Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Umfeldbeleuchtungseinrichtung zur Licht- abstrahlung auf den Boden im Umfeld des Kraftfahrzeugs.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, mit einer Umfeldbeleuchtungseinrichtung un terschiedliche Lichtverteilungen am Boden in der Umgebung eines Kraftfahrzeugs zu ge nerieren.

Die Druckschrift DE 102015220911 A1 beschreibt ein Kraftfahrzeug mit einer Umfeldbe leuchtungseinrichtung, die ein Array aus Projektionsoptiken umfasst, um ein Lichtmuster oder eine homogene Lichtverteilung ggf. in Kombination mit einer Symbolik am Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erzeugen.

In bekannten Umfeldbeleuchtungseinrichtungen wird nicht berücksichtigt, dass die Anfor derungen zur Erzeugung einer Symbolik unterschiedlich zu den Erfordernissen der Gene rierung eines Lichtmusters bzw. einer homogenen Lichtverteilung sind. Bei der Erzeugung einer Symbolik steht die Lesbarkeit im Vordergrund, wohingegen bei der Generierung ei nes Lichtmusters bzw. einer homogenen Lichtverteilung eine flächige Ausleuchtung des entsprechenden Bodenbereichs relevant ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einer Umfeldbeleuchtungseinrichtung zu schaffen, mit der eine Symbolik und ein Lichtmuster bzw. eine homogene Fläche ent koppelt voneinander am Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs generiert werden.

Diese Aufgabe wird durch das Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbil dungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug umfasst eine Umfeldbeleuchtungseinrichtung zur Lichtabstrahlung auf den Boden im Umfeld des Kraftfahrzeugs. Hierzu umfasst die Um feldbeleuchtungseinrichtung ein oder mehrere Leuchtmodule, die jeweils dazu eingerich tet sind, eine Lichtverteilung am Boden zu generieren. Ein jeweiliges Leuchtmodul umfasst wiederum einen Bildgeber, welcher dazu eingerichtet ist, aus Licht eines Leuchtmittels, das Bestandteil des jeweiligen Leuchtmoduls ist, eine Lichtstrahlung zu generieren, welche eine zweidimensionale Bildinformation zu einer Symbolik einerseits und einem Lichtmuster und/oder einer homogenen Fläche mit im We sentlichen konstanter Leuchtdichte andererseits enthält. Unter einer Symbolik ist eine Darstellung mit einem semantischen Bedeutungsinhalt für einen Betrachter zu verstehen. Insbesondere enthält eine Symbolik ein oder mehrere graphische und/oder textuelle Ele mente, wie z. B. ein Logo und/oder einen Schriftzug. Das jeweilige Leuchtmodul enthält ferner eine optische Einrichtung, auf welche die Lichtstrahlung des Bildgebers fällt. Diese optische Einrichtung ist dazu konfiguriert, die Lichtstrahlung des Bildgebers aufzuteilen, so dass eine erste Teilstrahlung und eine zweite Teilstrahlung entstehen, welche disjunkt zueinander sind, d.h. welche nicht überlappen. Gegebenenfalls kann die Lichtstrahlung auch in noch weitere Teilstrahlungen aufgeteilt sein.

Die optische Einrichtung des jeweiligen Leuchtmoduls ist ferner dazu konfiguriert, aus der ersten Teilstrahlung einen ersten Beleuchtungsbereich umfassend die Symbolik in der Lichtverteilung am Boden zu erzeugen und aus der zweiten Teilstrahlung einen zweiten Beleuchtungsbereich umfassend das Lichtmuster und/oder die homogene Fläche in der Lichtverteilung am Boden zu erzeugen. In einer Variante sind der erste und der zweite Be leuchtungsbereich disjunkt, d.h. sie überlappen nicht.

Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug zeichnet sich dadurch aus, dass mittels einer opti schen Einrichtung die Lichtstrahlung eines Bildgebers derart aufgeteilt wird, dass ein Teil der Lichtstrahlung nur zur Erzeugung einer Symbolik und ein anderer Teil der Lichtstrah lung nur zur Erzeugung eines Lichtmusters bzw. einer homogenen Fläche dienen. Die op tische Einrichtung ermöglicht somit eine getrennte Behandlung der vom Bildgeber gene rierten Lichtstrahlung in Abhängigkeit davon, ob eine Symbolik oder ein Lichtmuster bzw. eine homogene Fläche dargestellt werden. Hierdurch können auf einfache Weise unter schiedliche Anforderungen bei der Generierung einer Symbolik bzw. eines Lichtmuster o- der einer homogenen Fläche berücksichtigt werden.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die Fläche des ersten Beleuchtungs bereichs größer als die Fläche des zweiten Beleuchtungsbereichs. Hierdurch wird der Tat sache Rechnung getragen, dass ein Lichtmuster bzw. eine homogene Lichtverteilung meist auf einer großen Fläche wiedergegeben werden, wohingegen eine Symbolik nur in einem kleinen Bereich darzustellen ist.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Flächenschwerpunkt des ersten Beleuchtungsbereichs näher an einer Lichtaustrittsöffnung des jeweiligen Leuchtmoduls an der Außenseite des Kraftfahrzeugs als der Flächenschwerpunkt des zweiten Beleuch tungsbereichs. Über die Lichtaustrittsöffnung verlässt das Licht des Leuchtmoduls das Kraftfahrzeug an seiner Außenseite. Gemäß dieser Variante der Erfindung wird berück sichtigt, dass die Erzeugung einer gut lesbaren Symbolik umso einfacher ist, je näher die Symbolik am Leuchtmodul ist.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform hat der erste Beleuchtungsbereich eine höhere mittlere Leuchtdichte als der zweite Beleuchtungsbereich. Der Begriff der mittleren Leuchtdichte bezieht sich dabei auf den Mittelwert der Leuchtdichte über die Fläche des jeweiligen Beleuchtungsbereichs hinweg.

Je nach Ausgestaltung kann der Bildgeber im jeweiligen Leuchtmodul des erfindungsge mäßen Kraftfahrzeugs unterschiedlich ausgestaltet sein. Vorzugsweise handelt es sich um einen digitalen Bildgeber, welcher dazu eingerichtet ist, die Lichtstrahlung basierend auf digitalen Bilddaten zu erzeugen. Auf diese Weise können flexibel unterschiedliche Lichtverteilung mit dem Bildgeber erzeugt werden. Nichtsdestotrotz kann der Bildgeber ggf. auch ein analoger Bildgeber mit einer festen Bildinformation sein (z.B. ein Dia).

In einer bevorzugten Variante der soeben beschriebenen Ausführungsform ist der digitale Bildgeber derart ausgestaltet, dass die digitalen Bilddaten für den ersten Beleuchtungsbe reich und die digitalen Bilddaten für den zweiten Beleuchtungsbereich unabhängig vonei nander aus einem Speichermedium durch den digitalen Bildgeber ausgelesen werden können, wodurch der erste Beleuchtungsbereich und der zweite Beleuchtungsbereich un abhängig voneinander erzeugt werden können. Diese Ausführungsform kann insbeson dere mit der weiter unten beschriebenen Variante kombiniert werden, bei der der erste Beleuchtungsbereich und/oder der zweite Beleuchtungsbereich animiert ist. Beispiels weise können unterschiedliche Auflösungen und Framerates für die beiden Beleuchtungs bereiche verwendet werden, um Speicherplatz zu sparen. Zum Beispiel kann die Anima tion für die Symbolik im ersten Beleuchtungsbereich eher kurz, aber dafür hochauflösend sein, wohingegen die Animation im zweiten Beleuchtungsbereich länger ist, jedoch eine niedrigere Framerate und kleinerer Auflösung aufweist.

