DE10057393A1

DE10057393A1 - Optical system with electro-optical arrangement for fitting on vehicle windscreen is controlled by detected ambient intensity distribution so that defined areas of screen are selectively darkened

Info

Publication number: DE10057393A1
Application number: DE2000157393
Authority: DE
Inventors: Holger Schanz
Original assignee: ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Current assignee: ADC Automotive Distance Control Systems GmbH
Priority date: 2000-11-18
Filing date: 2000-11-18
Publication date: 2002-10-31

Abstract

The system has an optical receiver unit (9) that detects the intensity distribution of light in the surroundings of a vehicle. There is an electro-optical arrangement (5) on the vehicle windscreen (3) that is controlled depending on the intensity distribution so that defined areas (4) of the screen are selectively darkened. The optical receiver unit is a camera.

Description

Der Bediener eines Kraftfahrzeugs wird während der Fahrt des Kraftfahrzeugs oft mals durch bewegte oder stationäre Lichtquellen geblendet, bsp. durch das Licht der Scheinwerfer entgegenkommender Fahrzeuge oder sonstiger Lichtquellen der Umgebung, was (insbesondere bei ungünstigen Sichtverhältnissen) ein hohes Gefah renpotential darstellt.The operator of a motor vehicle is often during the driving of the motor vehicle sometimes blinded by moving or stationary light sources, e.g. through the light the headlights of oncoming vehicles or other light sources Environment, which (especially in poor visibility) is a high risk represents potential.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein optisches System anzugeben, mit dem die Sicherheit im Straßenverkehr auf einfache Weise und mit geringen Kosten ver bessert wird.The invention has for its object to provide an optical system with which road safety in a simple manner and at low cost is improved.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by the features of patent claim 1 solved.

Vorteilhafte Weiterbildungen des optischen Systems sind Bestandteil der weiteren Patentansprüche.Advantageous further developments of the optical system are part of the others Claims.

Beim vorgeschlagenen optischen System wird vom Empfangssignal einer die Umge bung, insbesondere den Verkehrsraum vor dem eigenen Kraftfahrzeug, erfassenden optischen Empfangseinheit auf die Helligkeitsverteilung des Umgebungslichts auf der Windschutzscheibe (Frontscheibe) des Kraftfahrzeugs geschlossen; bsp. wird hierzu als Empfangssignal das Bild einer aus der Windschutzscheibe (Frontscheibe) des Kraftfahrzeugs in die Umgebung gerichteten Schwarz-Weiß-Kamera herangezo gen. Die optische Empfangseinheit ist vorzugsweise in der Nähe des Kopf des Be dieners des Kraftfahrzeugs angebracht, um die für den Bediener relevanten Sicht verhältnisse und damit die vom Bediener wahrgenommene Helligkeitsverteilung auf der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs nachzuempfinden. Die anhand des Emp fangssignals der optischen Empfangseinheit gewonnene Information über die Hellig keitsverteilung wird (bsp. von einer Auswerteeinheit) ausgewertet; entsprechend dieser Auswertung werden (bsp. von einer Steuereinheit) in der Windschutzscheibe (Frontscheibe) des Fahrzeugs implementierte oder auf der Windschutzscheibe aufgebrachte, eine selektive Verdunkelung bestimmter Bereiche bzw. Flächen der Windschutzscheibe bewirkende Mittel angesteuert; d. h. entsprechend den Lichtver hältnissen der Umgebung und damit der Helligkeitsverteilung des Umgebungslichts auf der Windschutzscheibe wird die Windschutzscheibe an bestimmten Stellen se lektiv verdunkelt, insbesondere dort, wo durch entgegenkommende Fahrzeuge oder sonstige Lichtquellen der Umgebung (den Bediener des Kraftfahrzeugs oftmals stö rendes) Licht auf die Windschutzscheibe auftrifft. Die Ansteuerung der Mittel zur selektiven Verdunkelung kann anhand des Vergleichs mit einem Schwellwert für die Helligkeit vorgenommen werden und/oder durch dynamische Anpassung an die Lichtverhältnisse der Umgebung, indem die Stärke der Verdunkelung und die Fläche der verdunkelten Bereiche entsprechend der Helligkeitsverteilung des Umgebungs lichts vorgegeben wird. Als Mittel zur selektiven Verdunkelung bestimmter Bereiche bzw. Flächen der Windschutzscheibe sind bsp. elektro-optische Elemente vorgese hen (bsp. eine in der Windschutzscheibe implementierte Flüssigkristall-Matrix, bsp. auf der Basis einer Vielzahl von Dünnfilmtransistoren (TFT)) oder auf die Wind schutzscheibe aufgebrachte metallische Beschichtungen.In the proposed optical system, the received signal is one of the other exercise, especially the traffic area in front of your own motor vehicle optical receiving unit on the brightness distribution of the ambient light the windshield (front window) of the motor vehicle closed; E.g. becomes the image of a windshield (windscreen) of the motor vehicle in the surrounding black-and-white camera The optical receiving unit is preferably in the vicinity of the head of the loading operator of the motor vehicle attached to the view relevant to the operator conditions and thus the brightness distribution perceived by the operator the windshield of the motor vehicle. Based on the Emp Information received about the Hellig distribution is evaluated (e.g. by an evaluation unit); corresponding this evaluation are (e.g. from a control unit) in the windshield (Windshield) of the vehicle implemented or attached to the windshield, a selective darkening of certain areas or areas of the Windshield-causing agents controlled; d. H. according to the light ver conditions of the environment and thus the brightness distribution of the ambient light on the windshield, the windshield will se in certain places darkened, especially where there are oncoming vehicles or other light sources in the environment (often disturb the operator of the motor vehicle rendes) light hits the windshield. The control of the means for Selective darkening can be done by comparing it with a threshold for the Brightness can be made and / or by dynamic adaptation to the Lighting conditions of the environment by the amount of darkening and the area the darkened areas according to the brightness distribution of the surroundings light is given. As a means of selectively darkening certain areas or areas of the windshield are e.g. pre-electro-optical elements hen (e.g. a liquid crystal matrix implemented in the windshield, e.g. based on a variety of thin film transistors (TFT)) or on the wind protective coating of metallic coatings.

