CN106488859B - 用于产生光学标记的照明装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种照明装置(16)，用于在机动车(10)之外的区域(17)内、例如在地面区域或者在机动车(10)的使用者的身体部分上产生光学标记(15、20‑22)。所述照明装置(16)包括光源(30)，所述光源能够根据控制选择性地产生不同波长的光线。照明装置(16)还包括光学装置(33)和用于控制光源(30)的控制装置(35)，所述光学装置设计用于根据入射光线的波长输出不同的光图案(15、20‑22)。

Description

用于产生光学标记的照明装置
技术领域
本发明涉及一种用于在机动车之外的区域内产生光学标记的照明装置。本发明尤其涉及一种照明装置，其可以与姿势识别装置相结合地使用，所述姿势识别装置光学地监测机动车开口之前的区域并且基于检测到的在所述区域内的姿势或者运动控制用于打开或者关闭机动车开口的机构。
背景技术
为了打开或者关闭机动车开口、例如轿车的车门或者后盖板，通常需要用手进行相应的操作。为了在例如因为两只手需要拿着货物而没有手空闲时也能相应地打开或者改变机动车开口，在现有技术中公开了用于无接触地打开或者关闭机动车的相应开口的方法。
WO 2013/037465A1例如涉及一种用于机动车的光学测量装置，其具有光学发送器和光学接收器，所述光学发送器产生发送光束并且发射到监测区域中，光学接收器接收由监测区域形成的接收光束。分析和控制单元对接收光束进行分析以识别对象。为了提供用于机动车的光学测量装置，第一光学发送器通过发送定向的第一发送光束在监测区域内的表面上产生具有预设形状的第一光场，并且第二光学发送器通过发送定向的第二发送光束在第一光场的相邻环境内产生具有预设形状的第二光场，所述光学测量装置能够在没有手动操作和没有预设姿势的情况下简化地触发开关过程。第一光场例如可以具有单侧敞开的形状，优选是U形或者马蹄形，其可以由多个光点组成。
DE 10 2008 025 669A1涉及一种机动车，其具有用于探测是否存在机动车乘客的传感器和用于探测关于自动打开机动车闭合元件的乘客应答的另一传感器。当探测到存在乘客并且应答时，促动器打开闭合元件。机动车外部的发送器的信号显示存在乘客。乘客应答传感器可以具有发送器，用于将光束投射到表面上。探测到的乘客应答表示通过使用姿势对光束路径的影响。
为了信号化地显示机动车开口、例如机动车后盖板的相应操作位置，可以使用地面或者机动车车身上的光点或者光区，即所谓的光斑。这些光学信号表示用于打开和关闭机动车开口的操作界面。所述操作界面可见地显示传感器的检测区域，在所述检测区域内检测机动车使用中的运动。为了照亮所述区域，优选可以使用例如激光或者发光二极管(LED)的人造光线。为此需要将光学标记、即所谓的光斑投射到面或者反射表面上。在此，输出的人造光线在一方面需要最大化以确保在表面上的显示和实现良好的可识别性，并且另一方面需要最小化以确保眼睛安全性，也就是说需要确保使用者不被炫目或者甚至由于过高的光强造成眼睛损伤。
发明内容
因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种产生适当的光学标记的照明装置。
该技术问题按本发明通过一种按照权利要求1所述的用于在机动车外部区域内产生光学标记的照明装置和一种按照权利要求10所述的机动车解决。从属权利要求定义了本发明的优选和有利的实施形式。
按照本发明的第一方面提供一种用于在机动车外部区域中产生光学标记的照明装置。所述区域例如包括处于机动车外部的地面区域或者处于机动车外部的使用者的身体区域，例如使用者的胳膊、手、腿或者脚。照明装置包括光源，所述光源可以根据控制选择性地产生不同波长的光线。照明装置还包括光学装置，所述光学装置能够根据入射到光学装置上的光线的波长输出不同的光图案，所述光图案可以作为光学标记在机动车外部区域中使用。最后，照明装置包括与光源耦连和控制光源的控制装置。因此，照明装置能够在没有机械辅助器件如电动机驱动的镜面调节装置或者电动机驱动的透镜系统的情况下使可变的图案成像在机动车外部区域中。由此可以例如在不同的地面上显示能够可靠识别的图案或者运动图案，所述运动图案为使用者显示需要作出哪些姿势以打开或者关闭机动车开口，例如机动车的后盖板或侧面车门。
