DE10134594A1 - Beleuchtungssystem und Beleuchtungsverfahren - Google Patents

Beleuchtungssystem und Beleuchtungsverfahren

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs, umfassend eine Beleuchtungseinheit (12) zur Beleuchtung eines Umgebungsbereichs (42, 52, 62) des Fahrzeugs mit mindestens einer Lichtquelle (14) zur Erzeugung von Licht und einer Lichtmodulationseinheit (22) zur Modulation des Lichts der mindestens einen Lichtquelle (14), eine Fahrsituationssensorik (36, 38, 40) zum Erfassen einer Fahrsituation und eine Steuereinheit (34) zur Steuerung der Lichtmodulationseinheit (22), wobei die Steuereinheit (34) derartig mit der Fahrsituationssensorik (36, 38, 40) und der Lichtmodulationseinheit (22) gekoppelt ist, dass die Lichtmodulationseinheit (22) mittels der Steuereinheit (34) in Abhängigkeit der erfassten Fahrsituation steuerbar ist. Dabei ist die Beleuchtungseinheit (12) derart ausgebildet, dass das Licht der mindestens einen Lichtquelle (14) durch Steuerung der Lichtmodulationseinheit (22) mittels der Steuereinheit (34) derartig modulierbar ist, dass mindestens ein mit der Fahrsituation korreliertes Objekt (30) in den Umgebungsbereich (42, 52, 62) des Fahrzeugs projizierbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Beleuchtungsverfahren.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Beleuchtungssystem zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs, umfassend eine Beleuchtungseinheit zur Beleuchtung eines Umgebungsbereichs des Fahrzeugs mit mindestens einer Lichtquelle zur Erzeugung von Licht und einer Lichtmodulationseinheit zur Modulation des Lichts der mindestens einen Lichtquelle, eine Fahrsituationssensorik zum Erfassen einer Fahrsituation und eine Steuereinheit zur Steuerung der Lichtmodulationseinheit, wobei die Steuereinheit derartig mit der Fahrsituationssensorik und der Lichtmodulationseinheit gekoppelt ist, dass die Lichtmodulationseinheit mittels der Steuereinheit in Abhängigkeit der erfassten Fahrsituation steuerbar ist. Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Beleuchtungsverfahren.
  • Es sind verschiedene Beleuchtungssysteme bekannt, bei denen die Lichtführung an äußere Verhältnisse angepasst werden kann. In der deutschen Offenlegungsschrift DE 100 07 984 ist beispielsweise eine Leuchtvorrichtung für ein Fahrzeug beschrieben, bei der eine Vielzahl von Lampen in Abhängigkeit von Fahrtrichtung, Steuerwinkel und Geschwindigkeit des Fahrzeugs gesteuert werden.
  • Ein gattungsgemäßes Beleuchtungssystem ist aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 22 142 bekannt. Dieses Beleuchtungssystem weist eine Lichtquelle auf, die ein vor einem Kraftfahrzeug auf die Fahrbahn auftreffendes Lichtbündel erzeugt. Durch eine Sensoreinrichtung können die Lichtverhältnisse vor dem Kraftfahrzeug erfasst werden. Das Beleuchtungssystem umfasst weiterhin eine Umlenkeinrichtung zur Veränderung der Lichtstärkenverteilung innerhalb des Lichtbündels. Weiterhin ist eine Verarbeitungseinrichtung vorgesehen, die so mit der Umlenkeinrichtung und der Sensoreinrichtung gekoppelt ist, dass die Lichtstärkenverteilung innerhalb des Lichtbündels in Abhängigkeit von den Lichtverhältnissen vor dem Kraftfahrzeug steuerbar und/oder regelbar ist. Beispielsweise kann ein durch die Sensoreinrichtung erkanntes Fremdobjekt besonders angestrahlt werden, so dass dieses durch einen Fahrer des Kraftfahrzeugs leicht zu erkennen ist. Andererseits kann die Lichtstärkeverteilung auch derart verändert werden, dass ein Fahrer eines entgegenkommenden Kraftfahrzeugs nicht geblendet wird. Die Sensoreinrichtung kann beispielsweise ein CCD (Charge Coupled Device) aufweisen, und als Umlenkeinrichtung kann ein sogenannter digitaler Mikrospiegel (Digital Mirror Device) vorgesehen sein. Dieser ist ausführlich in der deutschen Offenlegungsschrift DE 197 37 653 beschrieben. Nachteilig an diesem Beleuchtungssystem ist jedoch, dass der Fahrer, insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen, nicht immer optimal unterstützt werden kann. Erkennt die Sensoreinrichtung beispielsweise bei Nebel ein Fremdobjekt vor dem Kraftfahrzeug, so ist es unter Umständen aufgrund des Nebels nicht möglich, dieses so zu beleuchten, dass der Fahrer es wahrnehmen kann. Dies gilt gleichermaßen auch für Fahrbahnbegrenzungselemente. Das heißt, dass der Fahrer sogar dann, wenn eine Gefahrensituation erkannt wird, nicht optimal reagieren kann, da ihm die dafür notwendigen Informationen fehlen.
