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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer optischen Anordnung zur Erfassung von Fahrzeuginnenraumobjekten im unsichtbaren elektromagnetischen Spektralbereich, insbesondere im Infrarotbereich.
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Technischer Hintergrund
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Um eine korrekte und zuverlässige Funktion von vielen an Bord eines modernen Kraftfahrzeugs vorgesehenen und beispielsweise für dessen Betrieb oder die Insassensicherheit wichtigen Hilfs- und Steuerungssystemen zu gewährleisen, ist es bekannt, eine permanente Überwachung des Fahrzeuginnenraums zu realisieren. Zumindest ein Teil dieser Überwachung basiert in der Regel auf optischer Erfassung. Um eine ausreichende optische Erfassung zu ermöglichen, wird der Innenraum mit Licht im geeigneten Wellenlängenbereich ausgeleuchtet. Um die Insassen nicht durch sichtbares Licht zu belästigen, erfolgt diese Ausleuchtung überwiegend im unsichtbaren Lichtwellenspektrum (meistens mit Infrarotlicht). Aus diesen Gründen sind in einem Kraftfahrzeug typischerweise auch mehrere Systeme untergebracht, die das Licht im unsichtbaren Spektrum verarbeiten können.
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Dabei findet die optische Erfassung bisher fast ausschließlich über einen direkten optischen Pfad statt, bei dem das Erfassungsgerät (z. B. eine Kamera) eine direkte Sicht auf das Objekt hat, das erfasst werden soll. Darüber hinaus ist es nur in den spezifischen Fällen, in denen die Position oder der Zustand der Augen des Fahrers beim Fahren präzise überwacht werden soll, bekannt, das Gesicht des Fahrers frontal über einen vom Head-up-Display bekannten Lichtpfad zu erfassen, der über eine Reflexion an der Windschutzscheibe zu einer in der Instrumententafel des Kraftfahrzeugs untergebrachten Infrarotkamera führt:
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So offenbart beispielsweise
US 5,734,357 eine Anzeigevorrichtung zum Einblenden eines virtuellen Anzeigebilds mit fahrzeugrelevanten Informationen ins Blickfeld des Fahrers eines Kraftfahrzeugs während der Fahrt, auch als Head-up-Display (HUD) bekannt. Die in einer Instrumententafel des Fahrzeugs angeordnete Optikeinheit des HUDs gemäß
US 5,734,357 umfasst neben zur Anzeigebilderzeugung dienenden Komponenten einen verstellbaren Spiegel zur Anpassung des optischen Pfads des HUDs an die aktuelle Augenposition des Fahrers sowie eine Infrarotkamera zum Fotografieren seines Gesichts. Dabei gelangt das vom Gesicht des Fahrers reflektierte Infrarotlicht zu der Infrarotkamera rückwärts über den optischen Pfad des HUDs, d. h. es wird ebenfalls an einer als Teil der Windschutzscheibe ausgebildeten Combinerscheibe des HUDs reflektiert. Aus dem fotografierten Fahrerbild wird seine Augenposition bestimmt und abhängig davon der Spiegel verstellt.
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Weiterhin offenbart
US 2002/0116106 A1 ein Kraftfahrzeug mit einer Überwachungsanordnung, die eine oder mehrere Active-Pixel-Kameras zur Bilderfassung im Inneren oder außerhalb des Kraftfahrzeugs und zur Nutzung dieser Information bei der Steuerung weiterer Fahrzeugsysteme, wie z. B. Airbag, Klimaanlage oder Fahrerermüdungserkennung, aufweist. Insbesondere sind mehrere Sender und Empfänger von Infrarotwellen an verschiedenen Positionen im Kraftfahrzeug angeordnet, die typischerweise für die bestmögliche Auflösung mit direkter Sicht auf die zu überwachenden Objekte im Fahrgastraum angeordnet sind. Spezifisch ist ferner ein Sender- und Empfängerpaar beschrieben, das in der Instrumententafel gegenüber der Windschutzscheibe angeordnet ist, damit das zum Fahrergesicht ausgestrahlte oder von diesem reflektierte Infrarotlicht in einer dem Head-up-Display ähnlichen Weise an der Windschutzscheibe reflektiert wird. Es kann dabei eine geeignete Beschichtung der Windschutzscheibe zur Gewährleistung einer erforderlichen Reflektivität im verwendeten Infrarotbereich vorgesehen sein.
