DE102008043880A1

DE102008043880A1 - Lighting unit for a vehicle, vehicle and method therefor

Info

Publication number: DE102008043880A1
Application number: DE102008043880A
Authority: DE
Inventors: Alexander Wuerz-Wessel; Bernhard Nixdorf
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-11-19
Filing date: 2008-11-19
Publication date: 2010-05-20
Also published as: WO2010057697A1

Abstract

Es wird eine Beleuchtungseinheit für ein Fahrzeug (1) angegeben, umfassend eine erste Lichtquelle (2), welche dazu vorbereitet ist, einen ersten Bereich (A) vor dem Fahrzeug (1) mit Licht in einem sichbaren Wellenlängenbereich auszuleuchten, und eine zweite Lichtquelle (3), welche dazu vorbereitet ist, einen zweiten Bereich (B) vor dem Fahrzeug (1) mit Infrarotlicht auszuleuchten. Der zweite Bereich (B) ist dabei zumindest teilweise außerhalb des ersten Bereichs (A) angeordnet. Darüber hinaus wird ein Fahrzeug (1) mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit sowie ein Verfahren für eine Beleuchtungseinheit angegeben.A lighting unit for a vehicle (1) is provided, comprising a first light source (2) which is prepared to illuminate a first area (A) in front of the vehicle (1) with light in a visible wavelength range, and a second light source ( 3) which is prepared to illuminate a second area (B) in front of the vehicle (1) with infrared light. The second region (B) is arranged at least partially outside the first region (A). In addition, a vehicle (1) is provided with a lighting unit according to the invention and a method for a lighting unit.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit für ein Fahrzeug, umfassend eine erste Lichtquelle, welche dazu vorbereitet ist, einen ersten Bereich vor dem Fahrzeug mit Licht in einem sichtbaren Wellenlängenbereich auszuleuchten, und eine zweite Lichtquelle, welche dazu vorbereitet ist, einen zweiten Bereich vor dem Fahrzeug mit Infrarotlicht auszuleuchten. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, welches eine Beleuchtungseinheit umfasst. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei dem eine erste Lichtquelle einen ersten Bereich vor dem Fahrzeug mit Licht in einem sichtbaren Wellenlängenbereich ausleuchtet, und eine zweite Lichtquelle, welche einen zweiten Bereich vor dem Fahrzeug mit Infrarotlicht ausleuchtet.The Invention relates to a lighting unit for a vehicle, comprising a first light source, which is prepared to a first area in front of the vehicle with light in a visible wavelength range to illuminate, and a second light source, which prepares to is to illuminate a second area in front of the vehicle with infrared light. Moreover, the invention relates to a vehicle which a lighting unit comprises. Finally, concerns the invention a method in which a first light source a first area in front of the vehicle with light in a visible wavelength range illuminates, and a second light source, which is a second area Illuminates in front of the vehicle with infrared light.

Stand der TechnikState of the art

Die DE 40 32 927 C2 offenbart dazu eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug mit einer infrarotempfindlichen Kamera zur Erfassung des Sichtbereiches des Fahrers und mit einer als Head-Up-Display ausgebildeten Anzeigevorrichtung, auf der das Bild der Kamera als virtuelles Bild der äußeren Landschaft visuell überlagert wird. Dabei ist die infrarotempfindliche Kamera, welche den Sichtbereich des Fahrers in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges erfasst, im Bereich eines Rückspiegels des Kraftfahrzeuges angeordnet. Das Fahrzeug umfasst weiterhin wenigstens eine Strahlungsquelle, welche einen Infrarotstrahlungsanteil aufweist und den vom Fahrer bzw. der infrarotempfindlichen Kamera erfassten Sichtbereich ausleuchtet.The DE 40 32 927 C2 discloses a device for improving the visibility in a motor vehicle with an infrared-sensitive camera for detecting the field of vision of the driver and with a designed as a head-up display display device on which the image of the camera is visually superimposed as a virtual image of the outer landscape. In this case, the infrared-sensitive camera, which detects the field of vision of the driver in the direction of travel of the motor vehicle, is arranged in the region of a rear-view mirror of the motor vehicle. The vehicle further comprises at least one radiation source, which has an infrared radiation component and illuminates the field of vision detected by the driver or the infrared-sensitive camera.

Die EP 0 869 031 A2 offenbart weiterhin ein Verfahren zur Regulierung von Leuchtweite und/oder Leuchtrichtung von Scheinwerfern in einem Fahrzeug, wobei Sensoren Informationen über das Fahrzeug und seine Umgebung sammeln und aufgrund dieser Informationen die aktuelle Scheinwerfereinstellung der Scheinwerfer vorausschauend den Anforderungen für die Ausleuchtung der Fahrbahn angepasst wird.The EP 0 869 031 A2 discloses a method of regulating headlamp range and / or direction of headlamps in a vehicle, wherein sensors collect information about the vehicle and its surroundings, and based on this information, the current headlamp setting of the headlamps is proactively adjusted to the requirements for the illumination of the roadway.

