DE102016205309A1

DE102016205309A1 - Illumination device for illuminating a driver of a vehicle with infrared light, driver observation system and head-up display unit

Info

Publication number: DE102016205309A1
Application number: DE102016205309.4A
Authority: DE
Inventors: Hoang Trinh; Juergen Reiss; Philipp Brechel; Markus Lindner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2016-03-31
Filing date: 2016-03-31
Publication date: 2017-10-05
Also published as: EP3436868A1; CN108780230A; WO2017167483A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung (104) zum Beleuchten eines Fahrers (112) eines Fahrzeugs (102) mit Infrarotlicht. Die Beleuchtungsvorrichtung (104) weist zumindest eine Infrarotlichtquelle (108) auf. Die Infrarotlichtquelle (108) ist ausgebildet, um einen Infrarotlichtstrahl (110) unter Nutzung eines Strahlengangs einer Head-up-Display-Einheit (100) des Fahrzeugs (102) auszusenden, um den Fahrer (112) mit dem Infrarotlicht zu beleuchten.The invention relates to a lighting device (104) for illuminating a driver (112) of a vehicle (102) with infrared light. The illumination device (104) has at least one infrared light source (108). The infrared light source (108) is configured to emit an infrared light beam (110) using a beam path of a head-up display unit (100) of the vehicle (102) to illuminate the driver (112) with the infrared light.

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Computerprogramm.The invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims. The subject of the present invention is also a computer program.

Ein Fahrerbeobachtungskamerasystem, beispielsweise ein Ein-, Zwei- oder Multikamerasystem, oder eine Fahrerüberwachungskamera, auch driver monitoring camera oder kurz DMC genannt, kann ein Kameramodul, eine aktive Nahinfrarotbeleuchtung in Form eines Infrarotmoduls und eine Rechnereinheit umfassen. Infrarotmodule können eine Reihe von Leuchtdioden im hohen und mittleren Leistungsbereich für das NIR-Spektrum umfassen, um einen für die jeweilige Anwendung, etwa Augennachverfolgung oder Gesichtserkennung, genügenden Störabstand zu Fremdlicht, insbesondere zu Sonnenlicht, zu erzeugen.A driver observation camera system, for example a one-, two- or multi-camera system, or a driver monitoring camera, also called driver monitoring camera or DMC for short, can comprise a camera module, an active infrared light in the form of an infrared module and a computer unit. Infrared modules may include a range of high and medium power LEDs for the NIR spectrum to produce a noise margin for extraneous light, particularly sunlight, sufficient for the particular application, such as eye tracking or face detection.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten eines Fahrers eines Fahrzeugs mit Infrarotlicht, ein Fahrerbeobachtungssystem, eine Head-up-Display-Einheit, ein Verfahren zum Beleuchten eines Fahrers eines Fahrzeugs mit Infrarotlicht, ein Steuergerät, das dieses Verfahren verwendet, sowie schließlich ein entsprechendes Computerprogramm gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, with the approach presented here, an illumination device for illuminating a driver of a vehicle with infrared light, a driver observation system, a head-up display unit, a method for illuminating a driver of a vehicle with infrared light, a control device using this method , And finally, a corresponding computer program according to the main claims presented. The measures listed in the dependent claims advantageous refinements and improvements of the independent claim device are possible.

Es wird eine Beleuchtungsvorrichtung zum Beleuchten eines Fahrers eines Fahrzeugs mit Infrarotlicht, wobei die Beleuchtungsvorrichtung folgendes Merkmal aufweist:
zumindest eine Infrarotlichtquelle, die ausgebildet ist, um einen Infrarotlichtstrahl unter Nutzung eines Strahlengangs einer Head-up-Display-Einheit des Fahrzeugs auszusenden, um den Fahrer mit dem Infrarotlicht zu beleuchten.There is a lighting device for illuminating a driver of a vehicle with infrared light, wherein the lighting device has the following feature:
at least one infrared light source configured to emit an infrared light beam using a beam path of a head-up display unit of the vehicle to illuminate the driver with the infrared light.

Unter einer Head-up-Display-Einheit kann ein Sichtfeldanzeigegerät zum Anzeigen eines virtuellen Bildes in einem Sichtfeld des Fahrers verstanden werden. Bei der Infrarotlichtquelle kann es sich beispielsweise um eine Infrarotleuchtdiode oder ein Infrarotmodul aus zumindest zwei Infrarotleuchtdioden handeln, wobei die zwei Infrarotleuchtdioden unterschiedliche Leistungsbereiche aufweisen können. Unter einem Strahlengang der Head-up-Display-Einheit kann ein Lichtweg verstanden werden, über den ein Lichtstrahl ausgehend von einer Bilderzeugungseinrichtung der Head-up-Display-Einheit in das Sichtfeld des Fahrers gelenkt werden kann. Beispielsweise kann der Strahlengang eine Windschutzscheibe des Fahrzeugs oder eine Combinerscheibe umfassen, wobei die Windschutz- oder Combinerscheibe als Reflexionsfläche zum Reflektieren des Lichtstrahls fungieren kann. So kann die Infrarotlichtquelle beispielsweise ausgebildet sein, um den Infrarotlichtstrahl unter Nutzung des Strahlengangs auf die Windschutz- oder Combinerscheibe zu lenken.A head-up display unit can be understood as a visual field display device for displaying a virtual image in a field of view of the driver. The infrared light source may be, for example, an infrared light emitting diode or an infrared module comprising at least two infrared light emitting diodes, wherein the two infrared light emitting diodes may have different power ranges. An optical path of the head-up display unit can be understood as an optical path, via which a light beam can be directed into the field of vision of the driver starting from an image generation device of the head-up display unit. For example, the beam path may comprise a windshield of the vehicle or a Combinerscheibe, wherein the windshield or Combinerscheibe can act as a reflection surface for reflecting the light beam. For example, the infrared light source can be designed to direct the infrared light beam to the windshield or combiner disc using the beam path.

