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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungseinrichtung mit zwei Projektionsmodulen, eine Beleuchtungseinrichtung sowie ein Kraftfahrzeug.
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Zur Steigerung der Sicherheit und des Fahrkomforts werden bei modernen Kraftfahrzeugen immer aufwendigere und ausgefeiltere Beleuchtungseinrichtungen verbaut. Mit diesen ist es beispielsweise möglich, die Lichtverteilung exakt an Straßen- und Witterungsverhältnisse oder an spezielle Verkehrssituationen anzupassen. So kann die Lichtverteilung beispielsweise beim Einfahren in eine Kreuzung, beim Abbiegen, bei einer Fahrt auf einer ansonsten unbefahrenen Landstraße, bei einer Fahrt abseits der Straßen oder im innerstädtischen Begegnungsverkehr optimal eingestellt werden. Eine sinnvolle Möglichkeit der Sicherheits- und Komfortsteigerung ist ferner das Projizieren von Leitlinien auf die Straße, so dass der Fahrer gerade bei beengten Fahrsituationen, beispielsweise in Autobahnbaustellen, den Weg des Kraftfahrzeuges besser einschätzen kann. Darüber hinaus bieten moderne Beleuchtungseinrichtungen auch die Möglichkeit, beim Einsteigen in das Kraftfahrzeug oder beim Verlassen des Kraftfahrzeugs die Fahrzeugumgebung zu beleuchten.
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Um diesen vielfältigen Anforderungen nachzukommen, weisen moderne Beleuchtungseinrichtungen typischerweise ein oder mehrere Projektionsmodule pro Scheinwerfer auf. Die Projektionsmodule werden üblicherweise mit einer Bildinformation in Gestalt eines Bildsignals versorgt, welche von ihnen in den Bereich vor dem Kraftfahrzeug projiziert wird. Dabei werden nicht immer alle Projektionsmodule verwendet. So kann es Situationen geben, in denen nur ein Projektionsmodul projiziert und die anderen ausgeschaltet sind. Typischerweise werden die Projektionsmodule über einen CAN-Bus angesteuert. Nachteilig daran ist, dass die Ansteuerung eines Projektionsmoduls über den CAN-Bus nicht mit der Bildinformation synchronisiert werden kann und es somit zu Problemen bei der Darstellung der Lichtverteilung kommen kann.
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Gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtungen bzw. -systeme werden beispielsweise in den Druckschriften
US 2019/0197934 A1 ,
DE 102018218038 A1 ,
DE 102017114903 A1 und
WO 2020/053716 A1 offenbart.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, welches die genannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, sondern die Möglichkeit bietet, die Ansteuerung eines Projektionsmoduls mit der Bildinformation zu synchronisieren.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungseinrichtung gemäß Patentanspruch 1.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht also die Übertragung von Bildinformation und weiteren Informationen zusammen in einem Datenpaket. Die Meta-Informationen können beispielsweise Informationen darüber enthalten, welches von mehreren Projektionsmodulen projizieren soll. Die Meta-Informationen können aber auch weitere Anweisungen für die Steuerung des Projektionsmoduls wie beispielsweise Projektionsrichtung, Anstellwinkel, Farbtemperatur oder Helligkeit enthalten.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Scheinwerfer ein weiteres Modul aufweist, wobei die Videoinformationen von dem Steuergerät zur Steuerung des weiteren Moduls verwendet werden. Hierdurch ist es auf vorteilhafte Weise möglich, dass das Projektionsmodul und das weitere Modul synchron gesteuert werden. Das weitere Modul kann beispielsweise einen Aktor umfassen. Denkbar ist, dass der Aktor zu Verstellung des Scheinwerfers oder des Projektionsmoduls vorgesehen ist.
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Vorstellbar ist, dass das weitere Modul ein Vorfeldprojektionsmodul umfasst. Ferner ist denkbar, dass das weitere Modul ein Fernlichtmodul umfasst. Denkbar ist beispielsweise, dass die Projektionsmodule zum Projizieren unterschiedlicher Helligkeiten geeignet sind. Je nach zu projizierender Helligkeit kann so das entsprechende Projektionsmodul gewählt werden.
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Die Meta-Informationen können beispielsweise die Anweisung enthalten, dass das Projektionsmodul projizieren soll, während das weitere Projektionsmodul abgeschaltet wird oder dass das weitere Projektionsmodul projizieren soll, während das Projektionsmodul abgeschaltet wird oder dass beide Projektionsmodule projizieren.
