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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs sowie ein entsprechendes Kraftfahrzeug.
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Aus dem Stand der Technik sind Beleuchtungsvorrichtungen für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs bekannt, mit denen dynamisch unterschiedliche Bereiche im Fahrzeuginnenraum beleuchtet werden können.
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Die Druckschrift
DE 102 15 893 C1 offenbart eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Beleuchtungsvorrichtung enthält einen Laserprojektor, der bewegt werden kann, um unterschiedliche Bereiche im Fahrzeuginnenraum zu beleuchten.
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In der Druckschrift
DE 10 2015 008 071 A1 ist ein Verfahren zur Steuerung einer Innenraum-Beleuchtung in einem Kraftfahrzeug beschrieben. Dabei werden über ein kapazitives Schaltelement Gesten eines Benutzers erkannt und basierend darauf Steuerbefehle für die Beleuchtung umgesetzt. Aufgrund der Verwendung eines kapazitiven Schaltelements ist zur Gestenerkennung ein geringer Abstand zwischen Schaltelement und Geste erforderlich.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit einer einfachen und intuitiven Bedienung basierend auf Gesten zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird durch die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ist für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, wobei das Kraftfahrzeug insbesondere ein PKW ist, jedoch ggf. auch ein LKW sein kann. Sofern im Folgenden und insbesondere in den Patentansprüchen Wechselwirkungen zwischen der Beleuchtungsvorrichtung und dem Kraftfahrzeug bzw. Komponenten des Kraftfahrzeugs beschrieben werden, so ist dies immer dahingehend zu verstehen, dass die Wechselwirkung bei Anordnung bzw. Einbau der Beleuchtungsvorrichtung im Kraftfahrzeug auftritt. Die Komponenten der Beleuchtungsvorrichtung, die eine entsprechende Wechselwirkung mit dem Kraftfahrzeug bzw. Bauteilen des Kraftfahrzeugs haben, sind somit derart ausgestaltet, dass die Wechselwirkung bei Anordnung bzw. Einbau der Beleuchtungsvorrichtung im Kraftfahrzeug hervorgerufen wird.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst ein Leuchtmodul, welches im Betrieb Licht auf einen Bereich im Innenraum des Kraftfahrzeugs richtet, um hierdurch den Bereich zu beleuchten. Der Bereich stellt somit einen Oberflächenbereich im Kraftfahrzeug-Innenraum dar. Das Leuchtmodul ist dabei derart ausgestaltet, dass der beleuchtete Bereich mittels des Leuchtmoduls veränderbar ist. Der Begriff des veränderbaren Bereichs ist weit zu verstehen. Insbesondere kann es sich bei der Veränderung des Bereichs um die Veränderung der Position und/oder der Größe und/oder der Form und/oder der Helligkeit und/oder der Farbe des Bereichs handeln.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine kamerabasierte Einrichtung zur Objekt- und Gestenerkennung, welche zur Erkennung einer Anzahl von vorbestimmten Gesten eingerichtet ist. Die Beleuchtungsvorrichtung ist dabei derart betreibbar, dass eine oder mehrere der Anzahl von vorbestimmten Gesten bei deren Erkennung durch die kamerabasierte Einrichtung jeweils ein Anschalten des Leuchtmoduls zur Erzeugung des beleuchteten Bereichs am Ort der Geste bewirken und/oder dass eine oder mehrere der Anzahl von vorbestimmten Gesten bei deren Erkennung durch die kamerabasierte Einrichtung eine Veränderung des beleuchteten Bereichs mittels des Leuchtmoduls bewirken. Mit anderen Worten enthält die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung eine entsprechende Steuereinheit, die den soeben beschriebenen Betrieb mittels Gesten ermöglicht.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung weist den Vorteil auf, dass auf einfache Weise deren Lichtverteilung am Ort der Beleuchtung über Gesten gesteuert werden kann. Hierdurch wird eine intuitive Bedienung der Beleuchtungsvorrichtung durch Kraftfahrzeuginsassen ermöglicht.
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In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung zum Einbau in den Dachhimmel eines Kraftfahrzeugs ausgebildet. Auf diese Weise kann sehr gut eine Ausleuchtung des Innenraums des Kraftfahrzeugs sowie die Realisierung von fokussierten Lichtkegeln hin zu bestimmten Insassenpositionen erreicht werden. Im Besonderen kann z.B. die Funktion einer Leseleuchte realisiert werden.
