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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugrückleuchte.
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Beleuchtungsvorrichtungen wie Rückleuchten eines Kraftfahrzeugs sind ein wichtiger Bestandteil für das Styling eines Kraftfahrzeugs. Es besteht zunehmend das Bedürfnis, aus Stylinggründen insbesondere über eine Rückleuchte ein grafisches Element, wie ein Logo und/oder einen Schriftzug, anzuzeigen. Aus gesetzlichen Gründen ist es jedoch erforderlich, dass ein solches von einer Beleuchtungsvorrichtung wie einer Rückleuchte anzuzeigendes grafisches Element nur dann von einem Fahrer eines hinter dem die Rückleuchte aufweisenden Kraftfahrzeug fahrenden Kraftfahrzeugs optisch wahrnehmbar ist, wenn ein Abstand des Betrachters zu der Rückleuchte kleiner als ein definierter Abstandswert ist, zum Beispiel kleiner als zehn Meter. Hierdurch wird dann sichergestellt, dass im fließenden Verkehr Verkehrsteilnehmer durch das grafische Element nicht abgelenkt werden. Alternativ oder zusätzlich kann es erforderlich sein, dass ein angezeigtes grafisches Element nur dann optisch wahrnehmbar ist, wenn eine Betrachtungsrichtung eines Betrachters auf die Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere die Rückleuchte, in einem definierten Bereich liegt, insbesondere in einem definierten Winkelbereich, bezogen auf die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs.
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Aus der
DE 10 2017 206 882 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug bekannt, die als Frontscheinwerfer oder auch als Rückleuchte ausgeführt sein kann. Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst dabei ein oder mehrere Hologramme, wobei die Hologramme nur dann optisch wahrnehmbar sind, wenn eine ausreichende Nähe eines Betrachters zum Kraftfahrzeug vorliegt oder wenn der Fahrer die Beleuchtungsvorrichtung aus einem bestimmten Raumwinkel betrachtet.
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DE 20 2017 106 281 U1 offenbart eine Kraftfahrzeugrückleuchte mit einer Anordnung aus mehreren hintereinander angeordneten, plattenförmigen Lichtleitern. Auskoppelflächen weisen mehrere Auskoppelelemente auf. Die Form, Größe, Tiefe und/oder Dichte der Auskoppelelemente ist derart ausgebildet, dass das ausgekoppelte und über die Austrittsfläche austretende Licht eine Schnittdarstellung durch ein dreidimensionales Objekt darstellt.
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Aus
US 2016/ 0 299 280 A1 ist eine weitere Kraftfahrzeugrückleuchte bekannt.
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Aus
US 2010/ 0 039 832 A1 ,
US 2014/ 0 063 852 A1 ,
US 2017/ 0 045 666 A1 ,
US 5 775 791 A ,
US 2014/ 0 226 361 A1 und
US 2018/ 0 164 493 A1 ist weiterer Stand der Technik bekannt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine neuartige Kraftfahrzeugrückleuchte zu schaffen, die ausgebildet ist, ein grafisches Element wie ein Logo und/oder einen Schriftzug anzuzeigen, welches ausschließlich dann von einem Betrachter optisch wahrnehmbar ist, wenn ein Abstand des Betrachters zu der Kraftfahrzeugrückleuchte kleiner als ein definierter Abstandswert ist oder demselben entspricht und/oder wenn eine Betrachtungsrichtung des Betrachters auf die Kraftfahrzeugrückleuchte in einem definierten Bereich liegt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Kraftfahrzeugrückleuchte nach Anspruch 1 gelöst.
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Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugrückleuchte weist mindestens eine Lichtquelle zum Abstrahlen von Licht auf.
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Die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugrückleuchte weist mindestens einen Flächenlichtleiter zum Leiten des von der jeweiligen Lichtquelle abgestrahlten Lichts auf.
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Der jeweilige oder der mindestens eine Flächenlichtleiter der erfindungsgemäßen Rückleuchte weist eine Auskoppelstruktur auf, über die das Licht aus dem Flächenlichtleiter auskoppelbar ist, um das Licht aus der Kraftfahrzeugrückleuchte heraus in Richtung auf den Betrachter zu führen.
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Die Auskoppelstruktur des jeweiligen oder des mindestens einen Flächenlichtleiters weist eine Vielzahl von beabstandeten Auskoppelelementen auf. Die Auskoppelelemente sind in nebeneinander und übereinander abgeordneten, aneinander angrenzenden Flächeneinheiten positioniert, wobei jede Flächeneinheit ein oder mehrere Auskoppelelemente und eine Umgebung desselben umfasst.
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Die Auskoppelelemente sind unter Ausbildung eines von der Kraftfahrzeugrückleuchte anzuzeigenden, grafischen Elements wie eines Logos und/oder eines Schriftzugs derart angeordnet bzw. zueinander ausgerichtet und hinsichtlich ihrer Größe und/oder Form und/oder Anordnung und/oder ihrer Anzahl pro Flächeneinheit derart ausgebildet, dass jeder Logobestandteil des Logos und/oder jeder optisch Buchstabe des Schriftzugs jeweils aus mehreren beabstandeten Auskoppelelementen gebildet ist, deren Abstand ihrer Soll-Positionen derart an ein optische Auflösung eines Betrachters angepasst ist, dass das von der Kraftfahrzeugrückleuchte anzuzeigende grafische Element nur dann von einem Betrachter optisch wahrnehmbar ist, wenn ein Abstand des Betrachters zu der Kraftfahrzeugrückleuchte kleiner als ein definierter Abstandswert ist oder demselben entspricht.
