DE102022210616A1

DE102022210616A1 - Fahrzeugleuchte und Verfahren zum Erzeugen einer Lichtverteilung einer Fahrzeugleuchte

Info

Publication number: DE102022210616A1
Application number: DE102022210616.4A
Authority: DE
Inventors: Beatrice Bischof; Heiko Schröder; Christian Studeny; Jan Magnus Guldbakke
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2022-10-07
Filing date: 2022-10-07
Publication date: 2024-04-18

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte (1) mit einer Lichtquelleneinheit (2), die ausgebildet ist, eine Lichtemission zu erzeugen, und einer in Lichtemissionsrichtung (3) der Lichtquelleneinheit (2) angeordneten Flüssigkristalloptik (8). Ferner weist die Fahrzeugleuchte (1) eine mit der Flüssigkristalloptik (8) gekoppelte Steuereinheit (6) auf, die ausgebildet ist, ein elektrisches Signal an Elektroden der Flüssigkristalloptik (8) anzulegen. Die Flüssigkristalloptik (8) ist dabei so ausgebildet, dass in einem ersten Zustand, in dem ein erstes elektrisches Signal an den Elektroden der Flüssigkristalloptik (8) anliegt, eine erste Lichtverteilung (9) erzeugt wird und in einem zweiten Zustand, in dem an den Elektroden der Flüssigkristalloptik (8) ein zweites elektrisches Signal anliegt, eine zweite Lichtverteilung (10) erzeugt wird, wobei die zweite Lichtverteilung (10) eine gegenüber der ersten Lichtverteilung (9) verbreiterte Ausdehnung bewirkt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer Lichtverteilung einer Fahrzeugleuchte (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugleuchte mit einer Lichtquelleneinheit, die ausgebildet ist, eine Lichtemission zu erzeugen, und einer in Lichtemissionsrichtung der Lichtquelleneinheit angeordneten Flüssigkristalloptik. Ferner weist die Fahrzeugleuchte eine mit der Flüssigkristalloptik gekoppelte Steuereinheit auf, die ausgebildet ist, ein elektrisches Signal an Elektroden der Flüssigkristalloptik anzulegen. Die Flüssigkristalloptik ist dabei so ausgebildet, dass in einem ersten Zustand, in dem ein erstes elektrisches Signal an den Elektroden der Flüssigkristalloptik anliegt, eine erste Lichtverteilung erzeugt wird und in einem zweiten Zustand, in dem an den Elektroden der Flüssigkristalloptik ein zweites elektrisches Signal anliegt, eine zweite Lichtverteilung erzeugt wird, wobei die zweite Lichtverteilung eine gegenüber der ersten Lichtverteilung verbreiterte Ausdehnung bewirkt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Erzeugen einer Lichtverteilung einer Fahrzeugleuchte.
Aus der DE 10 2007 007 466 A1 ist eine Scheinwerferanordnung bekannt, die eine Lichtscheibe aufweist, deren Transparenz elektrisch veränderbar ausgebildet ist. Hierfür weist die Lichtscheibe Flüssigkristalle auf, deren Transparenz sich in Abhängigkeit von einer angelegten Spannung ändert.
Aus der DE 10 2005 019 811 A1 ist eine lichtaussende Vorrichtung mit mindestens einem LED-Element und mindestens einer Flüssigkristalllinse bekannt. Durch Anlegen einer Spannung an die Flüssigkristalllinse kann die Lichtbrennweite, eine Aufweitung und Verengung von Lichtrichtungen und ein Lichtbeleuchtungsbereich eingestellt werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugleuchte und ein Verfahren anzugeben, mit denen Lichtverteilungen erzeugbar sind, die bei geringem Bauraumbedarf flexibler an die Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte angepasst werden können.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Fahrzeugleuchte mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein Verfahren mit dem Merkmal des Anspruchs 8 gelöst.
Dementsprechend ist die erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristalloptik schräg zur Lichtemissionsrichtung der Lichtquelleneinheit ausgerichtet ist, um im zweiten Zustand der Flüssigkristalloptik eine gegenüber der ersten Lichtverteilung asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung der zweiten Lichtverteilung zu erzeugen. Die erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte weist vorteilhafterweise durch die Verwendung der Flüssigkristalloptik einen kompakten Aufbau und damit nur einen kleinen Einbauraum auf. Außerdem lassen sich mittels der Steuereinheit und der Flüssigkristalloptik dynamisch verändernde Lichtverteilungen erzeugen, welche sich vorteilhafterweise sehr flexibel an die Lichtfunktion der Fahrzeugleuchten anpassen lassen. Vorteilhafterweise kann eine Ausgangslichtverteilung asymmetrisch verbreitert werden. Durch die schräge Anordnung der Flüssigkristalloptik, relativ zur Lichtemissionsrichtung der Lichtquelleneinheit, lässt sich bei geringem Bauraumbedarf durch Ansteuerung der Flüssigkristalloptik eine flexible Lichtverteilung, insbesondere eine asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung einer Lichtverteilung, erzeugen.
Das elektrische Signal, welches an die Elektroden der Flüssigkristalloptik angelegt werden kann, kann insbesondere kontinuierlich verändert werden. Auf diese Weise können sich kontinuierlich verändernde Lichtverteilungen erzeugt werden. Das erste elektrische Signal, das im ersten Zustand anliegt, und das zweite elektrische Signal, das im zweiten Zustand anliegt, sind in diesem Fall nur Teilmengen der verschiedenen Zustände, in welche die Flüssigkristalloptik durch Anlegen verschiedener Signale gebracht werden kann.
Bei dem elektrischen Signal handelt es sich insbesondere um eine elektrische Spannung, sodass das erste elektrische Signal eine erste Spannung ist und das zweite elektrische Signal eine zweite Spannung ist. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei dem elektrischen Signal um eine Frequenz einer Wechselspannung handeln. Bei den verschiedenen Zuständen wird somit insbesondere die Spannung und/oder die Frequenz einer Wechselspannung verändert.