按照一种实施形式，光源能够根据控制选择性地产生处于至少一个第一波长范围或者第二波长范围中的光线。第一波长范围不同于第二波长范围。例如，第一波长范围可以基本上包括绿光，并且第二波长范围基本上包括红光。此外，光源还可以设计用于产生其它波长范围内的光线，例如在基本上包括蓝光的第三波长范围内。光源例如可以包括多色的发光二极管装置，它们例如能够产生红光、绿光和蓝光。这种二极管也称为RGB二极管。备选地，光源可以包括多色的激光装置，它们包括多个具有不同波长的激光器。因此，光源可以根据控制产生例如红光、绿光和蓝光或者由红光、绿光和/或蓝光组成的混合颜色。结合光学装置可以在时间上依次地或者同时地产生多个不同的光图案。
按照另一实施形式，所述光学装置包括全息图。所述全息图可以例如是透射全息图或者反射全息图。所述全息图还可以选择性地结合激光光线或者发光二极管的光线使用。在全息图中充分利用入射光线的光波特性，尤其是其干涉和相干可能性，以便产生复杂的光学图案，所述光学图案根据入射光线的波长变化经受较强的变化。由此尤其可以产生例如这样的图案，它们根据入射的波长改变其在机动车外部区域中的位置，从而产生运动图案的观感。
根据入射到光学装置尤其是全息图上的光线的波长产生的不同光图案可以例如包括不同尺寸的、不同形状的或者不同定向的圆弧区段。所述圆弧区段也可以在不同位置输出。由此例如可以直观地显示基于姿势的控制的检测区域。作为备选或补充，不同的光图案可以包括不同尺寸的、不同形状的、不同定向的和处于不同位置的线条。此外，不同的光图案可以包括不同尺寸的、不同数量的、处于不同位置的点或者圆或者不同定向的点组合。通过点或者线条可以例如实现显示用于打开或者关闭机动车开口的姿势控制的姿势运动的移动光线。此外，可以由前述图形元件组成任意的主题。
按照另一实施形式，所述照明装置还附加地包括衍射光学器件，用于在所述区域上投射由光学装置产生的光图案。相对于传统的基于透镜的光学系统，使用衍射光学器件具有不同的优点，例如衍射光学器件可以如硅传感器那样地制造，由此可以省去如在玻璃光学器件中进行的耗费的研磨和抛光。此外，衍射光学器件可以由玻璃或者塑料制造，因此可以使用成本低廉的材料。在衍射光学器件中可以例如在狭窄空间上的薄膜中安装复杂的光学系统。由此，衍射光学器件也可以用于狭窄的安装情况。衍射光学器件实现了较大的发射角或者张角，由此可以将输出光学标记的区域设计得非常宽。此外，在衍射光学器件中，安装公差相对较大，因此光源相对于衍射光学器件的角度和位置可以在较宽的范围内变化，由此不需要耗费地相对于衍射光学器件调校光源。最后，衍射光学器件的透射系数相对较高，由此能够以较小的光能投入实现被照亮区域的较高的照明强度。
在另一实施形式中，所述控制装置还能够与机动车的姿势识别装置耦连或者与姿势识别装置集成地设计。所述姿势识别装置能够识别由机动车的使用者在所述区域中作出的姿势并且检测区域中的环境亮度。控制装置能够根据环境亮度调节由光源输出的光线的波长。因为由光学装置产生的光图案与由光源入射的波长有关，所以例如可以在环境亮度较高时产生这样的光图案，其比在环境亮度降低时产生的光图案照亮的面积更小。由此可以使所产生的光图案的光强度与测量的环境亮度相适配。
此外，可以根据环境亮度调节由光源输出的光线的强度和波长。
附加地，姿势识别装置能够检测所述区域的地面的颜色并且控制装置设计用于根据所检测的区域地面颜色调节由光源输出的光线的波长。由此可以确保在地面颜色与光图案的颜色之间存在充分的反差。例如可以确保不会显示可能导致抵销的互补颜色。
此外，姿势识别装置能够检测区域内的地面的性质，以便为控制装置提供相应的地面性质信息。所述地面性质信息可以例如包括关于地面区域的反射性能、地面区域的颜色和/或地面区域的表面性质的信息。例如，地面区域的反射性能可能由于雨雪造成的潮湿而强烈不同。通过相应地控制光源，可以产生并且输出易看到的适当光图案作为光学标记。
在另一实施形式中，所述控制装置设计用于这样控制光源，使得光源按时间顺序产生具有不同波长的光线。由光学装置输出的不同光图案的时间顺序在所述区域中产生移动光线。所述移动光线可以例如包括光点，即所谓的光斑，其沿着预设的轨道或者方向在所述区域中移动。作为备选或补充，线条、例如弯曲的线条可以产生移动光线，其例如显示朝向机动车或者远离机动车的运动方向。
按照本发明的另一方面，提供一种具有前述照明装置和机动车开口的机动车。所述机动车开口例如是机动车的车门、机动车的后盖板或者机动车的行李舱盖。照明装置这样布置在机动车上，使得照明装置产生光学标记的区域包括处于机动车开口之前的区域。因此，结合识别机动车使用者的用于打开或者闭合机动车开口的姿势的姿势识别装置，可以通过照明装置光学地标记用于姿势识别的操作区域。由此可以简化姿势识别的操作。此外，可以借助产生的光学标记象征性地并且直观地为使用者给出用于姿势识别的操作指示。此外，只要姿势识别装置的光学接收器识别到与手或者脚的距离，光学标记也可以投射到使用者的手或者脚上，以便显示可能的姿势。
