Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer an einem Karosseriebauteil und/oder einem Verkleidungsbauteil des Fahrzeugs befestigbaren Leuchtflächeneinheit und mit einer Lichtquelle zur Beleuchtung der Leuchtflächeneinheit.

Aus der DE 10 2019 118 527 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, die zur Konturenbeleuchtung an einem Karosserieteil außerhalb des Fahrzeugs oder an einem Verkleidungsteil innerhalb des Fahrzeugs befestigt ist. Die Beleuchtungsvorrichtung besteht aus einem langgestreckten Lichtleiter sowie einer Lichtquelle, die Licht an einer Stirnseite des Lichtleiters in denselben einkoppelt. Der Lichtleiter weist Auskoppelmittel auf, so dass das eingekoppelte Licht an einem linienförmigen Teil der Mantelfläche, der zugleich die Vorderseite der Beleuchtungsvorrichtung bildet, ausgekoppelt wird. Der Lichtleiter bildet somit eine Leuchtflächeneinheit der Beleuchtungsvorrichtung. Wenn von dem Lichtleiter bzw. der Leuchtflächeneinheit Licht unterschiedlicher Lichtfarbe abgestrahlt werden soll, muss der Lichtleiter Farbwechselelemente zur Konvertierung des eingekoppelten Lichtes aufweisen, wenn die Lichtquelle als eine Laser-Lichtquelle ausgebildet ist. Nachteilig an der bekannten Beleuchtungsvorrichtung ist, dass ein bestimmter Farbton, beispielsweise die Fahrzeugfarbe, nur mit einem relativ großen Aufwand einstellbar ist.

Aus der WO 2010/003654 A1 sowie der EP 3 234 042 B1 ist eine elektrophoretische Anzeige bekannt, die eine Mehrzahl von farbanregbaren Mikrokapseln aufweist. Diese Anzeige wird beispielsweise als elektronisches Papier zur Anzeige von Texten, beispielsweise bei dem Produkt Amazon Kindle, genutzt.

In der Automobilindustrie ist es wünschenswert, Konturen des Fahrzeugs optisch hervorzuheben, beispielsweise in Logofarben des Fahrzeugherstellers. Neben den Designgründen kann die Konturenbeleuchtung auch zur verbesserten Erkennung des Fahrzeugs durch andere Verkehrsteilnehmer dienen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge derart weiterzubilden, dass auf einfache herstellungstechnische Weise eine Konturbeleuchtung mit einer bestimmten vorgegebenen Lichtfarbe bereitgestellt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtflächeneinheit eine elektrophoretische Anzeige umfasst mit einer Mehrzahl von farbanregbaren Mikrokapseln.

Der besondere Vorteil der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung besteht darin, dass durch die farbanregbaren Mikrokapseln auf einfache Weise eine von dem Fahrzeughersteller gewünschte Lichtfarbe der Leuchtflächeneinheit induziert werden kann. Bei Herstellung der Beleuchtungsvorrichtung werden die Mikrokapseln mit einem elektrischen und/oder magnetischen Feld beaufschlagt, so dass sich an einer vorgegebenen Seite der Mikrokapseln die Farbpartikel einer bestimmten Lichtfarbe ansammeln und dort nach Deaktivierung des Feldes fixiert sind. Die gewünschte Farbe wird somit bei der Herstellung der Beleuchtungsvorrichtung in die Leuchtflächeneinheit "eingebrannt“. Eine Änderung der abgegebenen Lichtfarbe ist im Betrieb des Fahrzeugs nicht vorgesehen. Vorteilhaft kann hierdurch die Leuchtflächeneinheit eine bestimmte Lichtfarbe, beispielsweise eine mit einer zu der Beleuchtungsvorrichtung benachbarten Bauteil übereinstimmenden Lichtfarbe, aufweisen.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die Farbpartikel mindestens drei oder vier unterschiedliche Farbpartikel bzw. unterschiedliche Farbpartikeltypen auf, so dass in Abhängigkeit von der Anregung diese unterschiedlichen Farbpartikel an derselben Seite der Mikrokapseln in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis platziert werden können. Wenn es sich um eine Mehrzahl von vier unterschiedlichen Farbpartikeln bzw. Farbpartikeltypen handelt, beispielsweise mit den Farben Zyan, Magenta, Gelb und Weiß, lassen sich somit über 4000 unterschiedlichen Farben mischen, so dass dem Fahrzeughersteller eine passende Leuchtfarbe der Leuchtflächeneinheit angeboten werden kann.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung werden mehrere Bildpunkte durch eine Mehrzahl von Mikrokapseln gebildet, wobei die Bildpunkte im Millimeterbereich dimensioniert sind und somit nur eine geringe Auflösbarkeit für ein menschliches Auge aufweisen. Die Bildpunkte bilden die kleinste Sammlung von benachbarten Mikrokapseln, die noch von einem kleinsten Teil des externen Feldes zu einer vorbestimmten Farbe anregbar sind. Hierdurch wird die Farbauflösung der elektrophoretischen Anzeige bestimmt. Vorteilhaft kann hierdurch ein homogener Farbeindruck der Beleuchtungsvorrichtung erzielt werden.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird eine Lichtquelle in Abhängigkeit von einem Umgebungshelligkeitssensor ein- bzw. ausgeschaltet, so dass bei Dunkelheit bzw. geringer Helligkeit (Dämmerung) eine Beleuchtung durch die Leuchtflächeneinheit gewährleistet ist.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist in Hauptabstrahlrichtung vor der elektrophoretischen Anzeige ein Lichtleiter angeordnet, in dem Licht einkoppelbar ist. Hierdurch ist eine über die Fläche der Beleuchtungsvorrichtung gesehen homogene Beleuchtung gewährleistet.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Fahrzeugs mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung als Konturenbeleuchtung des Fahrzeugs, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Konturenbeleuchtung entlang der Schnittlinie Illi in Figur 1 und