Der hier vorgestellte Ansatz beruht auf der Erkenntnis, dass ein Strahlengang eines Head-up-Displays genutzt werden, kann um einen Fahrer eines Fahrzeugs mit Infrarotlicht zu beleuchten. Beispielsweise kann hierzu eine geeignete Infrarotlichtquelle in eine Bilderzeugungseinrichtung des Head-up-Displays integriert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die Infrarotlichtquelle auch an anderen Orten im Strahlengang angeordnet sein, etwa im Bereich einer Umlenkungsoptik des Head-up-Displays, um einen Infrarotlichtstrahl durch den Strahlengang in ein Sichtfeld des Fahrers zu lenken.The approach presented here is based on the knowledge that a beam path of a head-up display can be used to illuminate a driver of a vehicle with infrared light. For example, for this purpose, a suitable infrared light source can be integrated into an image generation device of the head-up display. Alternatively or additionally, the infrared light source can also be arranged at other locations in the beam path, for example in the region of a deflection optics of the head-up display in order to direct an infrared light beam through the beam path into a field of vision of the driver.

Eine derartige Beleuchtungsvorrichtung zur indirekten Infrarotbeleuchtung mittels intelligenter Integration in ein Head-up-Display oder Combiner-Head-up-Display bietet den Vorteil einer frontalen und gleichmäßigen Ausleuchtung eines Gesichts des Fahrers sowie einer effizienten Nutzung eines vorhandenen Bauraums im Fahrzeug. Beispielsweise kann die Beleuchtungsvorrichtung als Komponente eines Fahrerbeobachtungskamerasystems des Fahrzeugs realisiert sein.Such a lighting device for indirect infrared illumination by means of intelligent integration into a head-up display or combiner head-up display offers the advantage of a frontal and uniform illumination of a face of the driver and an efficient use of existing space in the vehicle. For example, the lighting device can be realized as a component of a driver observation camera system of the vehicle.

Die Infrarotlichtquelle kann etwa als Infrarotmodul mit einer bestimmten Anzahl von High-Power-Infrarotleuchtdioden realisiert sein. Das Infrarotmodul kann in das (Combiner-)Head-up-Display zur aktiven Beleuchtung des Fahrers mit Licht im NIR-Bereich integriert sein. Hierbei kann die Windschutz- oder Combinerscheibe als Reflexionsfläche genutzt werden, um den Fahrer indirekt mit dem vom Infrarotmodul ausgesandten Infrarotlicht für eine Bildaufnahme durch eine Fahrerbeobachtungskamera auszuleuchten. Beispielsweise kann die Windschutz- oder Combinerscheibe zusätzlich mit einer das Infrarotlicht reflektierenden Beschichtung realisiert sein.The infrared light source may be implemented as an infrared module with a certain number of high-power infrared light-emitting diodes. The infrared module can be integrated into the (combiner) head-up display for active illumination of the driver with light in the NIR range. Here, the windshield or Combinerscheibe can be used as a reflection surface to illuminate the driver indirectly with the infrared light emitted by the infrared module for image acquisition by a driver observation camera. For example, the windshield or Combinerscheibe can be additionally realized with a coating reflecting the infrared light.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Infrarotlichtquelle in eine Bilderzeugungseinrichtung der Head-up-Display-Einheit integriert oder integrierbar sein. Unter einer Bilderzeugungseinrichtung kann eine Einrichtung zum Erzeugen eines Bildes verstanden werden. Die Bilderzeugungseinrichtung kann beispielsweise eine Lichtquelle, etwa eine oder mehrere Leucht- oder Laserdioden, und eine durch die Lichtquelle hinterleuchtbare Projektionseinheit zum Projizieren des Bildes, etwa ein LC- oder LCoS-Display, umfassen. Beispielsweise können die Lichtquelle und die Infrarotlichtquelle benachbart zueinander angeordnet sein. Durch diese Ausführungsform kann die Infrarotlichtquelle möglichst platzsparend in die Head-up-Display-Einheit integriert werden. According to one embodiment, the infrared light source can be integrated or integrated into an image generation device of the head-up display unit. An image generation device can be understood as a device for generating an image. The image generation device may comprise, for example, a light source, such as one or more light emitting diodes or laser diodes, and a projection unit, backlit by the light source, for projecting the image, such as an LC or LCoS display. For example, the Light source and the infrared light source may be adjacent to each other. As a result of this embodiment, the infrared light source can be integrated in the head-up display unit in a space-saving manner.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Infrarotlichtquelle benachbart zu einer Lichtaustrittsöffnung der Head-up-Display-Einheit angeordnet oder anordenbar sein. Unter einer Lichtaustrittsöffnung kann beispielsweise eine Öffnung in einem Gehäuse der Head-up-Display-Einheit verstanden werden. According to a further embodiment, the infrared light source may be arranged adjacent to a light exit opening of the head-up display unit or be arrangeable. Under a light exit opening, for example, an opening in a housing of the head-up display unit can be understood.