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In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass die kamerabasierte Einrichtung zur Objekt- und Gestenerkennung die Kontur eines Objekts und insbesondere eines nicht zum Kraftfahrzeug gehörigen Objekts erkennt, auf dem eine Geste der Anzahl von vorbestimmten Gesten zum Anschalten des Leuchtmoduls ausgeführt wird, wobei das Leuchtmodul beim Anschalten den durch diese Kontur begrenzten Bereich ausleuchtet. Auf diese Weise wird eine bedarfsgerechte Beleuchtung von Objekten erreicht, beispielsweise von einem durch einen Fahrzeuginsassen gehalten Buch.
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In einer weiteren bevorzugten Variante umfasst die Anzahl von vorbestimmten Gesten eine erste Geste, welche ein einmaliges oder mehrmaliges Antippen eines Objekts durch zumindest einen und insbesondere einen einzelnen Finger eines Benutzers darstellt, wobei die erste Geste ein Anschalten des (zuvor abgeschalteten) Leuchtmoduls am Ort des Antippens oder eine Veränderung der Position des beleuchteten Bereichs (bei angeschaltetem Leuchtmodul) hin zum Ort des Antippens bewirkt. Hierdurch wird eine einfache Aktivierung des Leuchtmoduls an einem vom Benutzer gewünschten Ort erreicht.
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In einer weiteren Variante umfasst die Anzahl von vorbestimmten Gesten eine zweite Geste, welche die Bewegung von zwei Fingern eines Benutzers in entgegengesetzter Richtung in dem beleuchteten Bereich darstellt und eine Variation der Größe und/oder Form des beleuchteten Bereichs durch das Leuchtmodul bewirkt. Insbesondere wird dabei im Falle, dass sich die zwei Finger aufeinander zu bewegen, der beleuchtete Bereich verkleinert, wohingegen im Falle, dass sich die zwei Finger voneinander weg bewegen, der beleuchtete Bereich vergrößert wird. Die soeben beschriebene Ausführungsform ermöglicht eine Anpassung des beleuchteten Bereichs mit einer intuitiven Geste.
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In einer weiteren Variante umfasst die Anzahl von vorbestimmten Gesten eine dritte Geste, welche die Bewegung zumindest eines Fingers und insbesondere die parallele Bewegung von zwei Fingern eines Benutzers in dem beleuchteten Bereich darstellt, wobei die dritte Geste eine Variation der Helligkeit und/oder Farbe der Beleuchtung des beleuchteten Bereichs durch das Leuchtmodul bewirkt.
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In einer weiteren Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass bei der Ausführung einer vorgegebenen Geste der Anzahl von vorbestimmten Gesten eine Symbolik durch das Leuchtmodul in dem beleuchteten Bereich generiert wird, wobei die Symbolik die Veränderung des beleuchteten Bereichs in Abhängigkeit von der Ausführung der vorgegebenen Geste anzeigt.
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Die soeben beschriebene Ausführungsform wird vorzugsweise mit der obigen Variante kombiniert, bei der die Anzahl von vorbestimmten Gesten eine dritte Geste umfasst. In diesem Fall ist die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung derart ausgestaltet, dass bei der Ausführung der dritten Geste die Symbolik durch das Leuchtmodul in dem beleuchteten Bereich generiert wird und dabei anzeigt, in welche Richtung der Bewegung des zumindest einen Fingers die Helligkeit des beleuchteten Bereichs erhöht wird und/oder wie sich die Farbe des beleuchteten Bereichs bei der Bewegung des zumindest einen Fingers in einer vorbestimmten Richtung verändert. Mit den beiden soeben beschriebenen Ausführungsformen wird ein Benutzer am Ort der Ausführung der Geste über die durch die Geste verursachten Aktionen informiert.
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In einer weiteren Variante der erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung umfasst die Anzahl der vorbestimmten Gesten eine vierte Geste, welche die Bewegung zumindest eines Fingers und insbesondere eines einzelnen Fingers eines Benutzers in dem beleuchteten Bereich darstellt, wobei die vierte Geste eine Verschiebung des beleuchteten Bereichs entsprechend der Bewegung des zumindest einen Fingers durch das Leuchtmodul bewirkt.
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In einer weiteren bevorzugten Variante ist die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung derart betreibbar, dass die kamerabasierte Einrichtung zur Objekt- und Gestenerkennung eine Bewegung eines Objekts und insbesondere eines nicht zum Kraftfahrzeug gehörigen Objekts erfasst, auf dem der durch das Leuchtmodul beleuchtete Bereich liegt, wobei das Leuchtmodul bewirkt, dass der beleuchtete Bereich dem sich bewegenden Objekt folgt. Hierdurch kann automatisiert sichergestellt werden, dass ein vom Benutzer gehaltenes Objekts, wie z.B. ein Buch, kontinuierlich auch bei einer Positionsänderung angestrahlt wird.
