DE102022125484A1

DE102022125484A1 - Kraftfahrzeugaußenleuchte, insbesondere Heckleuchte, mit einem transmissiven Flüssigkristallbildschirm und wenigstens einem Leuchtmittel zur Hinterleuchtung des Flüssigkristallbildschirms

Info

Publication number: DE102022125484A1
Application number: DE102022125484.4A
Authority: DE
Inventors: Dieter Nietfeld
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2022-10-04
Filing date: 2022-10-04
Publication date: 2024-04-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugaußenleuchte, insbesondere Heckleuchte, mit einem transmissiven Flüssigkristallbildschirm, mit wenigstens einem Leuchtmittel (1 ) zur Hinterleuchtung des Flüssigkristallbildschirms und mit wenigstens einem Steuerungsmittel (5), wobei der Flüssigkristallbildschirm verschiedene Segmente (2, 2a) hat und jedes Segment (2, 2a) eine oder mehrere Flüssigkristalle aufweist, wobei mittels des Steuerungsmittels (5) die Transmissivität jedes Segments (2, 2a) einstellbar ist, um mit der Kraftfahrzeugaußenleuchte Lichtbilder zu erzeugen, die beim Betrachten der Kraftfahrzeugaußenleuchte oder einer von der Kraftfahrzeugaußenleuchte angeleuchteten Fläche sichtbar sind, und wobei mittels des Steuerungsmittels (5) die Helligkeit des wenigstens einen Leuchtmittels (1) einstellbar ist,wobei wenigstens eines der Segmente (2a) des Flüssigkristallbildschirms ganz oder teilweise von einer Abdeckung (4) abgedeckt ist, so dass das abgedeckte Segment (2a) oder der Teil des abgedeckten Segmentes nicht betrachtet werden kann und von dem abgedeckten Segment oder dem Teil des abgedeckten Segmentes kein Licht aus der Kraftfahrzeugaußenleuchte austreten kann, undwobei die Kraftfahrzeugaußenleuchte wenigstens einen Helligkeitssensor (3) aufweist, der einen Ausgang hat, der mit einem Eingang des Steuerungsmittels (5) verbunden ist, wobei der Helligkeitssensor (3) zwischen der Abdeckung (4) und dem abgedeckten Segment (2a) oder Teil des abgedeckten Segmentes angeordnet und so ausgerichtet ist, dass er von dem abgedeckten Segment (2a) oder Teil des abgedeckten Segmentes durchgelassenes Licht aufnimmt und in ein die Helligkeit des aufgenommenen Lichtes repräsentierendes Signal umwandelt und an dem Ausgang des Helligkeitssensors (3) bereitstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugaußenleuchte, insbesondere Heckleuchte, mit einem transmissiven Flüssigkristallbildschirm, mit wenigstens einem Leuchtmittel zur Hinterleuchtung des Flüssigkristallbildschirms und mit wenigstens einem Steuermittel, wobei der Flüssigkristallbildschirm verschiedene Segmente hat und jedes Segment ein oder mehrere Flüssigkristalle aufweist, wobei mittels des Steuermittels die Transmissivität jedes Segments einstellbar ist, um mit der Kraftfahrzeugaußenleuchte Lichtbilder zu erzeugen, die für einen Betrachter beim Betrachten der Kraftfahrzeugaußenleuchte oder einer von der Kraftfahrzeugaußenleuchte angeleuchteten Fläche sichtbar sind, und wobei mittels des Steuermittels die Helligkeit des wenigstens einen Leuchtmittels einstellbar ist.
Die Kraftfahrzeugaußenbeleuchtung dient dazu, das Fahrzeug insbesondere bei Dunkelheit sichtbar zu machen und dazu, einem Fahrzeugführer insbesondere die vor ihm liegende Umgebung sichtbar zu machen. Dazu kommen verschiedene Kraftfahrzeugaußenleuchten mit verschiedenen Funktionen an der Front, der Seite und am Heck des Fahrzeugs zum Einsatz, zum Beispiel

- vorne Leuchten für Fernlicht, Abblendlicht, Tagfahrlicht, Standlicht, (auch: „Begrenzungslicht“), Kurvenlicht, Parklicht sowie Fahrtrichtungsanzeiger, Nebelscheinwerfer,
- hinten Schlussleuchten, Bremsleuchten, Fahrtrichtungsanzeiger, Kennzeichenbeleuchtung, Nebelschlussleuchten, Rückfahrscheinwerfer,
- an der Seite Seitenmarkierungsleuchten, Fahrtrichtungsanzeiger.