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Ferner ist aus
US 2015/0124068 A1 ein System zum Überwachen der Wachsamkeit eines Fahrers eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das System umfasst einen Infrarotblitz zum Ausstrahlen von Infrarotlicht zum Fahrer hin, eine im Bereich der Instrumententafel montierte Infrarotkamera zum Erfassen eines von dem Strahl ausgeleuchteten Bilds und einen reflektierenden Infrarotfilm, der in einer Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs eingearbeitet ist. Insbesondere wird durch Reflexion des vom Fahrergesicht reflektierten Infrarotlichts an der Windschutzscheibe auf dem Weg zur Infrarotkamera eine Schattenbildung durch das Lenkrad vermieden. Eine ähnliche Anordnung zum Zweck der Fahrerüberwachung ist auch aus
US 2006/0098166 A1 bekannt.
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Durch die aktuelle Innenraumarchitektur eines Kraftfahrzeugs ist es nicht immer möglich, eine direkte optische Erfassung, d. h. mit einem direkt gegenüber dem Objekt positionierten Erfassungsgerät, zu realisieren. Manche Bereiche des Fahrzeuginnenraums, wie z. B. ein für eine Gestik-Kamera relevanter Innenraumbereich vor und über der Instrumententafel, können im Fahrbetrieb dauerhaft oder zeitweise durch andere Objekte verdeckt sein, etwa durch die Lenkradbewegung. Ein Hindernis auf der Strecke zwischen Erfassungsgerät und Zielobjekt führt zum Schattenwurf, was die Funktion des Systems in einer unkontrollierten Weise beeinflussen kann. Diesem Problem kann zwar in beispielsweise aus
US 2002/0116106 A1 bekannter Weise durch den Einsatz von vielen an verschiedenen Orten im Fahrzeuginneren angebrachten Erfassungsgeräten begegnet werden. Allerdings ist das aus Gründen der Wirtschaftlichkeit, des begrenzten Bauraums, der Ergonomie und/oder Ästhetik nicht immer möglich.
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Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einer optischen Anordnung zur Erfassung von Fahrzeuginnenraumobjekten im unsichtbaren elektromagnetischen Spektrum, insbesondere im Infrarotbereich, anzugeben, die eine Verbesserung im Hinblick auf die Sichtbarkeit von Objekten für ein Erfassungsgerät und/oder auf dessen platzsparende oder diskrete Unterbringung im Kraftfahrzeug ermöglicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Diese Aufgabe wird durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 1 und durch ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 6 gelöst. Weitere Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform ist ein Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend:
- - einen Fahrzeuginnenraum mit einem in Fahrtrichtung vorn angeordneten, im Betrieb von einem Fahrer besetzten und benutzten Cockpitbereich, der zumindest teilweise von einer Windschutzscheibe und einer darunter angeordneten Instrumententafel begrenzt ist, und einem in an sich bekannter Weise vor oder über einem oberen Abschnitt der Windschutzscheibe angeordneten Innenspiegel, der zur Beobachtung eines hinter dem Kraftfahrzeug liegenden Umfelds durch den Fahrer ausgelegt ist; sowie
- - eine zu indirekter Cockpitbereichserfassung von oben ausgebildete optische Anordnung, die Folgendes aufweist:
- - einen Reflexionsabschnitt der Windschutzscheibe, der fahrzeuginnenseitig zum Reflektieren von Erfassungslicht in einem vorbestimmten unsichtbaren Spektralbereich, insbesondere von Infrarotlicht, ausgebildet ist, und
- - ein im Fahrzeuginnenraum am Innenspiegel oder in dessen Nähe angeordnetes und dem Reflexionsabschnitt der Windschutzscheibe zugewandtes erstes/oberes Erfassungsgerät, das zum Erfassen des Erfassungslichts, das von im Cockpitbereich befindlichen Objekten senkrecht oder zumindest schräg aufwärts in Richtung des Reflexionsabschnitts der Windschutzscheibe und von diesem zum oberen Erfassungsgerät reflektiert wird, angeordnet und ausgebildet ist. Das obere Erfassungsgerät kann z. B. als eine geeignete Kamera ausgebildet sein.