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Konturenbeleuchtungsvorrichtung entlang der Schnittlinie ll-ll in Figur 1 nach einer alternativen Ausführungsform.

Ein Fahrzeug 1 weist eine als Scheinwerfer ausgebildete Beleuchtungsvorrichtung 2 auf zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, beispielsweise Abblendlichtverteilung, Fernlichtverteilung.

Darüber hinaus weist das Fahrzeug 1 zur Konturenbeleuchtung eine Beleuchtungsvorrichtung 3 auf, die langgestreckt bzw. linienförmig ausgebildet ist. Die Beleuchtungsvorrichtung 3 umfasst einen vorderen Randbereich des Fahrzeugs 1 , in dem sich die Scheinwerfer 2 und ein Kühlergrill 4 befinden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel verläuft die Beleuchtungsvorrichtung 3 geschlossen bzw. ovalförmig.

Wie aus den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, erstreckt sich die Beleuchtungsvorrichtung 3 innerhalb einer Ausnehmung 5 eines Karosseriebauteils 6 des Fahrzeugs 1 . Die Ausnehmung 5 ist rinnenförmig bzw. linienförmig ausgebildet.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung 3 zur Konturenbeleuchtung besteht im Wesentlichen aus einer Leuchtflächeneinheit 7 und einer Lichtquelle 8. Die Leuchtflächeneinheit 7 strahlt Licht aus der Ausnehmung 5 des Karosseriebauteils 6 in Richtung einer Hauptabstrahlrichtung H ab.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 2 weist die Leuchtflächeneinheit 7 zum einen eine elektrophoretische Anzeige 9 auf, die an einem Boden 10 der Ausnehmung 5 anliegt, und zum anderen einen Lichtleiter 11 auf, der in Hauptabstrahlrichtung H vor der Anzeige 9 angeordnet ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist der Lichtleiter 11 in einem Abstand zu der Anzeige 9 angeordnet. Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Lichtleiter 11 auch unmittelbar an einer Vorderseite 12 der Anzeige 9 angeordnet sein.

Der Lichtleiter 11 weist eine solche Dimension auf, dass er die elektrophoretische Anzeige 9 überdeckt. Eine Vorderseite 13 des Lichtleiters 11 schließt vorzugsweise bündig zu einer durch das Karosseriebauteil 6 gebildeten Fahrzeugaußenhaut 14 ab.

Die elektrophoretische Anzeige 9 besteht aus einem Basisteil 15 und einer transparenten Schutzabdeckung 16, die zugleich die Vorderseite 12 der Anzeige 9 bildet. In dem Basisteil 15 auf einem Substrat sind eine Mehrzahl von Bildpunkten 17 bzw. Pixeln 17 angeordnet, die die Dimension in einem Millimeterbereich aufweisen. Jeder Bildpunkt 17 besteht aus einer Vielzahl von Mikrokapseln 18, die eine Dimension in einem Mikrometerbereich, beispielsweise in einem Bereich zwischen 10 pm und 80 pm, aufweisen. Die Bildpunkte 17 bilden die kleinste durch das externe Feld farbanregbare Einheit von benachbarten Mikrokapseln 18 gleicher Farbe und weist keine eigene Begrenzung, wie beispielsweise eine Außenhaut, auf.

