CN117984890A - 用于车辆模式指示的外部照明方向盘 - Google Patents

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Abstract

一种用于指示具有车辆内部和布置在其中的操作员座椅的机动车辆的操作模式的系统，包括相对于操作员座椅布置在车辆内部内的可旋转方向盘。方向盘包括面向操作员座椅的前侧和相对后侧。该系统还包括光源，该光源被配置成将光束投射到方向盘的后侧上。方向盘的后侧被配置成捕获光束并以此对方向盘的前侧进行照明，从而向定位在操作员座椅上的车辆操作员产生指示操作模式的传感信号。还公开了一种采用该系统的机动车辆，该系统用于向车辆操作员产生传感信号以指示车辆的操作模式。

Description

用于车辆模式指示的外部照明方向盘
引言
技术领域
本公开涉及具有用于指示车辆操作模式的外部照明的机动车辆方向盘。
背景技术
现代车辆可以采用多种操作模式，包括各种水平的自主操作或驾驶辅助。驾驶辅助系统通常使用车辆传感器(诸如激光雷达、雷达和摄像机)连同GPS信号以实现自主和半自主车辆操作。这种传感器可操作来检测车辆操作和车辆周围的环境，并且与可操作来控制车辆操作的各个方面的计算装置相结合。
采用驾驶辅助的机动车辆通常还采用与车辆控制、线控系统、车辆到车辆通信和/或车辆到基础设施技术集成的导航系统来识别车辆位置和导航车辆。此外，具有驾驶辅助系统的车辆使用传感器来评估操作员对车辆控制和前方道路的注意力，以及指示是否需要操作员干预。例如，可以使用摄像机来确保操作员正在观察道路，并且可以在车辆的方向盘上提供显示器来指示系统的当前操作模式和/或警告操作员需要采取行动。
发明内容
一种用于指示机动车辆的操作模式的系统，包括其各种升级，该机动车辆具有车辆内部和布置在其中的操作员座椅，该系统包括相对于操作员座椅布置在车辆内部内的可旋转方向盘。方向盘包括面向操作员座椅的前侧和相对后侧。该系统还包括光源，该光源被配置成将光束投射到方向盘的后侧上。方向盘的后侧被配置成捕获光束并以此对方向盘的前侧进行照明，从而向定位在操作员座椅上的车辆操作员产生指示操作模式的传感信号。
方向盘可以包括限定车轮前侧和相对后侧的轮缘。轮缘后侧可以包括面向光源并被配置成捕获光束的第一光学表面。轮缘前侧可包括第二光学表面，该第二光学表面面向操作员座椅并且被配置成由光束照明。
第一光学表面可以包括具有被配置成捕获、成形和聚焦光束的表面特征的部段。
该表面特征可以包括形成多个透镜或棱镜的纹理化区域。
在横截面中，第一光学表面可以包括面向光源的平坦部分。
第二光学表面可以包括被配置成从被捕获的光束发射光的孔。
该系统还可以包括可操作地连接到方向盘的转向轴，并且光源可以布置在转向轴上。在这样的实施例中，捕获的光束可以对第二光学表面的一部段进行照明，并且第二光学表面的被照明部段可以随着方向盘旋转。
该系统还可包括转向轴外壳，该转向轴外壳相对于车辆内部固定在适当位置，并配置成屏蔽转向轴。在这样的实施例中，光源可以布置在转向轴外壳上。此外，在本实施例中，捕获的光束可以对第二光学表面的一部段进行照明，并且当方向盘旋转时，第二光学表面的被照明部段可以相对于操作员座椅保持固定。
光源可以包括多个发光二极管(LED)和3通道LED驱动器，所述发光二极管被配置成输出红-绿-蓝(RGB)颜色光谱的光，所述3通道LED驱动器被配置成单独控制每个LED以产生光束。
多个LED可以布置在微芯片上。在这样的实施例中，光源可以另外包括布置在微芯片下游的光束均匀化元件，以产生光束。
光源可以包括布置在多个LED上游的多个准直透镜。在这样的实施例中，每个准直透镜可以被配置成对准由对应LED输出的光。
光源可以包括折叠式反射镜和多个光束组合器元件，每个光束组合器元件布置在多个准直透镜下游。在这样的实施例中，折叠式反射镜可以被配置成反射由多个LED中的一个输出的光，并且多个光束组合器元件可以被配置成将来自其余LED的光束与由折叠式反射镜反射的光束合并成投射到方向盘后侧上的光束。
