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BESCHREIBUNG:
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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 9
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Eine solche Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten zumindest eines Beleuchtungsbereichs eines Innenraums eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Beleuchtungseinrichtung sind beispielsweise bereits der
DE 10 2004 039 284 A1 als bekannt zu entnehmen. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst dabei wenigstens eine erste Lichtquelle zum Beleuchten eines ersten Teils des Beleuchtungsbereichs sowie wenigstens eine zweite Lichtquelle zum Beleuchten eines zweiten Teils des Beleuchtungsbereichs.
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Ferner umfasst die Beleuchtungseinrichtung eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Lichtquellen. Mit anderen Worten ist es bei dem Verfahren vorgesehen, dass die Lichtquellen mittels der Steuereinrichtung angesteuert werden. Darunter ist beispielsweise zu verstehen, dass die jeweiligen Lichtquellen mittels der Steuereinrichtung aktiviert und deaktiviert werden. In aktiviertem Zustand strahlen die jeweiligen Lichtquellen Licht aus, mittels welchem der Beleuchtungsbereich beleuchtet werden kann. In deaktiviertem Zustand strahlen die Lichtquellen kein Licht aus bzw. ein Ausstrahlen oder Abstrahlen von Licht unterbleibt.
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Ferner offenbart die
DE 10 2006 012 606 A1 eine Innenraumverkleidung für ein Fahrzeug, mit einer Verschalung und mit einer auf der Verschalung angeordneten Gewebeschicht, die ein Gewebe zur Verkleidung der Verschalung aufweist. Die Innenraumverkleidung umfasst ferner eine flächige Lichtquelle, die in dem Gewebe der Gewebeschicht und/oder unter der Gewebeschicht angeordnet ist und die dazu ausgelegt ist, großflächig Licht in Richtung eines Innenraums des Fahrzeugs auszusenden.
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Ferner ist aus der
DE 10 2007 013 925 A1 eine Beleuchtungsanordnung für einen Kraftwagen bekannt, mit wenigstens einer Beleuchtungseinrichtung, welche an einem dem Innenraum des Kraftwagens zugeordneten Bauteil angeordnet ist und zumindest ein Leuchtmittel, insbesondere eine LED, umfasst. Dabei ist es vorgesehen, dass die Beleuchtungseinrichtung an einer Türsäule, insbesondere einer A-Säule, des Kraftwagens angeordnet ist.
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Außerdem ist der
DE 10 2012 015 039 A1 eine Innenraumleuchte für ein Fahrzeug mit zumindest einer Leuchteinheit zum Beleuchten eines zu betrachtenden Objekts als bekannt zu entnehmen. Die Innenraumleuchte umfasst ferner eine Steuervorrichtung zum Ansteuern der Leuchteinheit und zum Erzeugen einer variablen Abstrahlcharakteristik der Leuchteinheit. Ferner ist eine Sensorvorrichtung zum Erfassen des zu betrachtenden Objekts vorgesehen, die mit der Steuervorrichtung verbunden ist. Außerdem ist es vorgesehen, dass die Sensorvorrichtung zum automatischen Erfassen der Anwesenheit und Position des zu betrachtenden Objekts in einem Erfassungsraum ausgebildet ist, wobei die Sensorvorrichtung die auf sie auftreffende Lichtintensität, die von dem erfassten Objekt emittiert wird, detektiert. Die Steuervorrichtung ist dazu ausgebildet, die Abstrahlcharakteristik der Leuchteinheit in Abhängigkeit von der detektierten Lichtintensität des zu betrachtenden Objekts zu steuern.
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Des Weiteren offenbart die
DE 10 2006 027 549 A1 ein Kraftfahrzeug mit wenigstens einer einem bestimmten Fahrzeugsitz zugeordneten Leseleuchte. Dabei ist es vorgesehen, dass der Leseleuchte eine Sensoreinrichtung zugeordnet ist, die zum Erfassen eines von einer Person in der Nähe der Leseleuchte bewegten Gegenstands ausgebildet ist. Die Leseleuchte ist zum Erzeugen eines in seiner Richtung bezüglich des Fahrzeugsitzes in Abhängigkeit von dem Erfassungsergebnis als in seine Richtung variierenden Lichts ausgebildet.
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Weiterhin offenbart die
DE 102 51 133 B3 eine Einrichtung zur Steuerung einer Beleuchtung, insbesondere für Fahrzeuginnenräume, mit wenigstens einer Lichtquelle, wenigstens einem die Lichtquelle beeinflussenden Sensor, der zumindest die Bewegung eines Körpers oder eines Teils des Körpers im sensoraktiven Bereich des Sensors erfasst, sowie mit einer der Lichtquelle zugeordneten Steuereinheit zur Ansteuerung der Lichtquelle in Abhängigkeit von einem von dem Sensor gelieferten Sensorsignal mittels Steuermitteln, die das Licht der Lichtquelle in Abhängigkeit von einem zumindest der Position des Körpers entsprechenden Sensorsignal der Bewegung des Körpers nachführen.
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Aus der
DE 298 22 554 U1 ist eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten bestimmter Innenraumbereiche eines Kraftfahrzeugs bekannt. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst eine Sensorik zum Detektieren von Bewegungen im Innenraum des Kraftfahrzeugs einschließlich einer Auswerteeinheit zum Auswerten detektierter Bewegungen im Innenraum. Ferner sind Leuchtmittel zum Beleuchten des oder der Innenraumbereiche sowie Mittel zur Adaption der Beleuchtung an einen durch die Bewegung geänderten Beleuchtungsbedarf vorgesehen.
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Schließlich ist der
DE 10 2012 017 276 A1 ein Verfahren zum automatischen Steuern einer Leuchteinheit im Innenraum eines Fahrzeugs als bekannt zu entnehmen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung und ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass sich eine besonders vorteilhafte Beleuchtung des Innenraums realisieren lässt.
