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ERFINDUNGSGEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein Beleuchtungseinrichtungen, die mehrere Farblichtausgaben erzeugen können, und insbesondere betrifft sie den nahtlosen Farbübergang von einer Farbe zur anderen Farbe während Farbänderungen mit der Beleuchtungseinrichtung.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Motorfahrzeuge sind in der Regel mit zahlreichen Beleuchtungseinrichtungen zur Verwendung in der Fahrgastzelle im Inneren und an der Karosserieaußenseite ausgestattet. Beispielsweise werden Beleuchtungseinrichtungen gemeinhin im Fahrzeuginneren als Fußraumleuchten, Türleuchten, Instrumententafelleuchtgruppen, an Einstiegsleisten installierte Leuchten, am Himmel angebrachte Innenlampen, Getränkehalterbeleuchtung, Aufbewahrungsbehälterbeleuchtung, Tischbeleuchtung sowie draußen am Fahrzeug als Außenpfützenbeleuchtung und verschiedene andere Beleuchtungsanwendungen verwendet. In der Vergangenheit wurden Fahrzeugbeleuchtungseinrichtungen allgemein zur Bereitstellung einer vorbestimmten Farblichtausgabe konfiguriert. Unlängst sind Fahrzeuge mit Beleuchtungseinrichtungen ausgestattet worden, die mehrere Lichtfarboptionen bieten können. Ein Benutzer kann von einer Lichtfarbe auf eine andere Lichtfarbe wechseln, um das Ambiente innerhalb der Fahrzeugpassagierzelle oder an der Außenseite des Fahrzeugs zu ändern.
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Herkömmliche Beleuchtungseinrichtungen wechseln in der Regel von einem Farblicht zu einem anderen Farblicht, indem das erste Farblicht schlichtweg ausgeschaltet wird und das neue, zweite Farblicht unmittelbar angeschaltet wird, gewöhnlich innerhalb einer sehr kurzen Zeit. Dieser relativ sofortige Farbwechsel kann die Erzeugung eines dritten Farblichts, einem Zwischenfarblicht, verursachen. So kann beispielsweise beim Übergang von rotem zu blauem Licht eine für Fahrzeuginsassen unerwünschte lila Farbe erscheinen. Dieser herkömmliche Lichtfarbübergang kann schlechthin einen unerwünschten wahrgenommenen Effekt aufweisen.
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Dementsprechend ist es wünschenswert, mit einer Beleuchtungseinrichtung wie einer in einem Fahrzeug befindlichen, die keine unerwünschte Mischfarbe beim Farbwechsel erzeugt, einen nahtlosen Lichtübergang von einem Farblicht zu einem anderen Farblicht bereitzustellen.
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KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Vorgesehen ist eine Beleuchtungseinrichtung gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung. Die Beleuchtungseinrichtung enthält eine oder mehrere Lichtquellen, die mehrere unterschiedliche Lichtfarben erzeugen können. Die Beleuchtungseinrichtung enthält weiterhin eine Steuerung zum Steuern der Lichtausgabe durch die eine oder die mehreren Lichtquellen. Die Steuerung veranlasst die eine oder die mehreren Lichtquellen dazu, für eine kurze Zeit beim Übergang zwischen anderen unterschiedlichen Farblichtern ein Zwischenfarblicht zu erzeugen.
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Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Wechseln von Farbausgaben mittels einer Beleuchtungseinrichtung vorgesehen. Das Verfahren enthält die Schritte Aktivieren der Beleuchtungseinrichtung zur Ausgabe eines ersten Farblichts und Desaktivieren des ersten Farblichts. Das Verfahren enthält weiterhin den Schritt Erzeugen eines Zwischenfarblichts mit der Beleuchtungseinrichtung für eine kurze Zeit. Das Verfahren enthält ferner den Schritt Erzeugen eines zweiten Farblichts mit der Beleuchtungseinrichtung.