Die Flüssigkristalloptik ist insbesondere so ausgebildet, dass die erste Spannung geringer als die zweite Spannung ist, um die erste und die zweite Lichtverteilung zu erzeugen. Dabei umfasst der erste Zustand auch den Fall, dass keine Spannung an den Elektroden der Flüssigkristalloptik anliegt, d. h. die erste Lichtverteilung wird dann erzeugt, wenn keine Spannung an den Elektroden der Flüssigkristalloptik anliegt.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte ist die erste Lichtverteilung ein erster Lichtspot und die zweite Lichtverteilung ein länglicher zweiter Lichtspot, der den ersten Lichtspot der ersten Lichtverteilung in nur einer Richtung verbreitet. Die erste Lichtverteilung kann z. B. ein symmetrischer Lichtspot sein und die zweite Lichtverteilung ein länglicher Lichtspot, der bezüglich zumindest einer Symmetrieachse des symmetrischen Lichtspots der ersten Lichtverteilung asymmetrisch ist. Die erste Lichtverteilung kann insbesondere kreisscheibenförmig sein. Bezüglich einer Symmetrieachse des symmetrischen Lichtspots der ersten Lichtverteilung erfolgt somit eine asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung bei der zweiten Lichtverteilung. Auf diese Weise können Lichtfunktionen der Fahrzeugleuchte realisiert werden, welche z. B. durch eine Asymmetrie beim Übergang zur zweiten Lichtverteilung einem Verkehrsteilnehmer, einen richtungsabhängigen Hinweis geben.
Der längliche Lichtspot der zweiten Lichtverteilung kann sich von dem Bereich des ersten Lichtspots der ersten Lichtverteilung in einer Verbreiterungsrichtung weg erstrecken. Insbesondere dehnt sich der erste Lichtspot der ersten Lichtverteilung nur in der Verbreiterungsrichtung zu der zweiten Lichtverteilung aus.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte ist die Flüssigkristalloptik so ausgebildet, dass die Lichtemission der Lichtquelleneinheit durch die Flüssigkristalloptik durchtritt. Die Flüssigkristalloptik wird in diesem Fall in Transmission betrieben. Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist die Flüssigkristalloptik so ausgebildet, dass die Lichtemission der Lichtquelleneinheit an der Flüssigkristalloptik reflektiert wird. In diesem Fall wird die Flüssigkristalloptik somit in Reflektion betrieben.
Gemäß einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte erzeugt die Lichtquelleneinheit eine gerichtete Lichtemission, die eine optische Achse definiert. Ferner kann die Flüssigkristalloptik plattenförmig ausgebildet sein. In diesem Fall schließt die Normale der plattenförmigen Flüssigkristalloptik einen Winkel mit der optischen Achse ein. Dieser Winkel ist ungleich 0°. Beispielsweise kann die Normale der plattenförmigen Flüssigkristalloptik mit der optischen Achse einen Winkel einschließen, der in einem Bereich von 10° bis 50° liegt.
Vorteilhafterweise wird hierdurch ein kompakter Aufbau der Fahrzeugleuchte realisiert, bei dem auf einfache Weise die Schrägstellung der Flüssigkristalloptik zur Lichtemissionsrichtung der Lichtquelleneinheit umgesetzt werden kann.
Gemäß einer Weiterbildung der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte ist in Lichtemissionsrichtung hinter der Flüssigkristalloptik eine maskierende Blende angeordnet. Vorteilhafterweise kann hierdurch eine unerwünschte Aufweitung des Lichtbündels sowie das Auftreten von Streulicht verhindert werden, welcher die Flüssigkristalloptik verlässt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte ist in Lichtemissionsrichtung hinter der Blende zumindest eine optische Linse angeordnet. Vorteilhafterweise kann durch eine solche Linse noch besser Streulicht in der Lichtverteilung vermieden werden. Des Weiteren kann durch die Linse vorteilhafterweise eine scharfe Abbildung der von der Flüssigkristalloptik erzeugten Lichtverteilung im Bereich der Blende auf eine Projektionsfläche erreicht werden.
Alternativ oder zusätzlich kann in Lichtemissionsrichtung vor der Blende zumindest eine optische Linse angeordnet sein. Auch durch diese Linse kann vorteilhafterweise Streulicht vermieden und eine scharfe Abbildung auf eine Projektionsfläche erzeugt werden. Werden zwei Linsen vor und hinter der Blende eingesetzt, kann die Linse, die vor der Blende angeordnet ist, die von der Flüssigkristalloptik erzeugte Lichtverteilung im Bereich der Blende abbilden und die Linse, die hinter der Blende angeordnet ist, kann vorteilhafterweise diese Abbildung dann auf eine Projektionsfläche abbilden. Vorteilhafterweise kann hierdurch eine besonders scharfe Abbildung der Lichtverteilungen auf der Projektionsfläche ohne Streulicht erzeugt werden.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte ist benachbart zu der Flüssigkristalloptik eine reflektierende Fläche so angeordnet, dass ein Teil der von der Lichtquelleneinheit emittierten Lichtstrahlen vor der Flüssigkristalloptik oder nach dem Durchtritt durch die Flüssigkristalloptik unter einem flachen Winkel reflektiert wird. Der Winkel eines Lichtstrahls, der auf die reflektierende Fläche trifft, kann mit der Normalen der reflektierenden Fläche, beispielsweise in einem Bereich von 70° bis 89°, insbesondere in einem Bereich von 75° bis 85°, liegen. Die reflektierende Fläche ist insbesondere in der zur der Verbreiterungsrichtung entgegengesetzten Richtung bei der Flüssigkristalloptik angeordnet. Beispielsweise kann die reflektierende Fläche ein ebener Spiegel sein, der an einer Stirnseite der Flüssigkristalloptik anliegt und senkrecht zu der plattenförmigen Flüssigkristalloptik ausgerichtet ist. Vorteilhafterweise wird durch die reflektierende Fläche die Effizienz der Fahrzeugleuchte erhöht, da keine Lichtstrahlen verloren gehen, sondern zu der Flüssigkristalloptik reflektiert werden.