Vorteilhafterweise wird durch das optische System auf einfache und kostengünstige Weise eine Gefährdung des Bedieners des Kraftfahrzeugs durch Lichtquellen in der Umgebung des Kraftfahrzeugs verhindert und damit die Sicherheit erhöht; insbeson dere bei Fahrten in der Dämmerung oder bei Nacht werden hierdurch die aufgrund der begrenzten Dynamik der Augennetzhaut bedingten Probleme ("Nachtblindheit") vermindert.Advantageously, the optical system is simple and inexpensive Way a hazard to the operator of the motor vehicle from light sources in the Prevents the surroundings of the motor vehicle and thus increases safety; insbeson This is the reason for journeys at dusk or at night the limited dynamics of the retina ("night blindness") reduced.

Im folgenden wird als Ausführungsbeispiel ein in einem Kraftfahrzeug implementier tes optisches System zur dynamischen Verdunkelung der Windschutzscheibe im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert.In the following, an embodiment is implemented in a motor vehicle tes optical system for dynamic darkening of the windshield in the Connection in connection with the drawing explained.

Gemäß der Figur wird durch eine bsp. im Rückspiegel 8 des Kraftfahrzeugs 1 inte grierte Kamera (bsp. eine kostengünstige Schwarz-Weiß-Kamera) als optischer Empfangseinheit 9 die Umgebung, insbesondere der Verkehrsraum vor dem Kraft fahrzeug 1 erfaßt; durch Auswertung des von der Kamera 9 erfaßten Bilds als opti schem Empfangssignal 11 wird die Helligkeitsverteilung in der Umgebung des Kraftfahrzeugs 1 (im Verkehrsraum vor dem Kraftfahrzeug 1) und deren Auswirkung auf die Windschutzscheibe 3 des Kraftfahrzeugs 1 ermittelt. In der Windschutz scheibe 3 des Kraftfahrzeugs 1 ist eine grobgerasterte Flüssigkristall-Matrix 5 mit einer Vielzahl von elektro-optischen Elementen 6, 7 integriert, bsp. ist eine Flüssig kristall-Matrix 5 mit 1800 × 600 Dünnfilmtransistoren (TFT-Transistoren) als elektro optische Elemente 6, 7 vorgesehen; durch die Dünnfilmtransistoren wird in Abhän gigkeit der an sie angelegten Spannung eine unterschiedliche Polarisation der auf treffenden Lichtstrahlen und damit lokal ("pixelweise") eine mehr oder weniger star ke Verdunkelung der Windschutzscheibe 3 bewirkt. Bsp. wird (insbesondere bei einer Nachtfahrt) aufgrund des Lichtkegels 13 der eingeschalteten Scheinwerfer 10 eines entgegenkommenden Fahrzeugs 2 durch die Kamera als optischer Empfangs einheit 9 ein Empfangssignal 11 mit erhöhter Helligkeit detektiert und der Bereich 4 der Windschutzscheibe 3, in dem sich diese erhöhter Helligkeit auswirkt, selektiv durch Ansteuerung der sich innerhalb des Bereichs 4 befindlichen elektro-optischen Elemente 7 verdunkelt, wobei eine dynamische Anpassung der Verdunkelung und damit der Ansteuerung der sich innerhalb des Bereichs 4 befindlichen elektro optischen Elemente 7 entsprechend der Helligkeit des Lichtkegels 13 der Schein werfer 10 und damit des Empfangssignals 11 vorgenommen wird. Entsprechend der Relativbewegung des entgegenkommenden Fahrzeugs 2 zum Kraftfahrzeug 1 und der hieraus resultierenden Bewegung des Lichtkegels 13 der Scheinwerfer 10 des entgegenkommenden Fahrzeugs 2 wird entsprechend des Empfangssignals 11 der Kamera 9 der Bereich 4 mit der selektiven Verdunkelung auf der Windschutzscheibe 3 nachgeführt und so der Bediener 12 des Kraftfahrzeugs 1 vor einer Blendwirkung durch den Lichtkegel 13 der Scheinwerfer 10 des entgegenkommenden Fahrzeugs 2 geschützt. Die Auswertung des Empfangssignals 11 (Bilds) der Kamera 9 und die Ansteuerung der elektro-optischen Elemente 6, 7 der Flüssigkristall-Matrix 5 wird durch eine Steuereinheit des Kraftfahrzeugs 1 vorgenommen, bsp. durch eine im Dach oder in der Armatureneinheit integrierte Steuereinheit.According to the figure is an example. in the rear-view mirror 8 of the motor vehicle 1 integrated camera (for example an inexpensive black and white camera) as the optical receiving unit 9 detects the surroundings, in