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Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
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Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten zumindest eines Beleuchtungsbereichs eines Innenraums eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens und vorzugsweise eines Personenkraftwagens. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst wenigstens eine erste Lichtquelle zum Beleuchten eines ersten Teils des Beleuchtungsbereichs. Der erste Teil des Beleuchtungsbereichs wird auch als Beleuchtungsfeld bezeichnet, welches mittels der ersten Lichtquelle beleuchtbar ist.
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Die Beleuchtungseinrichtung umfasst ferner wenigstens eine zweite Lichtquelle zum Beleuchten eines zweiten Teils des Beleuchtungsbereichs. Der zweite Teil wird auch als zweites Beleuchtungsfeld bezeichnet, welches mittels der zweiten Lichtquelle beleuchtbar ist. Ferner umfasst die Beleuchtungseinrichtung eine Steuereinrichtung zum Ansteuern der Lichtquellen. Unter dem Ansteuern ist vorzugsweise zu versehen, dass die jeweiligen Lichtquellen mittels der Steuereinrichtung aktivierbar und deaktivierbar sind. Im aktivierten Zustand strahlen die jeweiligen Lichtquellen Licht ab bzw. aus, sodass das jeweilige Beleuchtungsfeld mittels der aktivierten Lichtquellen beleuchtet wird. Im deaktivierten Zustand strahlen die Lichtquellen kein Licht ab bzw. aus, sodass das jeweilige Beleuchtungsfeld nicht beleuchtet wird. Um nun eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Beleuchtung des Innenraums zu realisieren, ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, mittels welcher wenigstens ein zumindest teilweise in dem Beleuchtungsbereich angeordnetes Objekt erfassbar ist. Die Lichtquellen sind dabei mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt ansteuerbar, d.h. insbesondere aktivierbar und deaktivierbar. Beispielsweise stellt die Sensoreinrichtung wenigstens ein das erfasste Objekts charakterisierendes Signal bereit. Das Signal wird an die Steuereinrichtung übertragen und von der Steuereinrichtung empfangen, sodass die jeweiligen Lichtquellen mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem Signal und somit in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt ansteuerbar sind.
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Befindet sich das erfasste Objekt beispielsweise zumindest teilweise im ersten Teil bzw. im ersten Beleuchtungsfeld, so wird beispielsweise die wenigstens eine erste Lichtquelle aktiviert, während beispielsweise die wenigstens eine zweite Lichtquelle deaktiviert ist. Bewegt eine sich im Innenraum des Fahrzeugs aufhaltende Person, welche auch als Insasse bezeichnet wird, das Objekt beispielsweise aus dem ersten Teil bzw. dem ersten Beleuchtungsfeld in den zweiten Teil bzw. das zweite Beleuchtungsfeld, so kann diese Bewegung mittels der Sensoreinrichtung erfasst werden. In der Folge ist es möglich, dass die wenigstens eine erste Lichtquelle mittels der Steuereinrichtung deaktiviert wird, und dass die wenigstens eine zweite Lichtquelle mittels der Steuereinrichtung aktiviert wird. Dann ist die wenigstens eine zweite Lichtquelle aktiviert, während die wenigstens eine erste Lichtquelle deaktiviert ist. Somit wird das sich zumindest teilweise im zweiten Beleuchtungsfeld befindende Objekt mittels der wenigstens einen zweiten Lichtquelle zumindest teilweise beleuchtet, während die wenigstens eine erste Lichtquelle deaktiviert sein kann, da das Objekt nicht im ersten Beleuchtungsfeld angeordnet ist.
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Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, dass die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung bzw. die durch die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung bewirkte Beleuchtung des Innenraums Bewegungen des Objekts folgt, sodass eine gezielte und bedarfsgerechte Beleuchtung des Innenraums, insbesondere des Objekts, realisiert werden kann.
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Bei dem Objekt handelt es sich beispielsweise um ein Buch, eine Zeitschrift oder dergleichen, wobei die Person das Objekt betrachtet und beispielsweise eine Beschriftung oder eine Schrift des Objekts abliest. Dadurch, dass das Objekt mittels der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung gezielt und bedarfsgerecht beleuchtet werden kann, kann die Person bzw. der Insasse das Objekt auch bei schlechten Lichtverhältnissen bzw. bei dunklen Umgebungsbedingungen besonders gut optisch wahrnehmen. Gleichzeitig kann eine übermäßige Beleuchtung des Innenraums vermieden werden, da das Beleuchtungsfeld, in dem das Objekt nicht angeordnet ist, nicht beleuchtet wird. Dadurch können unerwünschte Reflexionen und Beeinträchtigungen der Sicht vermieden werden.
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Unter dem wenigstens einen mittels der Sensoreinrichtung erfassbaren Objekt ist beispielsweise ein Gegenstand zu verstehen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass die Sensoreinrichtung als das Objekt eine Person bzw. einen Insassen zumindest teilweise erfasst, wobei mittels der Sensoreinrichtung beispielsweise wenigstens ein Körperteil, insbesondere wenigstens eine Gliedmaße, der sich im Innenraum aufhaltenden Person erfasst wird. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, dass die Beleuchtungseinrichtung bzw. die durch sie bewirkte Beleuchtung des Innenraums Bewegungen des Körperteils, insbesondere einer Gliedmaße, des Insassen folgt und das Körperteil beleuchtet. Ferner ist es möglich, das Beleuchten von unerwünschten Körperteilen wie beispielsweise das Anstrahlen des Gesichts der Person zu vermeiden, sodass eine Blendung der Person vermieden werden kann.
