DE102019205012A1

DE102019205012A1 - Control unit for a darkening device with variable light transmission for a vehicle window, darkening system for a vehicle window, method for darkening a vehicle window and computer program product for darkening a vehicle window

Info

Publication number: DE102019205012A1
Application number: DE102019205012.3A
Authority: DE
Inventors: Eduardo Neiva; Joao Curti; Gabriel Chaves Becchi
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-04-08
Filing date: 2019-04-08
Publication date: 2020-10-08

Abstract

Steuergerät (10) für eine Verdunkelungsvorrichtung (20) mit veränderbarer Lichtdurchlässigkeit für eine Fahrzeugscheibe (1) umfassend eine erste Schnittstelle (11) zu einem ersten Bildgebungssensor (2), der bei Verwendung in einem Innenraum (3) eines Fahrzeugs (4) angeordnet ist zur Erfassung von verdunkelten Bereichen in dem Innenraum (3) des Fahrzeuges (4), wobei die verdunkelten Bereiche in dem Innenraum (3) durch Einwirken einer Lichtquelle (S1, S2) auf eine dem Innenraum (3) abgewandte Seite der Verdunkelungsvorrichtung (20) und durch vordefinierte verdunkelte Bereiche der Verdunkelungsvorrichtung (20) erzeugt sind, und zur Erfassung eines Gesichts eines Fahrzeuginsassen, eine Recheneinheit (12) zur Auswertung von Daten des ersten Bildgebungs-sensors (2), um in Abhängigkeit der verdunkelten Bereiche in dem Innenraum (3) eine Position der Lichtquelle (S1, S2) zu berechnen, in Abhängigkeit des Gesichts die Position der Augen (A) des Fahrzeuginsassen zu berechnen, in Abhängigkeit der Position der Lichtquelle (S1, S2) und der Position der Augen (A) des Fahrzeuginsassen Bereiche der Verdunkelungsvorrichtung (20) zu berechnen, die zu verdunkeln sind, damit die Sicht des Fahrzeuginsassen aufgrund der Lichtquelle (S1,S2) ungestört ist und ein Signal zu bestimmen zur Ansteuerung der zu verdunkelnden Bereiche, und eine zweite Schnittstelle (13) zu der Verdunkelungsvorrichtung (20), um die Verdunkelungsvorrichtung (20) mit dem Signal anzusteuern.Control device (10) for a darkening device (20) with variable light transmission for a vehicle window (1) comprising a first interface (11) to a first imaging sensor (2) which, when used, is arranged in an interior (3) of a vehicle (4) for detecting darkened areas in the interior (3) of the vehicle (4), the darkened areas in the interior (3) acting on a side of the darkening device (20) facing away from the interior (3) by a light source (S1, S2) and are generated by predefined darkened areas of the darkening device (20), and for detecting a face of a vehicle occupant, a computing unit (12) for evaluating data from the first imaging sensor (2) in order to determine depending on the darkened areas in the interior (3 ) to calculate a position of the light source (S1, S2), to calculate the position of the eyes (A) of the vehicle occupant as a function of the face, as a function of the Position of the light source (S1, S2) and the position of the eyes (A) of the vehicle occupant to calculate areas of the darkening device (20) that are to be darkened so that the view of the vehicle occupant is undisturbed due to the light source (S1, S2) and a signal to determine for controlling the areas to be darkened, and a second interface (13) to the darkening device (20) in order to control the darkening device (20) with the signal.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuergerät für eine Verdunkelungsvorrichtung mit veränderbarer Lichtdurchlässigkeit für eine Fahrzeugscheibe. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verdunkelungssystem für eine Fahrzeugscheibe. Außerdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Verdunkeln einer Fahrzeugscheibe. Des Weiteren bezieht sich die Erfindung auf ein Computerprogrammprodukt zum Verdunkeln einer FahrzeugscheibeThe invention relates to a control device for a darkening device with variable light transmission for a vehicle window. The invention also relates to a darkening system for a vehicle window. The invention also relates to a method for darkening a vehicle window. The invention also relates to a computer program product for darkening a vehicle window

Aus dem Stand der Technik sind elektrochrome Gläser bekannt, die Fahrzeugscheiben teilweise oder vollständig abdunkeln, um zu verhindern, dass eine Fahrzeugexterne Lichtquelle eine Sicht eines Fahrzeugführers während dem Fahren stört. Beispielsweise offenbart die US 4,892,394 einen elektronischen Sonnenschutz. Allerdings muss dieser Sonnenschutz manuell oder unter Verwendung eines komplizierten elektronischen Kompasses gesteuert werden.Electrochromic glasses are known from the prior art, which partially or completely darken the vehicle windows in order to prevent a light source external to the vehicle from disturbing a driver's view while driving. For example, the U.S. 4,892,394 an electronic sun protection. However, this sun protection must be controlled manually or using a complicated electronic compass.

Hier setzt die Erfindung an. Der Erfindung hat die Aufgabe zugrunde gelegen, eine einfache Steuerung für Verdunkelungsvorrichtungen für Fahrzeugscheiben bereitzustellen, wobei insbesondere neben Sonnenlicht weitere Lichtquellen berücksichtigt werden sollen.This is where the invention comes in. The invention is based on the object of providing a simple control for darkening devices for vehicle windows, in which, in addition to sunlight, further light sources are to be taken into account.