Die Mikrokapseln 18 weisen jeweils Farbpartikel 19, 20 auf, die mittels eines externen angelegten elektrischen oder magnetischen oder elektromagnetischen Feldes in ihrer Lage veränderbar sind. Weisen die Mikrokapseln 18 beispielsweise weiße Farbpartikel 19 und schwarze Farbpartikel 20 (zweite Farbpartikel einer zweiten Farbe) auf, kann durch Anlegen eines elektrischen Feldes, beispielsweise einer Anode 21 auf einer ersten Seite 22 der Mikrokapsel 18 und einer Kathode 23 auf einer zweiten Seite 24 der Mikrokapsel 18, bewirkt werden, dass sich die weißen Farbpartikel 19 an der ersten Seite 22 und die schwarzen Farbpartikel 20 an der gegenüberliegenden zweiten Seite 24 der Mikrokapseln 18 ansammeln bzw. anhäufen. Wenn die erste Seite 22 der Mikrokapseln 18 auf einer dem Lichtleiter 11 zugewandten Seite bzw. in Richtung der Hauptabstrahlrichtung H orientiert angeordnet sind, bilden sie den Farbeindruck auf der Vorderseite 12 der Anzeige 9, so dass bei entsprechender gleicher Anregung über die Länge des Basisteils 15 die elektrophoretische Anzeige 9 in der Lichtfarbe weiß erscheint. Da die gewünschte weiße Farbe der Leuchtflächeneinheit 7 als optische Hervorhebung des Kühlergrills 4 gegenüber dem in grauer Farbe gehaltenen Karosseriebauteil 6 auch bei geringer Helligkeit oder Dunkelheit beibehalten werden kann, ist an einer Schmalseite 25 des Lichtleiters 11 die Lichtquelle 8 angeordnet. Die Lichtquelle 8 ist beispielsweise als LED-Lichtquelle ausgebildet und auf einer Leiterplatte 26 angeordnet, die an einer Seitenwand 27 der Ausnehmung 5 befestigt ist. Das von der Lichtquelle 8 abgestrahlte Licht wird an der Schmalseite 25 in den Lichtleiter 11 eingekoppelt.

Der Lichtleiter 11 ist derart ausgebildet, dass zum einen ein eingekoppelter erster Lichtanteil 28 an der Vorderseite 13 des Lichtleiters 11 ausgekoppelt wird, s. durchgezogene Linie in Figur 2. Zum anderen ist der Lichtleiter 11 derart ausgebildet, dass ein zweiter Lichtanteil 29 an einer Rückseite 30 des Lichtleiters 11 in Richtung der Anzeige 9 ausgekoppelt und reflektiert wird zur Beleuchtung der Anzeige 9, s. gestrichelter Pfeil in Figur 2. Zur Erkennung der Dunkelheit bzw. Dämmerung in der Umgebung des Fahrzeugs 1 ist ein Umgebungshelligkeitssensor 31 vorgesehen, der ein entsprechendes Signal an die Ansteuerung 32 für die Lichtquelle 8 liefert. Die Ansteuerung 32 für die Lichtquelle 8 dient vorzugsweise auch zur Ansteuerung der Lichtquellen des Scheinwerfers 2.

Der Lichtleiter 11 weist innerhalb desselben eine entsprechende Konzentration von Auskoppelelementen und/oder an der Rückseite 30 desselben eine Anzahl und Verteilung von Auskoppelelementen auf, so dass zum einen eine Totalreflexion des eingekoppelten Lichtes an der flachen Vorderseite 13 und der vorzugsweise parallel zu derselben verlaufenden flachen Rückseite 30 des Lichtleiters 11 gewährleistet ist, wobei das eingekoppelte Licht sich aufteilt in den ersten Lichtanteil 28 und den zweiten Lichtanteil 29.