Die Lichtquelleneinheit kann zumindest eine Licht emittierende Diode aufweisen. Insbesondere werden zwei Teileinheiten für die Lichtquelleneinheit verwendet, die jeweils zumindest eine Lichtquelle, insbesondere eine Licht emittierende Diode, umfassen. Die gerichtete Lichtemission, welche auch die optische Achse definiert, kann durch einen Kollimator erzeugt werden, welcher von der Lichtquelleneinheit umfasst ist und welcher in Richtung der Lichtemission der Lichtquellen angeordnet ist. Auf diese Weise kann insbesondere ein paralleles Lichtbündel erzeugt werden, welches schräg auf die Flüssigkristalloptik trifft. Durch die Verwendung mehrerer Lichtquellen wird vorteilhafterweise erreicht, dass die Dynamik der Lichtverteilung nicht nur durch die Ansteuerung der Flüssigkristalloptik erzeugt wird, sondern es zusätzlich möglich ist, Lichtquellen für z. B. die zweite Lichtverteilung zuzuschalten. Ferner kann auch die Lichtintensität der Lichtemission jeder Lichtquelle variabel angesteuert werden, so dass vorteilhafterweise eine noch größere Flexibilität beim Erzeugen der Lichtverteilung bereitgestellt werden kann.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte ist insbesondere ein Fahrtrichtungsanzeiger. Durch die auf diese Weise erzeugte dynamische Lichtverteilung des Fahrtrichtungsanzeigers kann vorteilhafterweise die Sicherheit zwischen den verschiedenen Verkehrsteilnehmern erhöht werden. Durch die Veränderung der Lichtverteilungen des Fahrtrichtungsanzeigers kann durch die asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung der zweiten Lichtverteilung relativ zur ersten Lichtverteilung ein Hinweis ausgegeben werden, welcher eine Richtung anzeigt. Diese Richtung zeigt die beabsichtigte Fahrtrichtung des Fahrzeugs an, welches die erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte umfasst.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Erzeugen einer Lichtverteilung einer Fahrzeugleuchte wird von einer Lichtquelleneinheit eine Lichtemission erzeugt, die zumindest zum Teil schräg auf eine Flüssigkristalloptik trifft, und die Flüssigkristalloptik wird in Abhängigkeit von einem Steuersignal von einer Steuereinheit so angesteuert, dass in einem ersten Zustand, in dem ein erstes elektrisches Signal, insbesondere eine Spannung und/oder eine Frequenz einer Wechselspannung, an Elektroden der Flüssigkristalloptik anliegt, eine erste Lichtverteilung erzeugt wird und in einem zweiten Zustand, in dem an den Elektroden der Flüssigkristalloptik ein zweites elektrisches Signal, insbesondere eine Spannung und/oder eine Frequenz einer Wechselspannung, anliegt, eine zweite Lichtverteilung erzeugt wird, wobei die zweite Lichtverteilung eine gegenüber der ersten Lichtverteilung asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung besitzt.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere ausgebildet, um mittels der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte ausgeführt zu werden. Das erfindungsgemäße Verfahren weist somit dieselben Vorteile auf wie die erfindungsgemäße Fahrzeugleuchte.
Für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die Lichtquelleneinheit insbesondere zumindest zwei Teileinheiten jeweils zumindest einer Lichtquelle. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in diesem Fall die erste Lichtverteilung dadurch erzeugt, dass von zumindest einer Lichtquelle in der ersten Teileinheit eine Lichtemission erzeugt wird. Beim Übergang von der ersten Lichtverteilung zur zweiten Lichtverteilung wird eine von der zumindest einen Lichtquelle der zweiten Teileinheit erzeugte Lichtemission erhöht und gleichzeitig das von dem Steuersignal von der Steuereinheit erzeugte elektrische Signal, insbesondere die Spannung, die an den Elektroden der Flüssigkristalloptik anliegt, erhöht, so dass ausgehend von der ersten Lichterteilung, eine asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung der Lichtverteilung erzeugt wird. Vorteilhafterweise wird hierdurch eine dynamische Lichtverteilung für die Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte erzeugt, welche kontinuierlich von der ersten Lichtverteilung in die zweite Lichtverteilung übergeht, wobei sich eine asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung der Lichtverteilung ergibt. Hierdurch kann durch die Lichtverteilung ein Richtungshinweis in die Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte integriert werden.
Die Fahrzeugleuchte ist insbesondere ein Fahrtrichtungsanzeiger. Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in diesem Fall die Flüssigkristalloptik in Abhängigkeit von dem Steuersignal von der Steuereinheit so angesteuert, dass eine dynamische Lichtverteilung erzeugt wird, die von einem symmetrischen Lichtspot im Ausgangszustand in eine asymmetrische Lichtverteilung mit der asymmetrischen Verbreiterung der Ausdehnung übergeht, welche in der Verbreiterungsrichtung eine Richtung des Fahrtrichtungsanzeigers anzeigt. Vorteilhafterweise wird durch das Verfahren eine Lichtverteilung eines Fahrtrichtungsanzeigers erzeugt, durch welche die Sicherheit zwischen den verschiedenen Verkehrsteilnehmern erhöht wird. Vorteilhafterweise sind auf diese Weise die Fahrtrichtungsänderungsvorgänge, insbesondere für Radfahrer und Lastkraftwagen, besser ersichtlich.
Die Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug zu den beigefügten Zeichnungen im Detail erläutert.