Das erfindungsgemäße Steuergerät löst die Aufgabe durch ein erfindungsgemäßes Ansteuern einer Verdunkelungsvorrichtung mit veränderbarer Lichtdurchlässigkeit für eine Fahrzeugscheibe. Das Steuergerät umfasst eine erste Schnittstelle zu einem ersten Bildgebungssensor. Der erste Bildgebungssensor ist bei Verwendung in einem Innenraum eines Fahrzeugs angeordnet. Der erste Bildgebungssensor erfasst verdunkelte Bereiche in dem Innenraum des Fahrzeuges. Die verdunkelten Bereiche in dem Innenraum sind durch Einwirken einer Lichtquelle auf eine dem Innenraum abgewandte Seite der Verdunkelungsvorrichtung und durch vordefinierte verdunkelte Bereiche der Verdunkelungsvorrichtung erzeugt. Der erste Bildgebungssensor erfasst ferner ein Gesicht eines Fahrzeuginsassen. Das Steuergerät umfasst ferner eine Recheneinheit. Die Recheneinheit wertet Daten des ersten Bildgebungssensors aus. Die Recheneinheit berechnet in Abhängigkeit der verdunkelten Bereiche in dem Innenraum eine Position der Lichtquelle. Die Recheneinheit berechnet ferner in Abhängigkeit des Gesichts die Position der Augen des Fahrzeuginsassen. Die Recheneinheit berechnet außerdem in Abhängigkeit der Position der Lichtquelle und der Position der Augen des Fahrzeuginsassen Bereiche der Verdunkelungsvorrichtung, die zu verdunkeln sind, damit die Sicht des Fahrzeuginsassen aufgrund der Lichtquelle ungestört ist. Die Recheneinheit bestimmt auch ein Signal zur Ansteuerung der zu verdunkelnden Bereiche. Das Steuergerät umfasst des Weiteren eine zweite Schnittstelle. Die zweite Schnittstelle ist eine Schnittstelle zu der Verdunkelungsvorrichtung, um die Verdunkelungsvorrichtung mit dem Signal anzusteuern. Mit dem Gegenstand der Erfindung wird damit vorteilhafterweise eine Lichtquelle, die einen Fahrzeuginsassen blendet oder auf sonstige Weise die Sicht des Fahrzeuginsassen stört, automatisch detektiert und eine Verdunkelungsvorrichtung automatisch angesteuert, um eine Blendung des Fahrzeuginsassen zu verhindern. Damit können Verkehrsunfälle bedingt durch Abblendung verhindert werden. Damit wird die Sicherheit beim Fahren erhöht.The control device according to the invention achieves the object by controlling a darkening device according to the invention with variable light transmission for a vehicle window. The control device comprises a first interface to a first imaging sensor. The first imaging sensor is arranged in use in an interior of a vehicle. The first imaging sensor detects darkened areas in the interior of the vehicle. The darkened areas in the interior are produced by the action of a light source on a side of the darkening device facing away from the interior and by predefined darkened areas of the darkening device. The first imaging sensor also detects a face of a vehicle occupant. The control device also includes a computing unit. The computing unit evaluates data from the first imaging sensor. The computing unit calculates a position of the light source as a function of the darkened areas in the interior. The processing unit also calculates the position of the vehicle occupant's eyes as a function of the face. The computing unit also calculates, depending on the position of the light source and the position of the vehicle occupant's eyes, areas of the darkening device that are to be darkened so that the vehicle occupant's view is undisturbed due to the light source. The processing unit also determines a signal to control the areas to be darkened. The control device also includes a second interface. The second interface is an interface to the darkening device in order to control the darkening device with the signal. With the subject matter of the invention, a light source that blinds a vehicle occupant or otherwise disturbs the vehicle occupant's view is thus advantageously automatically detected and a darkening device is automatically activated in order to prevent the vehicle occupant from being dazzled. In this way, traffic accidents caused by dimming can be prevented. This increases safety while driving.

Ein Steuergerät bereitet Daten von Sensoren als Eingangssignale auf, verarbeitet diese mittels einer Recheneinheit, beispielsweise einem Prozessor, und stellt Logik- und/oder Leistungspegel als Regel- oder Steuersignale bereit. Mittels der Regel- oder Steuersignale werden Aktuatoren geregelt und gesteuert. Das Steuergerät ist signaltechnisch mit dem ersten Bildgebungssensor und nach einem Aspekt der Erfindung mit dem zweiten Bildgebungssensor über die erste und dritte Schnittstelle verbunden. Die erste und/oder die dritte Schnittstelle sind beispielsweise jeweils ein Bauteil. Der Datenaustausch erfolgt kabelgebunden oder kabellos, zum Beispiel über Funktechnologie. Das Steuergerät ist bevorzugt in ein Bordnetz des Fahrzeuges integriert. Das Steuergerät ist insbesondere ein elektronisches Steuergerät, das mehrere Geräte eines Fahrzeugsystems, das heißt eine Fahrzeugdomäne, steuert. In diesem Zusammenhang ist das Steuergerät ein Domain elektronisches Steuergerät, im Englischen domain electronic control unit, abgekürzt domain ECU, genannt. Bevorzugt ist das Steuergerät eine ADAS/AD Domain ECU, das heißt ein Steuergerät für assistiertes oder autonomes Fahren.A control unit prepares data from sensors as input signals, processes them by means of a computing unit, for example a processor, and provides logic and / or power levels as regulating or control signals. Actuators are regulated and controlled by means of the regulating or control signals. The control device is connected in terms of signaling to the first imaging sensor and, according to one aspect of the invention, to the second imaging sensor via the first and third interfaces. The first and / or the third interface are each a component, for example. The data exchange is wired or wireless, for example via radio technology. The control unit is preferably integrated into an on-board network of the vehicle. The control device is, in particular, an electronic control device that controls several devices of a vehicle system, that is to say a vehicle domain. In this context, the control device is a domain electronic control device, in English domain electronic control unit, abbreviated to domain ECU. The control device is preferably an ADAS / AD Domain ECU, that is to say a control device for assisted or autonomous driving.

Eine Schnittstelle ist ein Bauteil zwischen wenigstens zwei Funktionseinheiten, an der ein Austausch von logischen Größen, zum Beispiel Daten, oder physikalischen Größen, zum Beispiel elektrischen Signalen, erfolgt, entweder nur unidirektional oder bidirektional. Der Austausch kann analog oder digital erfolgen. Der Austausch kann ferner drahtgebunden oder drahtlos erfolgen. Beispielsweise ist die Schnittstelle eine kabelgebundene Schnittstelle oder eine WLAN Schnittstelle.An interface is a component between at least two functional units at which an exchange of logical quantities, for example data, or physical quantities, for example electrical signals, takes place, either unidirectionally or bidirectionally. The exchange can be analog or digital. The exchange can also be wired or wireless. For example, the interface is a wired interface or a WLAN interface.