  • In der DE 195 30 008 wird vorgeschlagen, eine von einer Sensoreinrichtung erfasste und von einer Verarbeitungseinrichtung aufbereitete Abbildung einer Verkehrssituation auf einer Anzeigevorrichtung darzustellen. In diesem Fall hat der Fahrer zwar prinzipiell die Möglichkeit detektierte Gefahren zu erkennen, er muss zu diesem Zweck jedoch den Blick von der Fahrbahn weg auf die Anzeigeeinheit lenken. Da zu jedem Zeitpunkt des Fahrens eine Gefahrsituation entstehen kann, muss der Fahrer folglich in sehr kurzen Abständen immer wieder auf die Anzeigevorrichtung blicken. Dies erfordert eine sehr hohe Konzentration und ist auf Dauer sehr ermüdend. Außerdem werden in diesem Fall Gefahren, die nicht durch die Sensoreinrichtung erfassbar sind, möglicherweise durch den Fahrer zu spät erkannt, da er den Blick immer wieder von der Fahrbahn und der Fahrzeugumgebung auf die Anzeigevorrichtung lenken muss.
  • Demgemäß liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Beleuchtungssystem derart weiterzubilden, dass ein Fahrer eines Fahrzeugs auch bei schlechten Sichtverhältnissen ausreichend unterstützt wird, ohne dass er zwangsläufig zu diesem Zweck den Blick von der Fahrbahn wenden muss. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein entsprechendes Beleuchtungsverfahren bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein gattungsgemäßes Beleuchtungssystem gelöst, dessen Beleuchtungseinheit derart ausgebildet ist, dass das Licht der mindestens einen Lichtquelle durch Steuerung der Lichtmodulationseinheit mittels der Steuereinheit derartig modulierbar ist, dass mindestens ein mit der Fahrsituation korreliertes Objekt in den Umgebungsbereich des Fahrzeugs projizierbar ist.
  • Im Sinne der Erfindung ist dabei unter einer Projektion eine Abbildung des mindestens einen mit der Fahrsituation korrelierten Objektes mittels Strahlen auf eine Ebene oder dreidimensional in Form einer Holographie zu verstehen.
  • Dadurch, dass die Projektion in den Umgebungsbereich des Fahrzeugs erfolgt, muss der Fahrer nicht zwangsläufig den Blick von der Fahrbahn ablenken, um das mindestens eine projizierte Objekt zu erkennen. Nahezu jede Art der Information kann dem Fahrer auf diese Art und Weise übermittelt werden. Bei schlechtem Wetter kann eine Projektion in eine Ebene erfolgen, die für den Fahrer noch gut sichtbar ist.
  • Außerdem ist es durch das erfindungsgemäße Beleuchtungssystem auch möglich, den Fahrer des Fahrzeugs dadurch zu unterstützen, dass das mindestens eine mit der erfassten Fahrsituation korrelierte Objekt für einen anderen Verkehrsteilnehmer sichtbar in den Umgebungsbereich des Fahrzeugs projiziert wird. So könnte beispielsweise ein mit der Fahrsituation korreliertes Warnsignal in das Blickfeld eines Fahrers eines nachfolgenden Fahrzeugs projiziert werden.
  • Eine erste besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Lichtmodulationseinheit mindestens ein transmittierendes Modulationselement, insbesondere eine LCD und/oder ein Filterelement, und/oder mindestens ein reflektierendes Modulationselement, insbesondere ein DMD, und/oder mindestens ein abdeckendes Modulationselement, insbesondere ein Schablonenelement, und/oder mindestens ein Lichtleitelement aufweist. Der Aufbau der Lichtmodulationseinheit richtet sich nach der Art der zu projizierenden Objekte. So kann die Leuchtdichte beispielsweise durch den Einsatz von LCDs variiert werden, welche durch Polarisationsänderung mittels Flüssigkristallen eine veränderbare Transmission besitzen. DMDs können mittels Lichtumlenkung durch Mikrospiegel ebenfalls eine Leuchtdichteänderung bewirken, sie erlauben jedoch auch ein Ein- bzw. Ausschalten des Lichtes in bestimmten Bereichen eines Lichtstrahls. Letzteres kann ebenso durch ein abdeckendes Modulationselement erreicht werden.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Lichtmodulationseinheit eine Positionierungseinheit auf, durch die, gesteuert von der Steuereinheit, das mindestens eine transmittierende Modulationselement und/oder das mindestens eine reflektierende Modulationselement und/oder das mindestens eine abdeckende Modulationselement und/oder das mindestens eine Lichtleitelement zumindest partiell in einen Strahlengang der mindestens einen Lichtquelle einbringbar ist. Die Positionierungseinheit kann zu diesem Zweck beispielsweise einen Schwenkmechanismus und/oder einen Schiebemechanismus oder ähnliches umfassen.