In modernen Kraftfahrzeugaußenleuchten werden mehr und mehr transmissive Flüssigkeitsbildschirme verwendet, um bestimmte Lichtbilder zu erzeugen. Meist werden die Kraftfahrzeugaußenleuchten so angesteuert, dass ein der Verkehrssituation, in der sich ein mit der Kraftfahrzeugaußenleuchte ausgestattetes Fahrzeug befindet, angemessenes Lichtbild erzeugt wird. Solche Außenleuchten, mit denen sehr flexible Lichtbilder erzeugt werden können, können verschiedene Funktionen übernehmen, so dass die früher übliche Trennung zwischen Außenleuchten mit unterschiedlichen Funktionen hinfällig ist.
Die Flüssigkeitsbildschirme bekannter Kraftfahrzeugaußenleuchten sind häufig in Segmente unterteilt, die wenigstens einen, vorzugsweise aber mehrere Flüssigkristalle aufweisen. Die Transmissivität des Flüssigkristalls kann bzw. der Flüssigkristalle eines Segmentes kann bzw. können mittels der Steuerung erzeugter elektrischer Signale eingestellt werden. Durch gezieltes Einstellen der Segmente können verschiedene Lichtbilder erzeugt werden. Die Helligkeit der Segmente kann zum einen über die Einstellung der Transmissivität eingestellt werden. Zum anderen kann die Helligkeit des oder der Leuchtmittel der Hinterleuchtung eingestellt werden.
Das Einstellen der Transmissivität der Flüssigkristalle erfolgt meist auf folgende Weise: Die Innenflächen der Zelle sind mit Polyimide beschichtet, mit dem die Richtung eines Flüssigkristallmoleküls so ausgerichtet wird, dass sie eine 90°-Drehung zwischen einer vorderen und einer hinteren Glasplatte des Flüssigkeitkristallbildschirms bilden können. Auf den Flächen der Glasplatten sind Polarisatoren so angeordnet, dass sie parallel zur Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle und senkrecht zueinander sind. Im AUS-Zustand wird in den hinteren Polarisator eintretendes Licht durch die Flüssigkristall-Schicht-Drehung zum vorderen Polarisator geführt, durch den es abgegeben wird. Im EIN-Zustand werden die Flüssigkristallmoleküle dadurch aktiviert, dass die Flüssigkristallmoleküle mit einem elektrischen Feld ausgerichtet werden. Das durch den hinteren Polarisator übertragene Licht wird vom vorderen Polarisator abgeblockt, wodurch ein dunkles Bild entsteht. Der Effekt kann auch umgekehrt genutzt werden, wenn die Polarisatoren parallel zueinander angeordnet werden und der Lichtdurchgang im AUS-Zustand geblockt ist und im EIN-Zustand ermöglicht wird.
Die Lichtbilder, die mit der Kraftfahrzeugaußenleuchte eingestellt werden sollen, können Segmente aufweisen, die im EIN-Zustand sind, und Segmente aufweisen, die im AUS-Zustand sind. Entsprechend dem Zustand leuchten die Segmente oder sie leuchten nicht. Für einige Lichtbilder ist es notwendig, dass es Segmente mit unterschiedlicher Helligkeit gibt, dass es also heller und dunkler leuchtende Segmente gibt. Heller und dunkler leuchtende Segmente kann man durch eine Dimmung erreichen.
Für die Dimmung von Leuchten wird häufig eine PWM eingesetzt. Die Leuchten werden in sehr schneller Folge ein- und ausgeschaltet. Aufgrund der Trägheit des menschlichen Auges können Menschen das sehr schnelle Ein- und Ausschalten nicht wahrnehmen. Stattdessen nehmen sie lediglich Helligkeitsunterschiede wahr. Ein sehr schnelles Schalten von Flüssigkristallen zum Zwecke einer Dimmung ist bei zumindest einigen Flüssigkristallen nicht möglich. Stattdessen ist es theoretisch möglich, dass an den Flüssigkristallmolekülen anliegende elektrische Feld zum Zwecke der Dimmung so einzustellen, dass die Flüssigkristalle ein Teil des Lichtes und nicht das ganze Licht durchzulassen. Das elektrische Feld kann durch eine Veränderung einer an den Flüssigkristallen anliegenden elektrischen Spannung eingestellt werden.
Die Dimmung durch Verändern der Spannung ist aufgrund eines nicht linearen Zusammenhangs zwischen der Transmissivität und der Spannung nicht ganz einfach. Hinzukommt, dass die Transmissivität bei einer Spannung auch von der Temperatur des Flüssigkristalls abhängt. Hinzu kommen Toleranzen der Leuchtmittel der Hinterleuchtung und der Flüssigkristalle. Aufgrund dieser Abhängigkeiten ist ein einfaches Steuern der an den Flüssigkristallen anliegenden Spannung zum Zwecke der Dimmung nicht möglich.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kraftfahrzeugaußenleuchte eingangs genannter Art so zu verbessern, dass eine Dimmung der Außenleuchten und insbesondere von Teilen des Lichtbildes möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