In einerweiteren besonders bevorzugten Ausführungsform enthält der digitale Bildgeber eine bildgebende Fläche. Vorzugsweise umfasst der digitale Bildgeber ein LCD-Display (LCD = Liquid Crystal Display) und/oder ein LED-Display (LED = Light Emitting Diode) und/oder ein OLED-Display (OELD = Organic Light Emitting Diode) und/oder einen DMD- Bildgeber (DMD = Digital Mirror Device). All diese digitalen Bildgeber sind dem Fachmann bekannt und werden deshalb nicht weiter im Detail beschrieben. Ein DMD-Bildgeber ent hält eine DMD-Vorrichtung in der Form eines Arrays aus einer Vielzahl von Mikrospiegeln, die über eine Aktorik bewegt werden, um Lichtstrahlung in unterschiedliche Richtungen abzulenken und hierdurch eine Bildinformation zu erzeugen.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist der digitale Bildgeber ein scannender Bildgeber, der dazu konfiguriert ist, die Lichtstrahlung mit einem sich bewegenden Licht strahl zu generieren. Ein solcher Bildgeber enthält einen Scanner, mit dem der sich bewe genden Lichtstrahl erzeugt wird. In einer Variante richtet der Scanner den Lichtstrahl di rekt hin zu der optischen Einrichtung des entsprechenden Leuchtmoduls, ohne dass eine bildgebende Fläche vorgesehen ist. Nichtsdestotrotz ist auch möglich, dass der Scanner den Lichtstrahl zunächst auf eine bildgebende Fläche wirft, wobei die Lichtstrahlung von der bildgebenden Fläche zu der optischen Einrichtung gelangt.

Je nach Variante kann das Leuchtmittel eines jeweiligen Leuchtmoduls unterschiedlich ausgestaltet sein. Vorzugsweise umfasst das Leuchtmittel eine LED-Lichtquelle aus einer oder mehreren LEDs und/oder eine Laserlichtquelle aus einer oder mehreren Laserdio den.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die optische Einrichtung zur Aufteilung der Lichtstrahlung ein Strahlumlenkmittel, wobei das Strahlumlenkmittel vorzugsweise einen oder mehrere Spiegel und/oder ein oder mehrere Prismen enthält. Ein solches Strahlum lenkmittel ermöglicht auf einfache Weise die Aufteilung der Lichtstrahlung in disjunkte Teilstrahlungen. In einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung umfasst die optische Einrichtung eine erste Projektionsoptik für die erste Teilstrahlung, um den ersten Beleuchtungsbereich mittels ei ner Projektion am Boden zu generieren. Vorzugsweise ist diese erste Projektionsoptik derart ausgestaltet, dass die Symbolik scharf und/oder entzerrt auf dem Boden abgebildet wird. Zur Erzeugung einer entzerrten Darstellung kann die Projektionsoptik z. B. eine an sich bekannte Keystone-Korrektur durchführen.

In einerweiteren bevorzugten Variante umfasst die optische Einrichtung eine zweite Pro jektionsoptik für die zweite Teilstrahlung, um den zweiten Beleuchtungsbereich mittels ei ner Projektion am Boden zu generieren. Die zweite Projektionsoptik ist somit an die Er zeugung des Lichtmuster bzw. der homogenen Lichtverteilung angepasst. Sofern die opti sche Einrichtung auch eine erste Projektionsoptik enthält, ist die zweite Projektionsoptik eine andere Projektionsoptik als die erste Projektionsoptik. Beispielsweise kann die zweite Projektionsoptik eine geeignete Aufweitung der zweiten Teilstrahlung zur Beleuchtung ei nes großen Flächenbereichs bewirken.

In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform ist ein jeweiliges Leuchtmodul derart aus gestaltet, dass der erste Beleuchtungsbereich und/oder der zweite Beleuchtungsbereich animiert ist, d. h. die entsprechende Symbolik bzw. das Lichtmuster und/oder die homo gene Fläche werden bei der Wiedergabe dynamisch verändert.