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Zumindest einige der Auskoppelelemente unterscheiden sich von anderen Auskoppelelementen hinsichtlich ihrer Größe und/oder Form und/oder Anordnung und/oder ihrer Anzahl pro Flächeneinheit, wobei die Größe und/oder die Form und/oder die Anordnung und/oder die Anzahl der Auskoppelelemente pro Flächeneinheit so gewählt ist, dass eine Flächenemission des jeweiligen Flächenlichtleiters gemittelt über die Flächeneinheit ortsunabhängig oder konstant ist, um so eine konstante Leuchtdichte der Rückleuchte zu gewährleisten.
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Jeder Logobestandteil des Logos und/oder jeder Buchstabe des Schriftzugs, der dann optisch individuell wahrnehmbar ist, wenn der Abstand des Betrachters zu der Kraftfahrzeugrückleuchte kleiner als ein definierter Abstandswert ist oder demselben entspricht und/oder wenn die Betrachtungsrichtung des Betrachters auf die Kraftfahrzeugrückleuchte in einem definierten Bereich liegt, ist demnach jeweils aus mehreren beabstandeten Auskoppelelementen gebildet.
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Die Kraftfahrzeugrückleuchte kann ein grafisches Element anzeigen, welches nur dann von einem Betrachter optisch wahrnehmbar ist, wenn der Abstand des Betrachters zu der Kraftfahrzeugrückleuchte kleiner als der definierte Abstandswert ist oder demselben entspricht und/oder wenn die Betrachtungsrichtung des Betrachters auf die Kraftfahrzeugrückleuchte in dem definierten Bereich liegt. Hierzu verfügt die erfindungsgemäße Kraftfahrzeugrückleuchte über mindestens einen Flächenlichtleiter, der von mindestens einer Lichtquelle abgestrahltes Licht leitet. Der jeweilige Flächenlichtleiter weist eine Auskoppelstruktur auf, über die Licht aus dem Flächenlichtleiter auskoppelbar ist, welches dann heraus in Richtung auf den Betrachter geführt wird.
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Die jeweilige Auskoppelstruktur des jeweiligen Flächenlichtleiters weist eine Vielzahl von beabstandeten Auskoppelelementen auf. Die beabstandeten Auskoppelelemente unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Größe und/oder Form und/oder Anordnung und/oder ihrer Anzahl pro Flächeneinheit. Hierdurch ist es möglich ein grafisches Element anzuzeigen, welches ausschließlich dann von einem Betrachter optisch wahrnehmbar ist, wenn der Abstand des Betrachters zu der Kraftfahrzeugrückleuchte kleiner als der definierte Abstandswert ist und/oder demselben entspricht und/oder wenn die Betrachtungsrichtung des Betrachters auf die Kraftfahrzeugrückleuchte in einem definierten Bereich liegt.
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Die Kraftfahrzeugrückleuchte verfügt demnach über den mindestens einen Flächenlichtleiter, der aus einem Lichtleitermaterial besteht, um das von der jeweiligen Lichtquelle abgestrahlte Licht innerhalb des Flächenlichtleiters zu leiten. An einer dem Betrachter zugewandten Vorderseite oder an einer gegenüberliegenden Rückseite des Flächenlichtleiters ist die Auskoppelstruktur des jeweiligen Flächenlichtleiters ausgebildet, die mehrere beabstandete Auskoppelelemente aufweist, wobei das Licht über die Auskoppelelemente den Flächenlichtleiter verlassen kann. An Stellen zwischen den beabstandeten Auskoppelelementen wird das Licht mittels Spiegelung oder Totalreflexion in dem Flächenlichtleiter geführt und tritt vorzugsweise an diesen Stellen nicht aus dem Flächenlichtleiter aus.
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Unter einer konstanten Flächenemission soll verstanden werden, dass deren Abweichung oder Schwankung maximal ±10%, bevorzugt maximal ±5%, beträgt.
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Bei der Auslegung der Größe und/oder Form und/oder Anordnung und/oder Anzahl pro Flächeneinheit für die Auskoppelelemente der Auskoppelstruktur ist die optische Auflösung des Betrachters der Kraftfahrzeugrückleuchte von Bedeutung. Handelt es sich beim Betrachter der Kraftfahrzeugrückleuchte um einen Menschen, und nimmt man eine Sehschärfe bzw. Auflösung von 2/Bogenminute entsprechend einem Sehwinkel von 0,145 mrad an, so folgt dann bei einem definierten Abstandswert von 10 m ein Soll-Abstand zwischen den Auskoppelelementen von 1,45 mm, um zu gewährleisten, dass dann, wenn der Abstand des Betrachters größer als der definierte Abstandswert ist, das grafische Element vom Betrachter nicht mehr optisch wahrgenommen werden kann. Bei einer Sehschärfe bzw. Auflösung von 1,7/Bogenminute, einem minimalen Sehwinkel von 0,17 mrad und einem definierter Abstandswert von 10 m würde sich ein Abstand der Auskoppelstrukturen von 1,7 mm ergeben, jeweils unter Annahme einer Leuchtdichte von mindestens 3000 cd/m2.
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Eine Größe des von der Kraftfahrzeugrückleuchte anzuzeigenden, grafischen Elements wie des anzuzeigenden Logos und/oder des anzuzeigenden Schriftzugs relativ zum definierten maximalen Abstandswert, bei welchem das grafische Element vom Betrachter noch wahrnehmbar ist, ist größer als ein durch das optische Auflösungsvermögen des Betrachters bestimmter minimaler Sehwinkel.