- dass wenigstens eines der Segmente des Flüssigkristallbildschirms ganz oder teilweise von einer Abdeckung abgedeckt ist, so dass das abgedeckte Segment oder der Teil des abgedeckten Segmentes nicht betrachtet werden kann und von dem abgedeckten Segment oder dem Teil des abgedeckten Segmentes kein Licht aus der Kraftfahrzeugaußenleuchte austreten kann,
- dass die Kraftfahrzeugaußenleuchte wenigstens einen Helligkeitssensor aufweist, der einen Ausgang hat, der mit einem Eingang des Steuermittels verbunden ist, wobei der Helligkeitssensor zwischen der Abdeckung und dem abgedeckten Segment oder Teil des abgedeckten Segmentes angeordnet und so ausgerichtet ist, dass er von dem abgedeckten Segment oder Teil des abgedeckten Segmentes durchgelassenes Licht aufnimmt und in ein die Helligkeit des aufgenommenen Lichtes repräsentierendes Signal umwandelt und an dem Ausgang des Helligkeitssensors bereitstellt.

Der Helligkeitssensor oder die Helligkeitssensoren einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugaußenleuchte sind durch die Abdeckung verdeckt, so dass er bzw. sie für einen Betrachter nicht sichtbar sind. Der oder die Sensoren beeinträchtigen weder die Funktion noch das Aussehen der Außenleuchte unmittelbar. Der oder die Helligkeitssensoren machen möglich eine Regelung aufzubauen, um die Helligkeit eines Segmentes des Lichtbildes oder aller Segmente zu regeln. Sollte nur die Helligkeit eines Segmentes von einem Helligkeitssensor oder die Helligkeit einiger aber nicht aller Segmente von einem Helligkeitssensor erfasst werden, kann die Außenleuchte und insbesondere das Steuerungsmittel der Außenleuchte erfindungsgemäß so eingerichtet sein, dass die von der Steuerung für das geregelte Segment oder die geregelten Segmente ermittelten Einstellungen für die ungeregelten Segmente übernommen werden.
Mittels des Steuerungsmittels einer erfindungsgemäßen Außenleuchte kann das über den Eingang des Steuermittels eingelesenes Signal des Helligkeitssensors unmittelbar oder nach einer Umwandlung mit einer Führungsgröße verglichen werden. Die Umwandlung könnte eine Analog-Digital-Umwandlung, eine Verstärkung oder Dämpfung des vom Helligkeitssensor eingelesenen Signals oder anderes sein.
Die Helligkeit der Segmente kann auf wenigstens zwei Arten erfolgen. Diese Arten können alternativ oder kumulativ eingesetzt werden, um die gewünschte Helligkeit zu erreichen.
So kann mittels des Steuerungsmittels aufgrund des Ergebnisses des Vergleiches eine Stellgröße oder können aufgrund der Ergebnisse von Vergleichen mehrere Stellgrößen erzeugt werden, um die Transmissivität des ganz oder zum Teil abgedeckten Segmentes und eines oder mehrerer nicht abgedeckter Segmente oder aller Segmente einzustellen. Die an den Flüssigkristallen anliegende Spannung kann diese Stellgröße sein.
Mittels des Steuerungsmittels kann aufgrund des Ergebnisses des Vergleiches eine Stellgröße oder können aufgrund der Ergebnisse von Vergleichen mehrere Stellgrößen erzeugt werden, um die Helligkeit des oder der Leuchtmittel der Hinterleuchtung einzustellen. Je nach Leuchtmittel kann die Stellgröße ein Strom oder eine Spannung sein.