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Diese und andere Aspekte, Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden dem Fachmann beim Betrachten der folgenden Beschreibung, Ansprüche und angehängten Zeichnungen verständlich.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In den Figuren
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zeigt 1 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs mit mehreren Beleuchtungseinrichtungen, gemäß einer Ausführungsform;
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zeigt 2 ein Blockschaltbild, das ein Beleuchtungseinrichtungssteuersystem zum Steuern des Übergangs von Farbausgaben durch Beleuchtungseinrichtungen veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform;
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zeigt 3 ein Zeitablaufdiagramm, das die Anwendung einer Übergangszwischenfarbe für den Farbwechsel veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform;
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zeigt 4 einen Graph, der den Effekt des Übergangs zu der Zwischenfarbe veranschaulicht, gemäß der vorliegenden Erfindung;
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zeigt 5 ein Zeitablaufdiagramm, das eine gepulste Anwendung einer Zwischenlichtfarbe veranschaulicht, gemäß einer weiteren Ausführungsform; und
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zeigt 6 ein Flussdiagramm, das ein Verfahren zum Wechseln von Lichtfarbausgaben einer Beleuchtungseinrichtung veranschaulicht, gemäß einer Ausführungsform.
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Mit Bezug auf 1 ist, gemäß einer Ausführungsform, allgemein ein Fahrzeug 10 veranschaulicht, das mehrere Beleuchtungseinrichtungen 12 aufweist, die an verschiedenen Stellen in der Fahrgastzelle eingebaut sind. Zu dem Fahrzeug 10 kann ein Fahrzeug mit Rädern zählen, wie einem Auto, LKW, ATV, oder auch ein Bus, ein Zug, Boot, Flugzeug oder ein anderes Fahrzeug, bei dem eine oder mehrere Beleuchtungseinrichtungen verwendet werden können. Zu den Beleuchtungseinrichtungen 12 können zahlreiche Beleuchtungseinrichtungen zählen, die im Inneren des Fahrzeugs 10 oder an seiner Außenseite Umgebungslicht bereitstellen und Lichtfarbausgaben gemäß einer Benutzereingabe oder -anwendung ändern können.
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1 zeigt mehrere beispielhafte Beleuchtungseinrichtungen 12 an verschiedenen Stellen in dem Fahrzeug 10. Gemäß einer Ausführungsform können die Beleuchtungseinrichtungen 12 eine oder mehrere Fußraumleuchten, Türleuchten, Instrumententafelleuchtgruppen, an Einstiegsleisten installierte Leuchten, am Himmel angebrachte Innenlampen, Getränkehalterleuchten, Aufbewahrungsbehälterleuchten, Tischleuchten sowie andere im Fahrzeug 10 vorgesehene Innenbeleuchtungseinrichtungen umfassen. Gemäß anderen Ausführungsformen können die Beleuchtungseinrichtungen 12 eine oder mehrere draußen am Fahrzeug verwendete Leuchten umfassen, wie z. B. Pfützenbeleuchtung und andere Beleuchtungsanwendungen.
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Obwohl die Beleuchtungseinrichtungen 12 hier an einem Fahrzeug 10 angebracht gezeigt und beschrieben sind, versteht es sich, dass die Beleuchtungseinrichtungen 12 auch in anderen Anwendungen verwendet werden können. Zum Beispiel können die Beleuchtungseinrichtungen 12 bei jeder Beleuchtungseinrichtung verwendet werden, die einen Wechsel von Lichtfarbausgabe erzeugen kann. Zum Beispiel können die Beleuchtungseinrichtungen 12 in einer Wohnumgebung als Nachtleuchten, Anzeigeleuchten von Geräten und anderen Anwendungen dienen. Ferner versteht es sich, dass die Beleuchtungseinrichtungen 12 in anderen Anwendungen, wie unter anderem Anzeigeleuchten für mobile Einrichtungen, Signalanzeigeleuchten für Straßenlampen und verschiedenen anderen Anwendungen Verwendung finden können.