传感信号可以指示机动车辆的操作模式，诸如车辆自主操作的水平。在这样的实施例中，该系统可以另外包括与光源可操作地通信并且用算法编程的电子控制器。该算法可以被配置成当由电子控制器执行时，与车辆自主操作的水平相关并指示车辆自主操作的水平来调节光束。
还公开了一种采用该系统的机动车辆，该系统用于向定位在操作员座椅上的车辆操作员产生传感信号，诸如用于指示车辆的操作模式。
本发明提供了以下技术方案：
技术方案1.一种用于指示机动车辆的操作模式的系统，所述机动车辆具有车辆内部和布置在其中的操作员座椅，所述系统包括：
方向盘，其布置在所述车辆内部并具有面向所述操作员座椅的前侧和相对后侧；和
光源，其被配置成将光束投射到所述方向盘的后侧上；
其中，所述方向盘的后侧被配置成捕获光束并以此照明方向盘的前侧，从而向定位在所述操作员座椅上的车辆操作员产生指示操作模式的传感信号。
技术方案2.根据技术方案1所述的系统，其中，所述方向盘包括限定前侧和相对后侧的轮缘，并且其中，所述轮缘的后侧包括面向所述光源并被配置成捕获所述光束的第一光学表面，并且所述轮缘的前侧包括面向所述操作员座椅并被配置成被所述光束照明的第二光学表面。
技术方案3.根据技术方案2所述的系统，其中，所述第一光学表面包括具有表面特征的部分，所述表面特征被配置成捕获、成形和聚焦所述光束。
技术方案4.根据技术方案2所述的系统，其中，所述第二光学表面包括配置成从捕获的光束发射光的孔。
技术方案5.根据技术方案2所述的系统，还包括可操作地连接到方向盘的转向轴，其中：
所述光源布置在所述转向轴上；
被捕获的光束对所述第二光学表面的一部段进行照明；和
所述第二光学表面的被照明部段随方向盘旋转。
技术方案6.根据技术方案2所述的系统，还包括转向轴外壳，其相对于所述车辆内部固定在适当位置，并被配置成屏蔽转向轴，其中：
所述光源布置在所述转向轴外壳上；
被捕获的光束对所述第二光学表面的一部段进行照明；和
当所述方向盘旋转时，所述第二光学表面的被照明部段相对于操作员座椅保持固定。
技术方案7.根据技术方案1所述的系统，其中，所述光源包括：多个发光二极管(LED)，其被配置成用于输出红-绿-蓝(RGB)颜色光谱的光；以及3通道LED驱动器，其被配置成单独控制每个LED以产生光束。
技术方案8.根据技术方案7所述的系统，其中，所述多个LED布置在微芯片上，并且其中，所述光源还包括布置在所述微芯片下游的光束均匀化元件，以产生光束。
技术方案9.根据技术方案7所述的系统，其中，所述光源包括布置在所述多个LED上游的多个准直透镜，并且其中，每个准直透镜被配置成对准由对应LED输出的光。
技术方案10.根据技术方案9所述的系统，其中：
所述光源包括折叠式反射镜和多个光束组合器元件，每个光束组合器元件布置在所述多个准直透镜下游；
所述折叠式反射镜被配置成反射由所述多个LED中的一个输出的光；和
所述多个光束组合器元件被配置成将来自其余LED的光束与由所述折叠式反射镜反射的光束合并成投射到所述方向盘后侧的光束。
技术方案11.一种机动车辆，包括：
车辆内部；
布置在其中的操作员座椅；
可旋转方向盘，其布置在所述车辆内部内并且具有面向所述操作员座椅的前侧和相对后侧；和
光源，其被配置成将光束投射到所述方向盘的后侧上；
其中，所述方向盘的后侧被配置成捕获光束并以此对所述方向盘的前侧进行照明，从而向定位在所述操作员座椅上的车辆操作员产生传感信号。
技术方案12.根据技术方案11所述的机动车辆，其中，所述方向盘包括限定前侧和相对后侧的轮缘，并且其中，所述轮缘的后侧包括第一光学表面，所述第一光学表面面向所述光源并且被配置成捕获所述光束，并且所述轮缘的前侧包括第二光学表面，所述第二光学表面面向所述操作员座椅并且被配置成被所述光束照明。
技术方案13.根据技术方案12所述的机动车辆，其中，所述第一光学表面包括具有表面特征的部段，所述表面特征被纹理化以捕获、成形和聚焦光束。
技术方案14.根据技术方案12所述的机动车辆，其中，所述第二光学表面包括孔，所述孔被配置成从捕获的光束中发射光。