Vor diesem Hintergrund besteht Bedarf einer verbesserten Ausleuchtung des Bereichs vor dem Fahrzeug.In front In this background there is a need for improved illumination of the area in front of the vehicle.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Die Erfindung schafft eine Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1, ein Fahrzeug nach Anspruch 8 und ein Verfahren nach Anspruch 9.The Invention provides a lighting unit according to claim 1, a Vehicle according to claim 8 and a method according to claim 9.

Demgemäß wird eine Beleuchtungseinheit der eingangs genannten Art vorgesehen, bei welcher der zweite Bereich zumindest teilweise außerhalb des ersten Bereichs angeordnet ist.Accordingly, becomes a lighting unit of the type mentioned, provided in which the second area at least partially outside the first area is arranged.

Demgemäß ist weiterhin vorgesehen, ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit auszustatten.Accordingly furthermore provided a vehicle with an inventive Equip lighting unit.

Schließlich wird demgemäß auch ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, bei dem der zweite Bereich zumindest teilweise außerhalb des ersten Bereichs angeordnet ist.After all Accordingly, a method of the initially provided type, in which the second area at least partially is arranged outside the first area.

In modernen Fahrzeugen wird die eingesetzte Leistung zur Lichterzeugung im Hinblick auf eine Effizienzsteigerung zunehmend gebündelt und im Wesentlichen nach vorne gerichtet. Der Leuchtkegel der ersten Lichtquelle, das heißt der Scheinwerfer, die Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich abstrahlen, ist daher mehr oder minder geradlinig nach vorne, beziehungsweise nach unten gerichtet, um möglichst weit zu leuchten ohne den Gegenverkehr zu blenden und ragt meist nurmehr geringfügig über die Fahrbahnränder. Objekte die sich außerhalb dieses Lichtkegels befinden, wie zum Beispiel Fußgänger oder Verkehrsschilder rechts oder oberhalb der Fahrbahn, können vom Fahrer daher nicht oder nur schwer wahrgenommen werden, was dem Zweck einer Beleuchtung zuwiderläuft. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, mit einer zweiten Lichtquelle im Infrarotbereich, vorzugsweise im nahen Infrarotbereich, das heißt mit einem Infrarotscheinwerfer, einen zweiten Bereich auszuleuchten, der den von der ersten Lichtquelle beleuchteten Bereich zumindest teilweise überragt. Vorteilhaft werden so auch Objekte außerhalb des sichtbaren Lichtkegels angestrahlt und können über Sensoren erfasst werden. Da das Infrarotlicht für den Menschen nicht sichtbar ist, wird auch der Gegenverkehr nicht durch den breiteren Lichtkegel des Infrarotscheinwerfers geblendet, dennoch können Objekte außerhalb des von der ersten Lichtquelle ausgeleuchteten Bereichs erkannt werden.In modern vehicles, the power used to produce light increasingly bundled with a view to increasing efficiency and essentially directed forward. The light cone of the first Light source, that is the headlight, the light in the visible Radiate wavelength range is therefore more or less straight forward, or down to, um to shine as far as possible without dazzling oncoming traffic and usually only protrudes slightly over the road edges. Objects that are outside this cone of light, such as pedestrians or traffic signs on the right or above the roadway, the driver can therefore not or hardly be perceived what the purpose of lighting contrary. Therefore, according to the invention proposed with a second light source in the infrared range, preferably in the near infrared range, that is with a Infrared lights to illuminate a second area, the At least partially surmounted by the light source illuminated by the first light source. Also advantageous are objects outside of the visible Light cones illuminated and can via sensors be recorded. Because the infrared light is not for humans visible, is also the oncoming traffic not by the wider beam of light of the infrared headlamps, yet objects can outside of the illuminated by the first light source Be recognized area.

An dieser Stelle wird angemerkt, dass der Lichtkegel der ersten und/oder zweiten Lichtquelle sowie sich der daraus ergebende erste und/oder zweite Bereich zumeist nicht scharf abgegrenzt sind. Es wird daher im Randbereich zu einer stetigen, wenn auch raschen Abnahme der Helligkeit kommen. Aus diesem Grund wird für die Belange der Erfindung definiert, dass die Grenze des ersten und/oder zweiten Bereichs dort liegt, wo die Lichtstärke kleiner als 50% der jeweiligen Maximalstärke des Lichts ist. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, den Faktor auf 25% beziehungsweise 10% abzusenken.At It is noted that the light cone of the first and / or second light source and the resulting first and / or second Most areas are not sharply demarcated. It will therefore be in the border area come to a steady, albeit rapid decrease in brightness. For this reason, it is defined for the purposes of the invention, that the boundary of the first and / or second area lies there, where the light intensity is less than 50% of the respective maximum intensity of the light is. In particular, the factor can also be provided to lower to 25% and 10%, respectively.

Weiterhin wird angemerkt, dass die erste und die zweite Lichtquelle in einem gemeinsamen Gehäuse verbaut sein können. Etwa kann ein Scheinwerfer für ein Fahrzeug sowohl LEDs (Light Emitting Diode) für den sichtbaren Wellenlängenbereich, also insbesondere weiße LEDs, als auch Infrarot-LEDs beinhalten.Furthermore, it is noted that the first and the second light source can be installed in a common housing. For example, a headlamp for a vehicle may have both LEDs (Light Emitting Diode) for the visible wavelength range, so in particular white LEDs, as well as infrared LEDs include.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren der Zeichnung.advantageous Refinements and developments of the invention will become apparent the dependent claims and from the description in synopsis with the figures of the drawing.