Jedem Segment des Flüssigkristallbildschirms kann eine oder mehrere Leuchtmittel zugeordnet sein. Das oder die einem Segment zugeordneten Leuchtmittel können unabhängig von anderen Segmenten zugeordneten Leuchtmitteln eingestellt werden, um eine gewünschte Helligkeit zu erreichen.
Die Leuchtmittel der Hinterleuchtung können LEDs sein.
Die Erfindung ist anhand der Zeichnung näher erläutert.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Kraftfahrzeugaußenleuchte.

Die nur schematisch dargestellte Kraftfahrzeugaußenleuchte weist eine Hinterleuchtung mit LEDs 1 als Leuchtmitteln, ein Flüssigkristallbildschirm mit mehreren Flüssigkristall-Segmenten 2, 2a, einen Helligkeitssensor 3, eine Abdeckung 4 und ein Steuerungsmittel 5 auf.
Die LEDs 1 sind in einer Ebene angeordnet. Das Licht der LEDs 1 wird in den Flüssigkristallbildschirm eingekoppelt, der in einer Ebene vor den LEDs 1 angeordnet ist.
Die LEDs 1 sind in einem Array angeordnet und das Array ist an zumindest einen Ausgang des Steuerungsmittels angeschlossen, über das das Array mit Strom versorgt wird. Die Stromstärke kann eingestellt werden. Außerdem kann der durch das LED-Array getriebene Strom pulsweitenmoduliert werden. Durch ein Einstellen des Tastgrades kann die mittlere, vom menschlichen Auge wahrnehmbare Helligkeit eingestellt werden.
Die Flüssigkristall-Segmente 2, 2a sind an Ausgänge des Steuerungsmittels 5 angeschlossen, das zumindest für jedes Segment 2, 2a eine Spannung als Stellsignal ausgibt, die ein elektrisches Feld erzeugt, das an den Flüssigkristallen des Segmentes einstellt ob das das von LEDs1 eingekoppelte Licht durch die Flüssigkristalle des Segmentes 2, 2a hindurchgeleitet wird und wie stark es ggf. bei der Durchleitung gedämpft wird.
Das durch die Flüssigkristall-Segmente 2, 2a hindurchgeleitete Licht wird abgestrahlt. Durch eine unterschiedliche Einstellung der Flüssigkristall-Segmente 2 können verschiedene Lichtbilder erzeugt werden. Lediglich das Licht eines Flüssigkristall-Segmentes 2a wird nicht abgestrahlt und kann nicht zur Erzeugung des Lichtbildes beitragen. Dieses Segment 2a ist von der Abdeckung 4 abgedeckt. Zwischen der Abdeckung 4 und dem Segment 2a ist der Helligkeitssensor 3 angeordnet, der Licht von dem Segment 2a aufnimmt und in ein elektrisches Signal wandelt, das über einen Ausgang des Sensors 3 und einen Eingang des Steuerungsmittels 5 dem Steuerungsmittel 5 zugeführt wird. Das Steuerungsmittel 5 vergleicht den Ist-Wert mit einer Führungsgröße und verändert in Abhängigkeit von der Abweichung den Tastgrad der PWM der LEDs 1 und/oder die an den Segmenten 2, 2a anliegende Spannung. Analog zu einer Veränderung der Einstellungen für das Segment 2a können auch die Einstellungen der anderen, nicht abgedeckten Segmente 2a geändert werden. Die Helligkeit des abgedeckten Segmentes 2a wird geregelt und die Helligkeit der nicht abgedeckten Segmente 2 wird analog dazu gesteuert.
Bezugszeichenliste