技术方案15.根据技术方案12所述的机动车辆，还包括可操作地连接到所述方向盘的转向轴，其中：
所述光源布置在所述转向轴上；
被捕获的光束对所述第二光学表面的一部段进行照明；和
所述第二光学表面的被照明部段随所述方向盘旋转。
技术方案16.根据技术方案12所述的机动车辆，还包括转向轴外壳，所述转向轴外壳相对于所述车辆内部固定在适当位置，并被配置成屏蔽所述转向轴，其中：
所述光源布置在所述转向轴外壳上；
被捕获的光束对所述第二光学表面的一部段进行照明；并且
当所述方向盘旋转时，所述第二光学表面的被照明部段相对于所述操作员座椅保持固定。
技术方案17.根据技术方案11所述的机动车辆，其中，所述光源包括：多个发光二极管(LED)，用于输出红-绿-蓝(RGB)颜色光谱的光；以及一个3通道LED驱动器，其被配置成单独控制每个LED以产生光束。
技术方案18.根据技术方案17所述的机动车辆，其中，所述多个LED布置在微芯片上，并且其中，所述光源还包括布置在所述微芯片下游的光束均匀化元件，以产生光束。
技术方案19.根据技术方案17所述的机动车辆，其中：
所述光源包括布置在所述多个LED上游的多个准直透镜；
每个准直透镜被配置成对准由对应的LED输出的光；
所述光源包括折叠式反射镜和多个光束组合器元件，每个光束组合器元件布置在所述多个准直透镜下游；
所述折叠式反射镜被配置成反射由所述多个LED中的一个输出的光；和
所述多个光束组合器元件被配置成将来自其余LED的光束与由折叠式反射镜反射的光束合并成投射到所述方向盘后侧上的光束。
技术方案20.一种用于指示机动车辆的自主操作水平的系统，所述机动车辆具有车辆内部和布置在其中的操作员座椅，所述系统包括：
方向盘，其布置在所述车辆内部内并具有面向所述操作员座椅的前侧和相对后侧；
光源，其被配置成将光束投射到方向盘的后侧上，其中：
所述光源包括：多个发光二极管(LED)，其被配置成输出红-绿-蓝(RGB)颜色光谱的光；以及3通道LED驱动器，其被配置成单独控制每个LED以产生光束；并且
所述方向盘的后侧被配置成捕获光束并以此对所述方向盘的前侧进行照明，以向定位在所述操作员座椅上的车辆操作员指示车辆自主操作的水平；和
电子控制器，其与所述光源可操作地通信，用算法编程，并被配置成执行所述算法，以与所述车辆的自主操作水平相关并指示所述车辆的自主操作水平来调节光束。
当结合附图和所附权利要求时，本公开的上述特征和优点以及其他特征和优点将从以下对实施所述公开的实施例和最佳模式的详细描述中变得显而易见。
附图说明
图1是根据本公开的机动车辆的示意图，该机动车辆包括布置在车辆内部内的操作员座椅和由用于指示车辆操作模式的系统使用的方向盘。
图2A示意性地图示了根据本公开的图1所示车辆内部的局部视图，描绘了坐在操作员座椅上的操作员和方向盘之间的关系，以及将光束导向方向盘后侧的光源的布置。
图2B示意性地图示了根据本公开的图1所示车辆内部的局部视图，描绘了坐在操作员座椅上的操作员、方向盘和将光束导向方向盘后侧的光源的另一种布置。
图3是根据本公开的方向盘轮缘的实施例在图2所示的横截面A-A中的示意图。
图4是根据本公开的方向盘轮缘的轮缘的另一个实施例在图2所示的横截面A-A中的示意图。
图5A是根据本公开的图2所示方向盘的实施例的示意性前视图。
图5B是根据本公开的图2所示方向盘的另一个实施例的示意性前视图。
图6是具有不连续轮缘的方向盘的实施例的示意图。
图7是采用多个发光二极管(LED)来产生光束的光源的实施例的示意图。
图8是光源的另一个实施例的示意图，该光源采用布置在微芯片上的多个发光二极管(LED)来产生光束。
图9是光源的另一个实施例的示意图，该光源采用布置在微芯片上的多个发光二极管(LED)，并具有分束元件以产生多个光束。
具体实施方式
本领域普通技术人员将认识到，诸如“上方”、“下方”、“向上”、“向下”、“顶部”、“底部”、“左侧”、“右侧”等术语是对附图的描述性使用，并不代表对由所附权利要求限定的本公开范围的限制。此外，本文可以根据功能和/或逻辑块部件和/或各种处理步骤来描述教导。应当认识到，这种块部件可以包括被配置成执行指定功能的多个硬件、软件和/或固件部件。
