DE102009028468A1 - Light sensor arrangement for sensor unit of ambient light sensor of motor vehicle, has light conductor element for guiding light beam bundles coupled at carrier element to output areas such that bundles are directed to sensor elements - Google Patents
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft Umgebungslichtsensoren für Kraftfahrzeuge, insbesondere Umgebungslichtsensoren, die mehrere Lichtsensoren für gerichtetes Licht aufweisen und die integriert in einem Umgebungslichtsensor ausgebildet sind. Die Erfindung betrifft weiterhin Vorrichtungen zur Erkennung der Stärke der Hintergrundbeleuchtung für ein Head-Up-Display.The The invention relates to ambient light sensors for motor vehicles, in particular Ambient light sensors that use multiple light sensors for directed Have light and integrated in an ambient light sensor are formed. The invention further relates to devices to recognize the strength the backlight for a head-up display.
Stand der TechnikState of the art
Insbesondere in Verbindung mit optischen Regensensoren werden in Kraftfahrzeugen Umgebungslichtsensoren eingesetzt, welche die Intensität bzw. Helligkeit des Umgebungslichts erfassen und dadurch das Ein- und Ausschaltverhalten von Scheinwerfern automatisch steuern. Die Umgebungslichtsensoren umfassen gewöhnlicherweise einen Globallichtsensor, um im Wesentlichen die Lichtstärke des Umgebungslichtes zu erfassen, das von oben und unter einem großen Einfallswinkelbereich einfällt. Die Umgebungslichtsensoren umfassen weiterhin einen gerichteten Lichtsensor, der ausgelegt ist, um in einer nach vorne (d. h. in Vorwärts-Fahrtrichtung) gerichteten Richtung in einem engen Winkelbereich im Wesentlichen parallel zur Fahrbahnebene (waagerecht) mit großer Empfindlichkeit den Lichteinfall zu detektieren, um lokale Verdunkelungen, z. B. durch Tunnel oder Brücken, zu erkennen. Eine wesentliche Eigenschaft des gerichteten Lichtsensors ist es, Licht stark richtungsselektiv zu detektieren. Dieser sollte daher für einen Lichteinfall aus anderen Winkeln möglichst unempfindlich sein.Especially in conjunction with optical rain sensors are used in motor vehicles Ambient light sensors used which the intensity or brightness of the ambient light and thereby the on and off behavior automatically controlled by headlamps. The ambient light sensors usually include a global light sensor to substantially the intensity of the To detect ambient light incident from above and under a large incident angle range. The Ambient light sensors further comprise a directional light sensor, which is designed to be in a forward (i.e., forward) direction directed direction in a narrow angular range substantially Parallel to the road level (horizontal) with high sensitivity the incidence of light to detect local darkening, e.g. B. by tunnel or Bridges, to recognize. An essential property of the directional light sensor is to detect light strongly directionally selective. This should be therefore for to be as insensitive as possible to light from other angles.
Weiterhin werden zunehmend Head-Up-Displays eingesetzt, bei denen eine Anzeigeprojektion mit Fahrzeuginformationen auf Augenhöhe des Fahrers in die Windschutzscheibe projiziert wird. Die Helligkeit der Anzeigeprojektion soll automatisch so eingestellt werden, dass sowohl die freie Sicht durch die Windschutzscheibe auf die zu befahrende Strecke als auch ein ausreichender Kontrast zwischen der Anzeigeprojektion und dem Hintergrund der Anzeigeprojektion gewährleistet bleibt.Farther are increasingly used head-up displays in which a display projection with Vehicle information at eye level the driver is projected into the windshield. The brightness The display projection should be set automatically so that both the clear view through the windshield to be driven Distance as well as a sufficient contrast between the display projection and the background of the display projection.
Um die Helligkeit der Anzeigeprojektion immer so einzustellen, dass diese von dem Fahrer erkennbar ist, jedoch nicht die freie Sicht nach vorne behindert, muss die Helligkeit der Anzeigeprojektion abhängig von der Hintergrundhelligkeit eingestellt werden. Die Hintergrundhelligkeit entspricht der Helligkeit des Fahrbahnabschnitts, der durch die Sichtlinien zwischen den Augen des Fahrers und der Anzeigeprojektion auf der Windschutzscheibe definiert wird. Dadurch ist die Richtung, in der die Intensität der von dem Fahrbahnabschnitt auf die Augen des Fahrers gerichteten Lichtstrahlen bestimmt wird, durch die Position des Kopfes des Fahrers und die Position der Anzeigeprojektion nach unten gerichtet definiert. Die Head-Up-Display-Lichtsensoren für Head-Up-Displays werden in der Regel mit von dem Umgebungslichtsensor separaten Lichtsensoren ausgebildet.Around always set the brightness of the display projection so that this is recognizable by the driver, but not the unobstructed view obstructed to the front, the brightness of the display projection depends on the background brightness are set. The background brightness corresponds to the brightness of the roadway section through the Line of sight between the driver's eyes and the display projection is defined on the windshield. This is the direction in the intensity of directed from the roadway section to the driver's eyes Beams of light is determined by the position of the driver's head and defines the position of the display projection directed downwards. The head-up display light sensors for head-up displays are in usually formed with separate from the ambient light sensor light sensors.