Eine Verdunkelungsvorrichtung dient als Schutz gegen externe Lichtquellen, zum Beispiel als Sonnenschutz oder als Schutz gegen Abblendlicht von entgegenkommendem Verkehr. Ferner dient die Verdunkelungsvorrichtung als Sichtschutz. Aufgrund der veränderbaren Lichtdurchlässigkeit kann die Verdunkelungsvorrichtung transparent, transluzent oder opak eingestellt werden, beispielsweise durch Anlegen einer elektrischen Spannung. Die Verdunkelungsvorrichtung ist beispielsweise als eine Folie ausgeführt, die an die Innenseite der Fahrzeugscheibe anbringbar ist. Zum Beispiel ist die Verdunkelungsvorrichtung nachträglich an die Fahrzeugscheibe klebbar. Alternativ ist die Verdunkelungsvorrichtung bereits in die Fahrzeugscheibe integriert. Die Verdunkelungsvorrichtung ist insbesondere planar bündig auf der Innenseite der Fahrzeugscheibe angeordnet. So werden eingeschlossene Reflexionen zwischen den einzelnen Schichten auf ein Minimum reduziert.A darkening device serves as protection against external light sources, for example as sun protection or as protection against the dipped beam from oncoming traffic. Furthermore, the darkening device serves as a privacy screen. Due to the variable light permeability, the darkening device can be set to be transparent, translucent or opaque, for example by applying an electrical voltage. The darkening device is for example as a film executed, which can be attached to the inside of the vehicle window. For example, the darkening device can be glued to the vehicle window at a later date. Alternatively, the darkening device is already integrated into the vehicle window. The darkening device is in particular arranged in a planar and flush manner on the inside of the vehicle window. In this way, included reflections between the individual layers are reduced to a minimum.

Die Verdunkelungsvorrichtung umfasst Bereiche, die einzeln und unabhängig von anderen Bereichen der Verdunkelungsvorrichtung ansteuerbar sind. Damit können beispielsweise die Bereiche verdunkelt werden, auf die Licht eines entgegenkommenden Fahrzeugs auftrifft. Damit kann die Verdunkelungsvorrichtung adaptiert an jeweilige Lichtauftreffstellen verdunkelt werden. Bevorzugt umfasst die Verdunkelungsvorrichtung Grid förmige Bereiche, die einzeln und unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Nach einem Aspekt der Erfindung ist der Verdunkelungsgrad der Verdunkelungsvorrichtung abhängig von der Signalstärke. Bei relativ schwachem Signal werden die jeweiligen Bereiche nur leicht gedimmt, bei relativ starkem Signal werden die jeweiligen Bereiche völlig abgedunkelt, sodass kein Licht diese Bereiche mehr passiert.The darkening device comprises areas which can be controlled individually and independently of other areas of the darkening device. This can be used, for example, to darken the areas hit by light from an oncoming vehicle. In this way, the darkening device can be darkened in a manner adapted to the respective light impingement points. The darkening device preferably comprises grid-shaped areas which can be controlled individually and independently of one another. According to one aspect of the invention, the degree of darkening of the darkening device is dependent on the signal strength. With a relatively weak signal, the respective areas are only slightly dimmed; with a relatively strong signal, the respective areas are completely darkened so that no more light can pass through these areas.

Die verdunkelten Bereiche in dem Innenraum entstehen durch Schattenwurf der verdunkelten Bereiche der Verdunkelungseinrichtung, beispielsweise Schattenwurf auf Sitzoberfläche oder Fußboden im Innenraum.The darkened areas in the interior are created by shadows cast by the darkened areas of the darkening device, for example shadows cast on the surface of the seat or floor in the interior.

Fahrzeuge sind Landfahrzeuge, Wasserfahrzeuge und/oder Luftfahrzeuge. Fahrzeugscheiben sind Scheiben, die einem Fahrzeuginsassen die Sicht aus dem Fahrzeug heraus ermöglichen und ihn vor Wind, Niederschlag und Teilchen im Luftstrom schützen. Fahrzeugscheiben bestehen beispielsweise aus Glas oder einem Kunststoff.Vehicles are land vehicles, watercraft and / or aircraft. Vehicle windows are panes that allow a vehicle occupant to see out of the vehicle and protect them from wind, precipitation and particles in the air flow. Vehicle windows consist, for example, of glass or a plastic.

Ein Bildgebungssensor ist ein Sensor, der nach einem bildgebenden Verfahren ein Bild erzeugt. Beispielsweise ist ein Bildsensor einer Kamera, ein Pixelsensor eines Lidars oder Radars oder ein Ultraschallsensor ein Bildgebungssensor. In die Berechnung der Position der Lichtquelle und der Position der Augen des Fahrzeuginsassen gehen intrinsische und extrinsische Parameter des bildgebenden Systems ein. Der erste Bildgebungssensor ist bevorzugt ein Bildgebungssensor einer Kamera für eine Innenraumüberwachung, beispielsweise einer 2D oder 3D Kamera. Die Kamera ist beispielsweise eine Infrarotkamera. Mit einer Infrarotkamera werden Augen als helle Punkte erfasst.An imaging sensor is a sensor that generates an image using an imaging process. For example, an image sensor of a camera, a pixel sensor of a lidar or radar, or an ultrasonic sensor is an imaging sensor. Intrinsic and extrinsic parameters of the imaging system are included in the calculation of the position of the light source and the position of the vehicle occupant's eyes. The first imaging sensor is preferably an imaging sensor of a camera for interior monitoring, for example a 2D or 3D camera. The camera is, for example, an infrared camera. With an infrared camera, eyes are recorded as bright points.