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Denkbar ist auch, dass die Meta-Information eine Anweisung darüber enthält, dass beide Projektionsmodule das Gleiche projizieren sollen oder dass das Projektionsmodul einen ersten Teil der Bildinformation projiziert und dass das weitere Projektionsmodul einen zweiten Teil der Bildinformation projiziert. Ferner ist denkbar, dass die Meta-Informationen eine Anweisung darüber enthält, wie das Projektionsmodul ausgerichtet sein soll und/oder wie das weitere Projektionsmodul ausgerichtet sein soll. Denkbar ist dabei, dass das Projektionsmodul und/oder das weitere Projektionsmodul anhand der Meta-Information geschwenkt werden.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Projektionsmodul ein HD-Modul und das weitere Modul ein niederaufgelöstes Matrix-Projektionsmodul, vorzugsweise ein Bi-Matrix-Projektionsmodul ist. Hierdurch ist auf vorteilhafte Weise eine zeitsynchrone Verknüpfung von hoch aufgelösten Details und einem niederaufgelösten Teil einer Lichtverteilung herzustellen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass von dem Steuergerät abhängig von den Meta-Informationen ein Zustand des Projektionsmoduls und ein Zustand des weiteren Moduls geschaltet werden. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise ermöglicht, dass das Steuergerät die Meta-Informationen auswertet und anhand derer das Projektionsmodul und das weitere Modul steuert. Zustände können beispielsweise ein eingeschalteter Zustand oder ein ausgeschalteter Zustand sein. Denkbar ist aber auch, dass die Zustände die Lichtintensität, die Farbtemperatur oder die Projektionsrichtung betreffen, mit denen das Projektionsmodul und/oder das weitere Modul projizieren.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass von dem Projektionsmodul oder von dem weiteren Modul oder von dem Projektionsmodul und dem weiteren Modul ein den Bildinformationen korrespondierendes Bild projiziert wird. Dadurch wird auf vorteilhafte Weise ermöglicht, dass ohne großen Rechenaufwand ein genaues Bild projiziert wird. Denkbar ist, dass das Projektionsmodul einen ersten Teil des Bildes projiziert und dass das weitere Modul einen zweiten Teil des Bildes projiziert.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Bild eine Lichtverteilung des Scheinwerfers ist. Die Lichtverteilung kann das Ausleuchten des Bereiches vor dem Kraftfahrzeug und/oder neben dem Kraftfahrzeug umfassen, aber beispielsweise auch das Projizieren von Leitlinien, Schriftzügen, Warnhinweisen oder dergleichen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass der erste Teilbereich und der zweite Teilbereich gemeinsam mit jedem Frame übertragen werden. Dadurch ist eine sehr effiziente Übertragung der Bildinformationen und der Meta-Informationen möglich. Denkbar ist, dass mit einem Frame ein Datenpaket übertragen wird, welches den ersten Teilbereich und den zweiten Teilbereich umfasst.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Videoinformation eine digitale Information ist, wobei im ersten Teilbereich die Bildinformationen aufgelöst in Bildpixel übertragen werden, wobei jeder Bildpixel vorzugsweise mit einer Datentiefe von 8bit übertragen wird. Dadurch ist es auf vorteilhafte Weise möglich, qualitativ hochwertige Bilder zu projizieren, wobei auch Farbe und Helligkeit einzelner Pixel des Bildes eingestellt werden können. Denkbar ist, dass die Bildinformation in einem Datenformat wie Bitmap JPG oder GIF übertragen wird. Alternativ ist vorstellbar, dass die Bildinformation als Vektorgrafik übertragen und vom Steuergerät zur Steuerung der Projektionsmodule in Bildpixel übersetzt wird.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Videoinformation mit mindestens 30 fps, vorzugsweise mit mindestens 60 fps, übertragen wird. Dadurch ist eine für den Fahrer als kontinuierlich wahrnehmbare Projektion möglich.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung zur Lösung der eingangs formulierten Aufgabe ist eine Beleuchtungseinrichtung gemäß Patentanspruch 8.
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Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ermöglicht also die Übertragung von Bildinformation und weiteren Informationen zusammen in einem Datenpaket. Dadurch werden Bildinformationen und Meta-Informationen synchron übertragen. Beim Vorliegen der Meta-Informationen kommt es bezogen auf das Vorliegen der Bildinformation zu keinen Zeitverschiebungen.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Beleuchtungseinrichtung für einen Betrieb mit dem erfindungsgemäßen Verfahren konfiguriert ist.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung zur Lösung der eingangs formulierten Aufgabe ist ein Kraftfahrzeug aufweisend eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung.