Beispielsweise soll ein solcher Head-Up-Display-Lichtsensor für eine Head-Up-Display-Funktion eine Richtung maximaler Empfindlichkeit haben, die gegenüber der Waagerechten (Horizontalen) um 5 bis 10°, insbesondere 7°, in Richtung der Fahrbahn geneigt ist. Die Empfindlichkeit soll im Bereich von ±3° bis ±5°, insbesondere bei ±4° auf unter 50% abfallen. Noch unterhalb der Waagerechten soll die Empfindlichkeit des Headup-Display-Lichtsensors für das Head-Up-Display auf nahezu 0% abgefallen sein. Die Ausbildung des Head-Up-Display-Lichtsensors als separates Bauelement neben einem bereits vorgesehenen Umgebungslichtsensor zum Steuern des Ein- und Ausschaltverhaltens von Scheinwerfern stellt einen erhöhten Aufwand dar.For example should such a head-up display light sensor for a head-up display function a Have direction of maximum sensitivity, which compared to the Horizontal (horizontal) by 5 to 10 °, in particular 7 °, in the direction the road is inclined. The sensitivity should be in the range of ± 3 ° to ± 5 °, in particular at ± 4 ° to below 50% fall off. Still below the horizontal is the sensitivity Head-Up Display Light Sensor Head-Up Display Near 0% dropped. The formation of the head-up display light sensor as separate component in addition to an already provided ambient light sensor for controlling the turn-on and turn-off behavior of headlamps an elevated one Expense.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen kombinierten Lichtsensor zur Verfügung zu stellen, der sowohl gemäß einer Funktion eines Umgebungslichtsensors eine Angabe über die Lichtintensität in horizontaler Richtung (parallel zur Fahrbahn) als auch eine Angabe über die Lichtintensität aus einer zur horizontalen Richtung nach unten geneigten Richtung (in Richtung des Fahrbahnabschnittes, der den Hintergrund des Head-Up-Displays darstellt) bereitstellen kann, ohne dass die Angabe zur Lichtintensität aus der nach unten geneigten Richtung durch einen Lichteinfall aus horizontaler oder nach oben gerichteter Richtung beeinflusst wird.It is therefore an object of the present invention, a combined Light sensor available too which, according to both Function of an ambient light sensor an indication of the light intensity in horizontal Direction (parallel to the road) and an indication of the Light intensity from a direction inclined downwards to the horizontal direction (towards the lane section, which is the background of the head-up display represents) without the indication of the light intensity from the downwards inclined direction by a light incidence of horizontal or is directed upward direction.
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Diese Aufgabe wird durch die Lichtsensoranordnung für ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 sowie durch die Sensoreinheit gemäß dem nebengeordneten Anspruch gelöst.These The object is achieved by the light sensor arrangement for a motor vehicle according to claim 1 and by the sensor unit according to the independent claim solved.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.Further advantageous embodiments are specified in the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt ist eine Lichtsensoranordnung zum Anbringen an einem optisch transparenten Trägerelement, insbesondere einer Windschutzscheibe, mit einem Detektionsbereich vorgesehen. Die Lichtsensoranordnung umfasst:
- – mindestens zwei versetzt zueinander angeordnete Sensorelemente zum Detektieren einer Intensität eines jeweiligen Lichtstrahlenbündels;
- – ein Lichtleiterelement, um ein erstes der Lichtstrahlenbündel und ein zweites der Lichtstrahlenbündel, die in das Trägerelement an dem Detektionsbereich eingekoppelt werden, zu einem oder mehreren Austrittsbereichen zu führen, so dass das erste Lichtstrahlenbündel auf eines der Sensorelemente und das zweite Lichtstrahlenbündel auf ein weiteres der Sensorelemente gerichtet wird.
- - At least two mutually offset sensor elements for detecting an intensity of a respective light beam;
- A light guide element to connect a first one of the light beams and a second one of the light beams which are coupled into the support element at the detection area to one or more of the light beams to lead multiple exit areas, so that the first light beam is directed to one of the sensor elements and the second light beam to another of the sensor elements.
