CN108202663B - 用于机动车的内部照明设备的操作方法、设备及机动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于机动车辆(8)的内部照明设备(1、1’、1”)的操作方法，该内部照明设备包括照明装置(L、L’)和传感器装置(S、S’)，该传感器装置在它的检测范围内对所述照明装置(L、L’)的操作物(6)的位置进行检测，并根据传感器数据对照明装置(L、L’)进行控制，所述照明装置(L、L’)具有多个可控制的照明单元(L1‑L3，L1’‑L7’)，每个照明单元对应分配一个在所述检测范围内限定的位置区段(O1‑O3)，当在一个位置区段(O1–O3)中检测到操作物(6)时，开启对应的照明单元(L1–L3，L1’–L7’)并且关闭已开启的、与该位置区段不相对应的照明单元(L1–L3，L1’–L7’)。

Description

用于机动车的内部照明设备的操作方法、设备及机动车辆

技术领域

本发明涉及用于机动车辆的内部照明设备的一种操作方法，该内部照明设备包括照明装置和传感器装置，该传感器装置在它的检测范围内对照明装置的操作物的位置进行检测，其中，根据传感器装置的传感器数据对照明装置进行控制。此外，本发明还涉及一种用于机动车辆的内部照明设备和一种机动车辆。

背景技术

现有技术中，已知采用机械的，所谓万向内部照明设备为机动车辆的内部空间提供照明。在这些设备中，照明装置由交叉设置的两轴系统或者滚球式回转机械装置支承，以便手动地改变照明装置的照射方向。但是，这种复杂的机械结构特别昂贵，并且设置在机动车辆的内顶中时需要较大的结构空间和结构深度。此外，用于手动进行方向调整的间隙太小，想要准确设定比较困难，而且，由于机械元件的突出，导致产生磨损、噪声以及乘员安全方面的缺点。

此外还有一种已知的纯电子式内部照明设备。它们典型地具有照明装置，该照明装置大角度地发射光线以便照亮内部空间的大面积或者例如作为阅读灯聚焦发射光线。近来，还提出了，除了照明装置之外还设置传感器装置，借助于该传感器装置对操作物，特别是使用者的手指的位置进行感测并且根据测得的操作物的位置的传感数据对照明装置进行控制。

DE 10 2011 122 180 A1描述了一种用于通过对具有带重叠检测范围的电容式传感器的操作装置以由传感器控制的方式开启机动车辆配备元件的操作运动进行识别的方法。其对检测到的经过检测范围的运动的总持续时间以及该运动在重叠检测范围内的重叠持续时间进行检测，然后计算出重叠持续时间与总持续时间的商并且将该商与极限值进行比较，该极限值将有效运动方向与无效运动方向分开。其中配备元件特别可以是照明装置。

此外，迄今为止，在基于传感器装置的内部照明设备中只能根据沿确定方向执行的操作手势来开启照明装置。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提出一种用于通过内部照明设备来照亮机动车辆的内部空间的更加灵活的解决方案。

为了达到该目的，根据本发明的照明装置具有多个可控制的照明单元，给每个照明单元分配一个限定在检测范围内的位置区段，其中，当在一个位置区段中检测到操作物时，开启对应的照明单元并且关闭已开启的与该位置区段不对应的照明单元。

本发明基于以下考虑：在用于机动车辆的内部照明设备中，通过将检测范围适当地划分成多个设定的位置区段实现对照明装置的控制，该控制使得操作物能够在做手势等运动时与采用机械调整的内部照明设备达到相类似地改变光线分布的作用。为此，该照明装置具有多个照明单元，给每个照明单元分配一个在检测范围内的位置区段。因此，一个位置区段是检测范围内的一个三维范围，当然其也可以是多个照明单元对应于同一位置区段。根据本发明，传感器装置首先在一个位置区段中检测到操作物，特别是手指的位置并且开启对应于该位置区段的照明单元。同时，关闭该位置区段不相对应的照明单元。如果操作物同时位于多个特别是重叠的位置区段，那么当然开启对应于这些位置区段的所有照明单元。在这里优选通过内部照明装置的控制装置或者在其内安装了内部照明设备的机动车辆的控制装置来对传感器装置的传感器数据进行评价以及对照明单元进行控制。