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Als Leuchtmodul können in der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung unterschiedliche Leuchteinheiten verwendet werden, solange gewährleistet ist, dass das Leuchtmodul den beleuchteten Bereich verändern kann. In einer bevorzugten Variante umfasst das Leuchtmodul eine oder mehrere LEDs und/oder Laserdioden als Lichtquelle oder Lichtquellen, wodurch eine kompakte Bauform der Beleuchtungsvorrichtung mit gleichzeitig hoher Lichtstärke gewährleistet wird.
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In einer weiteren Variante ist das Leuchtmodul eine scannende Beleuchtungseinheit, welche im Betrieb mittels eines oder mehrerer Lichtstrahlen den beleuchteten Bereich mit einer Scan-Bewegung abrastert, wobei die Scan-Bewegung zur Veränderung des beleuchteten Bereichs anpassbar ist. Solche scannenden Beleuchtungseinheiten sind an sich aus dem Stand der Technik bekannt. In einer bevorzugten Variante stellt die scannende Beleuchtungseinheit ein sog. MEMS-Bauteil (MEMS = Micro Electro Mechanical System) dar, welches einen kompakten Aufbau der Beleuchtungseinheit ermöglicht.
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In einer weiteren Variante ist das Leuchtmodul eine Beleuchtungseinheit mit einer Vielzahl von einzelnen ansteuerbaren Bildpunkten, wobei durch die Ansteuerung der einzelnen Bildpunkte der beleuchtete Bereich veränderbar ist. Vorzugsweise wird als Beleuchtungseinheit ein DLP-Projektor (DLP = Digital Light Processing) eingesetzt, wobei solche Projektoren an sich aus dem Stand der Technik bekannt sind. Diese Projektoren umfassen eine matrixförmige Anordnung von verkippbaren Microspiegeln in der Form einer sog. DMD-Einrichtung (DMD = Digital Micromirror Device). Durch die einzelnen Spiegel werden die Bildpunkte der Beleuchtungseinheit realisiert. Die DMD-Vorrichtung ist vorzugsweise ein kompaktes MEMS-Bauteil. Alternativ oder zusätzlich kann die Beleuchtungseinheit der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung auch ein LCD-Display umfassen.
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Neben der oben beschriebenen Beleuchtungsvorrichtung betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, wobei im Innenraum des Kraftfahrzeugs eine oder mehrere der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtungen bzw. eine oder mehrere bevorzugte Varianten der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung vorgesehen sind.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
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Es zeigen:
- 1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung bei der Erkennung einer Geste;
- 2 bis 4 verschiedene Varianten von Gesten, welche mit der Beleuchtungsvorrichtung der 1 erkannt werden können; und
- 5 eine Darstellung eines Szenarios, bei dem die Beleuchtungsvorrichtung der 1 ein Objekt konturgenau verfolgt.
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1 zeigt in schematischer Darstellung eine Variante der erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung 1, welche im hier beschriebenen Ausführungsbeispiel im Dachhimmel eines Kraftfahrzeugs integriert ist. Vorzugsweise ist die Beleuchtungsvorrichtung 1 dabei im vorderen Bereich des Dachhimmels oberhalb der Mittelkonsole des Kraftfahrzeugs verbaut und ermöglicht die Generierung von Lichtverteilungen sowohl hin zum Fahrer als auch hin zum Beifahrer.