1 zeigt schematisch den allgemeinen Aufbau der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte,
2 zeigt schematisch den Aufbau eines ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte,
3 zeigt schematisch den Aufbau eines zweiten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte,
4 zeigt schematisch den Aufbau eines drittes Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte und
5 zeigt schematisch den Aufbau eines vierten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte

Es wird darauf hingewiesen, dass die Darstellungen der 2 bis 5 nur schematisch sind und nicht die exakten Strahlenverläufe wiedergeben.
In 1 wird der grundsätzliche Aufbau der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte 1 erläutert:

Bei der Fahrzeugleuchte 1 handelt es sich um einen Fahrtrichtungsanzeiger. Die Fahrzeugleuchte 1 umfasst eine Lichtquelleneinheit 2, welche ausgebildet ist, eine Lichtemission in Lichtemissionsrichtung 3 in Richtung einer Optikeinheit 4 zu emittieren. Durch die Optikeinheit 4 wird die von der Lichtemission erzeugte Lichtverteilung verändert, wie es später im Detail erläutert wird. Die von der Optikeinheit 4 erzeugte Lichtverteilung tritt durch die Lichtabschlussscheibe 5 aus der Fahrzeugleuchte 1 aus. Die austretenden Lichtstrahlen erzeugen auf einer Projektionsfläche verschiedene Lichtverteilungen, wie es auch später erläutert wird.