Ein Fahrzeuginsasse ist ein Fahrzeugführer, ein Beifahrer oder ein sonstiger Mitfahrer in dem Innenraum des Fahrzeuges.A vehicle occupant is a vehicle driver, a passenger or another passenger in the interior of the vehicle.

Bei der Lichtquelle handelt es sich um Licht von entgegenkommendem Verkehr, insbesondere bei Nachtfahrten, oder um die Sonne. Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Schwellenwert für die Intensität des Lichts der Lichtquelle definiert, oberhalb dessen die Verdunkelungsvorrichtung erst verdunkelt wird.The light source is light from oncoming traffic, especially when driving at night, or the sun. According to a further aspect of the invention, a threshold value is defined for the intensity of the light from the light source, above which the darkening device is first darkened.

Elektronische Schaltungen mit Logikbausteinen sind Beispiele für eine Recheneinheit. Ein Prozessor ist ein weiteres Beispiel für eine Recheneinheit. Die Recheneinheit umfasst eine Rechenleistung, um die Daten des Bildgebungssensors zusammen mit den verdunkelten Bereichen in dem Innenraum und der Position der Augen des Fahrzeuginsassen in Echtzeit zu berechnen. Beispielsweise umfasst die Recheneinheit einen Mehrprozessorkern mit mehreren CPUs und/oder GPUs. Die Position der Lichtquelle wird beispielsweise mittels projektiven Transformationen der verdunkelten Bereiche in dem Innenraum des Fahrzeuges berechnet. Beispielsweise werden drei vordefinierte Bereiche der Verdunkelungsvorrichtung abgedimmt und die sich aufgrund der Einwirkung der Lichtquelle ergebenden verdunkelten Bereiche in dem Innenraum erfasst. Ausgehend von den verdunkelten Bereichen in dem Innenraum lässt sich über projektive Transformation die Position der Lichtquelle bestimmen.Electronic circuits with logic modules are examples of a computing unit. A processor is another example of a computing unit. The computing unit includes computing power to compute the data from the imaging sensor together with the darkened areas in the interior space and the position of the vehicle occupant's eyes in real time. For example, the processing unit comprises a multiprocessor core with several CPUs and / or GPUs. The position of the light source is calculated, for example, by means of projective transformations of the darkened areas in the interior of the vehicle. For example, three predefined areas of the darkening device are dimmed and the darkened areas in the interior space resulting from the action of the light source are recorded. Based on the darkened areas in the interior, the position of the light source can be determined via projective transformation.

Nach einem Aspekt der Erfindung umfasst das Steuergerät eine dritte Schnittstelle zu einem zweiten Bildgebungssensor. Der zweite Bildgebungssensor ist bei Verwendung an einer Außenseite des Fahrzeuges angeordnet. Der zweite Bildgebungssensor erfasst die Lichtquelle. Die Recheneinheit ist ausgeführt, die Daten des ersten Bildgebungssensors zur Berechnung der Position der Augen des Fahrzeuginsassen auszuwerten. Die Recheneinheit ist ferner ausgeführt, die Daten des zweiten Bildgebungssensors zur Berechnung der Position der Lichtquelle auszuwerten. Die Recheneinheit prozessiert damit das mit dem zweiten Bildgebungssensor erhaltene Bild, um eine Helligkeitsintensität zu definieren und die Lichtquelle zu lokalisieren. Durch Prozessieren des Bildes des ersten Bildgebungssensors definiert die Recheneinheit die Position der Augen des Fahrzeuginsassen. In Abhängigkeit der Helligkeitsintensität und der Position der Augen des Fahrzeuginsassen, das heißt der Blickrichtung oder der Sicht des Fahrzeuginsassen, bestimmt die Recheneinheit, ob die Sicht des Fahrzeuginsassen durch die Lichtquelle gestört ist, das heißt, ob der Fahrzeuginsasse beispielsweise geblendet wird. Außerdem bestimmt die Recheneinheit Trajektorien von Lichtstrahlen der Lichtquelle und definiert die Bereiche der Verdunkelungsvorrichtung, die abzudunkeln sind, damit der Fahrzeuginsasse von der Lichtquelle nicht gestört wird.According to one aspect of the invention, the control device comprises a third interface to a second imaging sensor. The second imaging sensor is arranged on an outside of the vehicle when in use. The second imaging sensor detects the light source. The computing unit is designed to evaluate the data from the first imaging sensor to calculate the position of the vehicle occupant's eyes. The computing unit is also designed to evaluate the data from the second imaging sensor to calculate the position of the light source. The computing unit thus processes the image obtained with the second imaging sensor in order to define a brightness intensity and to localize the light source. By processing the image from the first imaging sensor, the computing unit defines the position of the vehicle occupant's eyes. Depending on the brightness intensity and the position of the vehicle occupant's eyes, i.e. the direction of view or the vehicle occupant's view, the computing unit determines whether the vehicle occupant's vision is disturbed by the light source, i.e. whether the vehicle occupant is dazzled, for example. In addition, the computing unit determines trajectories of light beams from the light source and defines the areas of the darkening device that are to be darkened therewith the vehicle occupant is not disturbed by the light source.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung sind mehrere erste und zweite Bildgebungssensoren vorgesehen, um die Genauigkeit in der Lokalisierung der Lichtquelle und der Augen des Fahrzeuginsassen zu erhöhen.According to a further aspect of the invention, a plurality of first and second imaging sensors are provided in order to increase the accuracy in the localization of the light source and the eyes of the vehicle occupant.