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Bei dem Objekt kann es sich ferner beispielsweise um einen klappbaren bzw. faltbaren Tisch handeln, welcher gezielt beleuchtet bzw. angeleuchtet werden kann. Dabei ist es möglich, reflektierende Flächen wie beispielsweise Handtaschen etc. auszublenden, d.h. nicht zu beleuchten, um dadurch unerwünschte Reflexionen sicher zu vermeiden.
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Unter der Ansteuerung der Lichtquellen ist ferner beispielsweise zu verstehen, dass die aktivierten Lichtquellen mittels der Steuereinrichtung dimmbar sind, d.h. dass die jeweilige Helligkeit der aktivierten Lichtquellen mittels der Steuereinrichtung dimmbar sind. Dies bedeutet, dass die jeweilige Helligkeit der aktivierten Lichtquellen mittels der Steuereinrichtung einstellbar ist.
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Erfindungsgemäß weist die Beleuchtungseinrichtung wenigstens eine berührungsempfindliche Oberfläche auf, mittels welcher von einer Person durch Berühren der Oberfläche zumindest eine der Lichtquellen aktivierbar und deaktivierbar ist. Berührt beispielsweise die Person mit einem ihrer Finger die berührungsempfindliche Oberfläche, so wird dadurch zumindest eine der Lichtquellen aktiviert. Berührt die Person mit ihrem Finger die berührungsempfindliche Oberfläche erneut, so wird die eine Lichtquelle wieder deaktiviert. Der genannte Chip umfasst somit beispielsweise eine Bedieneinrichtung mit der berührungsempfindlichen Oberfläche, über welche die Person die Lichtquellen besonders bedarfsgerecht bedienen, d.h. insbesondere einschalten, ausschalten und gegebenenfalls dimmen kann.
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Die berührungsempfindliche Oberfläche ist durch ein transparentes bzw. lichtdurchlässiges Bedienelement gebildet, durch welches die Lichtquellen überdeckt sind. Mit anderen Worten ist das lichtdurchlässige Bedienelement in einem jeweiligen Strahlengang des von den Lichtquellen ausstrahlbaren Lichts angeordnet und fungiert somit als lichtdurchlässiger Schutz, mittels welchem die Lichtquellen vor einer Berührung durch Insassen geschützt werden. Das Bedienelement weist beispielsweise eine transparente kapazitive Beschichtung auf, mittels welcher die durch die Person bewirkte Berührung des transparenten Bedienelements erfassbar ist. Beispielsweise ist die Beschichtung mittels eines ITO-Verfahrens hergestellt (ITO - indium tin oxide - Indiumzinnoxid). Mit anderen Worten handelt es sich bei der Beschichtung beispielsweise um eine Indiumzinnoxid-Beschichtung als Halbleiter. Berührt beispielsweise ein Insasse des Fahrzeugs einen Teil bzw. eine Fläche des Bedienelements, wobei dieser Teil bzw. diese Fläche in einem Strahlengang einer der Lichtquellen angeordnet ist, so wird genau die zu diesem Strahlengang gehörende Lichtquelle angesteuert, d.h. beispielsweise gedimmt, aktiviert oder deaktiviert.
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Des Weiteren ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass sich die Teile mittig überlappen, wodurch jeweilige Kanten der Teile durch jeweilige Mittelpunkte der Teile verlaufen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt ein erster Beleuchtungszustand einstellbar, in welchem die erste Lichtquelle aktiviert und die zweite Lichtquelle deaktiviert ist. Dadurch wird der erste Teil bzw. das erste Beleuchtungsfeld beleuchtet, während der zweite Teil bzw. das zweite Beleuchtungsfeld nicht beleuchtet wird. Hierdurch ist eine besonders vorteilhafte und bedarfsgerechte Beleuchtung des Innenraums realisierbar.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt ein zweiter Beleuchtungszustand einstellbar ist, in welchem die erste Lichtquelle deaktiviert und die zweite Lichtquelle aktiviert ist. Im zweiten Beleuchtungszustand wird somit der zweite Teil beleuchtet, während der erste Teil nicht beleuchtet wird. Hierdurch ist eine besonders bedarfsgerechte Beleuchtung des Innenraums darstellbar. Ferner ist es möglich, Bewegungen des Objekts zu folgen bzw. die durch die Beleuchtungseinrichtung bewirkte Beleuchtung des Innenraums an unterschiedliche Positionen und somit an Bewegungen des Objekts bedarfsgerecht anzupassen.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Lichtquellen bezüglich des Innenraums fixiert sind. Darunter ist zu verstehen, dass die Lichtquellen relativ zum Innenraum fest, d.h. unbeweglich sind. Unter dem Ansteuern der Lichtquellen ist hierbei das Aktivieren und Deaktivieren, d.h. das An- und Ausschalten sowie gegebenenfalls das genannte Dimmen zu verstehen. Eine Bewegung der Lichtquellen relativ zum Innenraum, d.h. eine Lageänderung der Lichtquellen ist hierbei nicht vorgesehen und unterbleibt. Trotz dieser räumlichen Fixierung bzw. Festlegung der Lichtquellen ist eine besonders bedarfsgerechte Beleuchtung des Innenraums möglich, da die Lichtquellen bedarfsgerecht in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt angesteuert, d.h. aktiviert und deaktiviert bzw. gedimmt werden. Dadurch, dass die Lichtquellen lagefixiert und nicht etwa relativ zum Innenraum bewegbar sind, können die Komplexität und somit die Kosten der Beleuchtungseinrichtung gering gehalten werden.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn sich die Teile des Beleuchtungsbereichs überlappen. Mit anderen Worten überlappen sich die Beleuchtungsfelder. Der gesamte Beleuchtungsbereich ist somit in mehrere, sich gegenseitig überlappende Beleuchtungsfelder eingeteilt, wobei jedes Beleuchtungsfeld durch wenigstens eine separate Lichtquelle ausgeleuchtet bzw. beleuchtet wird. Vorzugsweise sind die jeweiligen Lichtquellen einzeln und insbesondere unabhängig voneinander ansteuerbar, sodass das jeweilige Beleuchtungsfeld unabhängig von umliegenden Beleuchtungsfeldern beleuchtet bzw. ausgeleuchtet werden kann. Insbesondere ist es möglich, das jeweilige Beleuchtungsfeld bedarfsgerecht zu- oder abzuschalten, d.h. zu aktivieren und zu deaktivieren.