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Hierin sind Begriffe wie „über“, „unter“, „aufwärts“, „vorn“ und dergleichen in einem konventionellen Kraftfahrzeugkoordinatensystem zu verstehen, mit einer horizontalen X-Achse in Fahrzeuglängsrichtung, die der Fahrtrichtung entspricht, einer hierzu senkrechten horizontalen Y-Achse in Fahrzeugquerrichtung sowie einer hierzu senkrechten vertikalen Z-Achse, die von einem Fahrzeugboden nach oben zu einem Fahrzeugdach weist (vgl. 1 und 2).
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Eine Idee der Erfindung besteht darin, im genannten Reflexionsabschnitt der Windschutzscheibe den Reflexionsgrad im unsichtbaren Spektralbereich des oberen Erfassungsgeräts durch geeignete, dem Fachmann als solche bekannte Maßnahmen auf optisch nutzbares Niveau zu bringen und diese Fläche als Spiegel für einen bis dahin im Kraftfahrzeug nicht vorhandenen indirekten, d. h. über die Reflexion an der Windschutzscheibe, nach oben verlaufenden optischen Pfad zwischen einem vorbestimmten Zielbereich unten im Cockpit und dem weiter oben im Bereich des Innenspiegels angeordneten Erfassungsgerät einzusetzen. (Nähere Details der gegenseitigen Anordnung des Reflexionsabschnitts der Windschutzscheibe und einer für den Lichteinfall bestimmten Oberfläche des oberen Erfassungsgeräts kann in einem konkreten Anwendungsfall beispielsweise abhängig von der Fahrzeuggeometrie und von dem gewünschten zu erfassenden Zielbereich des Fahrzeuginnenraums gewählt sein. Einige mögliche Beispiele dafür sind weiter unten angegeben.)
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Der hierin genannte „Reflexionsabschnitt“ kann zwar insbesondere als Teilabschnitt der Windschutzscheibe realisiert sein, etwa in dem eine spezielle Reflexionsschicht (z. B. Folie etc., siehe unten) auf der Scheibe eigens hierzu partiell appliziert worden ist. Das muss aber nicht so sein, d. h. der „Reflexionsabschnitt“ kann sich alternativ auch über die gesamte Scheibenfläche erstrecken und insbesondere bereits für andere Zwecke im Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Beispielsweise werden aus Sonnenlichtschutzgründen bei vielen heutigen Kraftfahrzeugen die Scheiben flächig mit einem Infrarotschutz-Filter ausgestattet, etwa in Form einer Beschichtung. Derartiger bereits vorhandener Filter kann für die beschriebene Funktion der Erfindung - gegebenenfalls mit einer geeigneten Optimierung der fahrzeuginnenseitigen Reflektivität - auch verwendet werden.
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Mit einer solchen optischen Anordnung kann der Cockpitbereich von oben und/oder schräg von vorn erfasst werden, d. h. aus der Richtung des Reflexionsabschnitts der Windschutzscheibe, welche Richtung nicht über eine direkte optische Erfassung zugänglich wäre. Ferner kann dadurch der eingangs erwähnte Schattenwurf durch weitere Gegenstände im Cockpit effektiv vermieden werden.
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Zudem ist im Bereich des Innenspiegels oft eine besonders platzsparende und diskrete Unterbringung eines Erfassungsgeräts möglich. So kann das obere Erfassungsgerät insbesondere in oder an einer dem Reflexionsabschnitt der Windschutzscheibe zugewandten Rückseite des Innenspiegels und/oder an einer durch den Innenspiegel oder dessen Halterung für Blickrichtungen aus einem Insassenraum des Kraftfahrzeugs verdeckten Position montiert sein. Anders als in der Instrumententafel kann an dieser Stelle im Kraftfahrzeug ausreichend freier Platz für das obere Erfassungsgerät vorhanden sein.
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Bei einer spezifischen Ausgestaltung ist die gegenseitige Anordnung des Reflexionsabschnitts der Windschutzscheibe und einer für den Lichteinfall bestimmten Oberfläche des oberen Erfassungsgeräts derart, dass von im Cockpitbereich vor und/oder über der Instrumententafel befindlichen Objekten reflektiertes Erfassungslicht über den oben beschriebenen optischen Pfad erfassbar ist. Dadurch kann der genannte Raumbereich im Cockpit, der typischerweise besonders aktiv vom Fahrer und/oder Beifahrer genutzt wird, zuverlässig überwacht werden.