Beispielsweise kann die Lichtaustrittsöffnung im Bereich einer Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnet sein. Insbesondere kann die Lichtaustrittsöffnung der Windschutz- oder Combinerscheibe gegenüberliegend angeordnet sein, sodass ein aus der Lichtaustrittsöffnung austretender Lichtstrahl auf die Windschutz- oder Combinerscheibe treffen kann. Durch diese Ausführungsform wird ein einfacher Einbau der Infrarotlichtquelle in die Head-up-Display-Einheit ermöglicht. Ferner kann dadurch ein Lichtweg, den der Infrarotlichtstrahl zum Erreichen des Sichtfelds des Fahrers zurücklegen muss, verkürzt werden.For example, the light exit opening can be arranged in the region of an instrument panel of the vehicle. In particular, the light exit opening of the windshield or Combinerscheibe can be arranged opposite each other, so that an emerging from the light exit opening light beam can hit the windshield or Combinerscheibe. This embodiment enables a simple installation of the infrared light source in the head-up display unit. Further, this can shorten a light path which the infrared light beam must travel to reach the field of view of the driver.

Der hier vorgestellte Ansatz schafft zudem ein Fahrerbeobachtungssystem mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen. Unter einem Fahrerbeobachtungssystem kann ein System zum Beobachten des Fahrers verstanden werden. Beispielsweise kann das Fahrerbeobachtungssystem ausgebildet sein, um eine Augen- oder Kopfbewegung des Fahrers nachzuverfolgen oder ein Gesicht des Fahrers zu identifizieren. Hierzu kann das Fahrerbeobachtungssystem eine Bildaufnahmeeinrichtung zum Aufnehmen eines Bildes des Fahrers, insbesondere eines Gesichts des Fahrers, umfassen. Die Bildaufnahmeeinrichtung kann je nach Ausführungsform eine oder mehrere Kameras umfassen.The approach presented here also provides a driver observation system with a lighting device according to one of the preceding embodiments. A driver observation system may be understood as a system for monitoring the driver. For example, the driver observation system may be configured to track an eye or head movement of the driver or to identify a face of the driver. For this purpose, the driver observation system may comprise an image recording device for recording an image of the driver, in particular a face of the driver. Depending on the embodiment, the image recording device may comprise one or more cameras.

Ferner schafft der hier vorgestellte Ansatz eine Head-up-Display-Einheit mit einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen. Beispielsweise kann die Head-up-Display-Einheit das Fahrerbeobachtungssystem umfassen.Furthermore, the approach presented here creates a head-up display unit with a lighting device according to one of the preceding embodiments. For example, the head-up display unit may include the driver observation system.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Head-up-Display-Einheit eine Bilderzeugungseinrichtung zum Erzeugen eines Bildes umfassen. Zusätzlich oder alternativ kann die Head-up-Display-Einheit mit einer Lichtaustrittsöffnung realisiert sein. Hierbei kann die Infrarotlichtquelle der Beleuchtungsvorrichtung in die Bilderzeugungseinrichtung integriert sein. Zusätzlich oder alternativ kann die Infrarotlichtquelle benachbart zur Lichtaustrittsöffnung angeordnet sein. Diese Ausführungsform ermöglicht eine einfache und platzsparende Integration der Infrarotlichtquelle die Head-up-Display-Einheit.According to one embodiment, the head-up display unit may comprise image generation means for generating an image. Additionally or alternatively, the head-up display unit can be realized with a light exit opening. In this case, the infrared light source of the lighting device can be integrated into the image generating device. Additionally or alternatively, the infrared light source may be arranged adjacent to the light exit opening. This embodiment enables a simple and space-saving integration of the infrared light source, the head-up display unit.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Head-up-Display-Einheit mit einer Umlenkeinrichtung zum Formen des Strahlengangs der Head-up-Display-Einheit realisiert sein. Hierbei kann die Infrarotlichtquelle ausgebildet sein, um den Infrarotlichtstrahl unter Nutzung der Umlenkeinrichtung auszusenden. Die Umlenkeinrichtung, auch Umlenkoptik genannt, kann beispielsweise eine oder mehrere Reflexions- oder Fokussierelemente wie Spiegel oder Linsen umfassen. Durch diese Ausführungsform kann der Infrarotlichtstrahl ohne zusätzliche optische Elemente kontrolliert umgelenkt werden.According to a further embodiment, the head-up display unit can be realized with a deflection device for shaping the beam path of the head-up display unit. In this case, the infrared light source can be designed to emit the infrared light beam using the deflection device. The deflection device, also called deflecting optics, may comprise, for example, one or more reflection or focusing elements such as mirrors or lenses. By means of this embodiment, the infrared light beam can be deflected in a controlled manner without additional optical elements.

Der hier beschriebene Ansatz schafft zudem ein Verfahren zum Beleuchten eines Fahrers eines Fahrzeugs mit Infrarotlicht unter Verwendung einer Beleuchtungsvorrichtung gemäß einer der vorstehenden Ausführungsformen, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Einlesen eines den Fahrer repräsentierenden Bildsignals über eine Schnittstelle zu einer Bildaufnahmeeinrichtung eines Fahrerbeobachtungssystems des Fahrzeugs; und
Erzeugen eines Steuersignals zum Steuern der Infrarotlichtquelle der Beleuchtungsvorrichtung unter Verwendung des Bildsignals, um den Fahrer mit Infrarotlicht zu beleuchten.The approach described here also provides a method for illuminating a driver of a vehicle with infrared light using a lighting device according to one of the preceding embodiments, the method comprising the following steps:
Reading an image signal representative of the driver via an interface to an image recording device of a driver observation system of the vehicle; and
Generating a control signal for controlling the infrared light source of the lighting device using the image signal to illuminate the driver with infrared light.