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Vorzugsweise ist bei unterschiedlicher Größe der beabstandeten Auskoppelelemente der Auskoppelstruktur des jeweiligen Flächenlichtleiters ein Abstand der Auskoppelelemente zueinander derart angepasst, dass der Abstand zwischen benachbarten Auskoppelelementen umso größer ist je größer die Auskoppelelemente sind. Vorzugsweise nimmt der Abstand zwischen benachbarten Auskoppelelementen mit der Größe der Auskoppelelemente proportional zu. Dies ist besonders bevorzugt, um eine ortsunabhängige oder konstante Flächenemission des Lichtleiters und eine konstante mittlere Leuchtdichte der Kraftfahrzeugrückleuchte zu gewährleisten.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind die beabstandeten Auskoppelelemente von Ausnehmungen und/oder von Vorsprüngen am jeweiligen Flächenlichtleiter gebildet, wobei die Auskoppelelemente optisch wirksame Flächen und optisch nicht wirksame Flächen aufweisen, wobei die optisch wirksamen Flächen ebene Facetten oder gewölbte Facetten bereitstellen, und wobei die optisch wirksamen Flächen entweder in eine angrenzende optisch wirksame Fläche oder in eine angrenzende optisch nicht wirksame Fläche mit einem Verrundungsradius übergehen. Derartige Auskoppelelemente sind besonders bevorzugt. Die Auskoppelelemente können auch als Prismen bezeichnet werden. Die optisch wirksamen Flächen können eben oder gewölbt sein und werden als Facetten bezeichnet. Eine optisch wirksame Fläche des Auskoppelelements grenzt an eine andere Fläche des Auskoppelelements an, und zwar derart, dass die Flächen mit dem Verrundungsradius ineinander übergehen. Durch Variation der optisch wirksamen Flächen und der Verrundungsradien kann die Form der Auskoppelelemente einer Auskoppelstruktur besonders einfach verändert werden, um insbesondere die Abstrahlrichtung der Auskoppelelemente zu verändern.
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Nach einer ersten Variante ist eine Abstrahlrichtung aller beabstandeten Auskoppelelemente gleich. Nach einer zweiten Variante ist eine Abstrahlrichtung zumindest einiger der beabstandeten Auskoppelelemente unterschiedlich. Die zweite Variante ist insbesondere dann bevorzugt, wenn das grafische Element nur in einem bestimmten Betrachtungswinkel, bezogen auf die Längsachse des Kraftfahrzeugs, wahrgenommen werden soll.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung ist eine Ist-Position der jeweiligen Auskoppelelemente um ihre jeweilige Soll-Position pseudozufällig verändert. Mit dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung kann das Erscheinungsbild der Kraftfahrzeugrückleuchte verbessert werden, und zwar sowohl dann, wenn ausschließlich ein Flächenlichtleiter vorhanden ist, als auch dann, wenn mehrere überlappende oder auch nicht überlappende Flächenlichtleiter vorhanden sind.
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Nach einer vorteilhaften Weiterbildung sind mehrere Flächenlichtleiter zumindest abschnittsweise überlappend in Blickrichtung eines Betrachters hintereinander angeordnet, wobei jeder Flächenlichtleiter eine Auskoppelstruktur mit einer Vielzahl von voneinander beabstandeten Auskoppelelementen aufweist, und wobei zumindest in einem jeweiligen Überlappungsbereich der Auskoppelstrukturen eine Ist-Position der jeweiligen Auskoppelelemente um ihre jeweilige Soll-Position pseudozufällig verändert ist. Mit dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung können sogenannte Moire-Effekte vermieden werden. Die pseudozufällige Veränderung der Ist-Position der jeweiligen Auskoppelelemente um ihre jeweilige Soll-Position wirkt der Ausbildung eines Moire-Musters von hintereinander positionierten und sich zumindest abschnittsweise überlappenden Auskoppelstrukturen entgegen.
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Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung. Ausführungsbeispiele der Erfindung werden, ohne hierauf beschränkt zu sein, an Hand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:
- 1 einen Ausschnitt aus einer als erfindungsgemäßen Rückleuchte eines Kraftfahrzeugs, die ausgebildet ist, ein grafisches Element anzuzeigen, welches ausschließlich dann von einem Betrachter optisch wahrnehmbar ist, wenn ein Abstand des Betrachters zu der Kraftfahrzeugrückleuchte kleiner als ein definierter Abstandswert ist, wobei dieses grafische Element in 1 ein P umfasst;
- 2 das Detail II der 1;
- 3 einen Ausschnitt aus einer weiteren erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrückleuchte eines Kraftfahrzeugs;
- 4 das Detail IV der 3;
- 5 ein weiteres mögliches Detail einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrückleuchte;
- 6 ein Detail einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
- 7 ein weiteres Detail einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrückleuchte;
- 8 ein weiteres Detail einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrückleuchte;
- 9 ein weiteres Detail einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrückleuchte;
- 10 eine erste Form eines Auskoppelelements einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrückleuchte;
- 11 eine zweite Form eines Auskoppelelements einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrückleuchte;
- 12 eine dritte Form eines Auskoppelelements einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrückleuchte;
- 13 eine vierte Form eines Auskoppelelements einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugrückleuchte.
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Die Erfindung betrifft eine Rückleuchte eines Kraftfahrzeugs.
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Die Rückleuchte ist ausgebildet, ein grafisches Element wie ein Logo und/oder einen Schriftzug anzuzeigen.