particular the traffic area in front of the motor vehicle 1 ; by evaluating the image captured by the camera 9 as an optical reception signal 11 , the brightness distribution in the surroundings of the motor vehicle 1 (in the traffic area in front of the motor vehicle 1 ) and its effect on the windshield 3 of the motor vehicle 1 are determined. In the windshield 3 of the motor vehicle 1 , a coarsely screened liquid crystal matrix 5 is integrated with a plurality of electro-optical elements 6 , 7 , for example. a liquid crystal matrix 5 with 1800 × 600 thin film transistors (TFT transistors) is provided as electro-optical elements 6 , 7 ; by the thin film transistors, depending on the voltage applied to them, a different polarization of the incident light beams and thus locally ("pixel by pixel") causes a more or less star-darkening of the windshield 3 . For example, due to the light cone 13 of the switched on headlights 10 of an oncoming vehicle 2 , the camera detects a received signal 11 with increased brightness as an optical receiving unit 9 and the area 4 of the windshield 3 in which this increased brightness effect, selectively obscured by driving the up located within the range of 4 electro-optical elements 7, wherein a dynamic adaptation of the blackout, and thus the driving of within the range 4 of the brightness located electro-optical elements 7 corresponding to the light beam 13 of the headlamp 10 and thus the received signal 11 is made. Corresponding to the relative movement of the oncoming vehicle 2 to the motor vehicle 1 and the resulting movement of the light cone 13 of the headlights 10 of the oncoming vehicle 2 , the area 4 with the selective darkening on the windshield 3 is tracked in accordance with the received signal 11 from the camera 9, and thus the operator 12 of the motor vehicle 1 is protected from glare by the light cone 13 of the headlights 10 of the oncoming vehicle 2 . The evaluation of the received signal 11 (image) from the camera 9 and the control of the electro-optical elements 6 , 7 of the liquid crystal matrix 5 is carried out by a control unit of the motor vehicle 1 , for example. through a control unit integrated in the roof or in the fitting unit.

Claims

1. Optical system,
in which the brightness distribution in the vicinity of a motor vehicle ( 1 ) is detected as an optical reception signal ( 11 ) by an optical reception unit ( 9 ),
and in or on the windshield ( 3 ) of the motor vehicle ( 1 ) to controlled means ( 5 ) according to the brightness distribution of the optical Emp received signal ( 11 ) are controlled and thereby certain areas ( 4 ) of the windshield ( 3 ) are selectively darkened.

2. Optical system according to claim 1, characterized in that a camera is provided as the optical receiving unit ( 9 ).

3. Optical system according to claim 1 or 2, characterized in that for the selective darkening of certain areas ( 4 ) of the windshield ( 3 ) electro-optical elements ( 6 , 7 ) are provided.

4. Optical system according to claim 3, characterized in that the electro-optical elements ( 6 , 7 ) in a liquid crystal matrix ( 5 ) are integrated.

5. Optical system according to claim 4, characterized in that the liquid crystal matrix ( 5 ) consists of a plurality of thin film transistors.

6. Optical system according to claim 1 or 2, characterized in that for selective darkening of certain areas ( 4 ) of the windshield ( 3 ) egg ne metallic coating on the windshield ( 3 ) is provided.

7. Optical system according to one of claims 1 to 6, characterized in that the selective darkening of certain areas ( 4 ) of the windshield ( 3 ) is dynamically adapted to the brightness distribution of the environment.

8. Optical system according to claim 1 to 7, characterized in that a selective darkening of certain areas ( 4 ) of the windshield ( 3 ) is carried out when a threshold value for the brightness in the environment of the motor vehicle ( 1 ) is exceeded.