
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