CN110001511A - 透过材料的照明 - Google Patents

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Abstract

公开一种用于车辆的内部的透过材料的显示和照明系统。所述系统包括：诸如织物的柔性材料，其用于形成所述车辆的所述内部的表面；以及光源，其被所述柔性材料隐藏；来自所述光源的光发射透射穿过所述柔性材料并且透过所述柔性材料可见，从而向所述车辆的驾驶员和乘客提供信息和环境照明。

Description

透过材料的照明
技术领域
本发明总体上涉及一种车辆内的显示系统。更具体地，本发明涉及一种允许通过车辆内的表面来显示视频内容或视觉信息的新技术。
背景技术
在信息时代，数字技术集成到生活的很多方面。例如，人们在进行日常生活时容易接近微型计算机、数字显示器和触摸屏平板电脑，无论是在他们的家和办公室中还是在活动时。在汽车中，所谓的“信息娱乐”系统变得越来越普遍和流行，从而为驾驶员和乘客的方便和享受提供现代电子便利设施。这样的系统可以包括例如安装在仪表板上或附近的交互式显示装置以向驾驶员提供地图和驾驶指导，或者附接到雇用车辆中的前座的靠背的监视器以向乘客提供天气和旅游信息、安全建议、广告等。
尤其是在豪华汽车运输的背景下，无论是在私营汽车还是租用车辆中，越来越期望或甚至要求向驾驶员或乘客提供用于在旅途中访问信息和接收视觉刺激的构件。然而，合并诸如上文所述的那些数字用品可能并不总是直截了当的；例如，可能在技术上难以或不方便将显示板和屏幕附接到最初设计时没有考虑到这些的车辆的内部设施，同时不暴露有损汽车的外观和舒适性的电连接。此外，诸如市面上有售的LED屏等高端显示硬件通常具有高分辨率，从而需要用户更集中地看向屏幕，以及强反射表面，从而使它们对于移动车辆内的驾驶员或乘客在例如搜索驾驶信息时使用而言不太理想。出于提供简短但突出的车载式消息以及创造性环境照明的目的，并不认为高分辨率显示器(与每显示区域的相对高成本相关联)是必需或有效的。
需要利用在从汽车到飞机和船的车辆内并入适合于提供信息和环境照明的照明系统的改进方式来增强驾驶员和乘客的整体旅行体验。
发明内容
本文中公开一种适合于集成到诸如汽车的车辆的内表面中的透过材料的照明系统。
这种技术允许通过系统集成到的任何表面在车辆内部显示视频内容或视觉信息。
可以通过以下方式实施各种技术能力：允许将车辆内部的大部分空间(从车顶到立柱和车门，只要集成在技术上可行的地方)用作一个或多个“不起眼”显示装置，以用于以非正规方式供应视频和图像内容以及照明，由此增强车辆的整体用户体验。换言之，由于光源和相关电子部件被无缝地合并到车辆中的外表面隐藏，因此有可能提供多个机械装置，以用于显示仅在需要时可见而在断电时不可见或不起眼的信息和智能照明。这实现隐藏不必要元件的干净且现代的外观，并且减少对驾驶员和乘客的干扰。此外，由于表面的显示能力对于没有疑心的乘客并不立即显而易见，因此它可以带来少许意外惊喜。所显示的消息(从安全警告到广告)可以具有扩大的影响。
所述系统还使车辆具有适应性且通用；例如，可能并不拥有车辆的租赁公司或客户不需要在使用之前更改内部设施来包括永久标志或甚至附加物理品牌；不需要这样的机械更改或改变，因为照明系统一旦被开启便使得有可能切换车辆的内部外观。
也可以结合涉及对外部环境或车辆的其他功能部分作出反应的额外能力来完成复杂的环境照明。
为了实现各种期望的效果，透过材料的照明系统将不需要高分辨率显示屏，从而允许使用传统材料设计的没有反射或高眩光表面的更有效且不显眼的车载式显示和照明布置作为用于提供信息和环境照明两者的构件，通常同时，它在汽车背景下是适合的。
根据实施例，提供一种适合与车辆的内部集成的显示和照明系统，其包括：光源；柔性材料，其用于形成车辆的内部的表面，其中当所述系统处于第一状态时，透过柔性材料可见从光源传输的光，并且当所述系统处于第二状态时，透过柔性材料不可见来自光源的光。
在一方面，柔性材料是织物。
在另一方面，柔性材料是多孔的。
优选地，光源包括发光二极管、发光二极管阵列，或者其他照明段。
在一方面，所述系统可以包括设置在柔性材料与光源之间的漫射体(或漫射构件)和/或气隙或层。
优选地，所述系统还包括：处理构件，其用于处理、存储和/或生成视觉数据；以及映射构件，其用于将视觉数据映射到输入信号，所述输入信号致使光源传输光。处理构件和/或映射构件可以包括抖动算法。
在一方面，来自光源的光包括环境照明和/或信息。
在另一方面，来自光源的光包括视频内容、图像和/或文本。