根据本发明的方法，特别有优势的是，使得照明单元的开启能够跟随操作物的瞬时位置，从而实现内部照明设备的手势控制。本发明中，不是首先对操作物在检测范围内的运动曲线进行检测并评价，然后执行预定的照明单元开启顺序，而是适时地根据操作物在检测范围的位置区段中的瞬时位置对照明单元进行控制。因此给改变操作物的位置的使用者获得这样的感觉：就如同他在使用机械悬挂的万向内部照明装置的情况下一样移动整个照明装置。这样，特别有利地产生了直观理解的手势控制。如果操作物，例如在摆动运动中被引导经过多个位置区段，那么照明单元产生与该运动(此处为已知的擦拭运动)相对应的短暂开启的顺序，其中，最后被开启的照明单元保持开启状态。此外，可以将操作物引入一个位置区段并且随后将操作物从该位置区段中移开，通过轻击运动，有至少一个与相应位置区段关联的照明单元被开启。通过本发明的方法，除了整个照明装置的单纯打开和关闭之外，内部照明设备还能够以各种各样的另外的照明状态进行工作并且因此给使用者提供明显更高的灵活性。此外，可以避免万向悬挂装置的照明装置在机械上复杂且容易发生故障的问题。

如已经描述的那样，检测范围的位置区段彼此相交，但是如果使用分开限定的位置区段将是特别优选的。这使得使用者能够直观清楚地将操作物的位置与照明单元的相应反应对应起来。在这里，要特别注意的是，与开头所提到的常规的内部照明设备相比，不一定要设置各个位置区段的重叠范围，以便识别有效的操作手势。此外可以设想的是，如果操作物由于它的长度而同时位于多个位置区段中，那么操作物的该位置只对应于一个位置区段。

此外，在根据本发明的方法中特别优选的是，依次对形成位置踪迹的操作物的位置进行检测，然后根据检测到的位置踪迹执行预定的控制动作。因此，除了瞬时开启和关闭照明单元之外还可以根据操作物的位置，限定确定的运动手势，这些运动手势是设定控制动作的触发信号。特别有利地可以执行内部照明设备的附加功能。适宜地，待检测的位置踪迹与直观清楚的运动有足够的区别，借助于这些直观清楚的运动可以进行照明单元的瞬时控制。

在这里，特别优选的是，可以使用引起所有照明单元被开启的控制动作和/或引起所有照明单元被关闭的控制动作。例如可以设定，在划过所有位置区段或者预定次序的位置区段时将引起所有照明单元的全部开启并且当重复动作时关闭所有照明单元。就此而言，也可以规定，此外还根据照明装置的当前工作状态执行预定的控制动作。

最后，在根据本发明的方法中，特别有利的是，根据预定或者可预定的随时间变化的亮度曲线来开启和/或关闭照明单元。因此，本发明提出，照明单元不是突变式地打开或者关闭，而是需要预定或确定亮度曲线，该亮度曲线在一个时间间隔内延伸，该时间间隔比相应的照明单元为了在跃变式地打开或者关闭时达到它的目标亮度所需的时间间隔更长。在最简单情况下，例如可设想的是，预定呈斜坡状的随时间变化的亮度曲线。当然优选的是，亮度曲线能够通过具有拐点的连续函数来描述。但是也可以将经过平滑处理(例如通过低通滤波处理)的对操作物在位置区段中的位置进行描述的传感器数据或者由此推导出的变量的随时间变化的曲线作为随时间变化的亮度曲线使用。同样，可以根据其它参数来确定随时间变化的亮度曲线，例如根据附加检测到的操作物的运动速度。在这里，预定或可预定的随时间变化的亮度曲线使得照明单元的软开启和软关闭以及照明单元之间的平滑切换成为可能，这进一步体现了与可旋转支承的万向内部照明设备的类似作用。