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Das grafische Element ist ausschließlich dann von einem Betrachter optisch wahrnehmbar, wenn ein Abstand des Betrachters zu der Rückleuchte kleiner als ein definierter Abstandswert ist oder demselben entspricht und/oder wenn eine Betrachtungsrichtung des Betrachters auf die Rückleuchte in einem definierten Bereich liegt.
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1 zeigt einen Ausschnitt aus einer Rückleuchte 20 eines Kraftfahrzeugs, im Bereich eines von der Rückleuchte 20 angezeigten Buchstabens P eines als Schriftzug ausgebildeten grafischen Elements. Dieser Buchstabe ist von einem Betrachter nur dann optisch wahrnehmbar, wenn ein Abstand des Betrachters zu der Rückleuchte kleiner als ein definierter Abstandswert ist oder demselben entspricht. Dies wird nicht dadurch erreicht, dass das anzuzeigende grafische Element klein ist, sondern vielmehr dadurch, dass die Auflösung, in welcher das grafische Element angezeigt wird, an die Auflösung des Betrachters sowie an den definierten Abstandswert angepasst ist.
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Bei Überschreiten des definierten Abstandswerts kann die Auflösung des Betrachters die Auflösung der Rückleuchte nicht mehr erfassen kann, sodass dann das angezeigte grafische Element optisch nicht mehr wahrgenommen werden kann.
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Die erfindungsgemäße Rückleuchte 20 verfügt über mindestens eine Lichtquelle 21 zum Abstrahlen von Licht. Ferner verfügt die erfindungsgemäße Rückleuchte 20 über mindestens einen Flächenlichtleiter 22 zum Leiten des von der jeweiligen Lichtquelle 21 abgestrahlten Lichts. So zeigt 6, dass von der Lichtquelle 21 abgestrahltes Licht L an einer Seite 23 des Flächenlichtleiters 22 in denselben einkoppelbar ist, um das Licht dann innerhalb des Flächenlichtleiters 22 zu führen.
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Der jeweiligen Flächenlichtleiter 22 weist an einer Seite, in 6 an einer Rückseite 24 des Flächenlichtleiters 22, die von einem Betrachter abgewandt ist, eine Auskoppelstruktur 25 auf, die über eine Vielzahl von beabstandeten Auskoppelelementen 26 verfügt. In 6 sind drei derartige Auskoppelelemente 26 sichtbar.
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Über die Auskoppelstruktur 25, nämlich die beabstandeten Auskoppelelemente 26, die in einem definierten Raster oder Soll-Abstand voneinander beabstandet sind, kann das vom Flächenlichtleiter 22 geführte Licht aus dem Flächenlichtleiter 22 ausgekoppelt werden, um das Licht aus demselben und so aus der Rückleuchte 20 heraus in Richtung auf den Betrachter zu führen.
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An Stellen oder Bereichen des Flächenlichtleiters 22 zwischen den beabstandeten Auskoppelelementen 26 wird das Licht mittels Spiegelung oder Totalreflexion in dem Flächenlichtleiter 22 geführt und tritt vorzugsweise an diesen Stellen nicht aus dem Flächenlichtleiter 22 aus.
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Um nun das gewünschte grafische Element auszubilden, unterscheiden sich zumindest einige Auskoppelelemente 26 von anderen Auskoppelelementen 26 hinsichtlich ihrer Größe und/oder Form und/oder Anordnung und/oder ihrer Anzahl pro Flächeneinheit.
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Jeder Bestandteil des jeweiligen grafischen Elements, also jeder Logobestandteil des jeweiligen Logos und/oder jeder Buchstabe des jeweiligen Schriftzugs, der dann optisch individuell wahrnehmbar ist, wenn der Abstand des Betrachters zu der Kraftfahrzeugrückleuchte kleiner als der definierte Abstandswert ist oder demselben entspricht und/oder wenn die Kraftfahrzeugrückleuchte des Betrachters auf die Beleuchtungsvorrichtung in einem definierten Bereich liegt, ist jeweils aus mehreren beabstandeten Auskoppelelementen 26 gebildet.
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In 6 sind in der in 6 gezeigten Querschnittsrichtung durch einen Flächenlichter 22 die drei gezeigten Auskoppelelemente 26 von gleicher Form und Größe.
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7 zeigt einen Flächenlichtleiter 22, bei welchem die beiden gezeigten Auskoppelelemente 26 der Auskoppelstruktur 25 in der in 7 gezeigten Querschnittrichtung unterschiedliche Größen aufweisen.
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In 8 weisen die beiden gezeigten Auskoppelemente 26 der Auskoppelstruktur 25, die an der Rückseite 24 des in 8 gezeigten Flächenlichtleiters 22 ausgebildet sind, eine unterschiedliche Form auf.
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In 6, 7 und 8 sind die an der Rückseite 24 des jeweiligen Flächenlichtleiters 22 ausgebildeten Auskoppelelemente 26 von Ausnehmungen gebildet, wobei die Auskoppelelemente 26 einerseits optisch wirksame Flächen 28 und andererseits nicht wirksame Flächen 29 aufweisen.
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Die optisch wirksamen Flächen 28 der Auskoppelelemente 26 werden auch als Facetten bezeichnet und können eben oder gewölbt ausgebildet sein. Gewölbte Facetten sind durch ihren Krümmungsradius bzw. Wölbungsradius charakterisiert. So ist die optisch wirksame Fläche 28 des in 8 rechten Auskoppelelements 26 eine gewölbte Facette.