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Es versteht sich, dass eine oder mehrere Beleuchtungseinrichtungen 12 zur Bereitstellung mehrerer Lichtfarboptionen konfiguriert sein können, so dass ein Benutzer oder eine Anwendung, wie z. B. eine programmierte Routine, die Beleuchtungsausgabe von einer Lichtfarbe zu einer anderen Lichtfarbe ändern kann, um das Ambiente zum Beispiel in einer Fahrgastzelle oder an der Außenseite des Fahrzeugs 10 zu ändern. Die eine oder die mehreren Beleuchtungseinrichtungen 12 können durch einen Benutzer über eine oder mehrereere Benutzereingabeschnittstellen 14 gesteuert werden. Die Benutzereingabeschnittstellen 14 können einen oder mehrere von Hand zu betätigende Schalter, wie Kippschalter, kapazitive Schalter, und andere bekannte Schalter zum An- und Ausschalten von Leuchten und zum Wechseln von Lichtfarbe umfassen. Gemäß anderer Ausführungsformen kann die Benutzereingabeschnittstelle 14 Berührungsbildschirmeingaben, die auf elektronischen Einrichtungen wie einer Navigationsanzeige 14 oder einem Smartphone erhältlich sind, umfassen. Es versteht sich weiterhin, dass die Beleuchtungseinrichtungen 12 aufgrund von Anwendungen, die durch programmierte Routinen, unabhängig von einer manuellen Eingabesteuerung durch einen Benutzer, gesteuert werden können, geändert werden können.
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Bei der gezeigten Ausführungsform weist das Fahrzeug 10 mehrere Fahrzeugbeleuchtungseinrichtungen auf, von denen jede zur Bereitstellung eines nahtlosen, ästhetisch ansprechenden Farbübergangs zwischen verschiedenen Lichtfarben während eines Lichtfarbwechsels gesteuert wird. Jede der Fahrzeugbeleuchtungseinrichtungen 12 enthält eine oder mehrere Lichtquellen, die mehrere unterschiedliche Lichtfarben erzeugen können. Gemäß einer Ausführungsform kann jede Beleuchtungseinrichtung 12 mehrere Leuchtdioden (LEDs) enthalten, die gemeinsam in einem einzigen LED-Paket untergebracht sind. Gemäß einem Beispiel kann das LED-Paket drei farbige LEDs enthalten, nämlich eine rote Diode, eine grüne Diode und eine blaue Diode, die jeweils eine rote, grüne bzw. blaue Ausgabe erzeugen oder die Farben zur Bereitstellung anderer Lichtausgabefarben mischen können. Das Mischen von roter, grüner und blauer Lichtfarbe zu ungefähr gleichen Mengen kann zum Beispiel eine bekannte Weißlichtausgabe erzeugen, die als die Übergangsfarbe dienen kann. Durch Auswahl unterschiedlicher Farbkombinationen in verschieden proportionierten Lichtintensitäten lassen sich viele Farbvarianten erzielen. Es versteht sich, dass auch andere Lichtquellen zur Bereitstellung der verschiedenen Lichtfarbausgaben verwendet werden können.