In einerweiteren bevorzugten Ausgestaltung ist in dem erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug zumindest ein Leuchtmodul an einer lateralen Kraftfahrzeugseite verbaut, welche sich zwischen Front und Heck des Kraftfahrzeugs erstreckt, um im Betrieb eine Lichtverteilung neben der lateralen Kraftfahrzeugseite zu generieren. Beispielsweise ist das Leuchtmodul in dem Türschweller einer Fahrertür bzw. Beifahrertür und ggf. auch in dem Türschweller einer Fondtür verbaut. Auf diese Weise können ansprechende Lichtszenarien, z. B. bei Annäherung eines Fahrers an die Fahrertür, mit der Umfeldbeleuchtungseinrichtung er zeugt werden. Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich, dass zumindest ein Leucht modul an der Front des Kraftfahrzeugs verbaut ist, um im Betrieb eine Lichtverteilung vor dem Kraftfahrzeug zu generieren, und/oder dass zumindest ein Leuchtmodul am Heck des Kraftfahrzeugs verbaut ist, um im Betrieb eine Lichtverteilung hinter dem Kraftfahr zeug zu generieren. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht von oben auf eine Ausführungsform eines erfin dungsgemäßen Kraftfahrzeugs, das mit einem Leuchtmodul eine Lichtverteilung generiert; und

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Leuchtmoduls, das im Kraftfahrzeug der Fig. 1 verbaut ist.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung anhand des Kraftfahrzeugs der Fig. 1 beschrieben, das mit dem Bezugszeichen 1 bezeichnet ist. Dieses Kraftfahrzeug umfasst eine Umfeldbeleuchtungseinrichtung mit einem Leuchtmodul 2, das im Tür schweller der Fahrertür in etwa in der Höhe des Seitenspiegels verbaut ist. Das durch das Leuchtmodul 2 generierte Licht tritt aus dem Türschweller über eine Lichtaustrittsöffnung 3 aus und fällt auf den Boden neben der linken Seite des Kraftfahrzeugs. Dort erzeugt das Licht eine Lichtverteilung LV, die sich aus einem ersten Beleuchtungsbereich B1 und ei nem zweiten Beleuchtungsbereich B2 zusammensetzt.

Ein weiteres Leuchtmodul, das den gleichen Aufbau wir das Leuchtmodul 2 hat, ist ferner auch auf der Beifahrerseite des Kraftfahrzeugs 1 in etwa in der Höhe des Beifahrerspie gels im Türschweller verbaut und erzeugt auf der rechten Fahrzeugseite die gleiche Licht verteilung wie auf der linken Fahrzeugseite. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist jedoch nur das Leuchtmodul 2 auf der linken Fahrzeugseite wiedergegeben.

Das Leuchtmodul 2 zeichnet sich dadurch aus, dass es zwei unterschiedliche Beleuch tungsbereiche am Boden generiert. Dabei wird im Beleuchtungsbereich B1 eine Symbolik SY scharf wiedergegeben. Wie bereits oben erwähnt, handelt es sich bei der Symbolik um eine Darstellung, die für den Betrachter einen Bedeutungsinhalt hat, wie z. B. um ein Logo oder einen Schriftzug. Demgegenüber wird im Beleuchtungsbereich B2, der sich in Fahr- zeuglängsrichtung nach hinten an den Beleuchtungsbereich B1 anschließt, ein Lichtmus ter LM, z. B. in Form eines Streifenmusters, wiedergegeben. Alternativ oder zusätzlich kann der Beleuchtungsbereich B2 eine homogen ausgeleuchtete Fläche HF enthalten.

Die beiden Beleuchtungsbereiche B1 und B2 werden basierend auf einer Projektion er zeugt.

Um die beiden Beleuchtungsbereiche B1 und B2 zu generieren, erfolgt in dem Leuchtmo dul 2 eine Aufteilung von Lichtstrahlung in zwei Teilstrahlungen, die jeweils von unter schiedlichen Projektionsoptiken auf den Boden projiziert werden. Dies wird weiter unten im Detail anhand von Fig. 2 beschrieben. Die eine Projektionsoptik stellt sicher, dass die Symbolik SY im Beleuchtungsbereich B1 scharf und vorzugsweise auch entzerrt wieder gegeben wird, wohingegen die andere Projektionsoptik eine großflächige Wiedergabe ei nes Leuchtmusters bzw. einer homogenen Lichtverteilung mit konstanter Leuchtdichte im Beleuchtungsbereich B2 gewährleistet.