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Dadurch, dass sich die Beleuchtungsfelder vorzugsweise überlappen, können unerwünschte und optisch wahrnehmbare Lichtkanten vermieden oder die Anzahl an Lichtkanten besonders gering gehalten werden, sodass sich für Insassen im Innenraum eine besonders gute und optisch angenehme Beleuchtung des Innenraums realisieren lässt. Vorzugsweise ist hierbei eine mittige oder halbflächige Überlappung der Beleuchtungsfelder vorgesehen, sodass beispielsweise wenigstens eine Kante bzw. Lichtkante des zweiten Beleuchtungsfelds in einer Mitte oder einem Mittenbereich des ersten Beleuchtungsfelds verläuft und umgekehrt.
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Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Sensoreinrichtung wenigstens eine Kamera zum Erfassen des Objekts aufweist. Mittels der Kamera können beispielsweise Bilder zumindest eines Teilbereichs des Innenraums erfasst werden. Der mittels der Kamera erfassbare Teilbereich des Innenraums umfasst dabei den Beleuchtungsbereich. Die Bilder werden beispielsweise einer Bildverarbeitung, insbesondere einer Objekterkennung, unterzogen, sodass - wenn sich das Objekt zumindest teilweise in dem Beleuchtungsbereich und somit in dem Teilbereich des Innenraums befindet - das Objekt anhand der Bildverarbeitung, insbesondere anhand der Objekterkennung, erfasst werden kann. Die Kamera ermöglicht somit eine besonders sichere und präzise Erfassung des Objekts.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinrichtung wenigstens einen Ultraschallsensor und/oder wenigstens einen Lasersensor zum Erfassen des Objekts umfassen. Ferner hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn die Kamera als Infrarotkamera ausgebildet ist, sodass das Objekt auch bei geringer Umgebungshelligkeit bzw. bei schlechten Lichtverhältnissen sicher erfasst werden kann.
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Alternativ oder zusätzlich kann die Sensoreinrichtung einen Helligkeitssensor zum Ermitteln einer Helligkeit im Innenraum umfassen. Hierdurch ist es beispielsweise möglich, die Lichtquellen, insbesondere ihre Helligkeit, in Abhängigkeit von der erfassten Helligkeit im Innenraum anzusteuern bzw. einzustellen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Lichtquellen an, insbesondere auf, einem Grundträger derart angeordnet, dass jeweilige Hauptabstrahlrichtungen, entlang welchen von den Lichtquellen Licht in den Innenraum abstrahlbar ist, schräg oder windschief zueinander verlaufen. Der Grundträger kann insbesondere Funktionalitäten einer Chipplatine aufweisen, wobei in den Grundträger beispielsweise Leiterbahnen geätzt sind, über welche die Lichtquellen mit elektrischem Strom versorgt werden. Die mehreren Lichtquellen sind dabei an dem gemeinsamen Grundträger angeordnet und somit gehalten. Der Grundträger weist beispielsweise eine flächige, d.h. zwei-dimensionale Erstreckung auf, sodass der Grundträger nach Art einer flächigen Platine ausgebildet ist, auf welcher die Lichtquellen nebeneinander angeordnet sein können.
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Alternativ ist es denkbar, dass der Grundträger eine von einer flächigen bzw. zwei-dimensionalen Erstreckung unterschiedliche, d.h. drei-dimensionale Erstreckung aufweist und somit drei-dimensional geformt ist, sodass die Lichtquellen beispielsweise an jeweiligen, schräg oder senkrecht zueinander verlaufenden Flächen angeordnet sind, sodass die Hauptabstrahlrichtungen schräg oder windschief zueinander verlaufen. Hierdurch ist es auf besonders einfache Weise möglich, unterschiedliche Bereiche des Innenraums, d.h. die unterschiedlichen Beleuchtungsfelder bedarfsgerecht beleuchten zu können, ohne hierfür die Lichtquellen relativ zum Innenraum bewegen zu müssen. Ferner kann vorgesehen sein, dass zumindest ein Teil der Lichtquellen nach au-ßen leuchten können.
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In aktiviertem Zustand strahlen die jeweiligen Lichtquellen beispielsweise jeweilige Leucht- oder Lichtkegel aus, mittels welchen das jeweilige Beleuchtungsfeld beleuchtet wird. Durch Anordnen der Lichtquellen an dem Grundträger können dann die Lichtquellen auf einfache Weise derart ausgerichtet bzw. angeordnet werden, dass die Hauptabstrahlrichtungen schräg oder windschief zueinander verlaufen.
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Mit anderen Worten ist es beispielsweise möglich, anstatt einer flächigen bzw. planen Leiterplatte einen insbesondere als Kunststoffkörper ausgebildeten Grundträger für die Lichtquellen zu verwenden, wobei der Kunststoffkörper bzw. Grundträger beispielsweise durch MID-Technik, insbesondere MID24-Technik, hergestellt ist (MID - Molded Interconnect Devices). Die MID-Technik ermöglicht es, auf einem dreidimensional geformten Kunststoffkörper Leiterbahnen zu ätzen und SMD-Bauteile (SMD - Surface-Mounted Device - oberflächenmontiertes Bauelement) in Form der Lichtquellen auf dem Kunststoffkörper anzuordnen, d.h. den Grundstoffkörper bzw. den Grundträger mit dem SMD-Bauteilen zu bestücken.