Dieses Verfahren kann beispielsweise in Software oder Hardware oder in einer Mischform aus Software und Hardware, beispielsweise in einem Steuergerät, implementiert sein.This method can be implemented, for example, in software or hardware or in a mixed form of software and hardware, for example in a control unit.

Des Weiteren schafft der hier vorgestellte Ansatz ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um die Schritte einer Variante eines hier vorgestellten Verfahrens in entsprechenden Einrichtungen durchzuführen, anzusteuern bzw. umzusetzen. Auch durch diese Ausführungsvariante der Erfindung in Form eines Steuergeräts kann die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe schnell und effizient gelöst werden.Furthermore, the approach presented here creates a control unit which is designed to execute, to control or to implement the steps of a variant of a method presented here in corresponding devices. Also by this embodiment of the invention in the form of a control device, the object underlying the invention can be achieved quickly and efficiently.

Hierzu kann das Steuergerät zumindest eine Recheneinheit zum Verarbeiten von Signalen oder Daten, zumindest eine Speichereinheit zum Speichern von Signalen oder Daten, zumindest eine Schnittstelle zu einem Sensor oder einem Aktor zum Einlesen von Sensorsignalen von dem Sensor oder zum Ausgeben von Steuersignalen an den Aktor und/oder zumindest eine Kommunikationsschnittstelle zum Einlesen oder Ausgeben von Daten aufweisen, die in ein Kommunikationsprotokoll eingebettet sind. Die Recheneinheit kann beispielsweise ein Signalprozessor, ein Mikrocontroller oder dergleichen sein, wobei die Speichereinheit ein Flash-Speicher, ein EPROM oder eine magnetische Speichereinheit sein kann. Die Kommunikationsschnittstelle kann ausgebildet sein, um Daten drahtlos und/oder leitungsgebunden einzulesen oder auszugeben, wobei eine Kommunikationsschnittstelle, die leitungsgebundene Daten einlesen oder ausgeben kann, diese Daten beispielsweise elektrisch oder optisch aus einer entsprechenden Datenübertragungsleitung einlesen oder in eine entsprechende Datenübertragungsleitung ausgeben kann.For this purpose, the control unit can have at least one arithmetic unit for processing signals or data, at least one memory unit for storing signals or data, at least one interface to a sensor or an actuator for reading sensor signals from the sensor or for outputting control signals to the actuator and / or or at least a communication interface for reading or outputting data embedded in a communication protocol. The arithmetic unit may be, for example, a signal processor, a microcontroller or the like, wherein the memory unit may be a flash memory, an EPROM or a magnetic memory unit. The communication interface may be configured to read or output data wirelessly and / or wired, wherein a communication interface that can read or output line-bound data, for example, electrically or optically read this data from a corresponding data transmission line or output to a corresponding data transmission line.

Unter einem Steuergerät kann vorliegend ein elektrisches Gerät verstanden werden, das Sensorsignale verarbeitet und in Abhängigkeit davon Steuer- und/oder Datensignale ausgibt. Das Steuergerät kann eine Schnittstelle aufweisen, die hard- und/oder softwaremäßig ausgebildet sein kann. Bei einer hardwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen beispielsweise Teil eines sogenannten System-ASICs sein, der verschiedenste Funktionen des Steuergeräts beinhaltet. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schnittstellen eigene, integrierte Schaltkreise sind oder zumindest teilweise aus diskreten Bauelementen bestehen. Bei einer softwaremäßigen Ausbildung können die Schnittstellen Softwaremodule sein, die beispielsweise auf einem Mikrocontroller neben anderen Softwaremodulen vorhanden sind.In the present case, a control device can be understood as meaning an electrical device which processes sensor signals and outputs control and / or data signals in dependence thereon. The control unit may have an interface, which may be formed in hardware and / or software. In the case of a hardware-based embodiment, the interfaces can be part of a so-called system ASIC, for example, which contains various functions of the control unit. However, it is also possible that the interfaces are their own integrated circuits or at least partially consist of discrete components. In a software training, the interfaces may be software modules that are present, for example, on a microcontroller in addition to other software modules.

Das Steuergerät kann beispielsweise eine Schnittstelle zur Infrarotlichtquelle der Beleuchtungsvorrichtung und zur Bildaufnahmeeinrichtung des Fahrerbeobachtungssystems aufweisen. Je nach Ausführungsform kann das Steuergerät ausgebildet sein, um die Infrarotlichtquelle, die Bildaufnahmeeinrichtung oder die Bilderzeugungseinrichtung der Head-up-Display-Einheit zu steuern.The control unit may, for example, have an interface to the infrared light source of the illumination device and to the image recording device of the driver observation system. Depending on the embodiment, the control unit may be designed to control the infrared light source, the image recording device or the image generation device of the head-up display unit.