附图说明
以下参照附图详细阐述本发明。在附图中：
图1示出按照本发明一种实施形式的机动车的示意性立体图；
图2示出图1的机动车的部分区域的示意性剖视图；
图3示意性地示出光学标记，其由按照本发明的一种实施形式的照明装置产生；
图4示意性地示出按照本发明的一种实施形式的照明装置的结构。
具体实施方式
图1示意性地示出机动车10的立体后视图。机动车10包括多个机动车开口，例如前部侧面车门11、后部侧面车门12和后盖板13。为了打开和关闭，车门和后盖板分别具有相应的把手。车门11、12和/或后盖板13可以分别包括这样的装置，它们能够使相应的车门或者后盖板基于使用者的姿势或者基于使用者靠近机动车而自动地打开或者关闭。这在之后根据后盖板13详细描述。
后盖板13包括电动的驱动器，所述驱动器基于适当的控制自动地打开或者关闭后盖板13。前述用于检测使用者姿势和用于控制后盖板13的电动驱动器的装置可以例如光学地监测后盖板13之后的区域14并且在使用者靠近机动车10时自动地打开后盖板13。为此例如附加地需要使用者携带应答器，由机动车10的相应的发送和接收装置监测应答器的存在，并且使用者例如用手或者脚做出确定的姿势，以便信号化地显示打开后盖板13的期望。姿势可以例如是由使用者的脚尖作出的翻转运动。为了为使用者信号化地显示已经识别到了他的应答器并且可以通过相应的姿势打开后盖板13，机动车10具有照明装置，所述照明装置在处于后盖板13之后的机动车10外部的区域17中、尤其在地面区域上产生光学标记15。例如可以检测使用者的脚部姿势的检测区域14围绕也称为光斑的标记15延伸。
图2示出机动车10的后部区域的部分剖视图。在后盖板13上设有照明装置16，其在机动车10之后的地面区域17上产生光学标记15。
为了显示用于作出姿势的光学操作界面，对于光学标记15的显示提出了不同的要求。例如应在尽可能多的环境条件下确保光斑的可视性，例如在较强的太阳光线下、在雨中和不同的地面材料上，例如柏油、砾石或者草地上。出于眼睛安全性的原因，一般不能使用任意亮度的光线。例如在使用激光产生光学标记15时需要遵循相应的激光保护级别。因此可能有利的是，除了图1和图2所示的圆形光学标记15也使用其它图案，例如图3所示的弧形区段20至22以及用不同颜色显示这些光学图案。因此，照明装置16设计为，使得其可以输出不同的光图案作为光学标记。照明装置16的结构在以下参照图4详细描述。
图4示出照明装置16的示意性横截面视图。照明装置16包括光源30，例如多色的发光二极管，尤其是所谓的RGB二极管，或者多色激光器。在使用发光二极管作为光源30时，可以设置会聚透镜31，以便会聚发光二极管的光束32。光源30的被会聚的光线随即导引通过透射全息图33，所述透射全息图根据入射到透射全息图上的光线的波长产生和输出不同的光图案。例如，透射全息图可以在第一波长或者第一波长范围中产生弧形的第一光图案20，在第二波长或者第二波长范围中产生弧形的第二光图案21并且在第三波长或者第三波长范围中产生弧形的第三光图案22。透射全息图33还可以附加地在所有三个波长或者波长范围中产生圆形的光斑15作为光图案。借助衍射光学器件34可以将由透射全息图33产生的光图案投射到地面区域17上。在图4中示例性地示出在透射全息图33中产生圆形的光斑15作为光图案15。
此外，照明装置16包括控制装置35，所述控制装置与光源30耦连并且能够这样控制光源30，使得光源30根据控制选择性地产生具有不同波长的光线。因此，照明装置16可以选择性地根据由控制装置35进行的控制输出不同的光图案作为光学标记。例如，可以通过在时间上连续地控制光源30输出红色、绿色和蓝色，由此在时间上依次地产生和输出光图案20、21和22。由此例如可以产生移动光线。此外，控制装置35可以与用于检测姿势的装置耦连或者与之集成地设计并且由姿势检测装置获得关于环境亮度和地面17的性质的信息。根据检测的环境亮度例如可以使光源30的亮度适配或者改变光图案。例如可以在较大的环境亮度时产生具有点状或者线形元素的光图案，而在黑暗中、例如在夜晚或者地下停车场中产生面状的光图案。由此可以在光源30的相同光强度情况下既在较大亮度时也在较小亮度时输出使用者感觉舒适的光学标记。