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Beispielsweise können bei dieser Ausgestaltung die vor und/oder über der Instrumententafel befindlichen Objekte Hände eines Insassen, insbesondere des Fahrers, des Kraftfahrzeugs sein und das obere Erfassungsgerät eine Gestik-Kamera darstellen, sodass die optische Anordnung als eine Benutzerschnittstelle zur Eingabe von Steuerbefehlen für weitere Fahrzeugsysteme durch den Insassen dienen kann.
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Insbesondere kann der Reflexionsabschnitt der Windschutzscheibe eine in oder auf der Windschutzscheibe bei der Fahrzeugherstellung oder nachträglich angebrachte, fahrzeuginnenseitig Erfassungslicht reflektierende Schicht, Beschichtung oder Folie aufweisen.
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Gemäß einer zweiten Ausführungsform, die mit der obigen ersten Ausführungsform kombinierbar ist, ist ein Kraftfahrzeug vorgesehen, umfassend:
- - einen Fahrzeuginnenraum, der zumindest teilweise von einer Windschutzscheibe, einer darunter angeordneten Instrumententafel, und mindestens einer Seitenscheibe begrenzt ist; sowie
- - eine zu indirekter seitlicher Fahrzeuginnenraumerfassung ausgebildete optische Anordnung, die Folgendes aufweist:
- - einen Reflexionsabschnitt der (mindestens einen) Seitenscheibe, der fahrzeuginnenseitig zum Reflektieren von Erfassungslicht in einem vorbestimmten unsichtbaren Spektralbereich, insbesondere von Infrarotlicht, ausgebildet ist, und
- - ein im Fahrzeuginnenraum angeordnetes, dem Reflexionsabschnitt der Seitenscheibe zugewandtes zweites/seitliches Erfassungsgerät, das zum Erfassen von Erfassungslicht, das von im Fahrzeuginnenraum befindlichen Objekten in Richtung des Reflexionsabschnitts der Seitenscheibe und von diesem zum seitlichen Erfassungsgerät reflektiert wird, angeordnet und ausgebildet ist. Das seitliche Erfassungsgerät kann z. B. als eine geeignete Kamera ausgebildet sein.
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Auch bei dieser Ausführungsform besteht eine Idee der Erfindung darin, im genannten Reflexionsabschnitt der Seitenscheibe den Reflexionsgrad im unsichtbaren Spektralbereich des seitlichen Erfassungsgeräts durch geeignete, dem Fachmann als solche bekannte Maßnahmen auf optisch nutzbares Niveau zu bringen und diese Fläche als Spiegel für einen bis dahin im Kraftfahrzeug nicht vorhandenen indirekten seitlichen, d. h. über die Reflexion an der Seitenscheibe verlaufenden, optischen Pfad zwischen einem vorbestimmten Zielbereich im Fahrzeuginnenraum und einem an einer entsprechend geeigneten Position im Kraftfahrzeug (weiter vorn oder hinten, und/oder weiter oben oder unten, wie z. B. an einem Dachhimmel oder an einer Fahrzeugsitzseite) angeordneten seitlichen Erfassungsgerät einzusetzen. (Nähere Details der gegenseitigen Anordnung des Reflexionsabschnitts der Seitenscheibe und einer für den Lichteinfall bestimmten Oberfläche des seitlichen Erfassungsgeräts kann in einem konkreten Anwendungsfall beispielsweise abhängig von der Fahrzeuggeometrie und von dem gewünschten zu erfassenden Zielbereich des Fahrzeuginnenraums gewählt sein. Einige mögliche Beispiele dafür sind weiter unten angegeben.)