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Jede der optisch wirksamen Flächen 28 geht entweder in eine angrenzende, andere optisch wirksame Fläche 28 oder in eine angrenzende optisch nicht wirksame Fläche mit einem definierten Verrundungsradius über.
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10 zeigt einen Querschnitt durch ein Auskoppelelement 26 mit einer optisch wirksamen Fläche 28 und einer optisch nicht wirksamen Fläche 29, die scharfkantig oder über einen sehr kleinen Verrundungsradius ineinander übergehen.
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In dem in 11 gezeigten Querschnitt durch ein Auskoppelelement 26 geht die optisch wirksame Fläche 28 in die optisch nicht wirksame Fläche 29 über einen Verrundungsradius über.
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In 12 verfügt das gezeigte Auskoppelelement 26 über zwei ebene optisch wirksame Flächen 28 bzw. Facetten, wobei eine dieser optisch wirksamen, ebenen Flächen 28 in die optisch nicht wirksame Fläche 29 entweder scharfkantig oder über einen Verrundungsradius übergeht. In 12 wird über die zweite optische wirksame Fläche 28 eine zweite Abstrahlrichtung für das Licht gewährleistet.
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13 zeigt einen schematisierten Querschnitt durch ein Auskoppelelement 26 mit zwei optisch wirksamen Flächen bzw. Facetten 28, wobei eine dieser optisch wirksamen Flächen 28 eben ausgebildet ist, die in eine gewölbte optisch wirksame Fläche 28 übergebt. Diese gewölbte optisch wirksame Fläche 28 geht dann unter Ausbildung eines Verrundungsradius in die optisch nicht wirksame Fläche 29 über. In 13 bewirkt die gewölbte optisch wirksame Fläche 28 einen aufgefächerten Abstrahlbereich.
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Während ein Radius zwischen einer optisch wirksamen Fläche 28 und einer optisch nicht wirksamen Fläche 29 oder zwischen zwei optisch wirksamen Flächen 28 als Verrundungsradius bezeichnet wird, wird ein Radius einer gewölbten optischen Fläche bzw. Facette 28 als Krümmungsradius oder Wölbungsradius bezeichnet.
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Obwohl die Ausbildung von Ausnehmungen 16 an der Rückseite 24 des jeweiligen Flächenlichtleiters 22 bevorzugt ist, um die Auskoppelelemente 26 der jeweiligen Auskoppelstruktur 25 bereitzustellen, ist es auch möglich, wie in 9 gezeigt, an einer Vorderseite 30 des Flächenlichtleiters 22, die einem Betrachter zugewandt ist, als Auskoppelelemente 26 Vorsprünge vorzusehen, wobei jeder der Vorsprünge wiederum mindestens eine optisch wirksame Fläche 28 und mindestens eine optisch nicht wirksame Fläche 29 aufweist.
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Auch ein Vorsprung kann mehrere optisch wirksame Flächen aufweisen, wobei jede der optisch wirksamen Flächen eben oder gewölbt ausgebildet sein kann.
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Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass im Unterschied zu den in 6 bis 9 gezeigten Ausführungsbeispielen der jeweilige Flächenlichtleiter 22 an seiner Rückseite 24 als Auskoppelelemente 26 Vorsprünge oder an seiner Vorderseite 30 als Auskoppelelemente Ausnehmungen aufweisen kann. Bevorzugt ist eine Ausführung der Erfindung, in welcher der jeweilige Flächenlichtleiter 22 an seiner Rückseite 24 als Auskoppelelemente 26 Vorsprünge aufweist.
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Die Auskoppelstruktur 25 eines jeweiligen Flächenlichtleiters 22 verfügt demnach über die beabstandeten Auskoppelelemente 26, wobei sich zumindest einige der Auskoppelelemente 26 von anderen Auskoppelelementen 26 hinsichtlich ihrer Größe und/oder Form und/oder Anordnung und/oder ihrer Anzahl pro Flächeneinheit unterscheiden.
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Die Auskoppelelemente 26 sind unter Ausbildung eines Rasters aus Auskoppelelementen 26 angeordnet bzw. voneinander beabstandet, und zwar vorzugsweise derart, dass jedes Auskoppelelement 26 an einer definierten Soll-Position angeordnet ist bzw. wird.
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Der Abstand der Auskoppelelemente 26 bzw. der Abstand der Soll-Positionen der Auskoppelelemente 26 ist an das Auflösungsvermögen des Betrachters, vorzugsweise an das Auflösungsvermögen eines menschlichen Auges, angepasst.
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Ein über die Auskoppelelemente 26 erzeugtes grafisches Element kann nur dann vom Betrachter wahrgenommen werden, wenn der Abstand des Betrachters von der Rückleuchte 20 kleiner als ein definierter Abstandswert ist oder demselben entspricht.
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Eine Größe des anzuzeigenden, grafischen Elements relativ zum definierten maximalen Abstandswert, bei welchem das grafische Element vom Betrachter noch wahrnehmbar ist, ist größer als ein durch das optische Auflösungsvermögen des Betrachters bestimmter minimaler Sehwinkel.
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Unter Annahme einer Leuchtdichte von mehr als 3000 cd/m2, einer Wahrnehmbarkeit aus einem maximalen Betrachtungsabstand von 10 m, einer Augenauflösung bzw. Sehschärfe von 2/Bogenminute und einem minimalen Sehwinkel von 0,145 mrad ergibt sich dann ein Abstand für die Soll-Positionen von 1,45 mm. Beträgt bei der obigen Leuchtdichte die Augenauflösung bzw. Sehschärfe 1,7/Bogenminute und ein minimaler Sehwinkel 0,17 mrad, so beträgt der Abstand für die Soll-Positionen 1,7 mm.