参考附图，其中相同的附图标记指代相同的部件，图1示出了相对于路面12定位的机动车辆10的示意图。如图1所示，车辆10包括限定车辆内部或乘客舱16的车身14。操作员座椅18以及用于车辆乘客的附加座椅表面布置在乘客舱16内部。如图1所示，车辆10包括车轮20和悬架系统22，悬架系统22可操作地将车身14连接到车轮20的相应集合，用于保持车轮和路面12之间的接触。
机动车辆10另外包括传动系统24，该传动系统24具有一个或多个动力源24A，诸如内燃机(ICE)、电动马达或这种装置的组合，该传动系统24被配置成利用车轮20向第一轴传递驱动扭矩。机动车辆10另外采用转向致动器26，例如电动转向单元，该转向致动器26可操作地连接到可旋转的方向盘2.8，该方向盘28布置在乘客舱16内，安装在操作员座椅18的前方，并且被配置成经由操作员29输入来使前和/或后车轮20转向。机动车辆10还包括布置在乘客舱16内的其他车辆控制装置，诸如用于控制动力源24A的动力输出的加速器装置30和用于减速车轮20旋转的制动开关或装置32(诸如经由位于相应车轮处的单独摩擦制动器)等。
如图1所示，机动车辆10可以包括传感器34和电子控制器36，它们可以协作以在某些情形期间以自主模式至少部分地控制、引导和操纵车辆10。具有这种能力的车辆10可以被称为自主车辆。为了实现高效且可靠的自主车辆控制，电子控制器36可以与转向致动器26、加速器装置30和制动装置32可操作地通信。传感器34可包括位于车辆10周围的光探测和测距(LIDAR)、雷达和摄像机，以感测路面12并监视主车辆附近的周围地理区域和交通状况。传感器34还可包括配置成检测或测量ICE引擎和/或电动马达速度、温度、和驱动扭矩、变速器速比和电池电量状态的装置。此外，传感器34可包括车辆偏航速率和角度传感器、加速度计、车轮速度传感器、轮胎压力传感器、纵向速度传感器和横向速度传感器，它们被配置成检测对应的参数并将相应的数据传送给电子控制器36。
电子控制器36被设置成与车辆传感器34通信，用于接收它们相应的与路面12的检测或感测以及周围地理区域和交通状况的监视相关的感测数据，并使用全球定位系统(GPS)来沿着选定的路径引导车辆10。电子控制器36可替代地称为控制模块、控制单元、控制器、车辆10控制器、计算机等。电子控制器36可以包括计算机和/或处理器38，并且包括软件、硬件、存储器、算法、连接(诸如到传感器34)等，用于管理和控制车辆10的操作。这样，下面描述并在图3中总体表示的方法可以具体是实施为可在电子控制器36上部分操作的程序或算法。
电子控制器36可以具体实施为一个或多个数字计算机或主机，每个数字计算机或主机具有一个或多个处理器38、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、光学驱动器、磁性驱动器等，高速时钟、模数(A/D)电路、数模(D/A)电路、输入/输出(I/O)电路、I/O装置、和通信接口以及信号调节和缓冲电子设备。计算机可读存储器可以包括参与提供数据或计算机可读指令的非暂时性/有形介质。存储器可以是非易失性或易失性的。非易失性介质可以包括例如光盘或磁盘以及其他永久性存储器。示例易失性介质可以包括动态随机存取存储器(DRAM)，其可以构成主存储器。存储器的实施例的其他示例包括软盘、硬盘、磁带或其他磁介质、CD-ROM、DVD和/或其他光学介质，以及其他可能的存储装置，诸如闪存。
电子控制器36包括有形的非暂时性存储器，其上记录有计算机可执行指令，包括一个或多个算法，用于调节机动车辆10系统的操作。该算法可包括被配置成监视机动车辆10的定位、确定车辆相对于特定路面12上绘制的车辆轨迹的航向、以及调节车辆在自主模式下的操作的算法。电子控制器36还可以用算法40编程，该算法40被配置成当由电子控制器执行时，操作系统42(将在下面详细描述)以产生传感信号，诸如以指示机动车辆10的操作模式44。电子控制器36的处理器38被配置成执行这样的算法。