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Durch die Lichtquellen und den Grundträger ist beispielsweise ein Chip mit eigener Projektionsoptik und Reflektoren gebildet, sodass der Innenraum besonders vorteilhaft beleuchtet, d.h. ausgeleuchtet werden kann.
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Die Bedieneinrichtung ist beispielsweise eine zentrale Bedieneinrichtung, wobei die berührungsempfindliche Oberfläche durch ein so genanntes Touch-Display gebildet ist. Das Touch-Display wird auch als berührungsempfindlicher Bildschirm bezeichnet und ist beispielsweise eine Anzeige, auf welcher die beleuchtbaren Beleuchtungsfelder angezeigt werden. Berührt die Person mit ihrem Finger die auf der Anzeige angezeigten, beleuchtbaren Beleuchtungsfelder, so wird diejenige der Lichtquellen aktiviert, mittels welcher das Beleuchtungsfeld beleuchtet werden kann, das die Person mit ihrem Finger auf der Anzeige berührt hat. Alternativ oder zusätzlich kann eine Touch-Bedieneinheit oder wenigstens ein Schalter in dem zu beleuchtenden Beleuchtungsfeld angeordnet sein. Bedient die Person die Bedieneinheit oder den Schalter, so wird das entsprechende Beleuchtungsfeld beleuchtet.
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Zur Realisierung einer so genannten Lichtquellen-Matrix-Beleuchtungseinrichtung könnte somit beispielsweise ein Grundträger konstruiert werden, auf welchem jede Lichtquelle entsprechend ihres Winkels zum gehörigen Beleuchtungsfeld ausgerichtet wird. Durch entsprechende Ansteuerung der jeweiligen Lichtquelle ist somit insgesamt ein schwenkbarer und in seiner Größe veränderbarer Lichtstrahl erzeugbar, ohne hierzu relativ zum Innenraum bewegbare Teile verwenden zu müssen. Der genannte, von der Beleuchtungseinrichtung insgesamt ausschaltbare Lichtstrahl wird durch die jeweiligen Lichtquellen erzeugt und kann kegelförmig, aber auch ringförmig sein oder eine andere Form aufweisen.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass mittels der Bedieneinrichtung durch wenigstens eine Bedienhandlung die Größe und/oder der Schwenkwinkel des Lichtstrahls einstellbar, d.h. veränderbar ist. Ferner ist es vorgesehen, dass der von der Beleuchtungseinrichtung insgesamt ausstrahlbare Lichtstrahl in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt eingestellt wird, indem die jeweilige Lichtquelle mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt angesteuert werden.
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Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die jeweilige Lichtquelle als Leuchtdiode (LED) ausgebildet ist. Hierdurch kann der Energieverbrauch der Beleuchtungseinrichtung besonders gering gehalten werden. Darüber hinaus ist eine besonders gezielte Beleuchtung des jeweiligen Beleuchtungsfelds möglich, wodurch unerwünschte Beleuchtungen und insbesondere Blendungen von Insassen vermieden werden können.
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Damit hat es sich als vorteilhaft gezeigt, wenn jedem Beleuchtungsfeld genau eine Lichtquelle zugeordnet ist, sodass je Lichtquelle genau ein Beleuchtungsfeld beleuchtet werden kann. Hierdurch ist eine besonders bedarfsgerechte und vorteilhafte Beleuchtung des Innenraums darstellbar.
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Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten zumindest eines Beleuchtungsbereichs eines Innenraums eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens wie beispielsweise eines Personenkraftwagens. Die Beleuchtungseinrichtung umfasst wenigstens eine erste Lichtquelle zum Beleuchten eines ersten Teils des Beleuchtungsbereichs sowie wenigstens eine zweite Lichtquelle zum Beleuchten eines zweiten Teils des Beleuchtungsbereichs. Ferner ist eine Steuereinrichtung vorgesehen, mittels welcher die Lichtquellen angesteuert werden.
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Um nun eine besonders vorteilhafte Beleuchtung des Innenraums zu realisieren, ist eine Sensoreinrichtung vorgesehen, mittels welcher wenigstens einen zumindest teilweise in dem Beleuchtungsbereich angeordnetes Objekt erfasst wird, wobei die Lichtquellen mittels der Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt angesteuert werden. Die Beleuchtungseinrichtung weist wenigstens eine berührungsempfindliche Oberfläche auf, mittels welcher von einer Person durch Berühren der Oberfläche zumindest eine der Lichtquellen aktiviert und deaktiviert wird, wobei die berührungsempfindliche Oberfläche durch ein lichtdurchlässiges Bedienelement gebildet ist, durch welches die Lichtquellen überdeckt sind. Außerdem ist es vorgesehen, dass sich die Teile mittig überlappen, wodurch jeweilige Kanten der Teile durch jeweilige Mittelpunkte der Teile verlaufen. Vorteile und Ausgestaltungen des ersten Aspekts der Erfindung sind als Vorteile und Ausgestaltungen des zweiten Aspekts der Erfindung anzusehen und umgekehrt.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen zu nicht an der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
- 1 eine schematische Ansicht einer Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten zumindest eines Beleuchtungsbereichs eines Innenraums eines Fahrzeugs, mit einer Sensoreinrichtung, mittels welcher wenigstens ein zumindest teilweise in dem Beleuchtungsbereich angeordnetes Objekt erfassbar ist, wobei Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung mittels einer Steuereinrichtung in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt ansteuerbar sind;
- 2 eine schematische Darstellung des Beleuchtungsbereichs;
- 3 eine weitere schematische Darstellung des Beleuchtungsbereichs, wobei ein erstes Beleuchtungsfeld des Beleuchtungsbereichs beleuchtet ist;
- 4 eine weitere schematische Darstellung des Beleuchtungsbereich, wobei ein zweites Beleuchtungsfeld des Beleuchtungsbereichs beleuchtet ist;
- 5 ein Schaltplan der Beleuchtungseinrichtung, welche deaktiviert ist; und
- 6 den Schaltplan der Beleuchtungseinrichtung, wobei genau eine Lichtquelle der Beleuchtungseinrichtung aktiviert ist.