此外，本发明还涉及一种用于机动车辆的内部照明设备，该内部照明设备包括照明装置、传感器装置以及控制装置，所述传感器装置被设计成用于在它的检测范围内对照明装置的操作物的位置进行检测，所述控制装置被设计成用于根据传感器装置的传感数据对照明装置进行控制，其中，照明装置具有多个可控制的照明单元，该每个照明单元分配有一个在检测范围内限定的位置区段，控制装置则用于执行根据本发明的方法。照明单元可以特别是辉光灯(卤素辉光灯或者气体放电灯)或者发光二极管。当然一个照明单元也可设计为由多个具有前面提到的照明装置形式的照明装置，特别是由一个陈列构成。此外还特别优选的是，传感器装置包括至少一个近距离传感器，其中，优选使用电容式近距离传感器。

在根据本发明的内部照明设备中特别优选的是，照明单元具有不同的照射角度和/或照亮范围。因此，照明单元可以关于它们相应的主照射方向被设置成不同定向和/或彼此交错。在操作物经过多个位置区段而发生位置改变时，恰能特别有效地产生光束跟随操作物的感觉，如同由连续照亮的可机械转动地支承的照明装置所获得的那样。此外，也可以在开启多个或所有照明单元的条件下产生大角度照射的内部光束或者在只开启一个照明单元或者与它的总数相比较少的照明单元时产生唯一的聚集的光束(“射灯”)。当然，此处也可想到的是，在同时开启多个照明单元时，这些照明单元不是以它的可被控制成尽量大的亮度进行工作，而是能够被调节至预定或者可预定的低的亮度水平工作。

此外，在根据本发明的内部照明设备中，还适宜的是，传感器装置在空间上与照明装置相邻设置。特别地，传感器装置相对于照明装置设置为，使得操作物紧挨着照明装置的位置能够被检测。在这里优选的是，内部照明设备被设计成单个的联合的结构单元。以这种方式，可以实现内部照明设备的一种结构特别小的实施方式，这有利地为容纳内部照明设备的机动车辆的内部空间开辟了额外的设计自由度。此外还优选的是，照明单元容纳在照明装置的壳体中，该壳体用透明的遮盖件封闭，该遮盖件能够透过照明单元的光线。

此外，还可以有利地在根据本发明的内部照明设备中设定，传感器装置具有多个传感器单元，其中，传感器单元的各个单个检测范围构成所述检测范围。传感器单元在这里可以被设计成单独的单个传感器或者传感器的单个功能划分单元。其中，在最简单的情况下，传感器单元的每个检测范围限定位于传感器装置的检测范围内的一个位置区段。但是优选的是，通过传感器装置从所有传感器单元的传感器数据中确定所述操作物位置的位置信息，该位置信息与相应地由位置信息的可能值所形成的坐标空间中限定的位置范围相对应。

在具有多个传感器单元的内部照明装置中，在这里特别优选的是，至少两个照明单元和至少两个传感器单元排列成一直线。这样就实现了，对于沿着成直线运动方向的直线擦拭手势，将所述至少两个照明单元依次开启和关闭，其中，最后被开启的那个照明单元则保持处于被开启的状态。相应地，由至少两个照明单元和至少两个传感器单元构成的多个组可以排列成一直线，其中，优选地设置一个属于这些组中的多个组的位于中央的照明单元。

最后，在根据本发明的内部照明设备中，特别适宜的是，设有至少一个与控制装置连接且被分配给至少一个照明单元的指示元件，该指示元件是可控制的以便指示所述至少一个被开启的照明单元。这种指示元件例如可以是与照明装置相邻设置的发光二极管，其中，有意义地，指示元件的亮度明显小于相应照明单元的能被控制到的最大的亮度。由此，使用者可获得哪些照明单元被瞬时开启的额外信息，其中，优选的是，当对应的照明单元在经过预定的、紧接在其开启之后的等待时间之后仍然处于开启状态时，只开启相应的指示元件。特别优选地，所述至少一个指示元件具有较小的尺寸和/或较小的光功率和/或与照明单元不同的颜色。

此外，本发明还涉及一种机动车辆，该机动车辆包括至少一个内部照明设备。内部照明设备在这里优选被设置在机动车辆的内顶中并且被设计成用于对机动车辆的客舱进行照明。

根据本发明的方法的所有实施方案可类似地转用到根据本发明的内部照明设备和根据本发明的机动车辆，从而也可以利用这些实施方案获得已经提到的优点。同样，根据本发明的内部照明设备的所有实施方案也能够被转用到根据本发明的方法中，其中，根据本发明的内部照明设备，包括它的各个部件，可以利用它们的所述特征被用在根据本发明的方法中。