Günstig ist es, wenn der außerhalb des ersten Bereichs angeordnete Teil des zweiten Bereichs 25% des gesamten zweiten Bereichs umfasst. Noch günstiger ist es wenn dieser Anteil bei 50% liegt. In einer besonders günstigen Ausführungsform liegt dieser Anteil schließlich bei 75%.Cheap it is when the outside of the first range arranged Part of the second area comprises 25% of the entire second area. It is even cheaper if this share is 50%. In a particularly favorable embodiment, this is Share finally at 75%.

Günstig ist es, wenn der zweite Bereich zumindest teilweise oberhalb und/rechts des ersten Bereichs angeordnet ist. Üblicherweise ist dort der für den Fahrer am wichtigsten Bereich, da sich dort Fußgänger, Verkehrsschilder, abgestellte Fahrzeuge, und dergleichen befinden. Auch niedrige Unterführungen beziehungsweise Tunnels bilden eine Gefahrenquelle. Erfindungsgemäß wird das Infrarotlicht (vorwiegend) auf diesen Bereich gerichtet, um die eingesetzte elektrische Energie möglichst effizient auszunutzen.Cheap it is when the second area at least partially above and / right of the first area is arranged. Usually is there the most important area for the driver since there Pedestrians, traffic signs, parked vehicles, and are located. Also low underpasses respectively Tunnels are a source of danger. According to the invention the infrared light (predominantly) directed to this area to to use the used electrical energy as efficiently as possible.

Günstig ist es weiterhin, wenn der erste und der zweite Bereich keinen Überlappungsbereich aufweisen. Da der erste Bereich ohnehin durch Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich ausgeleuchtet ist, wird in dieser bevorzugten Variante der Erfindung das Infrarotlicht auf den nicht ausgeleuchteten Bereich gerichtet, um eine maximale Effizienz der eingesetzten elektrischen Energie zu erhalten.Cheap it is still, if the first and the second area no overlap area exhibit. Since the first area anyway by light in the visible Wavelength range is illuminated, in this preferred Variant of the invention, the infrared light on the non-illuminated Area directed to maximum efficiency of the inserted electrical To get energy.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Beleuchtungseinheit eine zusätzliche Kamera auf, welche dazu ausgestaltet ist, ein Bild zumindest des zweiten Bereichs im Infrarotwellenlängenbereich, vorzugsweise im nahen Infrarotwellenlängenbereich, aufzuzeichnen und eine Anzeige, welche dazu ausgestaltet ist, das Bild anzuzeigen. Infrarotlicht ist ohne weitere Hilfsmittel für den Menschen (außer über die Wärmerezeptoren in der Haut) nicht wahrnehmbar. Neben Sensoren, welche vor nicht sichtbaren Objekten warnen, kommen insbesondere auch Infrarotkameras in Betracht, welche die vor dem Fahrzeug befindliche Szenerie aufnehmen und an eine Anzeigeeinheit senden, welche das Infrarotbild im sichtbaren Bereich darstellt. Als Kameras können hierfür etwa handelsübliche CCD-Kameras (Charge Coupled Device) oder CMOS-Kameras (Complementary Metal Oxide Semiconductor) verwendet werden. Die Anzeige kann dabei etwa als handelsüblicher LCD-Bildschirm (Liquid Crystal Display), TFT-Bildschirm (Thin-Film Transistor), Bildröhre oder auch als ein sogenanntes Head-Up-Display (HUD) ausgestaltet sein. Bei letzterem wird das Bild (meist) an die Windschutzscheibe des Fahrzeuges projiziert und mit der vom Fahrer normal, das heißt ohne technische Hilfsmittel, wahrgenommenen Szenerie nach Möglichkeit zur Deckung gebracht.In An advantageous embodiment of the invention, the lighting unit an additional camera, which is designed to an image of at least the second region in the infrared wavelength range, preferably in the near infrared wavelength range and a display configured to display the image. Infrared light is without further aids for humans (except via the heat receptors in the skin) not noticeable. In addition to sensors, which are not visible objects Warn, come in particular also infrared cameras into consideration, which the in front of the vehicle scene and to a display unit which represents the infrared image in the visible range. As cameras this can be commercially available CCD cameras (Charge Coupled Device) or CMOS cameras (Complementary Metal Oxide Semiconductor). The display can do this as a standard LCD screen (Liquid Crystal Display), TFT screen (Thin-Film Transistor), picture tube or designed as a so-called head-up display (HUD) be. In the latter case, the picture is (mostly) to the windshield the vehicle is projected and normal with the driver, that is without technical aids, perceived scenery if possible brought to cover.

Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn zwischen Kamera und Anzeige eine Verarbeitungseinheit angeordnet ist, welche dazu vorbereitet ist, Bildbereiche, die durch die erste und/oder zweite Lichtquelle ausgeleuchtet werden, abzuschwächen und/oder Bildbereiche, die durch die erste und/oder zweite Lichtquelle nicht ausgeleuchtet werden, zu verstärken. Durch die erste und/oder zweite Lichtquelle ergeben sich sehr starke Helligkeitsunterschiede in dem von der Kamera aufgenommenen Bild. Nahe Bereiche sind sehr hell, Fernbereiche dagegen sehr dunkel, auch wenn Gegenstände gleichen Reflexionsverhaltens beleuchtet werden. Zur Ermittlung der Leuchtcharakteristik kann beispielsweise die Lichtstärke an verschiedenen Punkten vor dem Fahrzeug gemessen werden, aber auch die Aufnahme eines aus der Fotografie bekannten neutralgrauen Hintergrundes ist möglich. Kameras und Anzeigegeräte weisen einen nur begrenzten Dynamikumfang, also das Vermögen sehr helle und sehr dunkle Bildpartien aufzunehmen beziehungsweise darzustellen, auf. Kontraste sind in diesen Bereichen nur gering, weswegen Objekte vom Menschen nicht oder nur sehr schwer wahrgenommen werden, was dem eigentlichen Zweck einer Beleuchtung zuwiderläuft. Aus diesem Grund werden helle Bildpartien abgeschwächt und/oder dunkle Bildpartien verstärkt, sodass möglichst im gesamten Bildbereich Kontraste vorherrschen, die eine sichere Wahrnehmung von Objekten durch den Menschen ermöglichen. Diese Techniken sind an sich aus der Fotografie bekannt und werden hier nicht näher beschrieben. Beispielsweise wird auf das in der Fotografie angewandte HDR-Verfahren (High Dynamic Range) verwiesen, bei der mehrere Aufnahmen derselben Szenerie mit verschiedenen Belichtungseinstellungen erfolgen, welche anschließend zu einem einzigen Bild mit hohem Dynamikumfang verrechnet werden.Advantageous It is still, if between camera and display a processing unit is arranged, which is prepared to image areas by the first and / or second light source are illuminated to attenuate and / or image areas provided by the first and / or second light source not be lit, to amplify. By the first and / or second light source results in very strong brightness differences in the picture taken by the camera. Nearby areas are very bright, distant areas, however, very dark, even if objects same reflection behavior are illuminated. For investigation the light characteristic can, for example, the light intensity be measured at various points in front of the vehicle, but also the inclusion of a known from the photography neutral gray Background is possible. Show cameras and display devices a limited dynamic range, so the assets very much to record or depict bright and very dark picture parts on. Contrasts are low in these areas, which is why objects not perceived by humans or very difficult to perceive what contrary to the actual purpose of lighting. For this reason, bright image areas are attenuated and / or dark areas of the image reinforced so that as possible in the whole picture area contrasts prevail, which is a safe Allow people to perceive objects. These techniques are inherently known from photography and are here not described in detail. For example, the in directed the photography of applied HDR (High Dynamic Range) methods, when taking multiple shots of the same scene with different exposure settings followed by a single image with high dynamic range are charged.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Verarbeitungseinheit dazu vorbereitet ist, die Abschwächung und/oder Verstärkung stetig an veränderliche Lichtverhältnisse anzugleichen. Moderne Beleuchtungstechniken, wie zum Beispiel adaptives Kurvenlicht, Leuchtweitenregulierung und die mit einer Vielzahl von Leuchtdioden aufgebauten Scheinwerfer, welche eine fast völlig freie Einstellung der Leuchtcharakteristik inklusive der gezielten Beleuchtung einzelner Objekte („Spotten”) ermöglichen, bedingen auch zusätzlichen Aufwand in der Bildbearbeitung. Da die Lichtverteilung der ersten und/oder zweiten Lichtquelle situationsbedingt angepasst wird, muss auch die Bildbearbeitung an die jeweilige Situation angepasst werden, dass heißt eine adaptive Abschwächung oder Verstärkung einzelner Bildpartien durchgeführt werden. Dazu werden besonders helle oder besonders dunkle Bereiche in dem von der Kamera aufgenommenen Bild ermittelt und in der bereits angesprochenen Weise verändert. Wird der Lichtkegel beispielsweise wegen einer herannahenden Linkskurve nach links verschwenkt, so wird die erhöhte Helligkeit im linken Bereich des durch die Kamera aufgenommenen Bildes abgeschwächt, wohingegen der nunmehr dunklere rechte Bereich verstärkt wird. Bei komplizierteren Lichtverteilungen ist analog vorzugehen.It is also advantageous if the processing unit is prepared to continuously adjust the attenuation and / or amplification to changing light conditions. Modern lighting techniques, such as adaptive headlights, headlamp leveling and built with a variety of LEDs headlamps that allow almost completely free adjustment of the light characteristic including the targeted illumination of individual objects ("spotting"), also require additional effort in image processing. Since the light distribution of the first and / or second light source is adapted to the situation, the image processing must also be adapted to the respective situation, that is to say an adaptive weakening or amplification of individual image parts be guided. For this purpose, particularly light or particularly dark areas in the image taken by the camera are determined and changed in the manner already mentioned. For example, if the cone of light is pivoted to the left due to an approaching left turn, the increased brightness in the left portion of the image captured by the camera is attenuated, whereas the now darker right portion is enhanced. For more complicated light distributions, proceed analogously.

Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die zweite Lichtquelle dazu vorbereitet ist, den zweiten Bereich an eine Veränderung des ersten Bereichs anzugleichen. Hier wird der der vom Infrarotlicht ausgestrahlte Bereich (stetig) an Veränderungen des sichtbar ausgestrahlten Bereichs angepasst. Beispielsweise wird, wenn der Kegel des sichtbaren Lichts nach rechts verschwenkt wird, der Kegel des Infrarotlichts ebenfalls nach rechts verschwenkt, um nach wie vor Objekte außerhalb des mit sichtbarem Licht ausgeleuchteten Bereichs anzustrahlen.Especially It is also advantageous if the second light source prepares for this is the second area at a change of the first Align area. Here is the one emitted by the infrared light Range (steady) of changes in the visibly emitted Adjusted area. For example, when the cone of visible light becomes is pivoted to the right, the cone of infrared light also pivoted to the right to still objects outside to illuminate the area illuminated by visible light.

Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Verarbeitungseinheit dazu vorbereitet ist, Signale der ersten und/oder zweiten Lichtquelle über deren Abstrahlcharakteristik zu erhalten und diese für die Abschwächung/Verstärkung von Bildbereichen heranzuziehen. Die bereits angesprochene adaptive Abschwächung oder Verstärkung einzelner Bildpartien kann dann besonders gut durchgeführt werden, wenn Signale von der ersten und/oder zweiten Lichtquelle, welche Signale Aufschluss auf die gerade herrschende Lichtverteilung geben, verarbeitet werden. Dazu können etwa Messdaten der Lichtverteilung, die in einem Versuch in verschiedenen Situationen ermittelt und abgespeichert wurden, abgerufen und für die Bildverarbeitung verwendet werden. Aber auch die Berechnung einer neuen Lichtverteilung, etwa mit Hilfe des Winkels um den die Scheinwerfer geschwenkt werden, ist möglich.After all it is advantageous if the processing unit prepares to do so is, signals of the first and / or second light source via to obtain their radiation characteristics and this for the attenuation / amplification of image areas consulted. The already mentioned adaptive mitigation or amplification of individual parts of the image can be special be done well when signals from the first and / or second light source, which signals information on the currently prevailing Give light distribution, be processed. Can do this about measurement data of the light distribution, which in one trial in different Situations were determined and saved, retrieved and for the image processing can be used. But also the calculation a new light distribution, for example with the help of the angle around the Headlights can be swiveled, is possible.

An dieser Stelle wird angemerkt, dass sich die für die Beleuchtungseinheit angesprochenen Varianten sowie die sich daraus ergebenden Effekte und Vorteile gleichermaßen für das erfindungsgemäße Fahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren beziehen.At This point is noted that for the lighting unit addressed variants as well as the resulting effects and Advantages alike for the invention Vehicle and for the invention Refer to method.

Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich auf beliebige Art und Weise kombinieren.The above embodiments and refinements of the invention leave to combine in any way.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:The The present invention is described below with reference to the schematic Figures of the drawing specified embodiments explained in more detail. It shows:

1a ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit in Draufsicht; 1a a vehicle with a lighting unit according to the invention in plan view;

1b ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit in Seitenansicht; 1b a vehicle with a lighting unit according to the invention in side view;

2 ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit in vergrößerter Darstellung. 2 a vehicle with a lighting unit according to the invention in an enlarged view.

In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente und Merkmale – sofern nichts Anderes ausgeführt ist – mit denselben Bezugszeichen versehen.In The figures of the drawing are identical and functionally identical elements and features - unless otherwise stated is - provided with the same reference numerals.