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst ein Lichtmodul 2 in Form einer scannenden Beleuchtungseinheit, in der ein mittels einer Lichtquelle generierter Lichtstrahl durch einen Scan-Spiegel mit hoher Geschwindigkeit in verschiedene Richtungen abgelenkt wird, um hierdurch den zu beleuchtenden Bereich B abzurastern. Als Lichtmodul kann dabei eine an sich bekannte scannende Beleuchtungseinheit eingesetzt werden. Im Besonderen kann diese Beleuchtungseinheit als MEMS-Bauteil ausgestaltet sein. Je nach Ausgestaltung können als Lichtquelle für das Leuchtmodul eine oder mehrere LEDs und ggf. auch Laserdioden zum Einsatz kommen. Anstatt einer scannenden Beleuchtungseinheit kann als Leuchtmodul ggf. auch eine pixelbasierte Leuchteinheit, z.B. in der Form eines DLP-Projektors oder eines LCD-Bildgebers, verwendet werden. Entscheidend ist lediglich, dass das Leuchtmodul eine Veränderung der damit generierten Lichtverteilung und hierdurch des angestrahlten bzw. beleuchteten Bereichs bewirkt. Wie bereits oben erwähnt, ist der Begriff der Veränderung des beleuchteten Bereichs weit zu verstehen. Insbesondere kann es sich hierbei um eine Veränderung der Position und/oder Form und/oder Größe und/oder Farbe und/oder Helligkeit des beleuchteten Bereichs handeln.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 1 der 1 umfasst neben dem Leuchtmodul 2 eine kamerabasierte Einrichtung zur Objekt- und Gestenerkennung, welche mit Bezugszeichen 3 bezeichnet ist. Diese Einrichtung umfasst eine Kamera, wobei der pyramidenförmige Erfassungsbereich dieser Kamera in 1 durch gepunktete Linien LI' angedeutet ist. Neben der Kamera enthält die Einrichtung 3 eine (nicht gezeigte) Verarbeitungseinheit, welche die erfassten Kamerabilder analysiert und anschließend Objekte und Gesten im Erfassungsbereich der Kamera erkennt. Bei der Objekt- und Gestenerkennung in der Einrichtung 3 kann auf an sich bekannte Technologien zurückgegriffen werden, so dass diese Einrichtung nicht weiter im Detail beschrieben wird. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 enthält ferner eine (nicht gezeigte) Steuereinheit, welche die nachfolgend erläuterte Steuerung des Leuchtmoduls basierend auf entsprechenden Gesten ermöglicht.
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In dem Szenario der 1 übernimmt die Beleuchtungsvorrichtung 1 die Funktion einer Leseleuchte. Hierzu wird ein durch gestrichelte Linien LI angedeuteter Lichtspot auf einem Objekt O generiert, bei dem es sich um ein Buch handelt, das durch einen Fahrzeuginsassen gehalten wird. Der durch den Lichtspot beleuchtete Bereich B kommt dabei als kreisförmiger Lichtfleck auf einer Seite des dargestellten Buchs zu liegen. Um die Lichtverteilung auf dieses Buch zu richten, führt der Insasse mit dem Zeigefinger F seiner Hand H eine Geste G1 aus, welche nochmals im Detail in 2 gezeigt ist. Im Rahmen dieser Geste tippt der Benutzer zweimal auf eine Seite des Buchs O, was in 2 durch einen Kreis K angedeutet ist, der kein Bestandteil des beleuchteten Bereichs B ist, sondern lediglich zur Veranschaulichung der Antippposition dient. Diese Geste wird von der kamerabasierten Einrichtung 3 detektiert, woraufhin die Steuereinheit der Beleuchtungsvorrichtung das Lichtmodul 2 dazu veranlasst, die Lichtverteilung auf einen Bereich des Objekts O zu richten, auf dem die Geste durchgeführt wurde. Hierdurch kann auf sehr einfache Weise das Anschalten einer Leseleuchte an einem Ort bewirkt werden, an dem der Benutzer eine Beleuchtung durch die Leseleuchte wünscht. Vorzugsweise kann nach Anschalten der Beleuchtungsvorrichtung auch deren Abschaltung durch doppeltes Antippen in dem beleuchteten Bereich bewirkt werden.
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3 und 4 zeigen zwei weitere Gesten G2 und G3, die zur Bedienung der Beleuchtungsvorrichtung 1 durchgeführt werden können. Gemäß 3 bewegt ein Benutzer den Zeigefinger F und den Daumen F' seiner Hand H in entgegengesetzter Richtung, wie durch den Doppelpfeil P angedeutet ist, der kein Bestandteil des dargestellten Bereichs B ist, sondern zur Veranschaulichung dient. Durch Auseinanderziehen der beiden Finger F und F' kann der Benutzer eine Vergrößerung des kreisförmigen beleuchteten Bereichs B bewirken. Analog kann er durch eine inverse Bewegung der Finger F und F', d.h. durch Zusammenführen dieser Finger, den kreisförmigen beleuchteten Bereich B wieder verkleinern. Hierdurch kann er sehr intuitiv die Größe des beleuchteten Bereichs anpassen.