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Der hierin genannte „Reflexionsabschnitt“ kann zwar insbesondere als Teilabschnitt der Seitenscheibe realisiert sein, etwa in dem eine spezielle Reflexionsschicht (z. B. Folie etc., siehe unten) auf der Scheibe eigens hierzu partiell appliziert worden ist. Das muss aber nicht so sein, d. h. der „Reflexionsabschnitt“ kann sich alternativ auch über die gesamte Scheibenfläche erstrecken und insbesondere bereits für andere Zwecke im Kraftfahrzeug vorgesehen sein. Beispielsweise werden aus Sonnenlichtschutzgründen bei vielen heutigen Kraftfahrzeugen die Scheiben flächig mit einem Infrarotschutz-Filter ausgestattet, etwa in Form einer Beschichtung. Derartiger bereits vorhandener Filter kann für die beschriebene Funktion der Erfindung - gegebenenfalls mit einer geeigneten Optimierung der fahrzeuginnenseitigen Reflektivität - auch verwendet werden.
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Mit einer solchen optischen Anordnung kann der Fahrzeuginnenraum aus der Richtung des Reflexionsabschnitts der Seitenscheibe erfasst werden, welche Richtung nicht über eine direkte optische Erfassung zugänglich wäre. Dadurch können beispielsweise der Seitenscheibe zugewandte Objektflächen mit einer besseren Auflösung als bei einem direkten optischen Pfad zu einem woanders im Kraftfahrzeug angeordneten Erfassungsgerät erfasst werden. Ferner kann dadurch der eingangs erwähnte Schattenwurf durch einen direkten optischen Pfad kreuzende weitere Gegenstände im Kraftfahrzeug vermieden werden.
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Bei einer spezifischen Ausgestaltung ist die Seitenscheibe Teil einer vorderen Fahrzeugtür auf Fahrerseite, und das seitliche Erfassungsgerät ist in einem oben genannten Cockpitbereich montiert, insbesondere in oder an einer dem Reflexionsabschnitt der Seitenscheibe zugewandten Oberfläche der Instrumententafel, einer A-Säule des Kraftfahrzeugs oder einer Türbrüstung der genannten Fahrzeugtür. Auf diese Weise können die seitlichen Bereiche des Fahrzeuginnenraums auf Fahrerseite erfasst werden, wie z. B. eine Fahrer-Profilansicht, die etwa für eine genauere Authentifizierung verwendet werden kann. Alternativ oder zusätzlich können die Seitenscheibe und das seitliche Erfassungsgerät bei dieser Ausführungsform auch auf der anderen Fahrzeugseite angeordnet sein. Das seitliche Erfassungsgerät kann dabei jeweils nicht nur weiter vorn im Cockpitbereich, sondern alternativ oder zusätzlich in einem Heckbereich oder einem mittleren Bereich des Kraftfahrzeugs in dessen Längsrichtung angeordnet sein, wie z. B. an einer B- oder C-Säule oder einer Türbrüstung einer hinteren Tür, sowie alternativ oder zusätzlich auch an einem Fahrzeugsitz oder an dessen Kopfstütze. Gerade die Fahrzeugsitze und deren Kopfstützen können besonders gut geeignet sein zum diskreten Anbringen des seitlichen Erfassungsgeräts und/oder eine besonders gute Sicht auf das zu erfassende Objekt über den indirekten optischen Pfad der hierin dargelegten Art ergeben.
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Insbesondere kann der Reflexionsabschnitt der Seitenscheibe eine bei der Fahrzeugherstellung oder nachträglich in oder auf der Seitenscheibe angebrachte, fahrzeuginnenseitig Erfassungslicht reflektierende Schicht, Beschichtung oder Folie aufweisen.
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Bei beiden Ausführungsformen kann das Kraftfahrzeug ferner eine zum Ausleuchten von vom oberen und/oder seitlichen Erfassungsgerät zu erfassenden Objekten mit Erfassungslicht ausgebildete Erfassungslicht-Quelle aufweisen.
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Bei beiden Ausführungsformen kann das Kraftfahrzeug ferner eine Steuerungseinheit aufweisen, die zum insbesondere zeitabhängigen Auslesen und Auswerten vom oberen und/oder seitlichen Erfassungsgerät erfasster Erfassungslicht-Signale und zu einer davon abhängigen Ansteuerung weiterer Geräte im Kraftfahrzeug ausgebildet ist.