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In den Figuren sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einer schematischen Ansicht eine im Ganzen mit 10 bezeichnete Beleuchtungseinrichtung zum Beleuchten zumindest eines aus 2 erkennbaren und im Ganzen mit 12 bezeichneten Beleuchtungsbereich eines Innenraums eines Fahrzeugs. Bei dem Fahrzeug kann es sich beispielsweise um einen Kraftwagen, insbesondere um einen Personenkraftwagen.
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Die Beleuchtungseinrichtung 10 umfasst einen Grundträger in Form einer Leiterplatine 14, welche vorliegend als Flächenelement ausgebildet ist und dabei eine zumindest im Wesentlichen flächige bzw. planare oder zweidimensionale Erstreckung aufweist. Wie im Folgenden noch genau erläutert wird, ist es alternativ dazu denkbar, dass der Grundträger eine von einer zwei-dimensionalen Erstreckung unterschiedliche und insbesondere drei-dimensionale Erstreckung aufweist und dabei beispielsweise als drei-dimensional geformter Kunststoffkörper ausgebildet ist.
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Die Beleuchtungseinrichtung 10 umfasst eine Mehrzahl von Lichtquellen D1 bis D16, welche vorliegend als Leuchtdioden (LED) ausgebildet und an dem gemeinsamen Grundträger in Form der Leiterplatine 14 angeordnet sind. Der Grundträger ist beispielsweise mittels der MID24-Technologie ausgebildet, wobei in 5 und 6 schematisch dargestellte Leiterbahnen 16 in die Leiterplatine 14 eingeätzt sind. Über die Leiterbahnen 16 sind die Lichtquellen D1 bis D16 elektrisch kontaktiert, wobei die Lichtquellen D1 bis D16 über die Leiterbahnen 16 beispielsweise an eine Stromquelle des Fahrzeugs angeschlossen sind und über die Leiterbahnen 16 von der Stromquelle mit einer Betriebsspannung Vcc versorgt werden. Ferner sind die Lichtquellen D1 bis D16 über die Leiterbahnen 16 mit der Masse GND verbunden.
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In Zusammenschau mit den 5 und 6 ist besonders gut erkennbar, dass die Lichtquellen D1 bis D16 auf der Leiterplatine 14 nebeneinander und dabei in vier Zeilen Z1 bis Z4 und in vier Spalten S1 bis S4 matrixartig angeordnet sind. Die Beleuchtungseinrichtung 10 ist somit als Matrix-Beleuchtung oder Matrix-Leseleuchte ausgebildet, wobei die Lichtquellen D1 bis D16 einzeln ansteuerbar, d.h. unabhängig voneinander aktivierbar und deaktivierbar sowie gegebenenfalls dimmbar sind. Hierzu umfasst die Beleuchtungseinrichtung 10 eine aus 1 erkennbare und besonders schematisch dargestellte Steuereinrichtung 18, mittels welcher die Lichtquellen D1 bis D16 ansteuerbar sind.
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Im fertig hergestellten Zustand des Fahrzeugs sind die Lichtquellen D1 bis D16 bezüglich des Innenraums fixiert. Dies bedeutet, dass die Lichtquellen D1 bis D16 relativ zum Innenraum festgelegt und somit relativ zum Innenraum unbewegbar sind. In 1 sind jeweilige Abstände der Lichtquellen D1 bis D16 zueinander sowie Abmessungen der Leiterplatine 14 in der Einheit Millimeter veranschaulicht.
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Um nun eine besonders vorteilhafte Beleuchtung des Innenraums zu realisieren, umfasst die Beleuchtungseinrichtung 10 eine Sensoreinrichtung 20, mittels welcher zumindest ein Teilbereich T des Innenraums erfassbar und somit überwachbar ist. Dabei umfasst der Teilbereich T den Beleuchtungsbereich 12. Mit anderen Worten liegt der Beleuchtungsbereich 12 in dem Teilbereich T, sodass der Beleuchtungsbereich 12 mittels der Sensoreinrichtung 20 erfassbar und somit überwachbar ist.
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Mittels der Sensoreinrichtung 20 ist wenigstens ein zumindest teilweise in dem Beleuchtungsbereich 12 angeordnetes Objekt wie beispielsweise wenigstens eine Gliedmaße bzw. wenigstens ein Körperteil einer sich in dem Innenraum aufhaltenden Person und/oder ein Buch erfassbar.
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Aus 1 ist erkennbar, dass die Sensoreinrichtung 20 mit der Steuereinrichtung 18 elektrisch verbunden ist. Die Sensoreinrichtung 20 stellt wenigstens ein das erfasste Objekt charakterisierendes Signal bereit, wobei das Signal von der Sensoreinrichtung 20 an die Steuereinrichtung 18 übertragen wird. Das Signal wird von der Steuereinrichtung 18 empfangen, welche - wie aus 1 erkennbar ist - mit den Lichtquellen D1 bis D16 über die Leiterbahnen 16 elektrisch verbunden ist. Über die Leiterbahnen 16 sind die Lichtquellen bis D16 mittels der Steuereinrichtung 18 ansteuerbar, wobei die Lichtquellen D1 bis D16 mittels der Steuereinrichtung 18 in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal und somit in Abhängigkeit von dem erfassten Objekt ansteuerbar, d.h. aktivierbar, deaktivierbar sowie gegebenenfalls dimmbar sind. Unter dem Dimmen bzw. der Dimmbarkeit der Lichtquellen D1 bis D16 ist zu verstehen, dass eine jeweilige Helligkeit bzw. Leuchtstärke der aktivierten Lichtquelle D1 bis D16 einstellbar, d.h. veränderbar ist, und zwar in Abhängigkeit von dem empfangenen Signal und somit von dem erfassten Objekt.