如上所述，机动车辆10采用方向盘28来用于操作员29驾驶车辆。方向盘28是系统42的一部分，并且如图2所示，包括面向操作员座椅18的前侧28-1和通常面向车辆10的仪表板16A的相对后侧28-2。方向盘28的前侧28-1和后侧28-2中的每一者都可以包括轮缘28A和位于方向盘枢转轴线X附近的居中定位的毂部分28B。继续参考图2，系统42还包括光源46，其被配置成产生光束48并将其投射到方向盘28的后侧28-2上。光源46可操作地连接到车辆电源，诸如经由电线46A连接到电池(未示出)。
方向盘28的后侧28-2被配置成捕获光束48，并用其对方向盘的前侧28-1进行照明。方向盘28的这种照明旨在向定位在操作员座椅18中的车辆操作员29产生传感信号。该传感信号旨在足够辐射以易于人类感知，并且可以被配置成指示当前车辆操作模式44和/或所需的来自车辆操作员29的响应。因此，方向盘的前侧28-1被特别配置成在被定位成操作车辆10的坐着的车辆操作员29的视线29A中被照明。另外，方向盘前侧28-1的照明强度可以取决于环境照明状况而变化。
例如，机动车辆10的操作模式44可以是车辆自主操作的水平，或者提示用户看前方道路或恢复横向控制的升级模式。因此，为了影响对车辆操作员29的关于操作模式44的这种警告，电子控制器36可以与光源46可操作地通信。具体而言，电子控制器36可以用对应的算法40编程，算法40被配置成当由电子控制器执行时，调节光源46的操作，并命令与车辆自主操作的特定水平相关并指示该特定水平的光束48的产生。在这样的实施例中，电子控制器36因此可以是系统42的一部分。
光束48的产生和方向盘前侧28-1的照明可以被特别地配置成表示操作员29可以放开方向盘28或者被要求抓紧或重新获得对车辆方向盘的控制。机动车辆10的操作模式44也可以是传动系统24的操作模式、辅助车辆系统的操作状况、以及被配置成引起操作员注意的其他警报。光源46可以被配置成产生光束48以形成图像、预定图案或动画序列，例如具有各种交互刺激时间间隙的颜色或调制频率(亮度)的序列。
此外，调制电流脉冲的形状可以更改，例如，矩形、三角形或其他形状可以用于产生各种可视化效果。调制可以经由频率调制、电流调制或两者的组合来操作。任一种技术都可以为观察者提供强度调制的等效效果以及每个所选组合的颜色变化。例如，绿色可以以5Hz调制，并且红色可以以7Hz调制。此外，调制电流脉冲的形状可以更改，例如矩形、三角形或其他形状可以用于产生各种可视化效果。
如图2中可以看到的，方向盘可以包括限定前侧28-1和相对后侧28-2的轮缘28A。轮缘28A的后侧28-2可以包括面向光源46的第一光学表面50，该第一光学表面50被配置成捕获光束48。第一光学表面50可以包括具有表面特征52(图3所示)的部段50A(图2所示)，该表面特征52被配置成捕获、成形和聚焦光束48。从图3中可以看出，在图2所示的轮缘28A的横截面A-A中，表面特征52可以是面向光源46的平坦部分。从图4中可以看出，图4描绘了图2中所示的轮缘28A的横截面A-A的替代实施例，表面特征52可以是形成多个透镜或棱镜54的三维纹理化区域。方向盘28可以具有连续的轮缘28A。如图2、5A和5B所示，轮缘28A可以例如成形为圆形方向盘。轮缘28A也可以具有大致圆形的形状，但是在靠近坐着的操作员的腿处具有平坦的或基本上笔直的底部(当车轮针对车辆笔直的前进方向定向时)。替代地，轮缘28A可以具有大致方形的形状。在图6所示的独立实施例中，方向盘28可以具有不连续的轮缘28A，从而限定U形轭架。表面特征52可以围绕整个轮缘28A的后侧28-2延伸，或者位于其特定区域中。