Das erfindungsgemäße Verdunkelungssystem für eine Fahrzeugscheibe umfasst eine Verdunkelungsvorrichtung mit veränderbarer Lichtdurchlässigkeit. Das Verdunkelungssystem umfasst ferner wenigstens einen ersten Bildgebungssensor. Der erste Bildgebungssensor ist in einem Innenraum eines Fahrzeuges anordenbar. Das Verdunkelungssystem umfasst außerdem ein erfindungsgemäßes Steuergerät. Das Verdunkelungssystem ist in dem Fahrzeug integriert oder ist nachrüstbar.The darkening system according to the invention for a vehicle window comprises a darkening device with variable light transmission. The blackout system further includes at least one first imaging sensor. The first imaging sensor can be arranged in an interior of a vehicle. The darkening system also includes a control device according to the invention. The blackout system is integrated in the vehicle or can be retrofitted.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Verdunkelungssystem einen zweiten Bildgebungssensor. Der zweite Bildgebungssensor ist an einer Außenseite des Fahrzeuges anordenbar.According to a further aspect of the invention, the darkening system comprises a second imaging sensor. The second imaging sensor can be arranged on an outside of the vehicle.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist die Verdunkelungsvorrichtung deckungsgleich zu der Fahrzeugscheibe. Die Verdunkelungsvorrichtung ist an der Fahrzeugscheibe anbringbar oder ist in die Fahrzeugscheibe integriert.According to a further aspect of the invention, the darkening device is congruent with the vehicle window. The darkening device can be attached to the vehicle window or is integrated into the vehicle window.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst die Verdunkelungsvorrichtung ein elektrochromes oder thermochromes Material oder einzeln ansteuerbare Flüssigkrista llzellen.According to a further aspect of the invention, the darkening device comprises an electrochromic or thermochromic material or individually controllable liquid crystal cells.

Elektrochrome Materialien ändern den Lichtdurchlass in Abhängigkeit einer angelegten Gleichspannung. Thermochrome Materialien ändern den Lichtdurchlass in Abhängigkeit von der Temperatur.Electrochromic materials change the light transmission depending on an applied DC voltage. Thermochromic materials change the light transmission depending on the temperature.

Ein Flüssigkristall, im Englischen liquid crystal, abgekürzt LC, genannt, ist ein anisotropes Fluid und damit ein Fluid, welches für unterschiedliche Polarisationsrichtungen von einfallendem Licht verschiedene Ausbreitungsgeschwindigkeiten in verschiedenen Richtungen aufweist. Aufgrund der Anisotropie beeinflussen Flüssigkristalle die Polarisationsrichtung von Lichtwellen. Eine Welle ist polarisiert, wenn die Auslenkung der Welle eine bestimmte Orientierung zu der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle hat. Eine Welle ist linear polarisiert, wenn ihre Auslenkung nur eine Richtung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Welle annimmt. Bei einer zirkular polarisierten Welle läuft die Polarisationsrichtung auf einem Kreis. Bei einer zirkular polarisierten Welle treten im zeitlichen Wechsel alle Polarisationsrichtungen auf.A liquid crystal, in English liquid crystal, abbreviated to LC, is an anisotropic fluid and thus a fluid which has different propagation speeds in different directions for different polarization directions of incident light. Due to the anisotropy, liquid crystals influence the polarization direction of light waves. A wave is polarized when the deflection of the wave has a certain orientation to the propagation speed of the wave. A wave is linearly polarized when its deflection only assumes one direction perpendicular to the direction of propagation of the wave. In the case of a circularly polarized wave, the direction of polarization runs on a circle. In the case of a circularly polarized wave, all polarization directions alternate over time.

Eine Flüssigkristallzelle umfasst einen Flüssigkristall und Mittel zum Anlegen einer elektrischen Spannung, um Atome oder Moleküle des Flüssigkristalls anzusteuern. Die elektrische Spannung kann aus einem elektrischen oder einem magnetischen Feld resultieren. Das Feld kann ein Gleichfeld oder ein Wechselfeld sein. Atome oder Moleküle von Flüssigkristallen besitzen in der Regel eine stäbchen- oder scheibenförmige Form. Eine Flüssigkristallzelle umfasst zum Beispiel zwei Platten, wobei die Struktur der Plattenoberflächen eine jeweilige Vorzugsrichtung besitzt. Beispielsweise umfasst die Flüssigkristallzelle zwei jeweils mit parallelen Rillen versehene Platten, wobei die Richtungen der Rillen in den Platten um 90° zueinander gedreht sind. Vorzugsweise sind beide Platten lichtdurchlässig. Besonders bevorzugt sind beide Platten jeweils Glasplatten. Die Platten umfassen Anschlussleitungen zum Anlegen einer elektrischen Spannung an die Platten. Zum Beispiel sind die Außenseiten der Glasplatten jeweils mit einer Elektrodenschicht mit Anschlussleitungen überzogen zum Ansteuern der Flüssigkristallzelle. Zwischen den Glasplatten ist der Flüssigkristall angeordnet.A liquid crystal cell comprises a liquid crystal and means for applying an electrical voltage in order to drive atoms or molecules of the liquid crystal. The electrical voltage can result from an electrical or a magnetic field. The field can be a constant field or an alternating field. Atoms or molecules of liquid crystals are usually rod-shaped or disk-shaped. A liquid crystal cell comprises, for example, two plates, the structure of the plate surfaces having a respective preferred direction. For example, the liquid crystal cell comprises two plates each provided with parallel grooves, the directions of the grooves in the plates being rotated by 90 ° to one another. Both plates are preferably translucent. Both plates are particularly preferably each glass plates. The plates include connection lines for applying an electrical voltage to the plates. For example, the outer sides of the glass plates are each covered with an electrode layer with connection lines for controlling the liquid crystal cell. The liquid crystal is arranged between the glass plates.