Eine Idee der vorliegenden Erfindung besteht darin, Lichtstrahlenbündel, die aus zwei verschiedenen Richtungen unter einem sehr spitzen Winkel auf den Detektionsbereich eintreffen in die Lichtsensoranordnung einzukoppeln und dort so zu führen, dass diese auf verschiedene Sensorelemente gerichtet werden können, wobei eine nahezu vollständige Trennung der Lichtstrahlenbündel erreicht werden soll.A The idea of the present invention is to provide light beams which from two different directions at a very acute angle arrive at the detection area in the light sensor arrangement to couple and lead there that these can be directed to different sensor elements, wherein an almost complete one Separation of the light beams should be achieved.
Weiterhin kann das Lichtleiterelement ausgebildet sein, um das erste Lichtstrahlenbündel und das zweite Lichtstrahlenbündel auf verschiedene voneinander getrennte Austrittsbereiche zu führen.Farther For example, the optical waveguide element may be configured to surround the first light beam and the second light beams to lead to different separate exit areas.
Insbesondere kann das Lichtleiterelement ausgebildet sein, um das zweite Lichtstrahlenbündel an einem der Austrittsbereiche auszukoppeln, wobei das Lichtleiterelement an einem der Austrittsbereichen eine Reflektionsfläche aufweist, um das erste Lichtstrahlenbündel auf einen weiteren der Austrittsbereiche zu reflektieren und dort auszukoppeln. Der eine Austrittsbereich kann so bezüglich der Lichtstrahlenbündel geneigt sein, dass das zweite Lichtstrahlenbündel an dem einen Austrittsbereich ausgekoppelt wird und das erste Lichtstrahlenbündel an dem einen Austrittsbereich totalreflektiert wird.Especially For example, the light guide element can be designed to contact the second light beam to decouple one of the exit areas, wherein the light guide element has a reflection surface at one of the exit regions, around the first ray of light to reflect on another of the exit areas and there decouple. The one exit area can thus with respect to Light beam be inclined that the second light beam at the one exit area is coupled out and the first light beam at the one exit area is totally reflected.
Demgemäß kann das Auftrennen so erfolgen, dass eines der Lichtstrahlenbündel an einer Position und/oder in einer Richtung aus einem Lichtwellenleiter ausgekoppelt wird, während das andere Lichtstrahlenbündel in dem Lichtwellenleiter mindestens einmalig totalreflektiert wird und einen von dem ersten Lichtstrahlenbündel verschiedenen Austrittsbereich aus dem Lichtwellenleiter aufweist. Dadurch lassen sich Lichtstrahlenbündel, die aus sehr nahe beieinander liegenden Richtungen auf den Detektionsbereich einfallen, an verschiedenen Bereichen des Lichtwellenleiters auskoppeln, so dass eine sehr gute Trennung der einzelnen Lichtstrahlenbündel erfolgt und so die Intensität der Lichtstrahlenbündel durch separate Lichtsensoren selektiv detektiert werden kann.Accordingly, the Separating done so that one of the light beams a position and / or in one direction of an optical waveguide is decoupled while the other light beam in the optical waveguide is totally reflected at least once and an exit region other than the first light beam has from the optical waveguide. This allows light beams, the from very close to each other directions on the detection area come in, decouple at different areas of the optical waveguide, so that a very good separation of the individual light beams takes place and so the intensity the light beam through separate light sensors can be selectively detected.
Das Lichtleiterelement kann weiterhin ausgebildet sein, um das erste Lichtstrahlenbündel und das zweite Lichtstrahlenbündel auf einen gemeinsamen Austrittsbereich zu führen, wobei die Lichtstrahlenbündel auf den gemeinsamen Austrittsbereich in verschiedenen Richtungen geführt werden, so dass diese in verschiedenen Richtungen ausgekoppelt werden, so dass die Lichtstrahlenbündel auf zueinander versetzte Sensorelemente gerichtet werden.The The optical waveguide element can furthermore be designed to be the first Light beam and the second light beam to lead to a common exit region, wherein the light beams on the common exit area are guided in different directions, so that these are coupled out in different directions, so that the light beams be directed to mutually offset sensor elements.
Der gemeinsame Austrittsbereich kann bezüglich der Lichtstrahlenbündel so geneigt sein, dass die Lichtstrahlenbündel an den Austrittsbereichen in unterschiedlichen Richtungen ausgekoppelt werden, so dass diese auf das jeweilige Sensorelement fallen.Of the common exit region can with respect to the light beam so be inclined that the light beams at the exit areas be decoupled in different directions, so this fall on the respective sensor element.
Gemäß einer Ausführungsform können eine oder mehrere Blenden zwischen den Austrittsbereichen vorgesehen sein. Weiterhin können Blenden zum Begrenzen des Detektionsbereichs und zum Trennen der Lichtstrahlenanteile beim Übergang von der Windschutzscheibe zum Lichtleiterelement vorgesehen sein, um insbesondere die auf die Lichtsensoreinheiten gerichteten Lichtstrahlenbündel von Lichtstrahlen des Umgebungslichts zu separieren.According to one embodiment can one or more apertures provided between the exit areas be. Furthermore you can Apertures for limiting the detection area and for separating the Light ray components at the transition be provided from the windshield to the light guide element, in particular, the light beams of light rays directed onto the light sensor units to separate the ambient light.