Da die ersten Farbpartikel 19 und die zweiten Farbpartikel 20 in einem zähflüssigen Trägermedium 33 der Mikrokapseln 18, die eine feste oder flexible transparente Außenhaut 34 aufweist, angeordnet sind, verbleiben die Farbpartikel 19, 20 in der gewünschten Lage an den gegenüberliegenden Seiten 22 und 24 der Mikrokapseln 18, wenn das elektrische Feld deaktiviert wird. Die Verteilung der Farbpartikel 19, 20 wird nach Ausrichtung der Farbpartikel 19, 20 durch das elektrische Feld „eingefroren“ und fixiert. Es erfolgt somit eine Farbanregung oder Farbeinstellung durch das elektrische Feld, die dauerhaft ist. Das Trägermedium 33 ist selbstverständlich transparent ausgebildet, so dass die Farbwirkung durch die in dem Trägermedium 33 dispergierten Farbpartikel 19, 20 erfolgen kann.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann zur Farbanregung auch ein magnetisches oder elektromagnetisches Feld herangezogen werden. Dies ist abhängig von der Art der Farbartikel 19, 20 bzw. der Mikrokapseln 18.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform können die Mikrokapseln 18 auch mehr als zwei unterschiedliche Farbpartikeltypen aufweisen, beispielsweise erste Farbpartikel einer ersten Farbe, zweite Farbpartikel einer zweiten Farbe und dritte Farbpartikel einer dritten Farbe und ggf. vierte Farbpartikel einer vierten Farbe. Durch entsprechende Anregung dieser unterschiedlich elektrisch oder magnetisch geladenen Farbpartikel kann durch Anlegen eines äußeren Feldes eine Vermischung dieser Farbpartikel an der ersten Seite 22 der Mikrokapseln 18 erfolgen, so dass in Abhängigkeit von der Größe dieses äußeren Feldes eine Farbmischung erfolgt. Aus drei oder vier verschiedenen Farbpartikeln unterschiedlicher Farbe, beispielsweise Zyan, Magenta, Gelb und Weiß oder Schwarz und Weiß und Rot oder Schwarz und Weiß und Gelb, kann die Anzeige 9 somit in unterschiedlichen Farben erscheinen. Beispielsweise kann die Zusammensetzung der Farbpartikel dazu genutzt werden, den Farbeindruck der Anzeige 9 den des benachbarten Karosseriebauteils 16 anzunehmen.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung gemäß Figur 3 kann eine Lichtflächeneinheit 7‘ ausschließlich durch die elektrophoretische Anzeige 9 gebildet sein. Ein Lichtleiter fehlt. Im Bereich von gegenüberliegenden Schmalseiten 35 der Leuchtflächeneinheit 7‘ bzw. der elektrophoretischen Anzeige 9 sind die Lichtquellen 11 angeordnet zur Beleuchtung der elektrophoretischen Anzeige 9 bei Dämmerung oder Dunkelheit. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Leuchtflächeneinheit T somit vertieft gegenüber der Fahrzeugaußenhaut 14 des Karosseriebauteils 6 angeordnet. Eine Tiefe der Leuchtflächeneinheit 7‘ ist kleiner als eine Tiefe der Ausnehmung 5.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Beleuchtungsvorrichtung auch statt in einem Karosseriebauteil in einem Verkleidungsteil in einem Innenraum des Fahrzeugs 1 zur Konturenbeleuchtung eingesetzt sein.

Wenn in dem Karosseriebauteil 6 bzw. Verkleidungsbauteil zusätzlich Anoden und Kathoden zur Erzeugung eines elektrischen Feldes angeordnet sind, kann durch entsprechende Ansteuerung der Farbeindruck auch während des Betriebes der Beleuchtungsvorrichtung 3 verändert werden. Im Innenraum des Fahrzeugs 1 kann somit eine bestimmte Ambientenbeleuchtung erzeugt werden. Das farbanregende Feld kann entweder ein elektrisches oder magnetisches oder elektromagnetisches Feld sein. Die Orientierung des Feldes verläuft vorzugsweise senkrecht zur Hauptabstrahlrichtung H, so dass durch die Bauteile des Feldes keine Verdeckung der elektrophoretischen Anzeige 9 erfolgt.

Bezugszeichenliste

1 Fahrzeug

2 Scheinwerfer

3 Beleuchtungsvorrichtung

4 Kühlergrill

5 Ausnehmung

6 Karosseriebauteil

7,7* Leuchtflächeneinheit

8 Lichtquelle

9 elektrophoretische Anzeige

10 Boden

11 Lichtleiter

12 Vorderseite

13 Vorderseite

14 Fahrzeugaußenhaut

15 Basisteil

16 Schutzabdeckung

17 Bildpunkte

18 Mikrokapseln

19 1 . Farbpartikel

20 2. Farbpartikel

21 Anode

22 1 . Seite

23 Katode

24 2. Seite

25 Schmalseite

26 Leiterplatte

27 Seitenwand

28 1 . Lichtanteil

29 2. Lichtanteil 30 Rückseite

31 Umgebungshelligkeitssensor

32 Ansteuerung

33 Trägermedium

34 Außenhaut

35 Schmalseite

H Hauptabstrahlrichtung