附图说明

本发明的其它优点和细节结合实施例以及附图进一步说明如下。图中：

图1示出了根据本发明的内部照明设备的第一实施例的正面视图；

图2A至2C分别示出了在图1中所示的内部照明设备处于不同操作状态的透视图；

图3A至3C分别示出了图1所示的内部照明设备的照明装置处于图2A至2C所示的操作状态期间的控制示意图；

图4示出了根据本发明的内部照明设备的第二实施例的正面视图；

图5示出了在图4中所示的内部照明设备的透视图；以及

图6示出了根据本发明的机动车辆。

具体实施方式

图1、2A、2B、2C示出了内部照明设备1的第一实施例，该内部照明设备包括具有三个照明单元L1至L3的照明装置L和具有四个传感器单元S1至S4的传感器装置S。

图1示出了内部照明设备1的正面视图。照明设备L包括壳体2，照明装置L1至L3成一直线地排列容置于该壳体中。每个照明单元L1至L3被设计成发光二极管(LED)并且具有光学聚束机构，例如透镜或者反射镜，从而它们以呈锐角的张开角度在各种照射角度下进行照射。可替代地，照明单元L1至L3可以为辉光灯，例如具有常规灯丝的辉光灯、卤素辉光灯或者气体放电灯，或者为一个由LED或者辉光灯构成的阵列，也是可行的。壳体2的正面用透明盘片3封闭，该照明单元L1至L3的光可以穿透该透明的盘片。

传感器装置S有一个检测范围，该检测范围由传感器单元S1至S4的各自检测范围构成。在检测范围内限定了三个位置区段O1至O3，传感器装置5给这三个位置区段分别分配一个确定物体位置的检测范围，以便共同对所有传感器单元S1至S4的传感器数据进行评价。特别地，为了形成位置范围O2，在传感器单元S2、S3之间设有连接件4。位置区段O1被分配给照明单元L1、位置区段O2被分配给照明单元L2以及位置区段O3被分配给照明单元L3。可见，传感器单元S1至S4在空间上与照明装置相邻设置，其中，它们沿周向包围壳体2的正面开口。但是，传感器装置S1至S4本身在这里不必对使用者可见，但是有利的是，它们通过内部照明装置1的适当的正面表面轮廓或者槽状表面通过触觉对于使用者来说是可感知察觉的。

此外，内部照明设备1具有四个指示元件A1至A4，它们用于指示已被开启的照明装置L1至L3。

最后，内部照明设备1包括控制装置5，该控制装置分别与传感器装置S通过图示示意性地与传感器单元S2相连的连接件以及与照明单元L相连的连接件而连接，该控制装置和指示单元A1至A4则象征性地通过连接件与指示元件3连接而连接。控制装置5被设计成用于根据传感器装置S的传感器数据来对照明装置L进行控制，其中，通过控制装置5能够开启和关闭照明单元L1至L3并且还可调控改变它们的亮度。

图2A至2C是内部照明设备1在不同操作状态期间的透视图，在这些操作状态中，形式为人的手指的操作物6被引入和引出检测范围内并且在被移动。从中可见，照明单元L1至L3在呈锐角的张开角度下将光照射到不同照亮范围B1至B3中，从而它们在底座7上产生“光斑”。

按照本发明的照明设备的工作过程通过所设置的控制装置5执行，下面借助于图2A至2C和3A至3C进行说明。在这里，图3A至3C分别是示意图，这些示意图显示了随着时间变化传感器装置S在位置区段O1至O3中检测到的操作物6的位置，该位置通过控制装置5进行处理，其中，控制装置5利用照明装置的照明单元L1至L3随时间变化的亮度曲线对照明装置L进行控制。

图2A和3A示出了一种操作状态，在该状态期间操作物6执行擦拭手势，其中，它水平地被引导经过传感单元S1、照明单元L1至L3和传感单元S4。实线箭头在这里指示所执行的运动方向，其中，虚线箭头表示其它可想到的操作手势。此时，操作物6，如在图3A的上部图表中所示的那样，首先伸进位置区段O1中并且被传感器S2检测到。继续运动，操作物6紧接着进入位置区段O2中并且最后运动进入位置区段O3中。可见，虽然位置区段O1至O3分开限定，但由于操作物6的空间长度，其位置信息相互重叠。