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Ist der Abstand des Betrachters kleiner als der definierte Abstandswert oder entspricht dem definierten Abstandswert, so kann der Betrachter das Raster Auskoppelstrukturen 26 auflösen und ein von denselben angezeigtes bzw. gebildetes, grafisches Element wahrnehmen. Ist hingegen der Abstand größer als der definierte Abstandswert, so ist das grafische Element vom Betrachter nicht mehr optisch wahrnehmbar.
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Die Größe der Auskoppelelemente 26 und/oder die Form der Auskoppelelemente 26 und/oder die Anordnung der Auskoppelelemente 26 und/oder die Anzahl der Auskoppelelemente 26 pro Flächeneinheit ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass eine Flächenmission des jeweiligen Flächenlichtleiters 22 gemittelt über eine jeweilige Flächeneinheit ortsunabhängig oder konstant ist, um so eine konstante Leuchtdichte der Rückleuchte 20 zu gewährleisten. Die jeweilige Flächeneinheit umfasst ein oder mehrere Auskoppelelemente 26, die Licht aus dem jeweiligen Flächenlichtleiter 22 auskoppeln, und eine zwischen beabstanden Auskoppelelementen 26 ausgebildete Umgebung desselben oder derselben, die vorzugsweise kein Licht aus dem jeweiligen Flächenlichtleiter 22 auskoppeln. Die Umgebung der Auskoppelelemente 26 kann auch als Zwischenraum zwischen Auskoppelelementen 26 bezeichnet werden.
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Unter einer konstanten Flächenemission soll verstanden werden, dass deren Abweichung oder Schwankung maximal ±10%, bevorzugt maximal ±5%, beträgt.
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In dem Ausführungsbeispiel der 1 und 2 ist vorgesehen, dass in einer Blickrichtung eines Betrachters gesehen, die in Richtung der Längsmittelachse eines Kraftfahrzeugs verläuft, die mindestens eine Auskoppelstruktur 25 Auskoppelelemente 26a, 26b mit unterschiedlicher Größe aufweist. Die Auskoppelelemente 26a und 26b sind dabei in 2 in Flächeneinheiten 31 gezeigt.
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In den in 2 gezeigten unteren Flächeneinheiten 31 sind jeweils vier Auskoppelelemente 26b ausgebildet und angeordnet, in den oberen Flächeneinheiten 31 hingegen ist jeweils ein einziges Auskoppelelement 26a ausgebildet und angeordnet. Die Verringerung der Größe, also die flächenmäßige Verringerung, der Auskoppelelemente 26b gegenüber den Auskoppelelementen 26a wird dabei durch ihre Anzahl kompensiert, sodass je Flächeneinheit 31 die Flächenemission des Flächenlichtleiters 22 gemittelt über die jeweilige Flächeneinheit 31 ortsunabhängig oder konstant ist, um die konstante mittlere Leuchtdichte der Rückleuchte 20 zu gewährleisten.
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Ist der Abstand des Betrachters zur Rückleuchte 20 größer als der definierte Abstandswert, so erscheint die Rückleuchte 20 als homogen leuchtende Fläche, das von der Rückleuchte 20 angezeigte grafische Element kann dann nicht mehr aufgelöst und optisch wahrgenommen werden. Ist der Abstand des Betrachters zur Rückleuchte 20 kleiner als der definierte Abstandswert oder entspricht demselben, so kann ein Betrachter das in 1 gezeigte grafische Element, nämlich den Buchstaben P, wahrnehmen. Alleine über die Variation der Größe der Auskoppelelemente 26a, 26b und deren Anzahl pro Flächeneinheit 31 kann demnach in 1 und 2 auf die gewünschte Art und Weise ein grafisches Element angezeigt werden, und zwar unter Bereitstellung einer konstanten Flächenemission des Flächenlichtleiters 22. In 2 ist dabei in den unteren Flächeneinheiten 31 sowohl in der Breite als auch in der Höhe der Flächeneinheiten 31 gesehen ein Auskoppelelement 26a durch zwei Auskoppelelemente 26b ersetzt, also durch insgesamt vier Auskoppelelemente 26b. Ist ein Auskoppelelement einer Flächeneinheit in einer angrenzenden Flächeneinheit 31 in Richtung der Breite sowie in Richtung der Höhe durch zwei Auskoppelelemente ersetzt, so spricht man von einem Skalierungsfaktor von 1:2. Es haben sich auch Skalierungsfaktoren von 1:3 und 1:4 als vorteilhaft erwiesen, wobei bei einem Skalierungsfaktor von 1:3 ein großes Auskoppelelement 26a je Flächeneinheit 31 durch 3x3, also neun, kleine Auskoppelelemente 26b ersetzt wird. Bei einem Skalierungsfaktor von 1:4 wird ein großes Auskoppelelement 26a je Flächeneinheit 31 durch 4x4, also sechzehn, kleine Auskoppelelemente 26b ersetzt.
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Um trotz unterschiedlicher Größen der Auskoppelelemente 26a, 26b pro Flächeneinheit 31 dasselbe Abstrahlverhalten der Auskoppelelemente 26a, 26b zu gewährleisten, sind Verrundungsradien der Auskoppelelemente 26a, 26b, insbesondere Übergänge zwischen optisch wirksamen Flächen 28 und optisch nicht wirksamen Flächen 29 der Auskoppelelemente, an die Größe der Auskoppelelemente 26a, 26b angepasst.