Von Vorteil ist auch ein Computerprogrammprodukt oder Computerprogramm mit Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger oder Speichermedium wie einem Halbleiterspeicher, einem Festplattenspeicher oder einem optischen Speicher gespeichert sein kann und zur Durchführung, Umsetzung und/oder Ansteuerung der Schritte des Verfahrens nach einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen verwendet wird, insbesondere wenn das Programmprodukt oder Programm auf einem Computer oder einer Vorrichtung ausgeführt wird.Also of advantage is a computer program product or computer program with program code which can be stored on a machine-readable carrier or storage medium such as a semiconductor memory, a hard disk memory or an optical memory and for carrying out, implementing and / or controlling the steps of the method according to one of the embodiments described above is used, especially when the program product or program is executed on a computer or a device.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and explained in more detail in the following description. It shows:

1 eine schematische Darstellung einer Head-up-Display-Einheit gemäß einem Ausführungsbeispiel; 1 a schematic representation of a head-up display unit according to an embodiment;

2 eine schematische Darstellung einer Head-up-Display-Einheit gemäß einem Ausführungsbeispiel; 2 a schematic representation of a head-up display unit according to an embodiment;

3 eine schematische Darstellung einer Head-up-Display-Einheit gemäß einem Ausführungsbeispiel; 3 a schematic representation of a head-up display unit according to an embodiment;

4 eine schematische Darstellung eines Steuergeräts gemäß einem Ausführungsbeispiel; und 4 a schematic representation of a control device according to an embodiment; and

5 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens gemäß einem Ausführungsbeispiel. 5 a flowchart of a method according to an embodiment.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of favorable embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and similar acting, wherein a repeated description of these elements is omitted.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Head-up-Display-Einheit 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Head-up-Display-Einheit 100 ist in ein Fahrzeug 102 eingebaut. Gezeigt ist die Integration einer Beleuchtungsvorrichtung 104 in eine Bilderzeugungseinrichtung 106 der Head-up-Display-Einheit 100. Die Bilderzeugungseinrichtung 106 umfasst beispielsweise eine Lichtquelle und eine Anzeigeeinheit zum Erzeugen eines Bildes. Die Beleuchtungsvorrichtung 104 umfasst eine Infrarotlichtquelle 108, hier ein Infrarotmodul mit Infrarotleuchtdioden. Die Infrarotlichtquelle 108 ist innerhalb der Bilderzeugungseinrichtung 106 angeordnet und ausgebildet, um einen Infrarotlichtstrahl 110 unter Nutzung eines Strahlengangs der Head-up-Display-Einheit 100 auszusenden. Mithilfe des derart umgelenkten Infrarotlichtstrahls 110 kann ein Fahrer 112 des Fahrzeugs 102 mit Infrarotlicht beleuchtet werden. Hierbei wird der Infrarotlichtstrahl 110 beispielsweise über eine Windschutzscheibe 114 des Fahrzeugs 102 in einen Beleuchtungsbereich 116 umgelenkt, der im Wesentlichen einem Bewegungsumfang eines Kopfes des Fahrers 112 entspricht. Der Beleuchtungsbereich 116 kann ein Sichtfeld 118, auch Eyebox genannt, umfassen, in dem der Fahrer 112 das von der Bilderzeugungseinrichtung 106 erzeugte Bild als virtuelles Bild wahrnehmen kann. 1 shows a schematic representation of a head-up display unit 100 according to an embodiment. The head-up display unit 100 is in a vehicle 102 built-in. Shown is the integration of a lighting device 104 in an image forming device 106 the head-up display unit 100 , The image forming device 106 For example, it includes a light source and a display unit for generating an image. The lighting device 104 includes an infrared light source 108 , here an infrared module with infrared light emitting diodes. The infrared light source 108 is within the imager 106 arranged and adapted to an infrared light beam 110 using a beam path of the head-up display unit 100 send out. Using the thus redirected infrared light beam 110 can a driver 112 of the vehicle 102 be illuminated with infrared light. Here, the infrared light beam 110 for example, over a windshield 114 of the vehicle 102 in a lighting area 116 deflected, which is essentially a range of motion of a driver's head 112 equivalent. The lighting area 116 can be a field of view 118 , also called Eyebox, include in which the driver 112 that from the imaging device 106 generated image can perceive as a virtual image.

Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist das Fahrzeug 102 mit einem Fahrerbeobachtungssystem 120 realisiert, dass eine Bildaufnahmeeinrichtung 122 umfasst. Die Bildaufnahmeeinrichtung 122, etwa eine Fahrerbeobachtungskamera, ist beispielsweise in ein Kombiinstrument 124 des Fahrzeugs 102 integriert. Die Bildaufnahmeeinrichtung 122 ist ausgebildet, um ein Bild des Fahrers 112, insbesondere des im Beleuchtungsbereich 116 befindlichen Kopfes des Fahrers 112, aufzunehmen und ein das Bild repräsentierendes Bildsignal 126 an ein Steuergerät 128 zu senden. Das Steuergerät 128 ist ausgebildet, um das Bildsignal 126 über eine geeignete Schnittstelle 130 einzulesen und unter Verwendung des Bildsignals 126 ein Steuersignal 132 zum Steuern der Infrarotlichtquelle 108 zu erzeugen. Somit kann der Fahrer 112 synchron mit einer Bildaufnahme durch die Bildaufnahmeeinrichtung 122 mit dem Infrarotlicht beleuchtet werden.According to this embodiment, the vehicle is 102 with a driver observation system 120 Realizes that an image capture device 122 includes. The image capture device 122 , such as a driver observation camera, is for example in a combination instrument 124 of the vehicle 102 integrated. The image capture device 122 is trained to get a picture of the driver 112 , in particular in the lighting area 116 located head of the driver 112 , and an image signal representing the image 126 to a control unit 128 to send. The control unit 128 is designed to receive the image signal 126 about a suitable interface 130 read in and using the image signal 126 a control signal 132 for controlling the infrared light source 108 to create. Thus, the driver can 112 synchronous with an image pickup by the image pickup device 122 be illuminated with the infrared light.