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Figurenliste
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Die obigen Aspekte der Erfindung und deren Ausführungsformen und spezifische Ausgestaltungen werden nachfolgend anhand der in den beigefügten Zeichnungen dargestellten Beispiele näher erläutert. Die Zeichnungen sind rein schematisch, sie sind insbesondere nicht als maßstabsgetreu zu lesen. Es zeigen:
- 1 eine schematische Seitenansicht eines Ausschnitts eines Kraftfahrzeugs gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem an einer Innenspiegelrückseite angeordneten oberen Erfassungsgerät; und
- 2 eine schematische Draufsicht eines Ausschnitts eines Kraftfahrzeugs gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, bei dem die Seitenscheibe Teil einer vorderen Fahrzeugtür auf Fahrerseite ist und das seitliche Erfassungsgerät in der Instrumententafel angeordnet ist.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Alle weiter oben in der Beschreibung und in den nachfolgenden Ansprüchen erwähnten verschiedenen Ausführungsformen, Varianten und spezifischen Ausgestaltungsmerkmale des Kraftfahrzeugs gemäß der Erfindung können bei den in den 1 und 2 gezeigten Beispielen implementiert sein. Sie werden daher nachfolgend nicht alle nochmals wiederholt. Das Gleiche gilt entsprechend für die weiter oben bereits angegebenen Begriffsdefinitionen und Wirkungen in Bezug auf einzelne Merkmale, die in den 1 und 2 gezeigt sind.
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1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht einen Ausschnitt eines Beispiels für ein Kraftfahrzeug 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung.
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Das Kraftfahrzeug 1 umfasst einen Fahrzeuginnenraum 2 mit einem in eingezeichneter Fahrtrichtung X vorn angeordneten, im Betrieb von einem Fahrer (1 zeigt nur seine Hand 3) besetzten und benutzten Cockpitbereich 4, der zumindest teilweise von einer Windschutzscheibe 5 und einer darunter (in eingezeichneter Z-Richtung) angeordneten Instrumententafel 6 begrenzt ist. Schematisch ist ferner ein vor der Instrumententafel 6 angeordnetes Lenkrad 8 angedeutet. Weiterhin weist das Kraftfahrzeug 1 einen vor einem oberen Abschnitt 5a der Windschutzscheibe 5 angeordneten Innenspiegel 7 auf, der in an sich bekannter Weise zur Beobachtung eines hinter dem Kraftfahrzeug 1 liegenden Umfelds durch den Fahrer ausgelegt ist.
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Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung weist das Kraftfahrzeug 1 der 1 eine zu indirekter Cockpitbereichserfassung von oben ausgebildete optische Anordnung 9 auf, die Folgendes umfasst:
- - einen Reflexionsabschnitt 10 der Windschutzscheibe 5, der fahrzeuginnenseitig zum Reflektieren von Erfassungslicht 11 (mit einer Ausbreitungsrichtung entgegen der in 1 angedeuteten Pfeilrichtung, die allein einer besseren Erkennbarkeit dient) in einem vorbestimmten unsichtbaren Spektralbereich, in diesem Beispiel von Infrarotlicht, ausgebildet ist, und
- - ein im Fahrzeuginnenraum 2 am Innenspiegel 7 angeordnetes und dem Reflexionsabschnitt 10 der Windschutzscheibe 5 zugewandtes oberes Erfassungsgerät 12. Das obere Erfassungsgerät 12 ist zum Erfassen des Erfassungslichts 11 angeordnet und ausgebildet, das von im Cockpitbereich 4 befindlichen Objekten senkrecht oder zumindest schräg aufwärts (im eingezeichneten üblichen Fahrzeugkoordinatensystem X-Z) in Richtung des Reflexionsabschnitts 10 der Windschutzscheibe 5 und von diesem zum oberen Erfassungsgerät 12 reflektiert wird. Das obere Erfassungsgerät 12 ist rein beispielhaft als eine geeignete Infrarotkamera ausgebildet.
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Mit der optischen Anordnung 9 gemäß der 1 kann der Cockpitbereich 4 von oben und/oder schräg von vorn erfasst werden, d. h. aus der Richtung des Reflexionsabschnitts 10 der Windschutzscheibe 5, welche Richtung nicht über eine direkte optische Erfassung zugänglich wäre. Insbesondere kann dadurch ein Schattenwurf durch weitere Gegenstände im Cockpitbereich 4, wie z. B. das Lenkrad 8, effektiv vermieden werden.