控制装置5在该运动走向期间，首先以随时间增加亮度的曲线来控制照明装置L1并且当操作物6在位置区段O2中被检测到的时刻又通过预定的亮度曲线将该照明装置关闭。同样，当操作物6在位置区段O3中被检测到时，照明单元L2关闭，同时启动照明装置L3。由于操作物6随后离开检测范围E，因此没有在其它位置区段中被检测到，照明装置L3保持处于启动状态。用于启动和关闭的设定的亮度曲线在这里被限定为随时间变化的呈S形延伸的亮度函数，该亮度函数具有一个拐点。因此，通过预先给定随时间变化的亮度曲线，实现了照明单元L3的似乎是软式的启动，这类似于在底座7上对万向内部照明设备沿擦拭手势方向的机械摆动。

图2B和3B示出了另一种操作状态下的内部照明设备1，在该操作状态中，操作物6通过呈圆弧形地围绕照明装置L1从传感器单元S1划到传感器单元S4而执行滑动手势。这里，操作物6在位置区段O1至O3中依次被检测到。因此，得出的亮度曲线与前述的擦拭手势的亮度曲线基本相同。

图2C和3C示出了处于另一种操作状态的内部照明设备，在该操作状态中，操作物6执行轻击手势。为此，操作物6伸进位置区段O3中然后紧接着又离开该位置区段。由于之前照明单元L1和照明单元L2都没被启动，所以也没有通过控制装置5进行关闭，而照明单元L3根据预定的亮度曲线被启动并且保持处于该状态。

在一种未示出的与前面所提到的操作状态相似的操作状态下，只是在该操作状态中，照明单元L1已经被打开，在启动照明单元L3之前首先关闭照明单元L1并且短暂启动随后关闭照明单元L2，从而通过这种轻击手势，实现从照明单元L1经由照明单元L2到照明单元L3的交叉慢转换。

在另一种未示出的与在图2B和3B中的操作状态类似的操作状态下，其中，只是滑动手势继续从位置区段O3引导至位置区段O2中，控制装置5捕获该位置踪迹，然后将其作为预定的控制动作启动所有照明单元L1、L2、L3。但是，这些照明单元不是被控制成最大亮度，而是被控制成较低的60％的亮度。在重复该操作手势时，据此检测位置踪迹且所有已启动的照明单元L1至L3全部关闭。

在图2A至2C和3A至3C中所示的操作状态中，在照明单元3的启动完成之后，指示元件A4被启动并且因此向使用者指示当前的照明装置。

图4和5示出了内部照明设备的第二实施例1’，该内部照明设备类似前面描述的内部照明设备1，但是具有照明装置L’的七个照明单元L1’至L7’。此外，传感器装置S’具有六个传感器单元S1’至S6’，其中，设有六个指示单元A1’至A6’和一个控制装置5’。

图4是内部照明设备1’的正面视图，类似于内部照明设备1对其进行描述，其中，这里的擦拭手势和滑动手势产生不同的灯光变化：对于从传感器单元S1’经由照明单元L1’、L7’和L4’到传感器单元S4’的擦拭手势，照明单元L1’和L7’依次被启动和关闭，然后照明单元L4’被启动并且保持该状态。对于从传感器单元S1’经由传感器单元S2’和传感器单元S3’到传感器单元S4’的呈圆弧形的滑动手势，则照明单元L1’、L2’和L3’依次被启动和关闭，然后照明单元L4’被启动并且保持该状态。在这种情况下，操作手势控制的内部照明装置1’的照明特性更大程度上类似于机械的万向内部照明设备的照明特性。

图5是内部照明设备1’的透视图，其中，用箭头示出了可能的运动手势。

此外，其它与内部照明设备1’类似的实施例是可设想的，例如具有五个呈五角形排列的照明单元和四个传感器单元或者具有九个排列成正方形的3X3网格形的照明单元和八个传感器单元。

图6是机动车辆8的一种实施例的原理草图，该机动车辆包括内部照明设备1”，该内部照明设备设置在机动车辆的车内顶蓬9中并且照亮该机动车辆8的客舱10。

Claims (10)