Die Head-up-Display-Einheit 100 ist gemäß dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel mit einer optionalen Umlenkeinrichtung 134 realisiert, die beispielhaft einen Faltspiegel 136 und einen drehbaren Drehspiegel 138 umfasst. Die beiden Spiegel 136, 138 sind ausgebildet, um den Strahlengang der Head-up-Display-Einheit 100 derart zu formen, dass der Infrarotlichtstrahl 110 innerhalb der Head-up-Display-Einheit 100 in unterschiedliche Richtungen umgelenkt wird. Hierbei ist die Infrarotlichtquelle 108 ausgebildet, um den Infrarotlichtstrahl 110 auf den Faltspiegel 136 zu senden. Der Faltspiegel 136 lenkt den Infrarotlichtstrahl 110 weiter auf den Drehspiegel 138, über den der Infrarotlichtstrahl 110 weiter auf die Windschutzscheibe 114 und von dort in den Beleuchtungsbereich 116 gelenkt wird.The head-up display unit 100 is according to the in 1 shown embodiment with an optional deflection device 134 realized, the example of a folding mirror 136 and a rotatable rotating mirror 138 includes. The two mirrors 136 . 138 are trained to the beam path of the head-up display unit 100 to form such that the infrared light beam 110 within the head-up display unit 100 is deflected in different directions. Here is the infrared light source 108 trained to the infrared light beam 110 on the folding mirror 136 to send. The folding mirror 136 deflects the infrared light beam 110 continue on the rotating mirror 138 over which the infrared light beam 110 continue on the windshield 114 and from there into the lighting area 116 is steered.

Infrarotbeleuchtungsmodule im Fahrzeuginnenraum können beispielsweise für die Fahrerbeobachtung eingesetzt werden. Hierzu können die Infrarotbeleuchtungsmodule im Bereich einer Instrumententafel oder eines Kombiinstruments des Fahrzeugs angebracht werden. Infrared lighting modules in the vehicle interior can be used, for example, for driver observation. For this purpose, the infrared lighting modules can be mounted in the area of an instrument panel or a combination instrument of the vehicle.

Gemäß dem hier vorgestellten Ansatz kann nun ein vorhandener Bauraum eines (Combiner-)Head-up-Displays, kurz HUD, vorangehend auch Head-up-Display-Einheit genannt, oder auch das (Combiner-)Head-up-Display selbst genutzt werden, um das IR-Modul mit möglichst geringem Entwicklungs- und Montageaufwand in das Fahrzeug zu integrieren. Hierbei wird das IR-Modul so ausgerichtet, dass der Strahlengang einschließlich der Umlenkoptiken des (Combiner-)Head-up-Displays mitgenutzt wird, um das Infrarotlicht aus einem Gehäuse des (Combiner-)Head-up-Displays herauszuleiten und dann indirekt durch Reflexion an einer beispielsweise speziell beschichteten Windschutzscheibe zum Gesicht des Fahrers zu lenken.According to the approach presented here, an existing installation space of a (combiner) head-up display, HUD for short, may also be called a head-up display unit, or even the (combiner) head-up display itself in order to integrate the IR module into the vehicle with as little development and assembly effort as possible. In this case, the IR module is aligned so that the beam path including the deflection optics of the (combiner) head-up display is shared to derive the infrared light from a housing of the (combiner) head-up display and then indirectly by reflection To direct to a face, for example, specially coated windscreen to the face of the driver.

Das IR-Modul ist entweder modular in das (Combiner-)Head-up-Display integriert oder als zusätzliches Modul realisiert, das sich leicht integrieren lässt. Beispielsweise können bestehende elektronische Schaltungen wie Energieversorgung oder LED-Treiber entweder mitgenutzt oder den Anforderungen entsprechend angepasst oder erweitert werden. Ein Ablenkspiegelsystem des (Combiner-)Head-up-Displays sollte entsprechend den Wellenlängen im NIR-Bereich und für einen größeren Beleuchtungsbereich, auch head motion box genannt, angepasst sein.The IR module is either modularly integrated into the (combiner) head-up display or implemented as an additional module that can be easily integrated. For example, existing electronic circuits such as power supply or LED driver can either be shared or adapted or expanded according to the requirements. A deflection mirror system of the (combiner) head-up display should be adapted according to the wavelengths in the NIR range and for a larger illumination range, also called head motion box.

2 zeigt eine schematische Darstellung einer Head-up-Display-Einheit 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Head-up-Display-Einheit 100 entspricht im Wesentlichen der vorangehend anhand von 1 beschriebenen Head-up-Display-Einheit, mit dem Unterschied, dass die Head-up-Display-Einheit 100 hier mit einer weiteren optischen Komponente in Form einer benachbart zur Windschutzscheibe 114 angeordneten Combinerscheibe 200 realisiert ist. Die Combinerscheibe 200 ist beispielsweise eine Komponente der Umlenkeinrichtung 134. Hierbei ist die Infrarotlichtquelle 108 der Beleuchtungsvorrichtung 104 ausgebildet, um den Infrarotlichtstrahl 110 ferner unter Nutzung der Combinerscheibe 200 in den Beleuchtungsbereich 116 zu senden, wobei die Combinerscheibe 200 als Reflexionsfläche zum Reflektieren des Infrarotlichtstrahls 110 fungiert. 2 shows a schematic representation of a head-up display unit 100 according to an embodiment. The head-up display unit 100 essentially corresponds to the previous one with reference to 1 described head-up display unit, with the difference that the head-up display unit 100 here with another optical component in the form of an adjacent to the windshield 114 arranged combiner disc 200 is realized. The combiner disc 200 is for example a component of the deflection device 134 , Here is the infrared light source 108 the lighting device 104 trained to the infrared light beam 110 also using the combiner disc 200 in the lighting area 116 to send, with the combiner disc 200 as a reflecting surface for reflecting the infrared light beam 110 acts.