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In diesem Beispiel ist das obere Erfassungsgerät 12 in einer dem Reflexionsabschnitt 10 der Windschutzscheibe 5 zugewandten Rückseite 7a des Innenspiegels 7 an einer durch den Innenspiegel 7 für Blickrichtungen aus einem Insassenraum des Kraftfahrzeugs 1 verdeckten Position montiert. Ein solcher diskret integrierter Infrarotsensor (das obere Erfassungsgerät 12) im Bereich des Innenspiegels 7 erfasst für menschliches Auge unsichtbares Licht aus Richtung des Reflexionsabschnitts 10 der Windschutzscheibe 5, in dem sich Teile des Cockpitbereichs 4 spiegeln, die beispielsweise vorher durch eine geeignete Ausleuchtung einer im Kraftfahrzeug 1 meist ohnehin vorgesehenen Erfassungslicht-Quelle (nicht gezeigt) ausgeleuchtet wurden.
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In 1 ist die gegenseitige Anordnung des Reflexionsabschnitts 10 der Windschutzscheibe 5 und einer für den Lichteinfall bestimmten Oberfläche 12a des oberen Erfassungsgeräts 12 derart, dass von im Cockpitbereich 4 vor und/oder über der Instrumententafel 6 befindlichen Objekten reflektiertes Erfassungslicht 11 über den oben beschriebenen optischen Pfad erfassbar ist.
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Wie in 1 gezeigt, können bei dieser Ausgestaltung insbesondere die vor und/oder über der Instrumententafel 6 befindlichen Objekte Hände 3 eines Insassen, insbesondere des Fahrers, des Kraftfahrzeugs 1 sein. Das obere Erfassungsgerät 12 kann dabei eine Gestik-Kamera darstellen, sodass die optische Anordnung 9 insbesondere als eine Benutzerschnittstelle zur Eingabe von Steuerbefehlen für weitere Fahrzeugsysteme durch diesen Insassen dienen kann. Wie in 1 rein beispielhaft angedeutet, kann die von der optischen Anordnung 9 erfassbare Geste der Hand 3 des Fahrers z. B. die Auswahl eines im genannten Raumbereich vor und über der Instrumententafel 6 schwebenden virtuellen Menüanzeige 13 signalisieren, wobei die virtuelle Menüanzeige 13 von einem an der Instrumententafel 6 montierten Anzeigegerät 14 erzeugt wurde.
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In 1 weist der Reflexionsabschnitt 10 der Windschutzscheibe 5 eine auf der Windschutzscheibe 5 bei der Fahrzeugherstellung oder nachträglich angebrachte, fahrzeuginnenseitig Erfassungslicht 11 reflektierende Schicht, Beschichtung oder Folie 15 auf.
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2 zeigt in einer schematischen Draufsicht einen Ausschnitt eines Beispiels für ein Kraftfahrzeug 1 gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung, die insbesondere mit der ersten Ausführungsform gemäß 1 kombiniert sein kann.
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Das Kraftfahrzeug 1 der 2 umfasst einen Fahrzeuginnenraum 2, der zumindest teilweise von einer Windschutzscheibe (nicht dargestellt), einer darunter (bezüglich des eingezeichneten üblichen Kraftfahrzeugkoordinatensystems X-Z, vgl. auch 1) angeordneten Instrumententafel 6, und einer Seitenscheibe 16 begrenzt ist. Gemäß der zweiten Ausführungsform der Erfindung weist das Kraftfahrzeug 1 der 2 eine zu indirekter seitlicher Fahrzeuginnenraumerfassung ausgebildete optische Anordnung 17 auf, die Folgendes umfasst:
- - einen Reflexionsabschnitt 18 der Seitenscheibe 16, der fahrzeuginnenseitig zum Reflektieren von Erfassungslicht 19 (mit einer Ausbreitungsrichtung entgegen der in 2 angedeuteten Pfeilrichtung, die allein einer besseren Erkennbarkeit dient) in einem vorbestimmten unsichtbaren Spektralbereich, insbesondere von Infrarotlicht, ausgebildet ist, und
- - ein im Fahrzeuginnenraum 2 angeordnetes, dem Reflexionsabschnitt 18 der Seitenscheibe 16 zugewandtes seitliches Erfassungsgerät 20. Das seitliche Erfassungsgerät 20 ist zum Erfassen von Erfassungslicht 19 angeordnet und ausgebildet, das von im Fahrzeuginnenraum 2 befindlichen Objekten in Richtung des Reflexionsabschnitts 18 der Seitenscheibe 16 und von diesem zum seitlichen Erfassungsgerät 20 reflektiert wird. Das seitliche Erfassungsgerät 20 kann z. B. als eine geeignete Infrarotkamera ausgebildet sein.