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Sind beispielsweise alle Lichtquellen D1 bis D16 aktiviert, so wird der Beleuchtungsbereich 12 als Ganzes, d.h. vollständig mittels der Beleuchtungseinrichtung 10 beleuchtet. Der jeweiligen Lichtquelle D1 bis D16 ist jeweils genau ein Teil des Beleuchtungsbereichs 12 zugeordnet, wobei der jeweilige Teil des Beleuchtungsbereichs 12 auch als Beleuchtungsfeld bezeichnet wird. Das jeweilige Beleuchtungsfeld ist mittels der jeweils zugeordneten Lichtquelle D1 bis D16 beleuchtbar. Dies ist anhand von 2 am Beispiel der Lichtquellen D4, D7, D10 und D13 veranschaulicht.
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In 2 ist ein mit L1 bezeichnetes erstes Beleuchtungsfeld erkennbar, wobei das erste Beleuchtungsfeld L1 der Lichtquelle D4 zugeordnet ist. Ist die Lichtquelle D4 aktiviert, während die übrigen Lichtquellen deaktiviert sind, so wird das Beleuchtungsfeld L1 mittels der Lichtquelle D4 beleuchtet. Ferner ist in 2 ein zweites Beleuchtungsfeld L2 erkennbar, welches der Lichtquelle D7 zugeordnet ist. Ist die Lichtquelle D7 aktiviert, während die übrigen Lichtquellen deaktiviert sind, so wird mittels der aktivierten Lichtquelle D7 das Beleuchtungsfeld L2 beleuchtet. Analoges trifft auf ein in 2 gezeigtes, drittes Beleuchtungsfeld L3 zu, welches der Lichtquelle D10 zugeordnet ist. Ist die Lichtquelle D10 aktiviert, während die anderen Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung 10 deaktiviert sind, so wird mittels der aktivierten Lichtquelle D10 das dritte Beleuchtungsfeld L3 beleuchtet. Ferner ist in 2 ein viertes Beleuchtungsfeld L4 gezeigt, welches der Lichtquelle D13 zugeordnet ist. Ist die Lichtquelle D13 aktiviert, sodass die Lichtquelle D13 Licht abstrahlt bzw. ausstrahlt, während die anderen Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung 10 deaktiviert sind, so wird mittels der aktivierten Lichtquelle D13 das zugeordnete Beleuchtungsfeld L4 beleuchtet.
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Um die Anzahl an Lichtkanten besonders gering zuhalten, überlappen sich die Beleuchtungsfelder L1 und L2 bzw. L2 und L3 bzw. L3 und L4, wobei eine halbflächige oder mittige Überlappung vorgesehen sein kann. Aus 2 ist erkennbar, dass vorliegend eine mittige Überlappung vorgesehen ist, in deren Rahmen jeweilige Kanten der Beleuchtungsfelder L1 bis L4 durch jeweilige Mittelpunkte M der Beleuchtungsfelder L1 bis L4 verlaufen.
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In 3 ist ein fünftes Beleuchtungsfeld L5 dargestellt, welches beispielsweise der Lichtquelle D1 zugeordnet ist. In 4 ist ein sechstes Beleuchtungsfeld L6 erkennbar, welches beispielsweise der Lichtquelle D6 zugeordnet ist. Aus 2 bis 4 ist besonders gut erkennbar, dass im Rahmen der Überlappung vorgesehen ist, dass zumindest ein Viertel eines der Beleuchtungsfelder durch das entsprechend andere, benachbarte Beleuchtungsfeld überlappt ist bzw. umgekehrt. Hält beispielsweise eine sich im Innenraum des Fahrzeugs aufhaltende Person, welche auch als Insasse bezeichnet wird, ein Buch zumindest teilweise im Beleuchtungsfeld L1, so wird dies mittels der Sensoreinrichtung 20 erfasst. Infolge dieses Erfassens wird mittels der Steuereinrichtung 18 die Lichtquelle D4 aktiviert, wobei die anderen Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung 10 deaktiviert sind. Bewegt nun beispielsweise die Person das Buch aus dem Beleuchtungsfeld L1 in das Beleuchtungsfeld L4, wobei die Person das Buch durch die Beleuchtungsfelder L2 und L3 hindurchbewegt, so wird beispielsweise zunächst die Lichtquelle D7 aktiviert und die Lichtquelle D4 deaktiviert, sodass alle Lichtquellen außer die Lichtquelle D7 deaktiviert sind.
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Daraufhin wird die Lichtquelle D10 aktiviert, und die Lichtquelle D7 wird deaktiviert, sodass alle Lichtquellen außer der Lichtquelle D10 deaktiviert sind. Schließlich wird die Lichtquelle D13 aktiviert, wobei die Lichtquelle D10 deaktiviert wird, sodass - während alle Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung 10 außer der Lichtquelle D13 deaktiviert sind - die Lichtquelle D13 aktiviert ist, um das Beleuchtungsfeld L4 und somit zumindest ein Teil des Buches zu beleuchten. Durch dieses Ansteuern der Lichtquellen der D1 bis D16 kann somit ein von der Beleuchtungseinrichtung 10 bereitstellbarer Lichtstrahl bewegt und beispielsweise im Innenraum verschwenkt werden, ohne dass hierzu die Lichtquellen D1 bis D16 relativ zur Leiterplatine 14 bewegt werden müssen. Die Bewegung bzw. Verschwenkung des Lichtstrahls erfolgt lediglich durch entsprechendes Ansteuern der Lichtquellen der D1 bis D16.