3 zeigt eine schematische Darstellung einer Head-up-Display-Einheit 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Im Unterschied zu einer vorangehend anhand der 1 und 2 beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung ist die Infrarotlichtquelle 108 gemäß diesem Ausführungsbeispiel nicht in die Bilderzeugungseinrichtung der Head-up-Display-Einheit 100 integriert, sondern benachbart zu einer Lichtaustrittsöffnung 300 der Head-up-Display-Einheit 100 angeordnet, hier einer Austrittsfläche der Head-up-Display-Einheit 100. Die Lichtaustrittsöffnung 300 ist beispielsweise gegenüber der Windschutzscheibe 114 angeordnet, sodass der Infrarotlichtstrahl 110 beim Austreten aus der Lichtaustrittsöffnung 300 auf die Windschutzscheibe 114 trifft und von dieser in Richtung des Beleuchtungsbereiches 116 gelenkt wird. Gezeigt ist ferner das Steuergerät 128, das hier als Steuergerät des Fahrerbeobachtungssystems realisiert ist. 3 shows a schematic representation of a head-up display unit 100 according to an embodiment. In contrast to a preceding on the basis of 1 and 2 described illumination device is the infrared light source 108 according to this embodiment, not in the image forming device of the head-up display unit 100 integrated, but adjacent to a light exit opening 300 the head-up display unit 100 arranged, here an exit surface of the head-up display unit 100 , The light exit opening 300 is for example opposite the windshield 114 arranged so that the infrared light beam 110 when exiting the light exit opening 300 on the windshield 114 and from this towards the lighting area 116 is steered. Shown is also the controller 128 , which is realized here as a control unit of the driver observation system.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist die Head-up-Display-Einheit 100 um ein modulares IR-Modul erweitert, das im Bereich der Lichtaustrittsöffnung 300 oder an einem der Windschutzscheibe 114 zugewandten oberen Teil der Head-up-Display-Einheit 100 positioniert ist, sodass der Infrarotlichtstrahl 110 über die Windschutzscheibe 114 indirekt in den Beleuchtungsbereich 116 und somit auf das Fahrergesicht gelenkt wird. Die elektronischen Schaltungen für IR-Treiber oder Energieversorgung sowie eine Schnittstelle zum Steuergerät 128 werden optional von der Head-up-Display-Einheit 100 bzw. der Bilderzeugungseinrichtung 106 bereitgestellt oder sind bereits im IR-Modul integriert, wodurch eine Zwangskopplung mit der Head-up-Display-Einheit 100 vermieden werden kann. Im letzteren Fall wird also effektiv nur der Bauraum der Head-up-Display-Einheit 100 für die Integration der Fahrerbeobachtungsfunktion genutzt.According to one embodiment, the head-up display unit 100 extended by a modular IR module, which is in the area of the light exit opening 300 or on one of the windshields 114 facing upper part of the head-up display unit 100 is positioned so that the infrared light beam 110 over the windshield 114 indirectly in the lighting area 116 and thus directed to the driver's face. The electronic circuits for IR driver or power supply as well as an interface to the control unit 128 be optional from the head-up display unit 100 or the image forming device 106 or are already integrated in the IR module, creating a forced coupling with the head-up display unit 100 can be avoided. In the latter case, therefore, only the space of the head-up display unit becomes effective 100 used for the integration of the driver observation function.

Die Windschutzscheibe 114 oder die Combinerscheibe ist beispielsweise mit einer reflektierenden Beschichtung realisiert, insbesondere einer phosphorhaltigen Beschichtung. Die Beschichtung sollte einen größeren Bereich abdecken, damit das gesamte Gesicht des Fahrers 112 und nicht nur das Sichtfeld beleuchtet wird. Die Beschichtung hat den Vorteil, dass die Störeinwirkung von Sonnenlicht oder anderer externer Lichtquellen wie etwa von Scheinwerfern minimiert werden kann, was wiederum die Systemverfügbarkeit aufgrund besserer Ausleuchtung einer Szene bzw. des Fahrergesichts verbessert. The windshield 114 or the Combinerscheibe is realized for example with a reflective coating, in particular a phosphorus-containing coating. The coating should cover a larger area, so that the entire face of the driver 112 and not just the field of view is illuminated. The coating has the advantage that the interference of sunlight or other external light sources such as headlamps can be minimized, which in turn improves system availability due to better illumination of a scene or driver's face.

Des Weiteren ist eine Schnittstelle von der Bilderzeugungseinrichtung zum Steuergerät 128 vorgesehen, über die zum einen das Steuer- oder Triggersignal 132, das beispielsweise eine Beleuchtungsdauer und optional eine Beleuchtungsintensität repräsentiert, zur Bilderzeugungseinrichtung gesendet wird, um das IR-Modul mit der Kamerabildaufnahme zu synchronisieren, und zum anderen das IR-Modul auf ordnungsgemäße Funktion überwacht wird.Furthermore, there is an interface from the image generation device to the control device 128 provided on the one hand, the control or trigger signal 132 for example, representing an illumination duration and optionally an illumination intensity, is sent to the imaging device to synchronize the IR module with the camera image capture and, secondly, the IR module is monitored for proper operation.