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4 zeigt eine weitere Geste G3, die ein Benutzer zur Bedienung der Beleuchtungsvorrichtung 1 ausführen kann. Bei dieser Geste bewegt der Benutzer seinen Zeigefinger F und seinen Mittelfinger F" parallel in die gleiche Richtung, wie durch die Doppelpfeile P' angedeutet ist. Die Doppelpfeile dienen wiederum nur zur Veranschaulichung und sind nicht Bestandteil des dargestellten beleuchteten Bereichs B. Als Konsequenz dieser parallelen Fingerbewegung erscheint innerhalb des beleuchteten Bereichs B eine Symbolik SY in der Form einer Skala mit mehreren Balken, von denen drei aufleuchten, was in der Darstellung der 4 durch eine weiße Farbe der Balken angedeutet ist. Die Helligkeit des beleuchteten Bereichs ist dabei umso höher, je mehr Balken aufleuchten. Darüber hinaus enthält die Skala ein Minus-Symbol und ein Plus-Symbol, über welche angezeigt wird, wie mit der Bewegung der beiden Finger F und F" die Helligkeit des beleuchteten Bereichs geeignet verändert werden kann. Mit anderen Worten wird durch die Skala angezeigt, dass die Benutzer durch die parallele Bewegung der beiden Finger F und F" in Richtung nach oben (d.h. hin zu dem Plus-Symbol) die Helligkeit des beleuchteten Bereichs erhöhen kann, wohingegen er durch die parallele Bewegung seiner Finger F und F" nach unten (d.h. hin zu dem Minus-Symbol) die Helligkeit des beleuchteten Bereichs reduzieren kann. Mit der Geste G3 kann der Benutzer somit auf einfache Weise eine Anpassung der Helligkeit des beleuchteten Bereichs B bewirken.
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Neben den oben beschriebenen Gesten kann die Beleuchtungsvorrichtung 1 ggf. auch eine Bedienung über weitere Gesten ermöglichen. Beispielsweise kann eine Bewegung eines einzelnen Fingers innerhalb des beleuchteten Bereichs einer Verschiebung dieses beleuchteten Bereichs gemäß der Fingerbewegung bewirken. Darüber hinaus sind die beschriebenen Gesten nicht unbedingt auf die Ausführung durch bestimmte Finger beschränkt. Zum Beispiel kann die Geste G3 der 4 ggf. auch durch die Bewegung von anderen Fingern als Zeigefinger und Mittelfinger realisiert werden. Ebenso kann die Geste derart ausgestaltet sein, dass anstatt von zwei Fingern drei Finger parallel bewegt werden müssen, um hierdurch die Helligkeitsanpassung des beleuchteten Bereichs zu bewirken.
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5 zeigt in perspektivischer Darstellung eine weitere Betriebsart der Beleuchtungsvorrichtung der 1. Gemäß 5 wird über die kamerabasierte Einrichtung 3 die Kontur des Objekts O erkannt, auf welches das Leuchtmodul 2 seine Lichtverteilung richtet. Die Ausleuchtung wird dabei derart eingestellt, dass sie genau mit der Kontur des Objekts O, d.h. im Fall der 5 den Umriss eines Buchs, zusammenfällt. Die konturgenaue Ausleuchtung ist in 5 durch die gestrichelten Linien LI angedeutet. Darüber hinaus erkennt die kamerabasierte Einrichtung 3 eine durch den Benutzer hervorgerufene Bewegung des Buchs. In Reaktion auf diese Bewegung wird das Lichtmodul dazu veranlasst, die Lichtverteilung derart anzupassen, dass sie dem bewegten Objekt folgt. Dies wird durch den Doppelpfeil P" in 5 angedeutet.
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Die im Vorangegangenen beschriebene Ausführungsform der Erfindung weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird eine einfache und intuitive Bedienung einer Beleuchtungsvorrichtung im Kraftfahrzeuginnenraum über Gesten erreicht, welche eine Beleuchtung direkt am Ort der Geste bewirken. Dabei können dynamische und unterschiedliche Lichtszenen und Lichtverteilungen dargestellt werden. Gegebenenfalls können im durch die Beleuchtungsvorrichtung generierten Lichtkegel auch kontextabhängige Bedienfelder wiedergegeben werden, um Funktionen entsprechender Bedienungen anzudeuten.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Beleuchtungsvorrichtung
- 2
- Leuchtmodul
- 3
- kamerabasierte Einrichtung zur Objekt- und Gestenerkennung
- B
- beleuchteter Bereich
- O
- Objekt
- H
- Hand
- F
- Zeigefinger der Hand
- F'
- Daumen der Hand
- F"
- Mittelfinger der Hand
- LI
- gestrichelte Linien
- LI'
- gepunktete Linien
- G1, G2, G3
- Gesten
- SY
- Symbolik
- K
- Kreis
- P, P', P"
- Doppelpfeile
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 10215893 C1 [0003]
- DE 102015008071 A1 [0004]