Die 1a (Draufsicht) und 1b (Seitenansicht) zeigen ein Fahrzeug 1 auf einer Fahrbahn, welches eine erste Lichtquelle 2 in Form von herkömmlichen Scheinwerfern und eine zweite Lichtquelle 3 in Form eines Infrarotscheinwerfers umfasst. In diesem Beispiel wird nur ein Infrarotscheinwerfer eingesetzt, da dieser die Funktion eines Begrenzungslichts des Fahrzeugs 1 nicht übernehmen muss. Selbstverständlich sind aber auch mehrere Infrarotscheinwerfer 3 denkbar. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 1 eine Kamera 4 sowie eine Anzeigeeinheit 5. Die Kamera 4 kann dabei eine handelsübliche CMOS-Kamera oder CCD-Kamera sein. Voraussetzung ist allerdings, dass diese auch Infrarotbilder aufzeichnen kann. Die Anzeigeeinheit 5 ist im vorliegenden Fall als Projektor eines Head-Up-Displays ausgestaltet. Die Windschutzscheibe bildet dabei die Projektionsfläche, auf der die vom Fahrer erfasste Umgebung mit dem angezeigten Bild in an sich bekannter Weise nach Möglichkeit zur Deckung gebracht werden. Das heißt, dass etwa Personen, die von der Infrarotkamera 4 erfasst werden in die durch die Windschutzscheibe betrachtete Szenerie eingeblendet werden. In dem gezeigten Beispiel leuchtet die erste Lichtquelle 2, also die herkömmlichen Scheinwerfer, einen ersten Bereich A (mit durchgehenden Linien dargestellt) mit sichtbarem Licht aus, der daher vom Fahrer normal wahrgenommen wird. Um die eingesetzte Leistung möglichst optimal auszunutzen und somit möglichst weit zu leuchten ohne den Gegenverkehr zu blenden, ist der Leuchtkegel mehr oder minder geradlinig nach vorne beziehungsweise nach unten gerichtet und ragt geringfügig über den rechten Fahrbahnrand. Objekte die sich außerhalb dieses Lichtkegels befinden, wie zum Beispiel Fußgänger oder Verkehrsschilder rechts oder oberhalb der Fahrbahn können vom Fahrer daher nicht oder nur schwer wahrgenommen werden. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, mit dem Infrarotscheinwerfer 3 einen zweiten Bereich B (mit strichlierten Linien dargestellt) auszuleuchten, der den ersten Bereich A zumindest teilweise überragt. Im gezeigten Beispiel ist der zweite Bereich B deutlich breiter aber auch kürzer als der erste Bereich A. Auch strahlt der Infrarotscheinwerfer 3 nicht vorrangig auf die Fahrbahn sondern beleuchtet auch Objekte oberhalb der Fahrbahn. Vorteilhaft werden nun auch Objekte außerhalb des durch die Scheinwerfer 2 ausgeleuchteten ersten Bereichs A angestrahlt, welche daher von der Kamera 4 erfasst und dem Fahrer angezeigt werden können. Da das Infrarotlicht für den Menschen nicht sichtbar ist, wird auch der Gegenverkehr nicht durch den breiteren Lichtkegel des Infrarotscheinwerfers 3 geblendet.The 1a (Top view) and 1b (Side view) show a vehicle 1 on a roadway, which is a first light source 2 in the form of conventional headlamps and a second light source 3 in the form of an infrared headlamp. In this example, only an infrared headlamp is used, since this has the function of a limiting light of the vehicle 1 does not have to take over. Of course, but also several infrared lights 3 conceivable. Furthermore, the vehicle includes 1 a camera 4 and a display unit 5 , The camera 4 can be a commercial CMOS camera or CCD camera. However, a prerequisite is that it can also record infrared images. The display unit 5 is configured in the present case as a projector of a head-up display. The windshield thereby forms the projection surface on which the environment detected by the driver with the displayed image in a conventional manner are brought to coincide as possible. That is, about persons, by the infrared camera 4 be detected in the viewed through the windscreen scenery are displayed. In the example shown, the first light source illuminates 2 Thus, the conventional headlights, a first area A (shown with solid lines) with visible light, which is therefore perceived by the driver normal. In order to make optimum use of the power used and thus to shine as far as possible without dazzling oncoming traffic, the light cone is directed more or less straight forward or downwards and protrudes slightly above the right edge of the road. Objects that are outside of this cone of light, such as pedestrians or traffic signs on the right or above the road can not be perceived by the driver or difficult. According to the invention is therefore proposed with the infrared headlights 3 to illuminate a second area B (shown with dotted lines), which projects beyond the first area A at least partially. In the example shown, the second area B is significantly wider but also shorter than the first area A. The infrared spotlight also radiates 3 not primarily on the road but also illuminated Objek te above the road. Now objects are also advantageous outside of the headlights 2 Illuminated first area A illuminated, which therefore from the camera 4 recorded and displayed to the driver. Since the infrared light is not visible to humans, the oncoming traffic is not affected by the wider beam of the infrared headlight 3 dazzled.

An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die angegebene Lichtverteilung, also die Form und Größe der Bereiche A und B nur beispielhaft sind. Insbesondere ist denkbar, dass der zweite Bereich B den ersten Bereich A auch nach vorne hin überragt, das heißt die Fahrbahn mit Infrarotlicht weiter ausgestrahlt wird als mit sichtbarem Licht.At It should be noted that the indicated light distribution, So the shape and size of areas A and B only are exemplary. In particular, it is conceivable that the second area B the first area A also towers to the front, the means the roadway continues to be broadcast with infrared light is considered with visible light.

2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Fahrzeuges 1 in dem zusätzlich zu den bereits zu den 1a und 1b angeführten Elementen eine Verarbeitungseinheit 6 dargestellt ist. Die Verarbeitungseinheit 6 ist dabei zwischen Kamera 4 und Anzeigeeinheit 5 angeordnet, das heißt verarbeitet Signale der Kamera 4 und schickt sie an die Anzeigeeinheit weiter. Zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit 6, Signale der ersten und zweiten Lichtquelle 2 und 3 verarbeiten. Für das nun folgende Beispiel wird aber vorerst davon ausgegangen, dass die Verarbeitungseinheit 6 keine solchen Signale empfangen kann. 2 shows an enlarged view of the vehicle 1 in addition to those already to the 1a and 1b cited elements a processing unit 6 is shown. The processing unit 6 is between camera 4 and display unit 5 arranged, that is processed signals of the camera 4 and sends it to the display unit. In addition, the processing unit 6 , Signals of the first and second light source 2 and 3 to process. For the following example, however, it is assumed for the time being that the processing unit 6 can not receive such signals.