继续参考图2，轮缘28A的前侧28-1可包括第二光学表面58，该第二光学表面58面向操作员座椅18并配置成由光束48照明。第二光学表面58可以包括一个连续的光发射区域60(如图5A所示)或者局部化的(例如战略性定位的)光发射区域60(如图5B和6所示)。例如，如图5B所示，轮缘28A可包括轮缘盖62，诸如由皮革缝制，并限定局部化区域60，该局部化区域60可以是盖中的穿孔或孔。在这样的实施例中，轮缘28A结构可以经由光束48被照明，而轮缘盖62主要阻挡所捕获的光的发射，但是允许局部化区域60的孔在定位在操作员座椅18中的操作员29的视线29A内的特定位置通过所述孔发射捕获的光。如图6所示，描绘了具有U形轭架28A的方向盘28，至少一个区域60可以布置在轮毂28B上、相对于轴线X转向居中。在这样的实施例中，居中定位区域60将被照明并保持在操作员视线29A内的相同的大致位置，而不管不连续轮缘28A的取向如何。尽管图6中具体示出了轮毂28B所在的区域60，但是这种中央照明的区域也可以用于方向盘28的其他实施例中，诸如图5A和5B所示的实施例。
典型地，如图2A所示，方向盘28可操作地连接或耦合到旋转转向轴64。在图2A所示的方向盘28的实施例中，光源46可以布置在转向轴64上。在这种情况下，捕获的光束48可以对第二光学表面58的部段58A进行照明，该部段58A被配置成随着方向盘28并且相对于操作员的视线29A旋转。布置在转向轴64上的光源46的实施例在使用具有不连续轮缘28A的方向盘28的系统42中可特别有用，诸如图6所示的U形轭。如图2B所示，转向轴64可以被相对于车辆内部16固定在适当位置的转向轴外壳66覆盖或屏蔽。如图所示，光源46可以布置在或安装到转向轴外壳66。在图2B的实施例中，捕获的光束可以类似地对第二光学表面58的部段58A进行照明。然而，在这样的实施例中，当方向盘28在车辆10的操作期间旋转时，被照明部段58A将相对于车辆内部16和操作员座椅18保持固定，即，固定在操作员的直接视线29A中。安装到转向轴外壳66(或相对于车辆内部16静止的另一特征)的光源46的实施例可以将光束48引导到毂部分28B的后侧28-2、靠近方向盘28安装到转向轴64的位置。光源46的图2B布置对于具有连续抑或不连续轮缘28A的方向盘28可能是有用的。
如图7和图8所示，光源46可以包括多个发光二极管(LED)，被描绘为LED 68-1、68-2和68-3。LED 68-1、68-2、68-3被配置成输出红-绿-蓝(RGB)颜色光谱的光，例如，LED 68-1可以被配置成输出红光，LED 68-2可以被配置成输出绿光，并且LED 68-3可以被配置成输出蓝光。光源46可以另外包括可操作地连接到电子控制器36的3通道LED驱动器70。3通道LED驱动器70被配置成单独控制每个LED 68-1、68-2、68-3，以产生一致均匀化的白光光束，从而形成光束48。如图7中具体示出的，光源46可以另外包括布置在多个LED 68-1、68-2、68-3上游的多个准直透镜72-1、72-2、72-3。每个准直透镜72-1、72-2、72-3可以被配置成对准由对应的LED 68-1、68-2、68-3输出的光。
继续参考图7，光源46可以另外包括折叠式反射镜74和多个光束组合器元件76、78。折叠式反射镜74和多个光束组合器元件76、78中的每一者都布置在多个准直透镜72-1、72-2、72-3下游。折叠式反射镜74被配置成将由LED中的一个(诸如68-1)输出的光束重新导向光束组合器元件76、78。光束组合器元件76被配置成合并或组合来自LED 68-1的光束(被折叠式反射镜74重新导向)和来自LED 68-2的光束。光束组合器元件76进而被配置成将来自LED 68-1和68-2的合并光束与来自LED 68-3的光束合并或组合成投射到方向盘后侧28-2上的均匀化光束48。
替代地，如图8所示，多个LED 68-1、68-2、68-2可以布置在微芯片80上。光源46可以另外包括LED微芯片80后面的准直透镜72-4和布置在准直透镜下游的光束均匀化元件82。图8的实施例还包括光束均匀化元件82，其被配置成输出一致均匀化的白光光束，并由此产生光束48。在图9所示的又一个实施例中，在LED微芯片80和光束均匀化元件82下游，光源46可以采用分束元件84，该分束元件84被配置成将光束均匀化元件的输出分成多个独立的光束48，这些光束48被导向轮缘28A的单独的、间隔开的部段。光源46的图9实施例可在使用具有不连续轮缘28A(诸如图6所示的U形轭架)的方向盘28的系统42中特别有用。