Um die scharfe Wiedergabe der Symbolik zu vereinfachen, ist der Beleuchtungsbereich B1 näher an der Lichtaustrittsöffnung 3 des Leuchtmoduls 2 als der Beleuchtungsbereich B2 angeordnet. Anders als der Beleuchtungsbereich B1 unterliegt der Beleuchtungsbe reich B2 nicht der Anforderung, dass eine Symbolik scharf gestellt werden muss. Vielmehr muss im Beleuchtungsbereich B2 eine flächige Lichtverteilung erzeugt werden. Dabei hat der Beleuchtungsbereich B2 eine wesentlich größere Flächenausdehnung als der Be leuchtungsbereich B1. Darüber hinaus ist die über die Fläche des jeweiligen Beleuch tungsbereichs gemittelte Leuchtdichte für den Beleuchtungsbereich B2 niedriger als für den Beleuchtungsbereich B1

Fig. 2 zeigt eine schematische Darstellung des Leuchtmoduls 2 aus Fig. 1. Das Leucht modul umfasst einen digitalen Bildgeber, der eine Lichtquelle 4 und eine bildgebende Flä che 5 enthält. Das von der Lichtquelle generierte Licht L fällt auf die bildgebende Fläche 5. In der hier beschriebenen Ausführungsform handelt es sich bei dem Bildgeber um ei nen DMD-Bildgeber, bei dem die bildgebende Fläche eine DMD-Vorrichtung aus einer Vielzahl von verkippbaren Mikrospiegeln ist. Durch entsprechende Ansteuerung der Mik rospiegel mit einer Aktorik kann auf dem Mikrospiegelarray aus dem Licht der Lichtquelle 4 ein Bild mit einer Helligkeitsverteilung generiert werden. Hierfür empfängt die DMD-Vor- richtung 5 digitale Bilddaten BD, die von einem Mikroprozessor 10 bereitgestellt werden, der digitale Informationen IN aus einem Speicher 11 ausliest.

Die Informationen IN beschreiben ein oder mehrere, auf der DMD-Vorrichtung zu generie rende Bilder und werden durch den Mikroprozessor 10 als Bilddaten BD in einem Format bereitgestellt, das durch die DMD-Vorrichtung 5 verarbeitbar ist. Basierend auf den Bild daten BD erzeugt die DMD-Vorrichtung eine Lichtstrahlung LS, die jeweiligen Bildern ent spricht, welche eine Symbolik sowie ein Lichtmuster und/oder eine homogene Fläche ent halten. In einer Variante der Erfindung werden der DMD-Vorrichtung 5 Bilddaten in der Form eines Videostroms aus wechselnden Bildern zugeführt, so dass die Bildinhalte der Beleuchtungsbereiche B1 und B2 zeitlich variieren und animierte Bilder wiedergeben.

Anstatt eines DMD-Bildgebers kann erfindungsgemäß auch ein beliebiger anderer Bildge ber genutzt werden. Entscheidend ist lediglich, dass der Bildgeber eine zweidimensionale Bildinformation über eine Symbolik bzw. über ein Lichtmuster und/oder eine homogene Fläche generiert. Beispielsweise kann es sich bei dem Bildgeber auch um ein LCD-Dis- play bzw. ein OELD-Display handeln. Ebenso kann der Bildgeber ein scannender Bildge ber sein, bei dem über eine Scanbewegung eines Lichtstrahls eine entsprechende Bildin formation generiert wird.

In einem scannenden Bildgeber kann die DMD-Vorrichtung bzw. die bildgebende Fläche 5 durch einen entsprechenden Scan-Spiegel ersetzt sein, der einen Lichtstrahl (z.B. einen Laserstrahl) der Lichtquelle 4 umlenkt und dessen Scan-Bewegung die zweidimensiona len Bildinformation beschreibt. Ebenso ist es möglich, dass der durch den Scan-Spiegel umgelenkte Lichtstrahl auf eine Fläche gerichtet wird, auf der dann der entsprechende Bildinhalt durch die Scan-Bewegung des Lichtstrahls entsteht. Beispielsweise kann es sich bei der Fläche um eine Konvertierungsschicht handeln, welche einen monochromati schen Lichtstrahl in Weißlicht wandelt. Der Scan-Spiegel des scannenden Bildgebers kann beispielsweise als MEMS-Bauteil (MEMS = Micro Electro Mechanical System) gefer tigt sein. Vorzugsweise ist auch die DMD-Vorrichtung ein MEMS-Bauteil.