Die Verarbeitungseinheit 6 hat den Zweck, das von der Kamera 4 erhaltene Bild optimal für den Fahrer aufzubereiten. Insbesondere werden hierfür dominierende Bildbestandteile, welche aber von wenig Interesse für den Fahrer sind, abgeschwächt und/oder schwache Bildbestandteile, welche von Interesse für den Fahrer sind, verstärkt. Erstere entstehen im Nahbereich der Scheinwerfer 2 und 3, letztere im Fernbereich. Etwa wird ein Fußgänger in großer Entfernung nur wenig angestrahlt wohingegen ein (unter Umständen nur kleiner) Gegenstand direkt vor dem Fahrzeug sehr stark angestrahlt wird, etwa reflektierende Glassplitter auf der Fahrbahn. Dieser Effekt wird noch dadurch verstärkt, dass die erste Lichtquelle 2, also die Scheinwerfer einen nicht unerheblichen Anteil der abgestrahlten Leistung im Infrarotbereich emittieren. Dies führt ohne weitere Bildverarbeitung dazu, dass der angesprochene kleine Gegenstand vor dem Fahrzeug, welcher ohnehin durch die erste Lichtquelle sichtbar wird, sehr stark im Infrarotbild erscheint, wohingegen der Fußgänger, auf den die Aufmerksamkeit des Fahrers eigentlich gerichtet werden sollte, nur schwach im Infrarotbild erscheint. Aus diesem Grund verstärkt die Verarbeitungseinheit 6 den Fußgänger und/oder schwächt die Glassplitter ab, um so die Aufmerksamkeit des Fahrers weg von den Splittern hin zum Fußgänger zu lenken. Im Wesentlichen werden die Kontraste im Nahbereich gesenkt, wohingegen die Kontraste im Fernbereich angehoben werden. Diese Berücksichtigung des Einflusses der ersten und zweiten Lichtquelle 2 und 3 wird auch „Nahbereichsabsenkung” genannt. Da die Leuchtverteilung der Scheinwerfer 2 beziehungsweise des Infrarotscheinwerfers 3 an sich bekannt ist, beziehungsweise gemessen werden kann, können bestimmte Bereiche des von der Kamera 4 erfassten Bildes entsprechend differenziert behandelt werden. Außenbereiche werden also eher eine Verstärkung, Innenbereiche des Bildes dagegen eine Abschwächung erfahren wobei die Grenzen – analog zur meist stufenlosen Leuchtverteilung – fließend sind.The processing unit 6 has the purpose of that of the camera 4 picture to be optimally prepared for the driver. In particular, for this dominant image components, but which are of little interest to the driver, weakened and / or weak image components, which are of interest to the driver, reinforced. The former arise near the headlights 2 and 3 the latter in the far field. For example, a pedestrian is only slightly illuminated at a great distance, whereas a (possibly smaller) object is irradiated very strongly in front of the vehicle, for example reflecting glass splinters on the road. This effect is further enhanced by the fact that the first light source 2 , So the headlights emit a significant proportion of the radiated power in the infrared range. This leads, without further image processing, to the fact that the addressed small object in front of the vehicle, which anyway becomes visible through the first light source, appears very strongly in the infrared image, whereas the pedestrian, to whom the driver's attention should actually be directed, only weakly in the infrared image appears. For this reason, the processing unit amplifies 6 The pedestrian and / or weakens the glass splinters, so as to draw the attention of the driver away from the splinters to the pedestrian. Essentially, the contrasts are reduced in the near range, whereas the contrasts are raised in the far range. This consideration of the influence of the first and second light source 2 and 3 is also called "near range lowering". Because the light distribution of the headlights 2 or the infrared headlamp 3 is known per se, or can be measured, certain areas of the camera 4 captured image treated accordingly differentiated. Outside areas are therefore more of a reinforcement, interior areas of the image, however, experience a weakening and the boundaries are - similar to the mostly stepless light distribution - flowing.