总的来说，系统42包括远离方向盘28布置的光源46，并且能够在相对于操作员视线29A固定的区域中或者在随着方向盘移动或旋转的区域中对方向盘进行照明。具体而言，方向盘28的后侧被配置成捕获光束48并对方向盘的前侧进行照明以产生传感信号，例如指示车辆的操作模式，包括其各种升级、所需的车辆操作员响应等。这样，系统42允许光源46与方向盘28自身分离，以便于在相对于操作员视线的期望位置显示信号，并且适于各种方向盘形状。
详细描述和附图或各图是对本公开的支持和描述，但是本公开的范围仅由权利要求限定。虽然已经详细描述了用于实施所要求保护的公开内容的一些最佳模式和其他实施例，但是存在各种替代设计和实施例来实践所附权利要求中限定的公开内容。此外，附图中所示的实施例或本说明书中提到的各种实施例的特征不一定被理解为彼此独立的实施例。相反，在实施例的一个示例中描述的每个特征可以与来自其他实施例的一个或多个其他期望的特征相结合，从而产生没有用文字或参考附图来描述的其他实施例。因此，这样的其他实施例落入所附权利要求的范围的框架内。

Claims (10)

1.一种用于指示机动车辆的操作模式的系统，所述机动车辆具有车辆内部和布置在其中的操作员座椅，所述系统包括：
方向盘，其布置在所述车辆内部并具有面向所述操作员座椅的前侧和相对后侧；和
光源，其被配置成将光束投射到所述方向盘的后侧上；
其中，所述方向盘的后侧被配置成捕获光束并以此照明方向盘的前侧，从而向定位在所述操作员座椅上的车辆操作员产生指示操作模式的传感信号。
2.根据权利要求1所述的系统，其中，所述方向盘包括限定前侧和相对后侧的轮缘，并且其中，所述轮缘的后侧包括面向所述光源并被配置成捕获所述光束的第一光学表面，并且所述轮缘的前侧包括面向所述操作员座椅并被配置成被所述光束照明的第二光学表面。
3.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第一光学表面包括具有表面特征的部分，所述表面特征被配置成捕获、成形和聚焦所述光束。
4.根据权利要求2所述的系统，其中，所述第二光学表面包括配置成从捕获的光束发射光的孔。
5.根据权利要求2所述的系统，还包括可操作地连接到方向盘的转向轴，其中：
所述光源布置在所述转向轴上；
被捕获的光束对所述第二光学表面的一部段进行照明；和
所述第二光学表面的被照明部段随方向盘旋转。
6.根据权利要求2所述的系统，还包括转向轴外壳，其相对于所述车辆内部固定在适当位置，并被配置成屏蔽转向轴，其中：
所述光源布置在所述转向轴外壳上；
被捕获的光束对所述第二光学表面的一部段进行照明；和
当所述方向盘旋转时，所述第二光学表面的被照明部段相对于操作员座椅保持固定。
7.根据权利要求1所述的系统，其中，所述光源包括：多个发光二极管(LED)，其被配置成用于输出红-绿-蓝(RGB)颜色光谱的光；以及3通道LED驱动器，其被配置成单独控制每个LED以产生光束。
8.根据权利要求7所述的系统，其中，所述多个LED布置在微芯片上，并且其中，所述光源还包括布置在所述微芯片下游的光束均匀化元件，以产生光束。
9.根据权利要求7所述的系统，其中，所述光源包括布置在所述多个LED上游的多个准直透镜，并且其中，每个准直透镜被配置成对准由对应LED输出的光。
10.根据权利要求9所述的系统，其中：
所述光源包括折叠式反射镜和多个光束组合器元件，每个光束组合器元件布置在所述多个准直透镜下游；
所述折叠式反射镜被配置成反射由所述多个LED中的一个输出的光；和
所述多个光束组合器元件被配置成将来自其余LED的光束与由所述折叠式反射镜反射的光束合并成投射到所述方向盘后侧的光束。
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