Die Lichtstrahlung LS, die durch die DMD-Vorrichtung 5 erzeugt wird, fällt im Leuchtmodul 2 auf eine optische Einrichtung 6. Die optische Einrichtung bewirkt u.a. eine Aufteilung dieser Lichtstrahlung in eine erste Teilstrahlung TS1 und eine zweite Teilstrahlung TS2. Diese Aufteilung wird in der Ausführungsform der Fig. 1 mittels eines Prismas 7 bewirkt, das einen Teil der Lichtstrahlung LS geeignet umlenkt, so dass die beiden disjunkten, räumlich voneinander separierten Teilstrahlungen TS1 und TS2 entstehen. Die Teilstrah lung TS1 enthält die Bildinformation zur Symbolik und die Teilstrahlung TS2 die Bildinfor mation zum Lichtmuster und/oder zur homogenen Fläche.

Die beiden separierten Teilstrahlungen TS1 bzw. TS2 fallen auf separate Projektionsopti ken 8 bzw. 9, die jeweils unterschiedlich ausgelegt sind und jeweils eine oder mehrere Linsen enthalten. Mit der Projektionsoptik 8 wird die Symbolik SY scharf in dem ersten Beleuchtungsbereich B1 abgebildet. Demgegenüber hat die Projektionsoptik 9 die Auf gabe, aus der Teilstrahlung TS2 den großflächigen zweiten Beleuchtungsbereich B2 zu generieren, der das Lichtmuster LM bzw. die homogen ausgeleuchtete Fläche HF enthält.

Die im Vorangegangenen beschriebene Ausführungsform der Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird eine Umfeldbeleuchtungseinrichtung mit einem oder mehreren Leuchtmodulen geschaffen, welche jeweils sowohl eine Symbolik als auch ei nen großflächig ausgeleuchteten Bereich im Umfeld des Kraftfahrzeugs generieren. Um den unterschiedlichen Anforderungen der Darstellung einer Symbolik und eines großflä chig ausgeleuchteten Bereichs Rechnung zu tragen, erfolgt eine Aufteilung von Licht strahlung derart, dass das Licht, welches für die Generierung der Symbolik verantwortlich ist, von dem Licht getrennt wird, das zur Generierung des großflächig ausgeleuchteten Bereichs genutzt wird.

Die Aufteilung der Lichtstrahlung ermöglicht die Verwendung von zwei unterschiedlichen Projektionsoptiken. Dabei gewährleistet die Projektionsoptik, mit welcher die Symbolik er zeugt wird, die scharfe Wiedergabe dieser Symbolik auf dem Boden. Demgegenüber er zeugt die Projektionsoptik, welche für die Generierung des großflächig ausgeleuchteten Bereichs zuständig ist, eine Lichtprojektion, mit der eine homogene Ausleuchtung bzw. eine geeignete Darstellung eines Lichtmusters in einem großen Flächenbereich erreicht wird, ohne dass diese Darstellung auf ihrer gesamten Fläche scharf sein muss. Bezugszeichenliste

1 Kraftfahrzeug

2 Leuchtmodul

3 Lichtaustrittsöffnung B1 erster Beleuchtungsbereich SY Symbolik B2 Zweiter Beleuchtungsbereich LM Lichtmuster HF homogene Fläche

4 Leuchtmittel

5 bildgebende Fläche

6 optische Einrichtung 7 Prisma

8, 9 Projektionsoptiken

10 Mikroprozessor

11 Speicher

BD Bilddaten

IN digitale Informationen

L Licht

LS Lichtstrahlung

TS1, TS2 Teilstrahlung