1.用于机动车辆（8）的内部照明设备（1、1’、1”）的操作方法，该内部照明设备包括照明装置（L、L’）和传感器装置，所述传感器装置在它的检测范围内对所述照明装置（L、L’）的操作物（6）的位置进行检测，其根据所述传感器装置（S、S’）的传感器数据对所述照明装置（L、L’）进行控制，其特征在于，所述照明装置（L、L’）具有多个可控制的照明单元（L1 - L3，L1’- L7’），每个照明单元对应分配一个在所述检测范围内限定的位置区段（O1 - O3），当在一个位置区段（O1-O3）中检测到操作物（6）时，开启对应的照明单元（L1 - L3，L1’ - L7’）并且关闭已开启的、与该位置区段（O1 - O3）不相对应的照明单元（L1 - L3，L1’ - L7’） ；

所述传感器装置（S、S’）具有多个传感器单元（S1 - S4、S1’ - S6’），其中，所述传感器单元（S1 - S4、S1’ - S6’）的各个单个检测范围构成所述检测范围；

照明装置（L、L’）成一直线地排列容置于壳体（2）中；所述传感器单元（S1 - S4、S1’ -S6’）在空间上与照明装置（L、L’）相邻设置，其中，它们沿周向包围壳体（2）的正面开口；

通过传感器装置（S、S’）从所有传感器单元（S1 - S4、S1’ - S6’）的传感器数据中确定所述操作物位置的位置信息，该位置信息与相应地由位置信息的可能值所形成的坐标空间中限定的位置区段（O1-O3）相对应。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，使用分开限定的位置区段（O1 - O3）。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，依次对所述操作物（6）的运动位置踪迹的多个位置进行检测，然后根据所检测到的位置踪迹执行预定的控制动作。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制动作包括使所有照明单元（L1 -L3，L1’ - L7’）被开启的控制动作和/或使所有照明单元（L1 - L3，L1’ - L7’）被关闭的控制动作。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据预定的或者可预定的随时间变化的亮度曲线来开启和/或关闭所述照明单元（L1 - L3，L1’ - L7’）。

6.用于机动车辆（8）的内部照明设备（1、1’、1”），该内部照明设备包括照明装置（L、L’）、传感器装置（S、S’）以及控制装置，所述传感器装置设置为用于在其检测范围内对所述照明装置（L、L’）的操作物（6）的位置进行检测，所述控制装置则设置为用于根据所述传感器装置（S、S’）的传感器数据对所述照明装置（L、L’）进行控制，其特征在于，所述照明装置（L、L’）具有多个可控制的照明单元（L1 - L3，L1’ - L7’），每个照明单元对应分配一个在所述检测范围内限定的位置区段（O1 - O3），其中，所述控制装置被设计成用于执行按照前述权利要求中任一项所述的方法；

所述传感器装置（S、S’）具有多个传感器单元（S1 - S4、S1’ - S6’），其中，所述传感器单元（S1 - S4、S1’ - S6’）的各个单个检测范围构成所述检测范围；

照明装置（L、L’）成一直线地排列容置于壳体（2）中；所述传感器单元（S1 - S4、S1’ -S6’）在空间上与照明装置（L、L’）相邻设置，其中，它们沿周向包围壳体（2）的正面开口；

通过传感器装置（S、S’）从所有传感器单元（S1 - S4、S1’ - S6’）的传感器数据中确定所述操作物位置的位置信息，该位置信息与相应地由位置信息的可能值所形成的坐标空间中限定的位置区段（O1-O3）相对应。

7.如权利要求6所述的内部照明设备，其特征在于，所述照明单元具有不同的照射角度和/或照亮范围。

8.如权利要求6所述的内部照明设备，其特征在于，至少两个照明单元（L1 - L3、L1’ -L7’）和至少两个传感器单元（S1 - S4、S1’ - S6’）排列成一条直线。

9.如权利要求6至8中任一项所述的内部照明设备，其特征在于，包括与所述传感器装置（S、S’）连接且对应分配给至少一个照明单元的指示元件（A1 - A4、A1’ - A6’），所述指示元件可控以指示至少一个已开启的照明单元。

10.机动车辆（8），其特征在于，包括至少一个按照权利要求6至9之一所述的内部照明设备。

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