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Um den Innenraum besonders bedarfsgerecht zu beleuchten, kann vorgesehen sein, dass der Grundträger nicht etwa eine plane Leiterplatine oder Leiterplatte, sondern ein zumindest im Wesentlichen 3-dimensional geformter und beispielsweise gekrümmter oder geknickter Körper, insbesondere Kunststoffkörper, ist, an welchem die Lichtquellen D1 bis D16 angeordnet sind. Die Lichtquellen D1 bis D16 sind somit winklig zueinander ausgerichtet, so dass jeweilige Hauptabstrahlrichtungen, entlang welchen die Lichtquellen D1 bis D16 ihr Licht ausstrahlen, schräg oder windschief zueinander verlaufen. Dadurch kann jede Lichtquelle D1 bis D16 entsprechend ihres Winkels zum zugehörigen Beleuchtungsfeld ausgerichtet werden.
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Die genannte, einzelne Ansteuerbarkeit der Lichtquellen D1 bis D16 ist in den 5 bis 6 veranschaulicht. Die Versorgung der jeweiligen Lichtquellen D1 bis D16 mit elektrischem Strom erfolgt über die Zeilen Z1 bis Z4. Die Zeilen Z1 bis Z4 werden somit auch als Versorgungszeilen bezeichnet. Die Auswahl der zu aktivierenden Lichtquelle D1 bis D16 erfolgt über die Spalten S1 bis S4, sodass die Spalten S1 bis S4 auch als Auswahlspalten bezeichnet werden. Aus 5 und 6 ist erkennbar, dass je Zeile Z1 bis Z4 ein Schalter 21 und je Spalte S1 bis S4 ein Schalter 22 vorgesehen ist, wobei der jeweilige Schalter 21 und 22 geöffnet und geschlossen werden kann.
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Wird beispielsweise der Schalter 21 der Zeile Z1 geschlossen, so werden die Lichtquellen D1 bis D4 der Zeile Z1 mit der Stromquelle verbunden. Sind jedoch die Schalter 22 noch geöffnet, so kann kein elektrischer Strom fließen, sodass die Lichtquellen D1 bis D4 zunächst noch deaktiviert sind. Um nun - wie aus 6 erkennbar ist - beispielsweise die Lichtquelle D1 zu aktivieren, während die anderen Lichtquellen deaktiviert bleiben, wird lediglich der Schalter 22 der Spalte S1 geschlossen, sodass der Schalter 21 der Zeile Z1 und der Schalter 22 der Spalte S1 geschlossen sind, während die übrigen Schalter 21 und 22 geöffnet sind. Durch Schließen des Schalters 22 der Spalte S1 werden die Lichtquellen D1, D5, D9 und D13 mit der Masse GND verbunden. Da jedoch von den Lichtquellen D1, D5, D9 und D13 der Spalte S1 lediglich die Lichtquelle D1 mit der Stromquelle und somit mit der Versorgungsspannung Vcc verbunden ist, kann elektrischer Strom lediglich durch die Lichtquelle D1 strömen, sodass von allen Lichtquellen D1 bis D16 der Beleuchtungseinrichtung 10 lediglich die Lichtquelle D1 aktiviert, d.h. angeschaltet wird, während die übrigen Lichtquellen deaktiviert bleiben.
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Um anstelle der Lichtquelle D1 die Lichtquelle D2 zu aktivieren, während die übrigen Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung 10 deaktiviert sind, wird beispielsweise der Schalter 22 der Spalte S1 wieder geöffnet, und der Schalter 22 der Spalte S2 wird geschlossen. Dieses matrixartige Auswählen und somit Ansteuern der jeweiligen Lichtquellen D1 bis D16 können auf jede der Lichtquellen D1 bis D16 übertragen werden, sodass die Lichtquellen D1 bis D16 einzeln und unabhängig voneinander ansteuerbar, d.h. aktivierbar und deaktiverbar sind. Hierdurch ist es möglich, die den jeweiligen Lichtquellen D1 bis D1 bis D16 zugeordneten Beleuchtungsfelder gezielt und bedarfsgerecht zu beleuchten, sodass beispielsweise ein sich im gesamten Beleuchtungsbereich 12 wegen des Objekts beleuchtet werden kann.
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Insgesamt ist erkennbar, dass der gesamte Beleuchtungsbereich 12 in mehrere, sich gegenseitig überlappende Beleuchtungsfelder eingeteilt ist. Jedes der Beleuchtungsfelder kann durch die jeweils zugeordnete Lichtquelle D1 bis D16 ausgeleuchtet bzw. beleuchtet werden und kann somit unabhängig von den umliegenden Beleuchtungsfeldern zu- oder abgeschaltet werden. Bei einem Anwendungsfall kann vorgesehen sein, dass ausschließlich zusammenliegende Lichtquellen eingeschaltet werden, um einen gewünschten Bereich, insbesondere in einem Vorbereich für Vorinsassen des Fahrzeugs, auszuleuchten.
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Um sich im Beleuchtungsbereich 12 befindende Objekte besonders präzise und definiert erfassen zu können, umfasst die Sensoreinrichtung 20 beispielsweise wenigstens eine Kamera 24, mittels welcher beispielsweise Bilder des Teilbereichs T aufgenommen werden können. Die Bilder werden dann beispielsweise an einer Bildverarbeitung, insbesondere einer Objekterkennung unterzogen, anhand derer sich etwaigem Beleuchtungsbereich 12 befindende Objekte erkannt werden können. Ferner ist es möglich, Bewegungen solcher Objekte im Beleuchtungsbereich 12 zu ermitteln, um die durch die Beleuchtungseinrichtung 10 bewegte Beleuchtung des Innenraums an dieses Bewegungen anpassen zu können.