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Dies erfolgt vorzugsweise derart, dass ein Verrundungsradius umso größer ist, je größer das jeweilige Auskoppelelement ist.
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Die Verrundungsradien werden dabei vorzugsweise entsprechend dem für die Anzahl der Auskoppelelemente beschriebenen Skalierungsfaktor skaliert. Liegt als ein Skalierungsfaktor von 1:2 vor, so verfügen die größeren Auskoppelelemente 26a vorzugsweise über doppelt so große Verrundungsradien wie die kleinen Auskoppelelemente 26b. Bei einem Skalierungsfaktor von 1:3 oder 1:4 verfügen die großen Auskoppelelemente 26a über dreifache oder vierfache Verrundungsradien wie die kleinen Auskoppelelemente 26b.
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Wie oben beschrieben, sind die Auskoppelelemente 26 voneinander beabstandet. Dabei sind zwischen benachbarten Auskoppelelementen 26 Freiräume ausgebildet, über die kein Licht aus den Flächenlichtleiter 22 austreten kann.
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Im Extremfall ist es möglich, dass die Auskoppelelemente sich berühren und dadurch Linien oder Flächen ausbilden. In diesem Fall ist dann vorgesehen, dass in eine solche Linie von sich berührenden bzw. von ineinander übergehenden Auskoppelelementen 26 in definierten Abständen Kerben eingefügt sind, welche Übergangsradien der Auskoppelelemente 26 nachbilden. Auch dies dient der Bereitstellung von beabstandeten Auskoppelelementen, der Bereitstellung einer konstanten Flächenemission des Flächenlichtleiters und zur Bereitstellung einer gleichartigen Abstrahlcharakteristik.
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3 zeigt einen Ausschnitt aus einer weiteren Rückleuchte 20, die als grafisches Element ein P anzeigt. Im Ausführungsbeispiel der 3, von welchem 4 das Detail IV zeigt, unterscheiden sich die Auskoppelelemente nicht nur hinsichtlich ihrer Größe und Anzahl je Flächeneinheit, sondern auch hinsichtlich ihrer Anordnung in der jeweiligen Flächeneinheit 31, wobei jedoch wiederum gewährleistet ist, dass je Flächeneinheit 31 die Flächenemission konstant ist.
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In den oberen Flächeneinheiten 31 der 4 wird durch die gewählte Anordnung der Auskoppelelemente 26a unmittelbar angrenzend an die unteren Flächeneinheiten 31 mit den Auskoppelelementen 26b eine lokale Änderung der Strukturdichte der Auskoppelelemente in den jeweiligen Flächeneinheiten bereitgestellt, sodass im Vergleich zu den unteren Flächeneinheiten 31 der 4 in den oberen Flächeneinheiten 31 der 4 eine Reihe aus Auskoppelelementen 26 fehlt.
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Dann, wenn der Abstand des Betrachters von der Rückleuchte größer als der definierte Abstandswert ist, kann der Betrachter die fehlende Reihe aus Auskoppelelementen nicht mehr auflösen und das grafische Element ist optisch nicht mehr wahrnehmbar. Es wird dann eine homogen leuchtende Rückleuchte 20 wahrgenommen. Ist hingegen der Abstand des Betrachters von der Rückleuchte 20 kleiner als der definierte Abstandswert oder entspricht demselben, so kann derselbe die fehlende Reihe aus Auskoppelelementen auflösen und das grafische Element optisch wahrnehmen.
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Je Flächeneinheit 31 gesehen, ist die Flächenemission des jeweiligen Flächenlichtleiters 22 konstant. Die in den oberen Flächeneinheiten 31 der 4 angeordneten großen Auskoppelelemente 26a sind demnach größer als die in den unteren Flächeneinheiten 31 der 4 angeordneten kleinen Auskoppelelemente 26b, wobei in 4 die Größe eines Auskoppelelements 26a der Summe von zwei kleinen Auskoppelelementen 26b entspricht.
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5 zeigt einen Ausschnitt aus einer weiteren Rückleuchte im Bereich von Flächeneinheiten 31 mit Auskoppelelementen 26, wobei in 5 die oberen Flächeneinheiten 31 im Vergleich zu den unteren Flächeneinheiten 31 gestreckt sind. Analog sind auch die in den oberen Flächeneinheiten 31 angeordneten Auskoppelelemente 26 gegenüber den in den unteren Flächeneinheiten 31 angeordneten Auskoppelelementen 26 gestreckt, um wiederum eine konstante Flächenemission zu gewährleisten. Über eine solche Verzerrung der Flächeneinheiten 31 sowie Auskoppelelemente 26 kann bei gleichbleibender mittlerer Leuchtdichte bzw. gleichbleibender Flächenemission die Designfreiheit erhöht werden, um grafische Elemente besser bzw. mit höherer Qualität zu konturieren. Es ist möglich, den Abstand zwischen Auskoppelelementen 26, abhängig von ihrer Größe und Verzerrung zu gestalten. So sind in 5 die Auskoppelelemente 26 der oberen Flächeneinheiten 31 in ihrer Höhe gegenüber den Auskoppelelementen 26 der unteren Flächeneinheiten 31 gestreckt, sodass dann vorzugsweise um den Grad der Streckung der Auskoppelelemente 26 auch der Abstand zwischen denselben in der jeweiligen Flächeneinheit 31 in der jeweiligen Verzerrungsrichtung vergrößert ist.