在又一方面，来自光源的光包括基于由车辆的一个或多个传感器生成的信号的警报。
在一方面，来自光源的光对应于由位于车辆的外部上的一个或多个相机捕获的视觉数据。
在另一方面，来自光源的光对应于在车辆的音频系统处处理的音频数据。
在又一方面，显示系统是车载式信息娱乐系统的一部分和/或车载式环境照明系统的一部分。
在一方面，所述系统还包括用于车辆的部件，其中所述部件是车辆的立柱、车顶、车门、座椅或底板，并且其中光源和柔性材料并入到所述部件中。
根据一个实施例，本文中提供一种车辆，诸如汽车，其包括如所述的显示和照明系统。
为了更容易理解本发明，现在将结合附图来描述具体非限制性实施例的各种方面。
附图说明
图1示出根据一个或多个实施例的透过材料的照明系统的部件中的一些的示意图；
图2示出根据一个或多个实施例的透过材料的照明系统的结构的示意图；
图3是示出根据一个或多个实施例的系统的操作方法的流程图；
图4是示出根据一个或多个实施例的与透过材料的照明系统集成的车辆的部件的示意图；
图5是示出根据一个或多个实施例的系统的操作方法的流程图。
具体实施方式
本文中公开的用于车辆的透过材料的显示和照明系统至少包括光源，所述光源设置在表面材料下方并被其隐藏。当光源开启时，它发出的光透射穿过表面材料，并且变得对车辆中的观察者可见。当光源关闭时，透过表面材料不可见光源本身。
在一方面，参考示意图图1，光源是可编程LED(发光二极管)102的矩阵。根据具体情况的要求，所述矩阵可以布置在弯曲表面104上。例如，在汽车设计的背景下，弯曲表面可以对应于A级表面，诸如，立柱(例如，A柱、B柱、C柱和D柱)、汽车的车顶或车门或者它们的一部分的形状。
在一方面，表面材料106是柔性材料。这允许材料包裹在光源的物理结构的至少一部分周围，以便隐藏它并贴合它的形状。
在一方面，表面材料是光可以透射穿过的柔性织物。一种可能的材料是声学织物，但可以使用多数的织物和其他多孔材料。替代类型的材料是可能的，诸如一些类型的皮革，只要它们具有一定的半透明度(或用更通俗的说法，透明度)以允许光透过即可。半透明度可以取决于材料的密度和颜色；可以存在孔眼以增加半透明水平。在一方面，所述材料是当置于黑暗的不发光背景中并且在其前面观察时看起来基本上不透明的一种材料。由于光源可以是多色的，因此对于柔性材料而言，可以使用中性色以便尽可能少地影响显示；在一方面，使用黑色声学织物以允许高对比度颜色呈现；在另一方面，使用穿孔和/或没有染色的皮革。
在一方面，光源由高强度RGB LED构成，但可使用不同类型的LED或其他照明段，只要它们具有足够的强度来允许所发射的光透射穿过特定设计中所使用的表面材料即可。因此，在每个特定系统中，LED(或其他光源)和表面材料的选择可以取决于彼此。利用优化的构造，将可用大多数类型的LED。例如，具有高半透明水平的声学织物将允许使用较低强度的LED矩阵。
硬件和软件的组合映射LED或照明段，以基于通过电连接从处理器108接收的电输入来显示视频、图像、信息或任何其他视觉内容。
透过材料的照明系统的布置可以被描述为分层堆叠结构。参考示意图图2，现在示出系统200的示例性布置。在这个示例性布置中，织物层202是最外面的层并且对集成有所述系统的车辆内部的人可见。它设置在内层204至210上方，并且因此隐藏所述技术，诸如光源层208和任何电连接，使得人在光源不开启(不接通电源)时只能够看到织物层。
包括诸如多个LED元件的光源的光源层208附接到基础表面，所述基础表面可以被称为载体210。载体以及光源层固定或集成到车辆的结构的其余部分。例如，多个LED元件可以采用遵循载体的几何形状的三维弯曲表面上的矩阵的形式。
在最外面的织物层202与光源层208之间，可以添加进一步的特征来提高性能。例如，可以包括漫射体层204，以引起或改进来自光源层的光的漫射。这个层可以包括例如由诸如蛋白石丙烯酸的丙烯酸制成的漫射体。漫射体层与光源层之间还可以存在气隙206，以用于提供空间并且进一步增强漫射效果；或者，气隙可以在漫射体的另一侧上或者取代漫射体。
在一方面，照明系统可以包括含有用于提高光源的输出的质量的视频处理算法的硬件和/或软件；例如，可以应用抖动或模糊算法以便消除或减轻照明输出的像素化外观，诸如通过向用于环境照明的图像或视频序列添加高斯模糊。
在另一方面，最外面的材料表面层有可能还隐藏车辆的声音系统的部件，诸如扬声器、麦克风和相应电连接，以及上文论述的视觉显示部件。在这种情况下，考虑到保护穿过各层的声音输出的完整性并且防止主要损失，可以关于诸如漫射体层等各层的材料和厚度进行额外考虑。在另一方面，诸如扬声器格栅的音频部件可以位于车辆的内部中、与同一表面水平上的照明系统的外表面相邻。