Die Lichtquelleneinheit 2 sowie die Optikeinheit 4 sind mit einer Steuereinheit 6 datentechnisch verbunden. Die Steuereinheit 6 ist wiederum mit einer Schnittstelle 7 verbunden, über welche Bediensignale an die Steuereinheit 6 übertragen werden können. Die Steuereinheit 6 ist ausgebildet, Steuersignale zur Ansteuerung verschiedener Lichtquellen der Lichtquelleneinheit 2 zu erzeugen. Ferner kann die Steuereinheit 6 eine Spannung an Elektroden einer Flüssigkristalloptik 8 der Optikeinheit 4 anlegen, wie es später erläutert wird. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 6 auch eine bestimmte Frequenz einer Wechselspannung an die Elektroden der Flüssigkristalloptik 8 anlegen.
Mit Bezug zu 2 wird ein erstes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte 1 erläutert:

Die Lichtquelleneinheit 2 des ersten Ausführungsbeispiels umfasst zwei Teileinheiten mit jeweils zumindest einer Lichtquelle. In diesem Ausführungsbeispiel umfasst die erste Teileinheit eine erste Lichtquelle 2-1 und die zweite Teileinheit weist eine zweite Lichtquelle 2-2 auf. Die beiden Lichtquellen 2-1 und 2-2 sind als Licht emittierende Dioden ausgebildet. In Lichtemissionsrichtung der beiden Lichtquellen 2-1 und 2-2 ist ein Kollimator 2-3 angeordnet, welcher ein paralleles Lichtbündel erzeugt und durch welchen eine optische Achse 15 definiert ist.

Die Optikeinheit 4 des ersten Ausführungsbeispiels umfasst eine Flüssigkristalloptik 8. Die Flüssigkristalloptik 8 umfasst eine oder mehrere Zellen, die eine Flüssigkristallsubstanz enthalten, welche beim Anlegen einer Spannung an die Elektroden der Zelle eine anisotrope Ausrichtung bilden. Durch diese Ausrichtung des Flüssigkristalls verändert sich die Ausbreitung des Lichts in Abhängigkeit von der Polarisationsrichtung. Bei dem Ausführungsbeispiel enthält die Flüssigkristalloptik 8 zumindest zwei Zellen für die beiden Polarisationsrichtungen des Lichts. Die Flüssigkristalloptik 8 ist so ausgebildet, dass senkrecht auftreffende Lichtstrahlen aufgeweitet werden, so dass sich eine breitere Lichtverteilung ergibt. Die Flüssigkristalloptik 8 wirkt somit wie eine konkave Linse, deren Brechungsindex von der Spannung, welche an den Elektroden der Flüssigkristalloptik 8 anliegt, eingestellt werden kann. Es können beispielsweise Flüssigkristalloptiken 8 verwendet werden, wie sie von der Firma LENSVECTOR, Inc. vertrieben werden. Eine solche Flüssigkristalloptik 8 ist beispielsweise in der WO 2018/191823 A1 beschrieben.
Bei anderen Ausführungsbeispielen wird der Brechungsindex der Flüssigkristalloptik 8 dadurch verändert, dass die Frequenz einer anliegenden Wechselspannung verändert wird.
Wie in 2 gezeigt, ist die Flüssigkristalloptik 8 schräg zur Lichtemissionsrichtung der Lichtquelleneinheit 2 ausgerichtet. Die Flüssigkristalloptik 8 ist plattenförmig ausgebildet. Die Normale 16 der plattenförmigen Flüssigkristalloptik 8 schließt einen Winkel mit der optischen Achse 15 der Lichtemission ein, welche den Kollimator 2-3 verlässt.
Durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden der Flüssigkristalloptik 8 durch ein von der Steuereinheit 6 übertragenes Steuersignal kann die Lichtverteilung, welche von der Flüssigkristalloptik 8 erzeugt wird, verändert werden. Liegt in einem ersten Zustand an den Elektroden der Flüssigkristalloptik 8 keine Spannung oder eine geringere erste Spannung an, treten die Lichtstrahlen im Wesentlichen ungehindert oder nur wenig verbreitert durch die Flüssigkristalloptik 8 hindurch, und es wird eine erste Lichtverteilung 9 erzeugt. Die erste Lichtverteilung 9 ist ein symmetrischer Lichtspot, insbesondere ein kreisscheibenförmiger Lichtspot, wie es in 2 dargestellt ist.
Wird in einem zweiten Zustand mittels eines Steuersignals der Steuereinheit 6 eine zweite Spannung an die Elektroden der Flüssigkristalloptik 8 angelegt, die größer als die Spannung im ersten Zustand ist, ergibt sich eine Verbreiterung des Ausdehnung der Lichtverteilung. Durch die Schrägstellung der Flüssigkristalloptik 8 relativ zu den einfallenden Lichtstrahlen ist diese Verbreiterung jedoch asymmetrisch. Die erste Lichtverteilung 9 wird in einer Richtung stärker ausgeweitet als in einer anderen Richtung. Die zweite Lichtverteilung 10 ist ein länglicher Lichtspot, der sich von dem Bereich des symmetrischen Lichtspots der ersten Lichtverteilung 9 in einer Verbreiterungsrichtung - in 2 nach oben - weg erstreckt. Bezüglich einer Symmetrieachse der ersten Lichtverteilung 9, nämlich der Symmetrieachse, die parallel zu der optischen Achse 15 ist, ist die zweite Lichtverteilung 10 asymmetrisch. Durch die zweite Lichtverteilung 10 wird somit ein Hinweis für eine Richtung gegeben.
Die Größe der asymmetrischen Verbreiterung der Ausdehnung der zweiten Lichtverteilung 10 gegenüber der ersten Lichtverteilung 9 hängt neben der angelegten Spannung von der Schrägstellung der Flüssigkristalloptik 8 ab, d. h. von dem Winkel der Normalen 16 der Flüssigkristalloptik 8 zu der optischen Achse 15 der Lichtemission der Lichtquelleneinheit 2. Je größer dieser Winkel ist, desto stärker ist die asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung der zweiten Lichtverteilung 10. Der Winkel kann somit in Abhängigkeit von der gewünschten Lichtfunktion der Fahrzeugleuchte gewählt werden.
Mit Bezug zu 3 wird ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte 1 erläutert:

Der grundsätzliche Aufbau der Lichtquelleneinheit 2 und der Optikeinheit 4 des zweiten Ausführungsbeispiels entspricht dem Aufbau des ersten Ausführungsbeispiels, weshalb dieser Aufbau nicht nochmals beschrieben wird. Die Optikeinheit 4 des zweiten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich jedoch von der Optikeinheit 4 des ersten Ausführungsbeispiels darin, dass in Lichtemissionsrichtung hinter der Flüssigkristalloptik 8 zunächst eine Blende 11 und danach eine hintere Linse 12 angeordnet sind. Durch die Blende 11 wird die bei der Flüssigkristalloptik 8 austretende zweite Lichtverteilung begrenzt. Es handelt sich somit um eine sogenannte maskierende Blende 11. Die Blende 11 ist dabei so angeordnet, dass die Lichtverteilung für die zweite Lichtverteilung 10 so abgeschattet wird, dass im Bereich unterhalb der ersten Lichtverteilung 9, d. h. entgegen der der Verbreitungsrichtung, keine Lichtstrahlen durch die Blende 11 gelangen. Es wird somit verhindert, dass sich die Lichtverteilung auch in geringem Maße, wie in 2 gezeigt, nach unten aufweitet und nicht nur in der Verbreitungsrichtung nach oben, wie es in den 2 und 3 gezeigt ist.

Ferner erzeugt die hintere Linse 12 eine Projektion der Lichtverteilung, die von der Flüssigkristalloptik 8 im Bereich der Öffnung der Blende 11 erzeugt wird, auf eine Projektionsfläche. Diese Projektionsfläche kann beispielsweise eine Fahrbahnoberfläche sein.
Mit Bezug zu 4 wird ein drittes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte 1 erläutert:

Auch in diesem Fall werden nur die Unterschiede zu dem zweiten Ausführungsbeispiel der 3 beschrieben. Die Optikeinheit 4 des dritten Ausführungsbeispiels unterscheidet sich von der Optikeinheit 4 des zweites Ausführungsbeispiels darin, dass zwischen der Flüssigkristalloptik 8 und der Blende 11 ein vordere Linse 13 angeordnet ist. Diese vordere Linse 13 bildet die von der Flüssigkristalloptik 8 erzeugte Lichtverteilung auf die Öffnung der Blende 11 ab. Diese Abbildung wird dann wiederum von der hinteren Linse 12 auf eine Projektionsfläche abgebildet.

Mit Bezug zu 5 wird ein viertes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte 1 erläutert:

Wie in den vorherigen Ausführungsbeispielen umfasst die Lichtquelleneinheit 2 zwei Lichtquellen 2-1 und 2-2 sowie einen Kollimator 2-3, welcher eine optische Achse 15 definiert. Der Kollimator 2-3 erzeugt ein paralleles Lichtbündel, welches schräg auf die Flüssigkristalloptik 8 trifft. In 5 ist allerdings die Flüssigkristalloptik 8 vertikal ausgerichtet dargestellt, wohingegen die Lichtquelleneinheit 2 schräggestellt dargestellt ist, so dass auch in diesem Fall die optische Achse 15 einen Winkel mit der Normalen 16 der plattenförmigen Flüssigkristalloptik 8 einschließt. An der unteren Stirnfläche der Flüssigkristalloptik 8 ist in diesem Fall eine reflektierende Fläche 14 angeordnet, die sich parallel zur Normalen 16 der Flüssigkristalloptik 8 in Richtung der Lichtquelleneinheit 2 erstreckt. Die reflektierende Fläche 14 ist somit auf der Seite der Flüssigkristalloptik 8 angeordnet, die nicht in der Verbreiterungsrichtung für die zweite Lichtverteilung 10 liegt.