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Die Auskoppelstruktur 25 des jeweiligen Flächenlichtleiters 20 kann so ausgelegt sein, dass ein angezeigtes grafisches Element nur dann optisch von einem Betrachter wahrnehmbar ist, wenn dessen Betrachtungsrichtung auf die Rückleuchte 20 in einem definierten Bereich liegt, insbesondere in einem definierten Winkelbereich bezogen auf die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs, wobei dieser Winkelbereich sowohl in Querrichtung als auch in Hochrichtung des Kraftfahrzeugs definiert sein kann. In diesem Fall kommen dann vorzugsweise Auskoppelelemente 26 zum Einsatz, die mehrere optisch wirksame Flächen 28 bzw. Facetten aufweisen (siehe 12, 13), um im jeweiligen Auskoppelelement 26 unterschiedliche Abstrahlrichtungen zu gewährleisten. Hierdurch ist es möglich, dass für einen nachfolgenden Verkehr die Rückleuchte als homogen leuchtende Fläche erscheint, während in einem Blick von schräg oben oder von schräg seitlich ein jeweiliges grafisches Element wahrgenommen werden kann, insbesondere dann, wenn der Abstand des Betrachters zur Rückleuchte kleiner als ein definierter Abstandswert ist oder demselben entspricht.
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Durch mehrere eben konturierte, optisch wirksame Flächen 28 bzw. Facetten je Auskoppelelement 26 und/oder durch gekrümmte optisch wirksame Flächen 28 bzw. Facetten lässt sich die Abstrahlrichtung des jeweiligen Auskoppelelements 26 besonders vorteilhaft einstellen. Hierdurch wird auch eine in eine Hauptabstrahlrichtung erfolgte Lichtabstrahlung beeinflusst, die durch entsprechende Anpassung der Größe der jeweiligen Auskoppelelemente 26 kompensiert werden kann. Durch Wahl von Krümmungsradien der gekrümmten optisch wirksamen Flächen sowie durch Wahl eines Anstellwinkels einer ebenen optisch wirksamen Fläche kann die Abstrahlrichtung des jeweiligen Auskoppelelements besonders vorteilhaft eingestellt werden.
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Es ist möglich, dass eine Rückleuchte 20 mehrere Flächenlichtleiter 22 und demnach mehrere Auskoppelstrukturen 25 aufweist, die unter Ausbildung eines Überlappungsbereichs sich zumindest teilweise überlappen. In diesem Fall ist dann vorgesehen, dass zumindest in einem jeweiligen Überlappungsbereich der Auskoppelstrukturen 25 eine Ist-Position der jeweiligen Auskoppelelemente 26 um ihre jeweilige Soll-Position pseudozufällig verändert ist, um so einem Moire-Effekt bzw. der Erzeugung von Moire-Mustern entgegenzuwirken.
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Je stärker hierbei die Ist-Position der Auskoppelelemente 26 verändert wird, desto stärker kann der Moire-Effekt verringert werden. Ebenso kann der Moire-Effekt stärker reduziert werden, wenn alle sich überlappenden Flächenlichtleiter 22 im jeweiligen Überlappungsbereich ein derart variiertes Muster für die Positionen der Auskoppelelemente 26 aufweisen, als wenn nur in einem der sich überlappenden Flächenlichtleiter die Ist-Position der Auskoppelelemente relativ zu ihren jeweiligen Soll-Positionen pseudozufällig verändert ist.
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Die Ist-Positionen der Auskoppelelemente 26 können nicht nur in einem Überlappungsbereich von sich überlappenden Flächenlichtleitern 22 zu ihren jeweiligen Soll-Positionen pseudozufällig verändert sein, sondern im Bereich des jeweiligen gesamten Flächenlichtleiters 22. Hiermit kann gewährleistet werden, dass das Erscheinungsbild der Auskoppelstrukturen 25 und damit der Rückleuchte über den gesamten jeweiligen Flächenlichtleiter 22 gleichartig ist. Sowohl dann, wenn ausschließlich ein Flächenlichtleiter 22 vorhanden ist, als auch dann, wenn mehrere überlappende oder auch nicht überlappende Flächenlichtleiter 22 vorhanden sind, können also die Ist-Positionen der jeweiligen Auskoppelelemente 26 relativ zu ihren jeweiligen Soll-Positionen pseudozufällig verändert sein. Bei sich zumindest abschnittsweise überlappenden Flächenlichtleitern 22 ist dies besonders bevorzugt, da sich abhängig vom Blickwinkel bzw. Betrachtungswinkel der Überlappungsbereich derselben ändern kann.
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Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs. Das zu betreibende Kraftfahrzeug weist eine Kamera auf, mit welcher der Verkehr vor dem Kraftfahrzeug erfasst werden kann.
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Das Verfahren sieht vor, mithilfe der Kamera des zu betreibenden Kraftfahrzeugs eine erfindungsgemäße Rückleuchte 20 eines vor dem zu betreibenden Kraftfahrzeug befindlichen Kraftfahrzeugs automatisch zu erfassen. Abhängig hiervon wird automatisch ein Abstand zwischen dem zu betreibenden, die Kamera aufweisenden Kraftfahrzeug und dem der erfindungsgemäßen Rückleuchte aufweisenden Kraftfahrzeug ermittelt, und zwar vorzugsweise abhängig von der Auflösung der Kamera.
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Der so ermittelte Abstand kann automatisch für eine Sicherheitsfunktion und/oder für eine Funktion des autonomen Fahrens verwendet werden, um zum Beispiel abhängig vom ermittelten Abstand eine Geschwindigkeit automatisch anzupassen, zum Beispiel über einen Beschleunigungsvorgang oder Bremsvorgang.