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Mit der optischen Anordnung 17 der 2 kann der Fahrzeuginnenraum 2 aus der Richtung des Reflexionsabschnitts 18 der Seitenscheibe 16 erfasst werden, welche Richtung nicht über eine direkte optische Erfassung zugänglich wäre. Dadurch können beispielsweise der Seitenscheibe 16 zugewandte Objektflächen präzise erfasst werden, wie etwa eine linke Profilansicht 21 a des Fahrerkopfs 21 in 2. Mit einem solchen indirekten optischen Pfad über die Seitenscheibe 16 wird ein Schattenwurf effektiv vermieden, der bei einem direkten optischen Pfad (etwa zu einer in der Instrumententafel 6 angeordneten Kamera) durch weitere Gegenstände im Kraftfahrzeug 1, wie z. B. ein Lenkrad 8 oder die Hände des Fahrers, verursacht werden könnte.
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In 2 ist die Seitenscheibe 16 rein beispielhaft Teil einer vorderen Fahrzeugtür 22 auf Fahrerseite, und das seitliche Erfassungsgerät 20 ist in einem in Bezug auf 1 näher beschriebenen Cockpitbereich 4 montiert, in diesem Beispiel in einer dem Reflexionsabschnitt 18 der Seitenscheibe 16 zugewandten Oberfläche der Instrumententafel 6. Auf diese Weise können die seitlichen Bereiche des Fahrzeuginnenraums 2 auf Fahrerseite erfasst werden, wie z. B. die linke Fahrer-Profilansicht 21a, die etwa für eine genauere Authentifizierung des Fahrers verwendet werden kann. Alternativ oder zusätzlich können die Seitenscheibe und das seitliche Erfassungsgerät bei dieser Ausführungsform auch auf der anderen, d. h. in 2 rechten Fahrzeugseite angeordnet sein. Das seitliche Erfassungsgerät kann dabei jeweils nicht nur weiter vorn im Cockpitbereich 4, sondern alternativ oder zusätzlich in einem Heckbereich oder einem mittleren Bereich des Kraftfahrzeugs 1 in dessen Längsrichtung X angeordnet sein, wie z. B. an einer B- oder C-Säule oder einer Türbrüstung einer hinteren Tür.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Fahrzeuginnenraum
- 3
- Hand
- 4
- Cockpitbereich
- 5
- Windschutzscheibe
- 5a
- oberer Abschnitt der Windschutzscheibe
- 6
- Instrumententafel
- 7
- Innenspiegel
- 7a
- Rückseite des Innenspiegels
- 8
- Lenkrad
- 9
- zu indirekter Cockpitbereichserfassung von oben ausgebildete optische Anordnung
- 10
- Reflexionsabschnitt der Windschutzscheibe
- 11
- Erfassungslicht
- 12
- oberes Erfassungsgerät
- 12a
- für den Lichteinfall bestimmte Oberfläche des oberen Erfassungsgeräts
- 13
- virtuelle Menüanzeige
- 14
- Anzeigegerät
- 15
- Erfassungslicht reflektierende Schicht, Beschichtung oder Folie
- 16
- Seitenscheibe
- 17
- zu indirekter seitlicher Fahrzeuginnenraumerfassung ausgebildete optische Anordnung
- 18
- Reflexionsabschnitt der Seitenscheibe
- 19
- Erfassungslicht
- 20
- seitliches Erfassungsgerät
- 21
- Fahrerkopf
- 21a
- linke Fahrer-Profilansicht
- 22
- vordere Fahrzeugtür auf Fahrerseite
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5734357 [0004]
- US 2002/0116106 A1 [0005, 0007]
- US 2015/0124068 A1 [0006]
- US 2006/0098166 A1 [0006]