Weiterhin können eine oder mehrere weitere Blenden an einer Fläche des Lichtleiterelements angeordnet sein, über die die Lichtstrahlenbündel in das Lichtleiterelement eingekoppelt werden, wobei die weiteren Blenden voneinander getrennte Öffnungen für das erste und das zweite Lichtstrahlenbündel definieren.Farther can one or more further diaphragms on a surface of the light guide element be arranged over the light beams be coupled into the light guide element, wherein the other Aperture separate openings for the first and the second light beam define.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist eine Sensoreinheit mit der obigen Lichtsensoranordnung und mit einem optisch transparenten Trägerelement vorgesehen, an dem die Lichtsensoranordnung angebracht ist, um die Lichtstrahlenbündel über den Detektionsbereich des Trägerelements in das Lichtleiterelement einzukoppeln.According to one Another aspect is a sensor unit with the above light sensor arrangement and provided with an optically transparent support member on which the light sensor assembly is mounted to transmit the light beams across the Detection area of the support element couple into the light guide element.
Gemäß einem weiteren Aspekt ist vorgesehen, die obige Lichtsensoranordnung in einem Umgebungslichtsensor zu verwenden, wobei der Umgebungslichtsensor Intensitäten von mindestens zwei gerichteten Lichtstrahlenbündel erfasst, um eine Angabe für eine Lichtintensität des ersten Lichtstrahlenbündels aus einer fahrbahnparallelen Richtung einer Scheinwerfersteuereinheit und eine Angabe für eine Lichtintensität des zweiten Lichtstrahlenbündels einer Head-Up-Display-Steuereinheit zu Verfügung zu stellen.According to one Another aspect is provided, the above light sensor arrangement in an ambient light sensor, wherein the ambient light sensor intensities of at least two directed light beams detected to an indication for one Light intensity of the first light beam from a lane-parallel direction of a headlight control unit and an indication for a light intensity of the second light beam a head-up display control unit available to deliver.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Bevorzugte Ausführungsformen werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:preferred embodiments will be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. It demonstrate:
Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments
Der
Umgebungslichtsensor
Die
Head-Up-Display-Einheit
Der
Umgebungslichtsensor
An
einer Innenfläche
der Windschutzscheibe
Die
vorliegende Lichtsensoranordnung
Die
Intensität
des ersten Lichtstrahlenbündels
L1 stellt eine Größe dar, die z. B. wie oben
beschrieben bei der Verwendung einer automatischen Steuerung eines
Ein- und Ausschaltverhaltens eines Scheinwerfers verwendet wird.
Beispielsweise kann die Intensität
des ersten Lichtstrahlenbündels
L1 ausgewertet werden, um einen Tunnel oder
eine Brücke zu
erkennen, so dass bereits beim oder vor dem Eintauchen in den Schatten
des Tunnels bzw. der Brücke
das Licht eingeschaltet wird. Die beiden oben beschriebenen Funktionen
lassen sich durch die Lichtsensoranordnung
Dazu
wird das zweite Lichtstrahlenbündel
L2, das unter einem Winkel auf den Detektionsbereich
Die
fahrbahnparallel einfallenden Lichtstrahlen (Lichtstrahlenbündel L1) werden in der Windschutzscheibe
Das
Lichtleiterelement
Der
erste Austrittsbereich
Durch
die oben beschriebene Lichtsensoranordnung
Bei
der Ausführungsform
der
Durch
die versetzte Anordnung des ersten und zweiten Lichtsensors
Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann die Platine senkrecht zur fahrbahnparallen Richtung angeordnet sein.in the shown embodiment the board can be arranged perpendicular to the road parallel direction be.
In
Um
eine bessere Trennung der gerichteten Lichtstrahlenbündel L1, L2 zu erreichen,
kann vorgesehen sein, geeignete Blenden (
Claims (10)
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DE200910028468 DE102009028468A1 (en) | 2009-08-12 | 2009-08-12 | Light sensor arrangement for sensor unit of ambient light sensor of motor vehicle, has light conductor element for guiding light beam bundles coupled at carrier element to output areas such that bundles are directed to sensor elements |
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DE200910028468 DE102009028468A1 (en) | 2009-08-12 | 2009-08-12 | Light sensor arrangement for sensor unit of ambient light sensor of motor vehicle, has light conductor element for guiding light beam bundles coupled at carrier element to output areas such that bundles are directed to sensor elements |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2696180A1 (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-12 | Niles Co., Ltd. | Light automatic ON/OFF control device |
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2009
- 2009-08-12 DE DE200910028468 patent/DE102009028468A1/en not_active Withdrawn
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