此外，光学标记的颜色可以根据地面性质进行适配，例如可以在绿色的地面如草地上输出蓝色或者红色的标记，而在黑色的地面例如柏油路上输出红色的标记。因此总而言之可以确保光学标记在不同光线条件下、尤其是在阳光充足的较亮光线条件下的良好可视性。此外，光源30可以用相对较少的能量运行，由此可以降低照明装置的能耗并且还可以可靠地保持例如在使用激光器时的眼睛安全性。此外，不同反射性的表面被同样好地照亮。最后，能够成本低廉地并且以简单的方式方法产生不同的图案或者标志和运动的图案，例如移动光线，而照明装置16不需要包括可机械移动的元件。通过与环境适配的光图案可以在光源30的光效能较低的情况下增大照明范围。由此例如可以取消在使用者靠近时通过望远镜或者放大镜对照明装置的自动关闭，由此节省了成本。
附图标记清单
10 机动车
11 前部侧门
12 后部侧门
13 后盖板
14 检测区域
15 光学标记
16 照明装置
17 区域
20-22 光图案
30 光源
31 会聚透镜
32 光束
33 全息图
34 衍射光学器件
35 控制装置

Claims (10)

1.一种照明装置，用于在机动车之外的区域内产生光学标记，其特征在于：
-光源(30)，所述光源设计用于根据控制选择性地产生不同波长的光线，-光学装置(33)，所述光学装置设计用于根据入射到光学装置(33)上的光线的波长输出不同的光图案(15、20-22)作为光学标记，和
-用于控制光源(30)的控制装置(35)。
2.按权利要求1所述的照明装置，其特征在于，所述光源(30)设计用于根据控制选择性地产生处于至少一个第一波长范围或者第二波长范围中的光线，其中，第一波长范围不同于第二波长范围。
3.按权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述光源(30)包括-多色的发光二极管装置或者
-多色的激光装置。
4.按权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述光学装置(33)包括全息图。
5.按权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述不同的光图案(15、20-22)包括：
-不同尺寸的圆弧区段，
-不同形状的圆弧区段，
-不同定向的圆弧区段，
-处于不同位置的圆弧区段，
-不同尺寸的线条(20-22)，
-不同形状的线条(20-22)，
-不同定向的线条(20-22)，
-处于不同位置的线条(20-22)，
-不同尺寸的点(15)，
-不同数量的点(15)，
-处于不同位置的点(15)，和/或
-不同定向的点组合。
6.按权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置(16)还包括衍射光学器件(34)，用于在所述区域(17)内投射由光学装置(33)产生的光图案(15、20-22)。
7.按权利要求1或2所述的照明装置，其中，所述控制装置(35)还能够与机动车(10)的姿势识别装置耦连，所述姿势识别装置设计用于识别由机动车(10)的使用者在所述区域(17)中作出的姿势并且检测区域(17)中的环境亮度，
其特征在于，控制装置(35)设计用于根据环境亮度调节由光源(30)输出的光线的波长。
8.按权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述控制装置(35)还能够与机动车(10)的姿势识别装置耦连，所述姿势识别装置设计用于识别由机动车(10)的使用者在所述区域(17)中作出的姿势并且提供显示区域(17)中的地面的性质的地面性质信息，
其特征在于，控制装置(35)设计用于根据地面性质信息调节由光源(30)输出的光线的波长。
9.按权利要求1或2所述的照明装置，其特征在于，所述控制装置(35)设计用于这样控制光源(30)，使得光源(30)按时间顺序这样产生具有不同波长的光线，使得由光学装置(33)输出的不同光图案(15、20-22)的时间顺序在所述区域(17)中产生移动光线。
10.一种机动车，包括：
-按前述权利要求之一所述的照明装置(16)，和
-机动车开口(11-13)，
其中，照明装置(16)这样布置在机动车(10)上，使得照明装置(16)产生光学标记的区域(17)包括处于机动车开口(11-13)之前的区域。
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