In Abhängigkeit von einer relativen Positionierung zur Bildaufnahmeeinrichtung 122 kann zwischen zwei Ausprägungen von Infrarotmodulen unterschieden werden. Ist das Infrarotmodul dicht an der Bildaufnahmeeinrichtung 122 angeordnet, sodass ein Mittenabstand möglichst gering ist, so kann es sich um eine Bright-Pupil-Beleuchtung mit hell erscheinender Pupille handeln, ähnlich einem Rotaugeneffekt beim Fotografieren. Ist das Infrarotmodul weiter weg von der Bildaufnahmeeinrichtung 122, so kann es sich hingegen um eine Dark-Pupil-Beleuchtung mit dunkel erscheinender Pupille handeln. Je nach Ausführungsbeispiel kann das System mehrere Infrarot-, insbesondere Dark-Pupil-Module aufweisen.Depending on a relative positioning to the image pickup device 122 can be distinguished between two types of infrared modules. Is the infrared module close to the image capture device 122 arranged so that a center distance is as small as possible, it may be a Bright Pupil illumination with bright appearing pupil, similar to a red-eye effect when photographing. Is the infrared module farther away from the image capture device 122 it may, however, be dark pupil illumination with a dark appearing pupil. Depending on the embodiment, the system may comprise a plurality of infrared, in particular dark pupil modules.

4 zeigt eine schematische Darstellung eines Steuergeräts 128 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Bei dem Steuergerät kann es sich um ein vorangehend anhand der 1 bis 3 beschriebenes Steuergerät handeln. Das Steuergerät 128 umfasst eine Einleseeinheit 410, die ausgebildet ist, um über die Schnittstelle 130 das Bildsignal 126 einzulesen und an eine Erzeugungseinheit 420 weiterzuleiten. Die Erzeugungseinheit 420 ist ausgebildet, um unter Verwendung des Bildsignals 126 das Steuersignal 132 zu erzeugen. 4 shows a schematic representation of a control device 128 according to an embodiment. The control unit may be a preceding on the basis of 1 to 3 act described control unit. The control unit 128 includes a read-in unit 410 that is designed to be over the interface 130 the image signal 126 and to a generation unit 420 forward. The generating unit 420 is configured to use the image signal 126 the control signal 132 to create.

5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 500 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Verfahren 500 kann beispielsweise im Zusammenhang mit einem vorangehend anhand der 1 bis 4 beschriebenen Steuergerät durchgeführt werden. Hierbei wird in einem Schritt 510 das Bildsignal eingelesen. In einem weiteren Schritt 520 wird unter Verwendung des Bildsignals das Steuersignal zum Steuern der Infrarotlichtquelle der Beleuchtungsvorrichtung erzeugt. 5 shows a flowchart of a method 500 according to an embodiment. The procedure 500 For example, in connection with a preceding on the basis of 1 to 4 described control unit are performed. This is done in one step 510 the image signal is read. In a further step 520 is generated using the image signal, the control signal for controlling the infrared light source of the lighting device.

Die Schritte 510, 520 können fortlaufend durchgeführt werden.The steps 510 . 520 can be carried out continuously.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises a "and / or" link between a first feature and a second feature, then this is to be read so that the embodiment according to one embodiment, both the first feature and the second feature and according to another embodiment either only first feature or only the second feature.

Claims

Lighting device ( 104 ) for illuminating a driver ( 112 ) of a vehicle ( 102 ) with infrared light, wherein the lighting device ( 104 ) has the following feature: at least one infrared light source ( 108 ), which is designed to generate an infrared light beam ( 110 ) using a beam path of a head-up display unit ( 100 ) of the vehicle ( 102 ) to send the driver ( 112 ) to illuminate with the infrared light.

Lighting device ( 104 ) according to claim 1, characterized in that the infrared light source ( 108 ) into an image forming device ( 106 ) of the head-up display unit ( 100 ) is integrated or integrable.

Lighting device ( 104 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the infrared light source ( 108 ) adjacent to a light exit opening ( 300 ) of the head-up display unit ( 100 ) is arranged or can be arranged.

Driver observation system ( 120 ) with a lighting device ( 104 ) according to one of the preceding claims.

Head-up display unit ( 100 ) with a lighting device ( 104 ) according to one of claims 1 to 3.

Head-up display unit ( 100 ) according to claim 5, characterized by an image forming device ( 106 ) for generating an image and / or a light exit opening ( 300 ), wherein the infrared light source ( 108 ) of the lighting device ( 104 ) into the imaging device ( 106 ) is integrated and / or adjacent to the light exit opening ( 300 ) is arranged.

Head-up display unit ( 100 ) according to claim 5 or 6, characterized by a deflection device ( 134 ) for shaping the beam path of the head-up display unit ( 100 ), wherein the infrared light source ( 108 ) is adapted to the infrared light beam ( 110 ) using the deflection device ( 134 ).

Procedure ( 500 ) for illuminating a driver ( 112 ) of a vehicle ( 102 ) with infrared light using a lighting device ( 104 ) according to one of claims 1 to 3, wherein the process ( 500 ) includes the following steps: reading in ( 510 ) one the driver ( 112 ) representing image signal ( 126 ) via an interface ( 130 ) to an image recording device ( 122 ) of a driver observation system ( 120 ) of the vehicle ( 102 ); and generating ( 520 ) of a control signal ( 132 ) for controlling the infrared light source ( 108 ) of the lighting device ( 104 ) using the image signal ( 126 ) to the driver ( 112 ) with infrared light to illuminate.

Control unit ( 128 ) with units ( 410 . 420 ), which are adapted to the process ( 500 ) according to claim 8 and / or to control.

Computer program that is adapted to the procedure ( 500 ) according to claim 8 and / or to control.

A machine-readable storage medium storing the computer program of claim 10.