In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung werden Signale der ersten und/oder zweiten Lichtquelle 2 und 3 von der Bearbeitungseinheit 6 empfangen und für die bereits angesprochene Bearbeitung des durch die Kamera 4 empfangenen Bildes herangezogen. Moderne Beleuchtungstechniken, wie zum Beispiel adaptives Kurvenlicht, Leuchtweitenregulierung und die mit einer Vielzahl von Leuchtdioden aufgebauten Scheinwerfer, welche eine fast völlig freie Einstellung der Leuchtcharakteristik inklusive der gezielten Beleuchtung einzelner Objekte („Spotten”)ermöglichen, bedingen zusätzlichen Aufwand in der Bildbearbeitung. Da die Lichtverteilung der Scheinwerfer 2 und 3 nun nicht mehr fix ist, sondern situationsbedingt angepasst wird, muss auch die Bildbearbeitung an die jeweilige Situation angepasst werden, dass heißt eine adaptive Nahbereichsabsenkung durchgeführt werden. Dazu können die Signale von der ersten und/oder zweiten Lichtquelle 2 und 3, welche Signale Aufschluss auf die gerade herrschende Lichtverteilung geben, verarbeitet werden. Wird der Lichtkegel beispielsweise wegen einer herannahenden Linkskurve nach links verschwenkt, so wird die erhöhte Helligkeit im linken Bereich des durch die Kamera 4 aufgenommenen Bildes aufgrund dieses Signals abgeschwächt, wohingegen der nunmehr dunklere rechte Bereich verstärkt wird. Bei komplizierteren Lichtverteilungen ist analog vorzugehen.In an alternative embodiment of the invention, signals of the first and / or second light source 2 and 3 from the processing unit 6 received and for the already mentioned processing by the camera 4 received image used. Modern lighting techniques, such as adaptive headlights, headlamp leveling and built with a variety of LEDs headlamps that allow almost completely free adjustment of the light characteristic including the targeted illumination of individual objects ("spotting"), require additional effort in image processing. Because the light distribution of the headlights 2 and 3 If it is no longer fixed, but is adapted to the situation, the image processing must also be adapted to the respective situation, ie an adaptive short-range reduction must be carried out. For this purpose, the signals from the first and / or second light source 2 and 3 which signals give information on the currently prevailing light distribution processed. If the beam is pivoted to the left, for example, because of an approaching left turn, the increased brightness in the left area of the camera 4 recorded image due to this signal attenuated, whereas the now darker right area is amplified. For more complicated light distributions, proceed analogously.

An dieser Stelle wird angemerkt, dass sich die Erfindung – obgleich sie nur für Landkraftfahrzeuge beschrieben wurde – gleichermaßen auch für Wasserfahrzeuge und Luftfahrzeuge eignet. Da bei Wasserfahrzeugen und Luftfahrzeugen Gegenverkehr nur selten auftritt, kann der Einsatz der Erfindung auch auf diese Situationen beschränkt werden, beim Schiff etwa auf das Manövrieren in einem stark frequentierten Hafen, beziehungswese beim Flugzeug auf das Rollen auf der Taxiway.At At this point it is noted that the invention - although it was described only for land vehicles - alike Also suitable for watercraft and aircraft. As with watercraft and aircraft oncoming traffic rarely occurs, the use can The invention also be limited to these situations, in Ship about to maneuver in a high traffic Port, ie at the plane on taxiing on the taxiway.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

- DE 4032927 C2 [0002]
- EP 0869031 A2 [0003]

Claims

Lighting unit for a vehicle ( 1 ) comprising a first light source ( 2 ), which is prepared, a first area (A) in front of the vehicle ( 1 ) with light in a visible wavelength range, and a second light source ( 3 ), which is prepared, a second area (B) in front of the vehicle ( 1 ) with infrared light, wherein the second region (B) at least partially outside the first region (A) is arranged.

Lighting unit according to claim 1, characterized that the second area (B) at least partially above and / right of the first area (A) is arranged.

Lighting unit according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the first and the second area (A, B) have no overlapping area.

Lighting unit according to one of claims 1 to 3, characterized by an additional camera ( 4 ) which is adapted to record an image of at least the second region (B) in the infrared wavelength range and display ( 5 ) which is adapted to display the image.

Lighting unit according to claim 4, characterized in that between camera ( 4 ) and display ( 5 ) a processing unit ( 6 ), which is prepared to image areas, which by the first and / or second light source ( 2 . 3 ) and / or image areas that are illuminated by the first and / or second light source ( 2 . 3 ) not to be lit, to amplify.

Lighting unit according to claim 5, characterized in that the processing unit ( 6 ) is prepared to continuously adjust the attenuation and / or amplification to changing light conditions and / or that the processing unit ( 6 ) is prepared to receive signals from the first and / or second light source ( 2 . 3 ) about their radiation characteristics and to use these for the attenuation / amplification of image areas.

Lighting unit according to one of the preceding claims, characterized in that the second light source ( 3 ) is prepared to match the second area (B) to a change of the first area (A).

Vehicle, comprising a lighting unit according to one of the preceding claims.

Method for the front lighting of a vehicle ( 1 ), in which a first light source ( 2 ) a first area (A) in front of the vehicle ( 1 ) illuminates with light in a visible wavelength range, and a second light source ( 3 ), a second area (B) in front of the vehicle ( 1 ) is illuminated with infrared light, wherein the second region (B) at least partially outside the first region (A) is arranged.

Method according to claim 9, characterized in that that the second area (B) at least partially above and / right of the first area (A) is arranged.

Method according to claim 9 or 10, characterized that the first and the second area (A, B) no overlap area exhibit.

Method according to one of claims 9 to 11, characterized in that an image of at least the second area (B) recorded in the infrared wavelength range and the Driver is displayed.

A method according to claim 12, characterized in that prior to displaying the image, image areas, which by the first and / or second light source ( 2 . 3 ), attenuated and / or image areas which are illuminated by the first and / or second light source ( 2 . 3 ) are not lit, be strengthened.

A method according to claim 13, characterized in that the attenuation and / or gain is continuously adjusted to varying light conditions, and in particular for the attenuation / amplification of image areas signals of the first and / or second light source ( 2 . 3 ) are used on the radiation characteristic.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the second region (B) to a change of the first area (A) is adjusted.