Der Flüssigkristall umfasst vorzugsweise eine nematische Verbindung. Eine nematische Verbindung hat die Eigenschaft, dass Bestandteile der nematischen Verbindung bei Anlegen eines Feldes sich in Richtung des Feldes anordnen. Diese Anordnung entspricht einem Plattenkondensator, dessen Dielektrikum die Flüssigkristallzelle ist. Entsprechend der 90° Verdrehung der Richtungen der Rillen in den Glasplatten ordnen sich die Atome oder Moleküle des Flüssigkristalls schraubenförmig. Diese Schraubenstruktur kann auch durch Beimischung von cholesterischen Verbindungen induziert sein. Cholesterische Verbindungen umfassen eine nematische Ordnung mit sich kontinuierlich drehender Vorzugsorientierung. Die Flüssigkristallzelle ist zwischen zwei ebenfalls um 90° verdrehte Polarisationsfiltern angeordnet. Eine Transmissionsachse des ersten Polarisationsfilters verläuft parallel zu der Richtung der Rillen der ersten Glasplatte. Eine Transmissionsachse des zweiten Polarisationsfilters verläuft parallel zu der Richtung der Rillen der zweiten Glasplatte. Der erste Polarisationsfilter entspricht damit einem Polarisator. Der zweite Polarisationsfilter entspricht damit einem Analysator. Liegt keine Spannung an, wird einfallendes Licht um 90° gedreht und passiert den Flüssigkristall. Liegt eine Spannung an, richten sich die Atome oder Moleküle des Flüssigkristalls senkrecht zu den Elektrodenoberflächen aus. Einfallendes Licht passiert den Flüssigkristall ungedreht. Aufgrund der um 90° verdrehten Anordnung der Polarisationsfilter wird damit einfallendes Licht absorbiert. Dieses Beispiel einer Flüssigkristallzelle entspricht der in CH 532 261 offenbarten Lichtsteuerzelle.The liquid crystal preferably comprises a nematic compound. A nematic connection has the property that components of the nematic connection are arranged in the direction of the field when a field is created. This arrangement corresponds to a plate capacitor, the dielectric of which is the liquid crystal cell. Corresponding to the 90 ° rotation of the directions of the grooves in the glass plates, the atoms or molecules of the liquid crystal arrange themselves helically. This screw structure can also be induced by the admixture of cholesteric compounds. Cholesteric compounds comprise a nematic order with a continuously rotating preferred orientation. The liquid crystal cell is arranged between two polarization filters that are also rotated by 90 °. A transmission axis of the first polarization filter runs parallel to the direction of the grooves of the first glass plate. A transmission axis of the second polarization filter runs parallel to the direction of the grooves of the second glass plate. The first polarization filter thus corresponds to a polarizer. The second polarization filter thus corresponds to an analyzer. If no voltage is applied, the incident light is rotated by 90 ° and passes through the liquid crystal. If a voltage is applied, the atoms or molecules of the liquid crystal align themselves perpendicular to the electrode surfaces. Incident light passes through the liquid crystal without being rotated. Due to the arrangement of the polarization filters rotated by 90 °, incident light is absorbed. This example of a liquid crystal cell corresponds to that in FIG CH 532 261 disclosed light control cell.

Die Flüssigkristallzellen werden vorteilhafterweise so groß gestaltet, dass eine einzelne Flüssigkristallzelle oder ein Verbund der Größenordnung fünf benachbarter Flüssigkristallzellen der bildseitigen Größe der Sonne entspricht.The liquid crystal cells are advantageously made so large that a single Liquid crystal cell or a composite of the order of five adjacent liquid crystal cells corresponds to the image-side size of the sun.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Verdunkelungssystem für eine Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheibe, Scheibe eines Außen- und/oder Innenspiegels und/oder ein Dachfenster verwendet.According to a further aspect of the invention, the darkening system is used for a windshield, rear window, side window, window of an outside and / or inside mirror and / or a roof window.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Fahrzeugscheibe verdunkelt. Es werden verdunkelte Bereiche in einem Innenraum eines Fahrzeuges erfasst. Ferner wird ein Gesicht eines Fahrzeuginsassen erfasst. In Abhängigkeit der verdunkelten Bereiche in dem Innenraum wird eine Position einer auf eine dem Innenraum abgewandte Seite einer Verdunkelungsvorrichtung einwirkenden Lichtquelle berechnet. In Abhängigkeit des Gesichts wird eine Position der Augen des Fahrzeuginsassen berechnet. In Abhängigkeit der Position der Lichtquelle und der Position der Augen des Fahrzeuginsassen werden Bereiche der Verdunkelungsvorrichtung berechnet, die zu verdunkeln sind, damit die Sicht des Fahrzeuginsassen durch die Lichtquelle ungestört ist. Des Weiteren wird ein Signal zur Ansteuerung der zu verdunkelnden Bereiche bestimmt. Die Verdunkelungsvorrichtung wird mit dem Signal angesteuert. Zur Durchführung des Verfahrens wird ein erfindungsgemäßes Steuergerät oder ein erfindungsgemäßes Verdunkelungssystem verwendet. Das Verfahren ist bevorzugt in einer Endlosschleife durchgeführt. Das heißt, wenn nach einem ersten Durchlauf die zu verdunkelnden Bereiche verdunkelt sind, wird erneut die Helligkeitsverteilung auf der Fahrzeugscheibe bestimmt, entweder mit dem ersten Bildgebungssensor durch Abdunkeln vordefinierter Bereiche der Verdunkelungsvorrichtung und Erfassen der verdunkelten Bereiche in dem Innenraum oder mit dem Bild des zweiten Bildgebungssensors. Damit wird vorteilhafterweise eine Veränderung der Position der Lichtquelle aufgrund der Bewegung des Fahrzeuges berücksichtigt.A vehicle window is darkened by the method according to the invention. Darkened areas in an interior of a vehicle are detected. Furthermore, a face of a vehicle occupant is recorded. As a function of the darkened areas in the interior space, a position of a light source acting on a side of a darkening device facing away from the interior space is calculated. A position of the vehicle occupant's eyes is calculated as a function of the face. As a function of the position of the light source and the position of the vehicle occupant's eyes, areas of the darkening device are calculated which are to be darkened so that the view of the vehicle occupant is undisturbed by the light source. A signal for controlling the areas to be darkened is also determined. The blackout device is controlled with the signal. A control device according to the invention or a darkening system according to the invention is used to carry out the method. The method is preferably carried out in an endless loop. That is, if the areas to be darkened are darkened after a first run, the brightness distribution on the vehicle window is determined again, either with the first imaging sensor by darkening predefined areas of the darkening device and detecting the darkened areas in the interior or with the image of the second imaging sensor . A change in the position of the light source due to the movement of the vehicle is thus advantageously taken into account.

Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Verfahren computerimplementiert.According to a further aspect of the invention, the method is computer implemented.

Das erfindungsgemäße Computerprogrammprodukt verdunkelt eine Fahrzeugscheibe. Das Computerprogrammprodukt umfassend Befehle. Die Befehle bewirken, dass ein erfindungsgemäßes Steuergerät oder ein erfindungsgemäßes Verdunkelungssystem ein erfindungsgemäßes Verfahren ausführen, wenn das Programm auf dem Steuergerät läuft.The computer program product according to the invention darkens a vehicle window. The computer program product comprising instructions. The commands cause a control device according to the invention or a darkening system according to the invention to carry out a method according to the invention when the program is running on the control device.

Die Erfindung wird in den folgenden Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:

1 ein Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugscheibe ohne einer erfindungsgemäßen Verdunkelungsvorrichtung,
2 ein Ausführungsbeispiel der Fahrzeugscheibe aus 1 mit einer erfindungsgemäßen Verdunkelungsvorrichtung,
3 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verdunkelungssystems,
4 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Steuergeräts,
5 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens und
6 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens.

The invention is illustrated by way of example in the following figures. Show it:

1 an embodiment of a vehicle window without a darkening device according to the invention,
2 an embodiment of the vehicle window 1 with a darkening device according to the invention,
3 an embodiment of a blackout system according to the invention,
4th an embodiment of a control device according to the invention,
5 an embodiment of a method according to the invention and
6th another embodiment of a method according to the invention.

In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder wenigstens ähnliche Bezugsteile. Übersichtshalber sind in den einzelnen Figuren nur die für die jeweilige Figur relevanten Bezugszeichen angegeben.In the figures, the same reference symbols denote the same or at least similar reference parts. For the sake of clarity, only the reference symbols relevant to the respective figure are given in the individual figures.

1 zeigt die Sicht eines Fahrzeuginsassen aus einer Fahrzeugscheibe 1 eines Fahrzeuges 4. Der Fahrzeuginsasse ist beispielsweise der Fahrzeugführer. Die Fahrzeugscheibe 1 ist eine Front- oder Windschutzscheibe. Das Fahrzeug 4 ist beispielsweise ein PKW. Dem Fahrzeug 4 kommt ein Fremdfahrzeug entgegen. Abblendlichter des Fremdfahrzeuges sind an. Die Abblendlichter sind Lichtquellen S1. Das Licht der Lichtquellen S1 trifft auf die Fahrzeugscheibe 1. Ohne eine erfindungsgemäße Verdunkelungsvorrichtung 20 wird der Fahrzeuginsasse durch die Lichtquellen S1 geblendet. 1 shows the view of a vehicle occupant from a vehicle window 1 of a vehicle 4th . The vehicle occupant is, for example, the vehicle driver. The vehicle window 1 is a front or windshield. The vehicle 4th is for example a car. The vehicle 4th another vehicle comes towards you. The dipped beam of the other vehicle is on. The low beams are light sources S1 . The light of the light sources S1 hits the vehicle window 1 . Without a darkening device according to the invention 20th becomes the vehicle occupant through the light sources S1 blinded.

2 zeigt die Sicht des Fahrzeuginsassen aus der Fahrzeugscheibe 1 mit angebrachter Verdunkelungsvorrichtung 20. Bei der Verdunkelungsvorrichtung 20 sind genau die Bereiche verdunkelt, auf die das Licht der Lichtquellen S1 trifft. Damit wird der Fahrzeuginsasse nicht geblendet. 2 shows the view of the vehicle occupant from the vehicle window 1 with attached blackout device 20th . At the blackout device 20th are exactly the areas darkened on which the light of the light sources S1 meets. This means that the vehicle occupant is not dazzled.

3 zeigt ein Verdunkelungssystem 30. Das Verdunkelungssystem 30 umfasst die Verdunkelungsvorrichtung 20. Ferner umfasst das Verdunkelungssystem 30 einen ersten Bildgebungssensor 2. Der erste Bildgebungssensor 2 ist beispielsweise ein Bildgebungssensor einer Innenraumkamera. Mittels Aufnahmen des ersten Bildgebungssensors 2 berechnet eine Recheneinheit 12 eines Steuergeräts 10 Position von Augen A des Fahrzeuginsassen. Das Verdunkelungssystem umfasst beispielsweise auch einen zweiten Bildgebungssensor 5. Der zweite Bildgebungssensor 5 ist beispielsweise eine Außenraumkamera. Mittels Aufnahmen des zweiten Bildgebungssensors 5 berechnet die Recheneinheit eine Position der Lichtquellen S1 oder eine Position einer Lichtquelle S2, beispielsweise der Sonne. 3 shows a blackout system 30th . The blackout system 30th comprises the blackout device 20th . The blackout system further comprises 30th a first imaging sensor 2 . The first imaging sensor 2 is for example an imaging sensor of an indoor camera. Using recordings from the first imaging sensor 2 calculates an arithmetic unit 12 of a control unit 10 Position of eyes A. of the vehicle occupant. The blackout system also includes, for example, a second imaging sensor 5 . The second imaging sensor 5 is for example an outdoor camera. Using recordings from the second imaging sensor 5 the computing unit calculates a position of the light sources S1 or a position of a light source S2 , for example the sun.

Das Steuergerät 10 ist in 4 gezeigt. Das Steuergerät 10 umfasst eine erste Schnittstelle 11 zu dem ersten Bildgebungssensors 2. Das Steuergerät 10 umfasst ferner eine dritte Schnittstelle 14 zu dem zweiten Bildgebungssensors 5. Das Steuergerät 10 umfasst außerdem die Recheneinheit 12. Die Recheneinheit berechnet ein Signal zur gezielten Ansteuerung der Verdunkelungsvorrichtung 20. Das Steuergerät 10 umfasst eine zweite Schnittstelle 13. Über die zweite Schnittstelle 13 werden beispielsweise Gridzellen 21 der Verdunkelungsvorrichtung 20 angesteuert.The control unit 10 is in 4th shown. The control unit 10 includes a first interface 11 to the first imaging sensor 2 . The control unit 10 further comprises a third interface 14th to the second imaging sensor 5 . The control unit 10 also includes the computing unit 12 . The computing unit calculates a signal for targeted control of the darkening device 20th . The control unit 10 includes a second interface 13 . Via the second interface 13 are for example grid cells 21st the blackout device 20th controlled.