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Mit Bezug auf 2 sind mehrere Beleuchtungseinrichtungen 12 gezeigt, die jeweils eine oder mehrere Lichtquellen 20, die mit LED1 bis LEDN markiert sind, aufweisen. Bei dieser Ausführungsform handelt es sich bei den mit LED1 bis LEDN markierten Beleuchtungsquellen um einzelne LED-Leuchtpakete, die mehrere verschiedene Lichtfarben erzeugen können. Jede Beleuchtungsquelle 20 wird durch eine Steuerung gesteuert gezeigt, die als eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (Application-Specific Integrated Circuit – ASIC) 22 gezeigt ist. Mehrere ASICs 22 werden hier als von ASIC1 bis ASICN markiert für die Steuerung der durch die mehreren jeweils von LED1 bis LEDN markierten Lichtquellen erzeugte Lichtfarbausgabe gezeigt. Jede ASIC 22 ist eine Steuerung, die sich aus Steuerschaltkreisen zusammensetzt, die die Steuerung der Lichtfarbausgabe durch die entsprechende eine oder die entsprechenden mehreren Lichtquellen erlauben. Die Steuerung veranlasst die eine oder die mehreren Lichtquellen 20 dazu, für eine kurze Zeit ein Übergangszwischenfarblicht beim Übergang zwischen unterschiedlichen Lichtfarben zu erzeugen. Dies kann als Antwort auf eine Benutzereingabeschnittstelle 14, die Steuersignale an die entsprechenden Steuerschaltkreise 22 bereitstellt, geschehen. Obwohl hier einzelne ASIC-Steuerungen 22 gezeigt und beschrieben sind, versteht es sich, dass andere Steuerschaltungen wie ein oder mehrere Mikroprozessoren als Steuerung zum Steuern der Lichtfarbausgabe von der einen oder den mehreren Lichtquellen 20 verwendet werden können.
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Mit Bezug auf 3 ist die Steuerung der Lichtfarbausgabe, gemäß einer Ausführungsform, durch die eine oder die mehreren Lichtquellen 20 veranschaulicht. Bei dieser Ausführungsform steuert die Steuerung die eine oder die mehreren Lichtquellen 20 an, als Antwort auf ein Steuersignal eine erste Farbe mit einer Lichtausgabeamplitude 30, als Farbe 1 gezeigt, zu erzeugen. Wird ein Farbwechsel von Farbe 1 zu Farbe 2 angefordert, veranlasst die Steuerung die eine oder die mehreren Lichtquellen 20, für eine kurze Zeit nach Desaktivierung der Startlichtfarbe 1 und vor der Aktivierung der letzten wünschenswerten Lichtfarbe 2, eine Übergangszwischenlichtfarbe, als Farbe 3 markiert gezeigt, zu erzeugen. Wie gezeigt wird die Farbe 1 zur Zeit T1 desaktiviert, und mit der Neigung der Lichtausgabe 32 von Zeit T1 zu T3 wird das Abschalten gezeigt. Zur Zeit T3 erzeugt die Steuerung ein Steuersignal zum Erzeugen eines bekannten dritten Farblichts als Zwischenfarblicht (Farbe 3), bei dem es sich um ein vorbestimmtes Weißlicht handeln kann und das wie gezeigt durch die Lichtausgabe 34 von Zeit T3 auf T4 erzeugt wird. Gemäß einer Ausführungsform ist das Zwischenweißlicht nur für eine kurze Zeit aktiviert, z. B. weniger als fünf Sekunden, und vorzugsweise für eine kurze Zeit von weniger als zwei Sekunden. Bei einer Ausführungsform ist das Zwischenweißlicht für eine kurze Zeit im Bereich von 20 Millisekunden bis 500 Millisekunden aktiviert und anschließend zur Zeit T4 abgeschaltet. Zur Zeit T4 wird die zweite Lichtfarbe (Farbe 2) angeschaltet und die Farbe 2 treibt die Lichtausgabe entlang der Linie 36 auf die Höchstlichtausgabe auf der Linie 38 zur Zeit T2 gemäß Steuersignalen. Durch Einführen des Zwischenweißlichts (Farbe 3) eliminiert oder blockt das Weißlicht im Wesentlichen die Mischung von Licht, die beim Übergang von Farbe 1 auf Farbe 2 stattfinden kann, um so die Erzeugung anderer, potenziell unerwünschter wahrgenommener Farben zu vermeiden.