在一方面，当例如照明系统主要用于提供环境照明时，可以基于当前车辆照明设置和/或车辆中的环境光传感器的测量而自动地或手动地调整照明亮度，这可以有助于在天黑时给驾驶员定向。
参考示意图图3示出显示和照明系统如何操作并且与用户和汽车控制系统中的处理器交互的实例。汽车控制系统中的处理器检测第一输入信号，诸如驾驶员已经解锁并进入汽车302的信号。处理器使用一种或多种算法来处理信号并且确定例如应由显示系统提供内部照明，并且将第一命令或指令发送到显示系统以从第一状态切换到第二状态。例如，在第一状态下，集成在立柱和天花板中的LED阵列关闭，并且在第二状态下，所述阵列提供环境照明304，诸如低强度白光。显示系统接收第一命令并且切换到第二状态。随后，处理器接收并处理第二输入信号，诸如所述第二输入信号来自检测到驾驶员已经打开点火装置306的传感器或者已经经过具体时间段的定时器，并且将第二命令发送到显示系统以从第二状态切换到第三状态；例如，指示显示器使照明渐弱并且保持关闭308，直到接收到进一步指示为止。此外，在处理器接收到第三输入信号，诸如识别出驾驶员已经启动音频系统310时，它处理所述信号并且将第三命令发送到显示系统以切换到第四状态；作为响应，显示系统转变到第四状态，其中例如它提供预定输出，诸如显示系统品牌312和音频系统现在被启动的动画314，或者暴露扬声器的定位。此外，显示和照明系统的不同状态是可能的。
透过材料的照明系统还可以通过各种其他方式由驾驶员和乘客定制。例如，照明可以基于由车辆的集成音频系统播放的音频的性质而改变，或者它可以呈现音乐的风格化图形可视化。当系统用于提供警报和通知，例如以辅助驾驶员时，他或她可以调整和改变所显示的消息、图形或视频的亮度、大小、持续时间和其他性质。
在另一方面，照明系统还可以并入有或与车辆的娱乐或信息娱乐控制台相关联，所述娱乐或信息娱乐控制台可以由驾驶员或乘客用于操作和调整系统。例如，并入到汽车的车顶中的显示器可以被控制来显示用户所选择的视频。
在一方面，透过材料的照明系统可以基于由安装在车辆的外部上的相机捕获的视觉信息而呈现与车辆的外部环境对应的显示。所捕获的视觉信息和数据可以由被包括在照明系统中或连接到照明系统的硬件和软件处理，以创建实时地模拟外部环境的复杂照明布置。例如，在相机数据已经经过视觉处理以进行任何增强之后，汽车的左和右A柱可以分别显示由左侧和右侧的外部相机捕获的场景的实时中继或模拟。作为另一实例，车门表面显示器可以与在环境中检测到的最主要颜色一致地被照明，诸如当在晴朗的日子驾驶经过乡下时呈绿色阴影，或者随着夜间城市高速公路上移动的一道道强光而呈暗色。
在另一方面，由系统提供的照明可以对车辆中的视频设施上显示的内容(诸如电影)作出反应，例如，在乘客观看音乐会的录像时提供舞台照明效果。例如，如果在环境中没有检测到值得注意的事物的话，系统当然可以替代地按预定方式显示随机明亮的颜色或视觉效果。
汽车内集成式照明系统还充当用于向驾驶员和乘客提供信息(无论是否与运输相关)的创新设备，所述信息从针对豪华雇用汽车的顾客的欢迎词和公司标志到安全带提醒和游览推荐。在一方面，所述系统可以连接到与车辆集成的车辆传感器输入端，以并入有额外的功能，诸如针对在驾驶员的盲区中发现的危险的警报系统、导航辅助、停车辅助、距离指示、转弯指示器警报，以及实时反应性通知的其他技术方面。使用当前技术布置，可以以先前系统中不可能实现的意图吸引驾驶员或乘客注意的突出且更有效的方式用图形呈现信息和警报，这可以依赖于例如仪表板上的小闪烁LED灯。
如示意图图4所示，在一方面，源于车辆的其他部分和装置(诸如运动传感器)的车辆警报402和来自上述外部相机404的信息可以发送到用于处理和分析的处理器406，所述处理器可以是视频处理和映射构件；视频处理和映射构件随后将输出信号传输到集成式照明系统的显示器或光源408，以显示信息或提供环境照明，或者根据需要进行这两者。透过材料的照明系统的这些不同功能可以彼此相互作用。例如，天气通知消息可以覆盖在汽车的外部环境的实时表示上显示，并且驾驶警告可以中断和改变环境照明的性质。