  • Vorteilhafterweise kann die Lichtmodulationseinheit auch eine Lichtmodulationssteuereinheit aufweisen, durch die die mindestens eine Lichtquelle bezüglich ihrer jeweiligen Lichtintensität steuerbar ist. Besteht die mindestens eine Lichtquelle beispielsweise aus mehreren Einzellichtquellen, so kann die Lichtmodulationssteuereinheit diese Einzellichtquellen derartig steuern, dass einige Einzellichtquellen eine hohe Lichtintensität abgeben, während andere eine geringere oder überhaupt keine Lichtintensität abgeben. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung kann also eine Modulation bereits vor der Erzeugung des Lichtes vorgenommen werden.
  • Die mindestens eine Lichtquelle kann mindestens eine Halogenlampe und/oder mindestens eine Xenonlampe und/oder mindestens eine Gasentladungslampe und/oder mindestens eine Glühlampe und/oder mindestens eine LCD und/oder mindestens ein Lichtleitelement umfassen.
  • Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht weiterhin vor, dass die Fahrsituationssensorik eine Umgebungsdetektionseinheit, insbesondere eine Bildverarbeitungseinheit und/oder einen Abstandssensor, insbesondere eine Infrarotsendeempfangseinheit, und/oder eine Fahrzeugspositionsbestimmungseinheit, insbesondere ein GPS-Gerät, und/oder einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und/oder einen Richtungsänderungssensor und/oder ein Navigationssystem und/oder einen Lichtsensor und/oder einen Witterungssensor umfasst. Folglich können Bewegungsdaten des eigenen Fahrzeugs, wie Position, Fahrtrichtung und Fahrgeschwindigkeit, detektiert werden. Außerdem können Informationen über die Umgebung des Fahrzeugs gesammelt werden. Zum Beispiel sind andere Verkehrsteilnehmer und/oder deren Fahrzeuge genau wie deren Bewegungsrichtung detektierbar. Außerdem ist die Witterung, also Nebel oder Regen, der Straßenverlauf, Verkehrszeichen, eine Lichtverteilung etc. weiter bei entsprechender Gestaltung der Fahrsituationssensorik erfassbar.
  • In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Umgebungsdetektionseinheit eine Strahlungsquelle zur Ausleuchtung einer Umgebung des Fahrzeugs und eine Bildverarbeitungseinheit zur Aufnahme der ausgeleuchteten Umgebung auf. Die Strahlungsquelle ist dazu ausgelegt, Strahlungsimpulse mit dazwischenliegenden Intervallen zu erzeugen, wobei die Dauer der Strahlungsimpulse und die Dauer der Intervalle derartig ist, dass ein menschliches Auge eine Strahlungsintensität wahrnimmt, die geringer ist als eine tatsächliche Strahlungsintensität der einzelnen Strahlungsimpulse und die das menschliche Auge nicht blendet. Die Bildverarbeitungseinheit ist derartig ausgelegt, dass sie Bilddaten von der durch jeweils einen Strahlungsimpuls ausgeleuchteten Umgebung aufnimmt. Auf diese Weise nimmt ein Fahrer oder ein anderer Verkehrsteilnehmer eine gegenüber den einzelnen Strahlungsimpulsen geringere, gemittelte Helligkeit wahr. Deshalb können für die Strahlungsimpulse eine Strahlungsintensität und eine Strahlungsverteilung gewählt werden, die bei einer kontinuierlich Licht aussendenden Strahlungsquelle zur Blendung des Fahrers und/oder des anderen Verkehrsteilnehmers führen würden. Durch die Beleuchtungswirkung der Strahlungsimpulse können Hindernisse und andere Objekte daher optimal durch die Bildverarbeitungseinheit detektiert werden, während eine Blendung ausgeschlossen ist. Die Strahlungsimpulse und die dazwischenliegenden Intervalle können auch derartig bemessen sein, dass das daraus zusammengesetzte Strahlungssignal von dem menschlichen Auge als im wesentlichen kontinuierliche Strahlung empfunden wird. In diesem Fall werden die Verkehrsteilnehmer nicht durch wahrnehmbare Helligkeitsunterschiede irritiert.
  • Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Fahrsituationssensorik zur Detektion eines Fahrbahnverlaufs eine weitere Strahlungsquelle und eine Fahrbahnverlaufsdetektionseinheit aufweist, wobei durch die weitere Strahlungsquelle ein Gebilde mit einer definierten Geometrie auf eine Fahrbahn projizierbar ist, wobei durch die Fahrbahnverlaufsdetektionseinheit die Geometrie des auf die Fahrbahn projizierten Gebildes erfassbar ist und mit der definierten Geometrie vergleichbar ist. Derartige Gebilde sind beispielsweise Kreise, Rechtecke oder auch Geraden. Durch die Verzerrung dieser Gebilde mit definierter Geometrie kann auf den Fahrbahnverlauf geschlossen werden. Dabei umfaßt der Begriff Fahrbahnverlauf im Sinne der Erfindung auch Unebenheiten auf der Fahrbahn, welche vom Fahrer bei normaler Beleuchtung oftmals nicht erkannt werden können. Außerdem kann so detektiert werden, ob die Fahrbahn vor dem Fahrzeug ansteigt oder abfällt.
  • Der Umgebungsbereich, in den das mindestens eine mit der Fahrsituation korrelierte Objekt projizierbar ist, kann derart positioniert sein, dass der Umgebungsbereich für den Fahrer und/oder für einen anderen Verkehrsteilnehmer sichtbar ist. Dies hängt insbesondere davon ab, ob dem Fahrer und/oder dem anderen Verkehrsteilnehmer bestimmte Informationen übermittelt werden sollen, um den Fahrer zu unterstützen.
  • Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Fahrsituationssensorik und die Steuereinheit derart ausgebildet sind, dass ein Verkehrsteilnehmer detektierbar ist, wobei die Lichtmodulationseinheit in Abhängigkeit des detektierten Verkehrsteilnehmers derart steuerbar ist, dass die Projektion des mindestens einen mit der Fahrsituation korrelierten Objektes den Verkehrsteilnehmer nicht blendet. Auf diese Weise wird verhindert, dass das mindestens eine mit der Fahrsituation korrelierte Objekt ausgerechnet in einen Bereich projiziert wird, in dem sich beispielsweise die Augen eines anderen Fahrers befinden.
  • Das mindestens eine mit der Fahrsituation korrelierte Objekt kann eine geometrische Form und/oder ein Verkehrszeichen und/oder ein Schriftzeichen und/oder ein Umriss, insbesondere einer Person und/oder eines Gegenstandes und/oder einer Fahrbahn, und/oder ein Symbol und/oder eine Fahrbahnmarkierung darstellen. Als Schriftzeichen können sowohl Buchstaben als auch Ziffern verwendet werden, so dass Geschwindigkeitsangaben oder bestimmte Wörter in den Umgebungsbereich projiziert werden können. Bei Beleuchtungssystemen mit besonders hoher Auflösung könnten auch Texte und Bilder höherer Auflösung eingeblendet werden. Die geometrische Form kann beispielsweise einen Pfeil darstellen, der über eine Fahrtrichtungsangabe informiert. Zum Beispiel könnten aus Informationen des Navigationssystems Hinweise zum Abbiegen oder zum Spurwechsel etc. gegeben werden. Die Darstellung von Umrissen anderer Verkehrsteilnehmer, beispielsweise anderen Fahrzeugen oder Fußgängern sowie die Darstellung von Fahrbahnkonturen oder auch von Hindernissen ist insbesondere bei schlechter Sicht besonders vorteilhaft. Auch andere mit der Fahrsituation korrelierte Objekte können durch einen solchen negativen Kontrast projiziert werden, so dass das Objekt als solches dunkel erscheint, während ein das Objekt umgebender Bereich hell erscheint.
  • Bei entsprechender Lichtmodulationseinheit können für die Darstellung des mindestens einen mit der Fahrsituation korrelierten Objektes auch verschiedene Farben, insbesondere Signalfarben gewählt werden. Das mindestens eine mit der Fahrsituation korrelierte Objekt kann also farbvariabel und/oder farbkodiert in den Umgebungsbereich projizierbar sein. Alternativ oder außerdem kann eine intermittierende Projektion vorgenommen werden, um den Fahrer besonders auf das mit der Fahrsituation korrelierte Objekt aufmerksam zu machen.
  • Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die Beleuchtungseinheit dazu ausgelegt, mindestens eine weitere Beleuchtungsfunktion, insbesondere die eines Scheinwerfers und/oder eines Fernlichts und/oder eines Abblendlichts und/oder eines Rücklichts und/oder eines Bremslichts und/oder eines Blinklichts und/oder einer Nebelschlussleuchte und/oder eines Nebelscheinwerfers und/oder der Strahlungsquelle und/oder der weiteren Strahlungsquelle, auszuüben. Insbesondere, wenn die Beleuchtungseinheit ein DMD oder eine ähnliche Lichtmodulationseinheit umfasst, können mit ihr zahlreiche Funktionen realisiert werden. Dies gilt vor allem für die Funktion der Strahlungsquelle, die Strahlungsimpulse erzeugt und Teil der Fahrsituationssensorik ist.
  • Die obige Aufgabe wird außerdem durch ein Beleuchtungsverfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs gelöst, das folgende Schritte umfasst:
    • - Erfassen einer Fahrsituation; und
    • - Modulieren eines Lichts mindestens einer Lichtquelle des Fahrzeugs in Abhängigkeit der erfassten Fahrsituation derart, dass mindestens ein mit der Fahrsituation korreliertes Objekt in einen Umgebungsbereich des Fahrzeugs projiziert wird.
  • Weiterhin können die bereits oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Beleuchtungssystem aufgeführten Funktionen durch das erfindungsgemäße Beleuchtungsverfahren realisiert werden.
  • Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems;
  • Fig. 2 eine schematische Darstellung von durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems in einen Umgebungsbereich eines Fahrzeugs projizierten Objekten;
  • Fig. 3 eine schematische Darstellung von durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems in einen Umgebungsbereich eines Fahrzeugs projizierten Objekten; und
  • Fig. 4 eine schematische Darstellung von durch eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems in einen Umgebungsbereich eines Fahrzeugs projizierten Objekten.
  • In Fig. 1 ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems 10 schematisch dargestellt. Das Beleuchtungssystem 10 weist eine Beleuchtungseinheit 12 auf, die eine Lichtquelle 14 umfasst. Diese Lichtquelle 14 besteht beispielsweise aus einer Xenonhochdruckgasentladungslampe 16 mit Ellipsoid-Reflektor 18 und Konvexlinse 20. Das durch die Lichtquelle 14 erzeugte Licht wird nun mittels einer Lichtmodulationseinheit 22 teilweise abgelenkt. Die Lichtmodulationseinheit 22 kann zu diesem Zweck ein Array 23 aus elektronisch ansteuerbaren DMD-Mikrospiegeln aufweisen. Entsprechend der Spiegeleinstellung kann das Licht nun auf einem Absorber 24 oder mittels einer Projektionsvorrichtung 26 zu einer Lichtaustrittsöffnung 28 abgelenkt werden. In Abhängigkeit der Stellung der Mikrospiegel des Arrays 23 kann nun ein Objekt 30 auf eine Ebene 32 projiziert werden. Diese Ebene 32 ist in einem Umgebungsbereich eines Fahrzeugs angeordnet, in dass das Beleuchtungssystem 10 eingebaut ist. Alternativ kann das Objekt 30 auch als Holographie projiziert werden. Anstelle der DMD-Mikrospiegel können auch kontinuierlich einstellbare Mikrospiegel eingesetzt werden, um das Licht auf beliebige Punkte der Lichtauftrittsöffnung 28 zu projizieren. Alternativ können auch transmittierende Modulationselemente wie LCDs Verwendung finden. Soll die Projektion in unterschiedlichen Farben erfolgen, ist auch die Verwendung von entsprechenden Filterelementen angezeigt. Daneben ist der Einsatz abdeckender Modulationselemente insbesondere dann sinnvoll, wenn ein Objekt durch Darstellung seiner Umrisse projiziert werden soll. Die Ansteuerung der Beleuchtungseinheit 12, insbesondere der Lichtmodulationseinheit 22, erfolgt mittels einer Steuereinheit 34. Diese Steuereinheit kann nicht nur der Lichtmodulationseinheit 22 Informationen übermitteln, sie kann auch von dieser Informationen beispielsweise über den Zustand der Lichtmodulationseinheit 22 oder über die Lichtintensität der Lichtquelle 14 erhalten. Abweichend von der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Beleuchtungssystems 10 kann die Lichtmodulationseinheit auch eine Lichtmodulationssteuereinheit aufweisen, die eine Lichtquelle bezüglich ihrer jeweiligen Lichtintensität steuert. Dies ist dann besonders sinnvoll, wenn die Lichtquelle aus mehreren Einzellichtquellen besteht und diese durch die Lichtmodulationssteuereinheit einzeln angesteuert werden können. Die Steuereinheit 34 ist mit einer Fahrsituationssensorik verbunden, die verschiedene Sensoren zum Erfassen einer Fahrsituation aufweisen kann. Beispielhaft sind in Fig. 1 eine Bildverarbeitungseinheit 36 und ein Witterungssensor 38 dargestellt. Weiterhin kann die Steuereinheit 34 mit einer Rechnereinheit 40 des Fahrzeugs kommunizieren, um von dieser weitere Informationen zu erhalten. So können beispielsweise Informationen über den aktuellen Standort des Fahrzeugs gewonnen werden, die mittels eines Navigationssystems und einer Fahrzeugpositionsbestimmungseinheit, insbesondere einem GPS-Gerät, ermittelt werden. Außerdem kann die Fahrsituationssensorik weitere Sensoren umfassen, die in Fig. 1 nicht dargestellt sind. Dies könnten ein Fahrzeuggeschwindigkeitssensor, ein Abstandssensor oder auch ein Lichtsensor sein. Die durch die Sensoren ermittelten Informationen zur aktuellen Fahrsituation werden an die Steuereinheit 34 weitergeleitet, die diese mit abgespeicherten Informationen vergleicht und damit korrespondierende Signale an die Lichtmodulationseinheit 22 übermittelt. Daraufhin wird das Licht der Lichtquelle 14 derartig moduliert, dass ein mit der Fahrsituation korreliertes Objekt 30 auf die Ebene 32 projizierbar ist.