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Es versteht sich, dass die eine oder die mehreren Lichtquellen 20 dazu gesteuert werden können, angeschaltet (aktiviert) und ausgeschaltet (desaktiviert) zu werden, indem die an den Beleuchtungsquellen anliegende Spannung oder der an den Beleuchtungsquellen anliegende Strom gesteuert wird. Es versteht sich weiterhin, dass die Amplitude der Lichtquellen 20 mittels Pulsbreitenmodulationssteuerung oder Stromsteuerung gesteuert werden kann. Gemäß einer Ausführungsform wird das Zwischenlicht nach der Desaktivierung der ersten Farbe innerhalb einer Zeitdauer von 10 bis 500 Millisekunden aktiviert. Ferner wird gemäß einer Ausführungsform die Zwischenlichtfarbe ausgeschaltet (desaktiviert) und innerhalb einer Zeitdauer von 10 bis 500 Millisekunden nach dem Abschalten der Zwischenlichtfarbe das dritte Farblicht aktiviert.
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Mit Bezug auf 4 ist der effektive Übergang zu dem Zwischenfarblicht zwischen den Lichtfarbwechseln gezeigt. Wie in 4 gezeigt würde ohne das Zwischenfarblicht ein Übergang direkt von Farbe 1 (C1) zu Farbe 2 (C2) stattfinden, der durch einen Mischfarbbereich 40 auf Basis der Farbtafel laufen würde. Zum Beispiel würde in der Regel beim Übergang von einer roten Farbe zu einer blauen Farbe eine Überlappung bei der optisch wahrgenommenen Farbe vorkommen und würde bei diesem Beispiel im Bereich 40 eine lila Lichtfarbe erzeugen. Durch absichtliches Einfügen einer vorbestimmten Zwischenlichtfarbe, die als Farbe 3 (C3) gezeigt ist, wird die Erzeugung einer unerwünschten Mischfarbe im Bereich 40 vermieden, so dass beim Übergang von der ersten Lichtfarbe C1 zu einer anderen, zweiten Lichtfarbe C2 ein nahtloser Farbübergang stattfindet. Bei einer Ausführungsform handelt es sich bei der vorbestimmten Zwischenfarbe um ein Weißlicht. Es versteht sich jedoch, dass gemäß anderen Ausführungsformen als Zwischenfarbe vorbestimmte Farben verwendet werden können.
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Mit Bezug auf 5 wird gemäß einer anderen Ausführungsform ein Lichtfarbübergang von Lichtfarbe 1 zu Lichtfarbe 2 mittels einer gepulsten Zwischenfarbe gezeigt. Bei dieser Ausführungsform findet ein Lichtfarbwechselübergang von Lichtfarbe 1 zu Lichtfarbe 2 durch Übergang durch die Zwischenweißlichtfarbe 52, die mehrmals gepulst wird, statt. Gemäß einer Ausführungsform können fünf Pulse innerhalb einer Zeitdauer von weniger als fünf Sekunden, bevorzugter von weniger als zwei Sekunden und am meisten bevorzugt innerhalb einer Zeitdauer von 20 bis 1500 Millisekunden bereitgestellt werden. Dabei pulsiert das Zwischenfarblicht 52 mehrmals an und aus, um die Zwischenfarbe bereitzustellen, so dass das unerwünschte Farbmischen zwischen Lichtfarbe 1 und 2 vermieden oder ausreichend blockiert wird, um einen nahtlosen Farbübergang bereitzustellen. Das Zwischenfarblicht 52 kann gemäß einer Ausführungsform mit einer Frequenz im Bereich von 0,2–5000 Hz gepulst werden. Jeder Zwischenlichtpuls kann gemäß einem Beispiel eine Zeitbreite W von ungefähr 20 Millisekunden haben, und die Pulse sind durch die Zeit S von ungefähr 20 Millisekunden voneinander beabstandet. Die Zwischenfarbenpulse können im Bereich von ungefähr 5 Mikrosekunden bis 1 Sekunde liegen.