参考示意图图5示出显示和照明系统如何操作并且与用户和汽车中的其他部件交互的实例。在旅途期间，驾驶员在汽车的控制面板上输入显示系统应进入第一状态的偏好；例如，应提供基于外部环境的环境光502。处理器检测并处理这个第一输入，并且向例如汽车的外部相机发送对应指令以获得外部视觉数据504。响应于这个指令，相机捕获视觉数据并发送给处理器506，所述处理器使用处理构件来处理(例如，抖动)视觉数据并且将数据映射到显示系统可读的输入信号。处理器向显示系统发送第一命令以进入第一状态，并且显示系统接收并实施这个命令，并且例如按照驾驶员的要求，在与汽车的外部视图对应的立柱和门框中提供环境照明508。随后，例如，如果外部相机或传感器结合处理器中的算法检测到汽车的路径中即将出现的障碍物，诸如从前方一段距离的隐藏侧道中意外地出现的另一车辆510，那么处理器处理所述信息并且向显示系统发送第二命令以切换到第二状态，以便例如在汽车中提供警告。这个命令覆盖用于提供环境照明的先前命令，并且作为响应，显示系统进入第二状态，其中显示系统中的LED阵列停止或中断环境显示，反而例如在靠近驾驶员座椅的A柱中提供红色警告标志512。处理器还向汽车音频系统发送第三命令，以例如在显示警告标志时停止当前播放的音乐或使当前播放的音乐渐弱514。随后，处理器可以接收和处理来自驾驶员的不再需要警告的新指令516，并且向显示系统发出第三命令以恢复到先前或最初状态；显示系统接收这个命令，并且例如基于先前存储的偏好或指令而重新开始显示518。此外，显示和照明系统的不同状态是可能的。
仅出于说明和描述的目的呈现了对实施例和各方面的描述。鉴于上述内容可以执行对这些实施例和方面的适当更改和变化，并且在可能且适当的情况下可以组合不同实施例和方面，而不脱离如所附权利要求书确定的保护范围。

Claims (15)

1.一种用于车辆的内部的显示和照明系统，其包括：
光源；
柔性材料，其用于形成所述车辆的所述内部的表面；
其中，当所述系统处于第一状态时，透过所述柔性材料可见从所述光源传输的光，并且当所述系统处于第二状态时，透过所述柔性材料不可见来自所述光源的光。
2.根据权利要求1所述的系统，其中所述柔性材料是织物。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的系统，其中所述柔性材料是多孔的。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的系统，其中所述光源包括发光二极管(LED)或LED阵列。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的系统，其还包括设置在所述柔性材料与所述光源之间的漫射体和/或气隙。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的系统，其还包括：处理构件，其用于处理、存储和/或生成视觉数据；以及映射构件，其用于将所述视觉数据映射到输入信号，所述输入信号致使所述光源传输所述光。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的系统，其中来自所述光源的所述光包括环境照明和/或信息。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的系统，其中来自所述光源的所述光包括视频内容、图像和/或文本。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的系统，其中来自所述光源的所述光包括基于由所述车辆的一个或多个传感器生成的信号的警报。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的系统，其中来自所述光源的所述光对应于由位于所述车辆的外部上的一个或多个相机捕获的视觉数据。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的系统，其中来自所述光源的所述光对应于在所述车辆的音频系统处处理的音频数据。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的系统，其中所述系统是车载式信息娱乐系统的一部分和/或车载式环境照明系统的一部分。
13.根据权利要求6所述的系统，其中所述处理构件和/或映射构件包括抖动算法。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的系统，其还包括用于所述车辆的部件，所述部件是所述车辆的立柱、车顶、车门、座椅或底板，其中所述光源和所述柔性材料被并入到所述部件中。
15.一种车辆，其包括根据权利要求1至14中任一项所述的显示和照明系统，优选地，其中所述车辆是汽车。
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