  • Die Bildverarbeitungseinheit 36 kann mit einer Strahlungsquelle gekoppelt sein, die Strahlungsimpulse erzeugt. Durch diese Strahlungsimpulse wird beispielsweise der Umgebungsbereich, in den auch das Objekt 30 projiziert wird, ausgeleuchtet. Dadurch, dass zwischen den einzelnen Strahlungsimpulsen Intervalle vorgesehen sind, empfindet das menschliche Auge die Strahlungsimpulse als nahezu kontinuierliche Strahlung. Die Helligkeit, die dabei empfunden wird, ist wesentlich geringer als die eigentliche Helligkeit, die durch die einzelnen Strahlungsimpulse erzeugt wird. Auf diese Weise wird eine Blendung anderer Verkehrsteilnehmer vermieden. Die Bildverarbeitungseinheit 36 ist auf die Strahlungsimpulse getriggert und ist mindestens für die Dauer dieser Strahlungsimpulse aufnahmebereit. Durch die Kombination der Strahlungsquelle und der Bildverarbeitungseinheit 36 können Objekte in der Umgebung des Fahrzeugs erkannt werden, die nicht sichtbar wären, wenn man eine kontinuierliche Beleuchtung mit einer nicht blendenden Helligkeit wählen würde. Die Strahlungsquelle kann auch durch die Beleuchtungseinheit 12 realisiert werden. Außerdem kann die Beleuchtungseinheit 12 die Funktionen eines normalen Scheinwerfers übernehmen. Die Steuereinheit 34 kann beispielsweise auch dazu ausgelegt sein, die Lichtverteilung und die Lichtintensität eines solchen Scheinwerfers entsprechend der durch die Fahrsituationssensorik erfassten Fahrsituation zu steuern. Beispielsweise können unterschiedliche Lichtverteilungen für Rechts- oder Linkslenker vorgesehen sein, genauso wie eine konventionelle dynamische Leuchtweitenregulierung vorgenommen werden kann. Bei entsprechender Fahrsituationssensorik kann auch ein Kurvenlicht und ein intelligentes Abblendlicht realisiert werden.
  • Der Witterungssensor 38 kann beispielsweise eine Niederschlagsmenge, eine Luftfeuchtigkeit und/oder eine Sichtweite ermitteln. Insbesondere bei schlechten Sichtverhältnissen ist die Projektion von mit der Fahrsituation korrelierten Objekten besonders wichtig.
  • In Fig. 2 sind schematisch verschiedene Objekte dargestellt, die in einen Umgebungsbereich 42 eines Fahrzeugs projiziert sind, um den Fahrer des Fahrzeugs zu unterstützen und ihm Informationen zu der aktuellen Fahrsituation zu übermitteln. Der gewählte Umgebungsbereich 42 befindet sich vor dem Fahrzeug und ist für den Fahrer gut sichtbar. Da der Fahrer aufgrund der Wetterverhältnisse oder der Dunkelheit die Markierungen auf der Fahrbahn nicht oder nur schlecht wahrnehmen kann, werden in Abhängigkeit des durch eine Fahrsituationssensorik erfassten Fahrbahnverlaufs Fahrbahnmarkierungen 44 in den Umgebungsbereich 42 projiziert. Da durch die in dieser Figur nicht dargestellte Fahrsituationssensorik festgestellt wurde, dass in Kürze eine Kreuzung zu erwarten ist, ist auch ein entsprechendes Symbol für die Kreuzung 46 in den Umgebungsbereich 42 projiziert. Der Fahrer weiß daher, dass er das Fahrzeug entsprechend verlangsamen muss. Durch die Fahrsituationssensorik wurde ebenfalls ein Fußgänger detektiert, der sich nahe an einem Straßenrand befindet und daher eine Gefährdung darstellt. Dieser Fußgänger kann entweder aufgrund der schlechten Sichtverhältnisse oder aufgrund seiner Kleidung nur schwer durch den Fahrer wahrnehmbar sein. Deshalb wird ein Symbol für einen Fußgänger 48 in den Umgebungsbereich 42 projiziert.
  • Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung weiterer projizierter Objekte in einem Umgebungsbereich 52 eines Fahrzeugs. In diesem Fall wurde von der Fahrsituationssensorik ein Verkehrszeichen zur Geschwindigkeitsbegrenzung und ein vorausfahrender Lastwagen detektiert. Um sicher zu gehen, dass beides durch einen Fahrer des Fahrzeugs wahrgenommen wird, werden diese Objekte, bzw. deren Informationsinhalt, in den Umgebungsbereich 52 projiziert. Der Fahrer erkennt also ein Lastwagensymbol 54 und ein Symbol für ein Verkehrszeichen zur Geschwindigkeitsbegrenzung 56. In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann der Lastwagen auch durch seine Umrisse projiziert werden.
  • In Fig. 4 ist ein weiterer Umgebungsbereich 62 eines Fahrzeugs dargestellt, in den ein durch die Fahrsituationssensorik detektierter Fahrbahnverlauf durch Begrenzungsflächen 64 projiziert wird. Durch die Fahrsituationssensorik ist weiterhin bekannt, dass in etwa 1000 Meter vor dem Fahrzeug eine Kreuzung zu erwarten ist. Diese Information kann in Form einer Schriftzeichenfolge 66 in den Umgebungsbereich 62 projiziert werden. Außerdem kann dem Fahrer durch die Projektion eines Pfeils 70 mitgeteilt werden, dass er an der Kreuzung rechts abzubiegen hat.
  • Die in den Fig. 2 bis 4 dargestellten Projektionen können in bestimmten Farben oder auch intermittierend erfolgen, um die Aufmerksamkeit des Fahrers besonders auf sie zu lenken. Außerdem kann der Umgebungsbereich, in den die Objekte projiziert werden, prinzipiell auch seitlich eines Fahrzeugs oder hinter einem Fahrzeug positioniert sein.

Claims (14)

1. Beleuchtungssystem zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs, umfassend
eine Beleuchtungseinheit (12) zur Beleuchtung eines Umgebungsbereichs (42; 52; 62) des Fahrzeugs mit mindestens einer Lichtquelle (14) zur Erzeugung von Licht und einer Lichtmodulationseinheit (22) zur Modulation des Lichts der mindestens einen Lichtquelle (14),
eine Fahrsituationssensorik (36, 38, 40) zum Erfassen einer Fahrsituation und
eine Steuereinheit (34) zur Steuerung der Lichtmodulationseinheit (22), wobei die Steuereinheit (34) derartig mit der Fahrsituationssensorik (36, 38, 40) und der Lichtmodulationseinheit (22) gekoppelt ist, dass die Lichtmodulationseinheit (22) mittels der Steuereinheit (34) in Abhängigkeit der erfassten Fahrsituation steuerbar ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (12) derart ausgebildet ist, dass das Licht der mindestens einen Lichtquelle (14) durch Steuerung der Lichtmodulationseinheit (22) mittels der Steuereinheit (34) derartig modulierbar ist, dass mindestens ein mit der Fahrsituation korreliertes Objekt (30) in den Umgebungsbereich (42, 52, 62) des Fahrzeugs projizierbar ist.
2. Beleuchtungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtmodulationseinheit (22) mindestens ein transmittierendes Modulationselement, insbesondere eine LCD und/oder ein Filterelement, und/oder mindestens ein reflektierendes Modulationselement, insbesondere ein DMD, und/oder mindestens ein abdeckendes Modulationselement, insbesondere ein Schablonenelement, und/oder mindestens ein Lichtleitelement aufweist.
3. Beleuchtungssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtmodulationseinheit (22) eine Positionierungseinheit aufweist, durch die, gesteuert von der Steuereinheit (34), das mindestens eine transmittierende Modulationselement und/oder das mindestens eine reflektierende Modulationselement und/oder das mindestens eine abdeckende Modulationselement und/oder das mindestens eine Lichtleitelement zumindest partiell in einen Strahlengang der mindestens einen Lichtquelle (14) einbringbar ist.
4. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtmodulationseinheit (22) eine Lichtmodulationssteuereinheit aufweist, durch die die mindestens eine Lichtquelle (14) bezüglich ihrer jeweiligen Lichtintensität steuerbar ist.
5. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtquelle (14) mindestens eine Halogenlampe und/oder mindestens eine Xenonlampe und/oder mindestens eine Gasentladungslampe und/oder mindestens eine Glühlampe und/oder mindestens eine LCD und/oder mindestens ein Lichtleitelement umfasst.
6. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrsituationssensorik (36, 38, 40) eine Umgebungsdetektionseinheit, insbesondere eine Bildverarbeitungseinheit, und/oder einen Abstandssensor, insbesondere eine Infrarotsende-/-empfangseinheit, und/oder eine Fahrzeugspositionsbestimmungseinheit, insbesondere ein GPS-Gerät, und/oder einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor und/oder einen Richtungsänderungssensor und/oder ein Navigationssystem und/oder einen Lichtsensor und/oder einen Witterungssensor umfasst.
7. Beleuchtungssystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Umgebungsdetektionseinheit eine Strahlungsquelle zur Ausleuchtung einer Umgebung des Fahrzeugs und eine Bildverarbeitungseinheit (36) zur Aufnahme der ausgeleuchteten Umgebung aufweist,
wobei die Strahlungsquelle dazu ausgelegt ist, Strahlungsimpulse mit dazwischen liegenden Intervallen zu erzeugen, wobei die Dauer der Strahlungsimpulse und die Dauer der Intervalle derartig ist, dass ein menschliches Auge eine Strahlungsintensität wahrnimmt, die geringer ist als eine tatsächliche Strahlungsintensität der einzelnen Strahlungsimpulse und die das menschliche Auge nicht blendet,
wobei die Bildverarbeitungseinheit (36) derartig ausgelegt ist, dass sie Bilddaten von der durch jeweils einen Strahlungsimpuls ausgeleuchteten Umgebung aufnimmt.
8. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrsituationssensorik (36, 38, 40) zur Detektion eines Fahrbahnverlaufs eine weitere Strahlungsquelle und eine Fahrbahnverlaufsdetektionseinheit aufweist, wobei durch die weitere Strahlungsquelle ein Gebilde mit einer definierten Geometrie auf eine Fahrbahn projizierbar ist, wobei durch die Fahrbahnverlaufsdetektionseinheit die Geometrie des auf die Fahrbahn projizierten Gebildes erfassbar ist und mit der definierten Geometrie vergleichbar ist.
9. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Umgebungsbereich (42, 52, 62), in den das mindestens eine mit der Fahrsituation korrelierte Objekt (30) projizierbar ist, derart positioniert ist, dass der Umgebungsbereich (42, 52, 62) für den Fahrer und/oder für einen anderen Verkehrsteilnehmer sichtbar ist.
10. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrsituationssensorik (36, 38, 40) und die Steuereinheit (34) derart ausgebildet sind, dass ein Verkehrsteilnehmer detektierbar ist, wobei die Lichtmodulationseinheit (22) in Abhängigkeit des detektierten Verkehrsteilnehmers derart steuerbar ist, dass die Projektion des mindestens einen mit der Fahrsituation korrelierten Objektes (30) den Verkehrsteilnehmer nicht blendet.
11. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine mit der Fahrsituation korrelierte Objekt (30) eine geometrische Form und/oder ein Verkehrszeichen und/oder ein Schriftzeichen und/oder einen Umriss, insbesondere einer Person und/oder eines Gegenstands, und/oder ein Symbol und/oder eine Fahrbahnmarkierung darstellt.
12. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine mit der Fahrsituation korrelierte Objekt (30) intermittierend und/oder farbvariabel und/oder farbkodiert in den Umgebungsbereich (42, 52, 62) projizierbar ist.
13. Beleuchtungssystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinheit (12) dazu ausgelegt ist, mindestens eine weitere Beleuchtungsfunktion, insbesondere die eines Scheinwerfers und/oder eines Fernlichts und/oder eines Abblendlichts und/oder eines Rücklichts und/oder eines Bremslichts und/oder eines Blinklichts und/oder einer Nebelschlussleuchte und/oder eines Nebelscheinwerfers und/oder der Strahlungsquelle und/oder der weiteren Strahlungsquelle auszuüben.
14. Beleuchtungsverfahren zur Unterstützung eines Fahrers eines Fahrzeugs, folgende Schritte umfassend:
- Erfassen einer Fahrsituation; und
- Modulieren eines Lichts mindestens einer Lichtquelle (14) des Fahrzeugs in Abhängigkeit der erfassten Fahrsituation derart, dass mindestens ein mit der Fahrsituation korreliertes Objekt (30) in einen Umgebungsbereich (42, 52, 62) des Fahrzeugs projiziert wird.
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