In Lichtemissionsrichtung hinter der Flüssigkristalloptik 8 sind, wie im dritten Ausführungsbeispiel, eine vordere Linse 13, eine Blende 11 und eine hintere Linse 12 angeordnet, die in 5 schematisch dargestellt sind.
Falls von dem Kollimator 2-3 Lichtstrahlen erzeugt werden, welche seitlich - bei der Darstellung gemäß 5 unterhalb - an der Flüssigkristalloptik 8 vorbei gelangen würden, werden solche Strahlen an der reflektierenden Fläche 14 so reflektiert, dass sie auch durch die Flüssigkristalloptik 8 durchtreten und zur ersten Lichtverteilung 9 oder zur zweiten Lichtverteilung 10 beitragen.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird die erste Lichtverteilung 9 nur durch die Lichtemission der ersten Lichtquelle 2-1 der Lichtquelleneinheit 2 erzeugt, wohingegen die zweite Lichtverteilung 10 durch eine Lichtemission sowohl der ersten Lichtquelle 2-1 als auch der zweiten Lichtquelle 2-2 der Lichtquelleneinheit 2 erzeugt wird. Der Übergang von der ersten Lichtverteilung 9 zu der zweiten Lichtverteilung 10 wird mit Bezug zu dem erfindungsgemäßen Verfahren beschrieben. Die Steuereinheit 6 der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte 1 ist ausgebildet, die Lichtquelleneinheit 2 und die Optikeinheit 4 entsprechend anzusteuern.
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert, welches mittels eines der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Fahrzeugleuchte ausgeführt werden kann:

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird mittels der Fahrzeugleuchte 1 die Lichtverteilung eines Fahrtrichtungsanzeigers erzeugt. Beim Betätigen des Fahrtrichtungsanzeigers wird ein Bediensignal über die Schnittstelle 7 an die Steuereinheit 6 übertragen. Diese erzeugt zunächst die erste Lichtverteilung 9. Hierfür überträgt sie ein Steuersignal an die Lichtquelleneinheit 2, welches bewirkt, dass eine definierte Lichtemission von der ersten Lichtquelle 2-1 emittiert wird. Die Flüssigkristalloptik 8 wird zum Erzeugen der ersten Lichtverteilung 9 nicht angesteuert, d. h. an den Elektroden der Flüssigkristalloptik 8 liegt keine Spannung an.

Anschließend wird ein Übergang von der ersten Lichtverteilung 9 zu der zweite Lichtverteilung 10 erzeugt. Hierfür erzeugt die Steuereinheit 6 ein Steuersignal, welches an die Lichtquelleneinheit 2 übertragen wird und welches bewirkt, dass zusätzlich zu der Lichtemission der ersten Lichtquelle 2-1 die von der zweiten Lichtquelle 2-2 erzeugte Lichtemission erhöht wird. Gleichzeitig erzeugt die Steuereinheit 6 ein Steuersignal, mittels welchem die Spannung, die an den Elektroden der Flüssigkristalloptik 8 anliegt, kontinuierlich erhöht wird. Auf diese Weise wird, ausgehend von der ersten Lichtverteilung 9, eine asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung der Lichtverteilung erzeugt, bis der längliche Lichtspot der zweiten Lichtverteilung 10 sichtbar ist. Die Verbreiterungsrichtung, d. h. die Richtung nach oben bei der Darstellung der 2 bis 5, zeigt die Richtung des Fahrtrichtungsanzeigers an.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugleuchte
2: Lichtquelleneinheit
2-1: erste Lichtquelle
2-2: zweite Lichtquelle
2-3: Kollimator
3: Lichtemissionsrichtung
4: Optikeinheit
5: Lichtabschlussscheibe
6: Steuereinheit
7: Schnittstelle
8: Flüssigkristalloptik
9: erste Lichtverteilung
10: zweite Lichtverteilung
11: Blende
12: hintere Linse
13: vordere Linse
14: reflektierende Fläche
15: optische Achse
16: Normale

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007007466 A1 [0002]
DE 102005019811 A1 [0003]
WO 2018191823 A1 [0030]