Alternativ ist nur der erste Bildgebungssensor 2 vorgesehen, aus dessen Aufnahmen die Position der Lichtquellen S1 oder S2 berechnet werden, ohne auf einen zweiten Bildgebungssensor 5 angewiesen zu sein. Gleichwohl wird durch den zweiten Bildgebungssensor 5 die Genauigkeit des Verdunkelungssystems 30 erhöht.Alternatively, only the first imaging sensor is 2 provided, from the recordings the position of the light sources S1 or S2 can be calculated without relying on a second imaging sensor 5 to be instructed. Nevertheless, the second imaging sensor 5 the accuracy of the blackout system 30th elevated.

5 zeigt das erfindungsgemäße Verfahren mit nur dem ersten Bildgebungssensor. 6 zeigt eine Alternative unter Verwendung des ersten Bildgebungssensors 2 und des zweiten Bildgebungssensors 5. Beide Verfahren werden als Endlosschleife durchgeführt. 5 shows the method according to the invention with only the first imaging sensor. 6th shows an alternative using the first imaging sensor 2 and the second imaging sensor 5 . Both procedures are carried out as an endless loop.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11: FahrzeugscheibeVehicle window
22: erster Bildgebungssensorfirst imaging sensor
33: Innenrauminner space
44th: Fahrzeugvehicle
55: zweiter Bildgebungssensorsecond imaging sensor
1010: SteuergerätControl unit
1111: erste Schnittstellefirst interface
1212: RecheneinheitArithmetic unit
1313: zweite Schnittstellesecond interface
1414th: dritte Schnittstellethird interface
2020th: VerdunkelungseinrichtungBlackout device
2121st: GridzelleGrid cell
3030th: VerdunkelungssystemBlackout system
S1S1: LichtquelleLight source
S2S2: LichtquelleLight source
AA.: Augeeye

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

US 4892394 [0002]
CH 532261 [0024]

Claims

Control device (10) for a darkening device (20) with variable light transmission for a vehicle window (1) comprising • a first interface (11) to a first imaging sensor (2) which, when used, is arranged in an interior (3) of a vehicle (4) o for detecting darkened areas in the interior (3) of the vehicle (4), the darkened areas in the interior (3) acting on a side of the darkening device (20) facing away from the interior (3) by a light source (S1, S2) ) and are generated by predefined darkened areas of the darkening device (20), and ◯ for capturing the face of a vehicle occupant, • a computing unit (12) for evaluating data from the first imaging sensor (2) to ◯ to calculate a position of the light source (S1, S2) depending on the darkened areas in the interior space (3), ◯ to calculate the position of the vehicle occupant's eyes (A) depending on the face, ◯ depending on the position of the light source (S1, S2) and the position of the eyes (A) of the vehicle occupant, to calculate areas of the darkening device (20) that are to be darkened so that the view of the vehicle occupant due to the light source (S1, S2) is undisturbed is and ◯ to determine a signal to control the areas to be darkened, and • a second interface (13) to the darkening device (20) in order to control the darkening device (20) with the signal.

Control unit (10) Claim 1 , comprising a third interface (14) to a second imaging sensor (5) which, when used, is arranged on an outside of the vehicle (4) for detecting the light source (S1, S2), the computing unit (12) being designed, Data from the first imaging sensor (2) to calculate the position of the eyes (A) of the vehicle occupant and • to evaluate the data from the second imaging sensor (5) to calculate the position of the light source (S1, S2).

Darkening system (30) for a vehicle window (1) comprising • a darkening device (20) with variable light transmission, • at least one first imaging sensor (2) which can be arranged in an interior (3) of a vehicle (4) and • a control unit (10) Claim 1 or 2 .

Blackout system (30) Claim 3 comprising a second imaging sensor (5) which can be arranged on an outside of the vehicle (4).

Blackout system (30) Claim 3 or 4th wherein the darkening device (20) is congruent with the vehicle window (1) and can be attached to the vehicle window (1) or is integrated into the vehicle window (1).

Darkening system (30) according to one of the Claims 3 to 5 wherein the darkening device (20) comprises an electrochromic or thermochromic material or individually controllable liquid crystal cells.

Darkening system (30) according to one of the Claims 3 to 6th , wherein the darkening system (30) is used for a windshield, rear window, side window, window of an outside and / or inside mirror and / or a roof window.

A method for darkening a vehicle window (1) comprising the steps of • detecting darkened areas in an interior (3) of a vehicle (4) • detecting a face of a vehicle occupant • calculating a position of a side of a darkening device facing away from the interior (3) (20) acting light source (S1, S2) depending on the darkened areas in the interior space (3), • calculating a position of the eyes (A) of the vehicle occupant depending on the face, • depending on the position of the light source (S1, S2) and the position of the eyes (A) of the vehicle occupant calculating areas of the darkening device (20) which are to be darkened so that the view of the vehicle occupant is undisturbed by the light source (S1, S2), determining a signal for controlling the areas to be darkened and • controlling the darkening device (20) with the signal, with a control device (10) to carry out the method Claim 1 or 2 or a blackout system (30) according to one of the Claims 3 to 7th is used.

Procedure according to Claim 8 , the method being computer implemented.

Computer program product for darkening a vehicle window (1), comprising commands that cause a control device (10) to follow Claim 1 or 2 or a blackout system (30) according to one of the Claims 3 to 7th a procedure according to Claim 8 or 9 execute when the program is running on the control unit (10).