1: LEDs
2: Flüssigkristall-Segmente
2a: Abgedecktes Flüssigkristall-Segment
3: Helligkeitssensor
4: Abdeckung
5: Steuerungsmittel

Claims

Kraftfahrzeugaußenleuchte, insbesondere Heckleuchte, mit einem transmissiven Flüssigkristallbildschirm, mit wenigstens einem Leuchtmittel (1) zur Hinterleuchtung des Flüssigkristallbildschirms und mit wenigstens einem Steuerungsmittel (5), wobei der Flüssigkristallbildschirm verschiedene Segmente (2, 2a) hat und jedes Segment (2, 2a) eine oder mehrere Flüssigkristalle aufweist, wobei mittels des Steuerungsmittels (5) die Transmissivität jedes Segments (2, 2a) einstellbar ist, um mit der Kraftfahrzeugaußenleuchte Lichtbilder zu erzeugen, die für einen Betrachter beim Betrachten der Kraftfahrzeugaußenleuchte oder einer von der Kraftfahrzeugaußenleuchte angeleuchteten Fläche sichtbar sind, und wobei mittels des Steuerungsmittels (5) die Helligkeit des wenigstens einen Leuchtmittels (1) einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der Segmente (2a) des Flüssigkristallbildschirms ganz oder teilweise von einer Abdeckung (4) abgedeckt ist, so dass das abgedeckte Segment (2a) oder der Teil des abgedeckten Segmentes nicht betrachtet werden kann und von dem abgedeckten Segment oder dem Teil des abgedeckten Segmentes kein Licht aus der Kraftfahrzeugaußenleuchte austreten kann, und dass die Kraftfahrzeugaußenleuchte wenigstens einen Helligkeitssensor (3) aufweist, der einen Ausgang hat, der mit einem Eingang des Steuerungsmittels (5) verbunden ist, wobei der Helligkeitssensor (3) zwischen der Abdeckung (4) und dem abgedeckten Segment (2a) oder Teil des abgedeckten Segmentes angeordnet und so ausgerichtet ist, dass er von dem abgedeckten Segment (2a) oder Teil des abgedeckten Segmentes durchgelassenes Licht aufnimmt und in ein die Helligkeit des aufgenommenen Lichtes repräsentierendes Signal umwandelt und an dem Ausgang des Helligkeitssensors (3) bereitstellt.
Kraftfahrzeugaußenleuchte nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuerungsmittels (5) das über den Eingang des Steuerungsmittels eingelesene Signal des Helligkeitssensors (3) unmittelbar oder nach einer Umwandlung mit einer Führungsgröße vergleichbar ist.
Kraftfahrzeugaußenleuchte nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuerungsmittels (5) aufgrund des Ergebnisses des Vergleiches eine Stellgröße oder mehrere Stellgrößen erzeugt werden, um die Transmissivität des ganz oder zum Teil abgedeckten Segmentes (2a) und eines oder mehrerer nicht abgedeckter Segmente (2) oder aller Segmente (2, 2a) einzustellen.
Kraftfahrzeugaußenleuchte nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass mittels des Steuerungsmittels (5) aufgrund des Ergebnisses des Vergleiches eine Stellgröße oder mehrere Stellgrößen erzeugt werden, um die Helligkeit des oder der Leuchtmittel (1) der Hinterleuchtung einzustellen.