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Mit Bezug auf 6 wird gemäß einer Ausführungsform ein Verfahren 60 zum Steuern einer Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung zum nahtlosen Wechsel zwischen Lichtfarbausgaben veranschaulicht. Das Verfahren 60 beginnt mit Schritt 62 und geht weiter zu dem Entscheidungsschritt 64 zum Bestimmen, ob eine Lichteingabeanforderung empfangen wurde. Wurde eine Lichteingabeanforderung nicht empfangen, geht die Routine 60 automatisch zurück zum Start 62. Wurde eine Lichteingabe empfangen, geht das Verfahren 60 zum Schritt 66 zum Aktivieren der Beleuchtungseinrichtung und zur Eingabe der ersten ausgewählten Lichtfarbe weiter. Daraufhin prüft das Verfahren 60 beim Entscheidungsschritt 68 auf eine Lichtfarbwechselanforderung und geht wieder zurück, falls eine solche Anforderung nicht vorliegt. Wurde ein Lichtfarbwechsel angefordert, geht das Verfahren 60 zum Schritt 70 zum Ausschalten des ersten Farblichts weiter und erzeugt danach bei Schritt 72 ein Zwischenfarblicht. Das Zwischenfarblicht ist nur für eine kurze Zeit aktiviert, so dass es bei Schritt 74 innerhalb einer Zeitdauer von weniger als zwei Sekunden ausgeschaltet wird. Nach Aktivierung und Desaktivierung des Zwischenfarblichts geht das Verfahren 60 zu Schritt 76 zum Erzeugen der angeforderten zweiten Farbe weiter, bevor es bei Schritt 78 zurückkehrt. Dementsprechend blockiert die Erzeugung der vorbestimmten dritten Farbe als Zwischenfarbe ein unerwünschtes Mischen von Lichtfarben, das ansonsten während des Übergangs von einer Lichtfarbe zu einer anderen Lichtfarbe vorkommen könnte.
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Dementsprechend stellen die Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung 12 und das Verfahren 60 zum Wechseln von Lichtfarbausgaben einer Fahrzeugbeleuchtungseinrichtung einen nahtlosen Übergang zwischen Lichtausgabefarben derart, dass unerwünschte Farbmischung verhindert oder blockiert wird, bereit. Als solches erzeugt der Farbübergang zur Bereitstellung eines wünschenswerten Umgebungsbeleuchtungserlebnisses eine standardmäßige translatorische Farbe. Es versteht sich, dass die in den angehängten Zeichnungen veranschaulichten und in der Beschreibung beschriebenen spezifischen Beleuchtungseinrichtungen und Verfahren einfach beispielhafte Ausführungsformen des in den angehängten Ansprüchen definierten erfinderischen Konzepts sind. So sind, sofern es in den Ansprüchen nicht ausdrücklich anders angegeben ist, spezifische Abmessungen und andere physikalische Eigenschaften hinsichtlich der hier offenbarten Ausführungsformen nicht als einschränkend anzusehen.
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Es versteht sich, dass Varianten und Modifikationen auf der oben erwähnten Struktur durchgeführt werden können, ohne von den Konzepten der vorliegenden Erfindung abzuweichen, und es versteht sich weiter, dass solche Konzepte durch die folgenden Ansprüche abgedeckt sein sollen, sofern es die Sprache dieser Ansprüche nicht ausdrücklich anders angibt.
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Bezugszeichenliste
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- 62
- START
- 64
- LICHTEINGABEANFORDERUNG?
- 66
- AKTIVIEREN DER BELEUCHTUNGSEINRICHTUNG UND EINGABE DER ERSTEN FARBE
- 68
- LICHTFARBWECHSEL ANGEFORDERT?
- 70
- AUSSCHALTEN DER ERSTEN FARBE
- 72
- ERZEUGEN DER ZWISCHENFARBE
- 74
- AUSSCHALTEN DER ZWISCHENFARBE
- 76
- ERZEUGEN DER ANGEFORDERTEN ZWEITEN FARBE
- 78
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