Claims

Fahrzeugleuchte (1) mit einer Lichtquelleneinheit (2), die ausgebildet ist, eine Lichtemission zu erzeugen, einer in Lichtemissionsrichtung (3) der Lichtquelleneinheit (2) angeordneten Flüssigkristalloptik (8) und einer mit der Flüssigkristalloptik (8) gekoppelten Steuereinheit (6), die ausgebildet ist, ein elektrisches Signal an Elektroden der Flüssigkristalloptik (8) anzulegen, wobei die Flüssigkristalloptik (8) so ausgebildet ist, dass in einem ersten Zustand, in dem ein erstes elektrisches Signal an den Elektroden der Flüssigkristalloptik (8) anliegt, eine erste Lichtverteilung (9) erzeugt wird und in einem zweiten Zustand, in dem an den Elektroden der Flüssigkristalloptik (8) ein zweites elektrisches Signal anliegt, eine zweite Lichtverteilung (10) erzeugt wird, wobei die zweite Lichtverteilung (10) eine gegenüber der ersten Lichtverteilung (9) verbreitete Ausdehnung besitzt, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristalloptik (8) schräg zur Lichtemissionsrichtung (3) der Lichtquelleneinheit (2) ausgerichtet ist, um im zweiten Zustand der Flüssigkristalloptik (8) eine gegenüber der ersten Lichtverteilung (9) asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung der zweiten Lichtverteilung (10) zu erzeugen.
Fahrzeugleuchte (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das elektrische Signal eine elektrische Spannung und/oder eine Frequenz einer Wechselspannung ist.
Fahrzeugleuchte (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Lichtverteilung (9) ein erster Lichtspot ist und die zweite Lichtverteilung (10) ein länglicher Lichtspot ist, der den ersten Lichtspot der ersten Lichtverteilung (9) in nur einer Richtung verbreitet.
Fahrzeugleuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelleneinheit (2) eine gerichtete Lichtemission erzeugt, die eine optische Achse (15) definiert, die Flüssigkristalloptik (8) plattenförmig ausgebildet ist und die Normale (16) der plattenförmigen Flüssigkristalloptik (8) einen Winkel mit der optischen Achse (15) einschließt.
Fahrzeugleuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Lichtemissionsrichtung (3) hinter der Flüssigkristalloptik (8) eine maskierende Blende (11) angeordnet ist.
Fahrzeugleuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Lichtemissionsrichtung (3) vor und/oder hinter der Blende (11) zumindest eine optische Linse angeordnet ist.
Fahrzeugleuchte (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass benachbart zu der Flüssigkristalloptik (8) eine reflektierende Fläche (14) so angeordnet ist, dass ein Teil der von der Lichtquelleneinheit (2) emittierten Lichtstrahlen vor der Flüssigkristalloptik (8) oder nach dem Durchtritt durch die Flüssigkristalloptik (8) unter einem flachem Winkel reflektiert werden.
Verfahren zum Erzeugen einer Lichtverteilung einer Fahrzeugleuchte (1), bei dem von einer Lichtquelleneinheit (2) eine Lichtemission erzeugt wird, die zumindest zum Teil schräg auf eine Flüssigkristalloptik (8) trifft, und die Flüssigkristalloptik (8) in Abhängigkeit von einem Steuersignal von einer Steuereinheit (6) so angesteuert wird, dass in einem ersten Zustand, in dem ein erstes elektrisches Signal an Elektroden der Flüssigkristalloptik (8) anliegt, eine erste Lichtverteilung (9) erzeugt wird und in einem zweiten Zustand, in dem an den Elektroden der Flüssigkristalloptik (8) ein zweites elektrisches Signal anliegt, eine zweite Lichtverteilung (10) erzeugt wird, wobei die zweite Lichtverteilung (10) eine gegenüber der ersten Lichtverteilung (9) asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung besitzt.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelleneinheit (2) zumindest zwei Teileinheiten mit jeweils zumindest einer Lichtquelle umfasst, die erste Lichtverteilung (9) dadurch erzeugt wird, dass von zumindest einer Lichtquelle der ersten Teileinheit eine Lichtemission erzeugt wird, beim Übergang von der ersten Lichtverteilung (9) zur zweiten Lichtverteilung (10) eine von der zumindest einen Lichtquelle der zweiten Teileinheit erzeugte Lichtemission erhöht wird und gleichzeitig das von dem Steuersignal von der Steuereinheit (6) erzeugte elektrische Signal, das an den Elektroden der Flüssigkristalloptik (8) anliegt, erhöht wird, so dass ausgehend von der ersten Lichtverteilung (9) eine asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung der Lichtverteilung erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugleuchte (1) ein Fahrtrichtungsanzeiger ist und die Flüssigkristalloptik (8) in Abhängigkeit von dem Steuersignal von der Steuereinheit (6) so angesteuert wird, dass eine dynamische Lichtverteilung erzeugt wird, die von einem symmetrischen Lichtspot im Ausgangszustand in eine asymmetrische Lichtverteilung mit der asymmetrische Verbreiterung der Ausdehnung übergeht, welche in der Verbreiterungsrichtung eine Richtung des Fahrtrichtungsanzeigers anzeigt.