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Alle zuvor im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren offenbarten Einzelheiten, Merkmale und Vorteile beziehen sich gleichfalls auf die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung sowie auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnungen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den Erfindungsgedanken nicht einschränken.
- 1 (a) - (c) illustrieren schematisch eine Beleuchtungseinrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche mit einem Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrieben wird beziehungsweise eine schematische Ansicht einer Videoinformation eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 2 illustriert schematisch ein Kraftfahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
- 1 (a) - (c) illustrieren schematisch eine Beleuchtungseinrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, welche mit einem Verfahren gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrieben wird beziehungsweise eine schematische Ansicht einer Videoinformation V eines Verfahrens gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 1 (a) ist eine Beleuchtungseinrichtung 1 zu erkennen. Diese weist eine Steuereinheit 2 sowie einen Scheinwerfer 3 auf. Die Beleuchtungseinrichtung 1 ist eine Beleuchtungseinrichtung 1 eines Kraftfahrzeugs (siehe 2). Kraftfahrzeuge weisen typischerweise zwei Scheinwerfer 3 auf. Der Einfachheit halber ist hier jedoch nur ein Scheinwerfer 3 gezeigt. Ein weiterer Scheinwerfer 3 wird ganz analog zu dem hier beschriebenen betrieben.
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Die Steuereinheit 2 errechnet ein von der Beleuchtungseinheit 1 zu projizierendes Bild 7. Dieses umfasst insbesondere die Ausleuchtung vor und/oder neben dem Fahrzeug, kann aber auch zusätzliche Elemente, wie beispielsweise Leitlinien, enthalten. Das Bild 7 wird von einem Projektionsmodul 5 projiziert. Das Projektionsmodul 5 ist hier ein hochauflösendes Projektionsmodul 5, welches in HD-Auflösung projiziert.
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Zur Projektion des Bildes 7 übermittelt die Steuereinheit 2 eine Videoinformation V (Details siehe 1 (c)) an ein Steuergerät 4 des Scheinwerfers 3. In der Videoinformation V sind Bildinformationen und Meta-Informationen enthalten, welche vom Steuergerät 4 zur Steuerung des Projektionsmoduls 5 verwendet werden. Dadurch, dass sowohl Bildinformationen als auch Meta-Informationen in der Videoinformation enthalten sind, stehen Bild- und Meta-Informationen zeitsynchron zur Verfügung.
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Zusätzlich zur Übertragung der Videoinformation V kann ein CAB-Bus C weitere Informationen zwischen der Steuereinheit 2 und dem Scheinwerfer 3 übertragen. Denkbar wären hier beispielsweise Informationen zum Betrieb einer Scheinwerferreinigungsanlage (nicht gezeigt) oder zur Ausrichtung des Scheinwerfers 3.
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1(b) zeigt eine Beleuchtungseinrichtung 1, welche ähnlich wie die in 1(a) betrieben wird. Im Unterschied zu der in 1 (a) gezeigten Ausführungsform weist der Scheinwerfer (3) hier neben dem Projektionsmodul 5 ein weiteres Modul 6 auf. Das weitere Modul 6 kann ein niederaufgelöstes Matrix-Projektionsmodul, vorzugsweise ein Bi-Matrix-Projektionsmodul, sein. Denkbar ist aber auch, dass das weitere Modul 6 einen Aktor zur Verstellung des Projektionsmoduls 5 oder der Scheinwerfers 3 aufweist.
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Das weitere Modul 6 wird neben dem Projektionsmodul 5 ebenfalls von dem Steuergerät 4 gesteuert. Das Steuergerät verwendet dazu die Meta-Informationen und, wenn es sich bei dem weiteren Modul 6 um ein weiteres Projektionsmodul handelt, die Bildinformationen.
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In 1 (c) ist ein Datenpaket der Videoinformation V schematisch dargestellt. In einem ersten Teilbereich B der Videoinformation V sind Bildinformationen hinterlegt. Die Bildinformationen enthalten Informationen zum zu projizierenden Bild aufgelöst in einzelne Bildpixel 8. Jeder Bildpixel 8 hat eine Datentiefe von 8 bit, was 256 möglichen Werten entspricht. Die Anzahl der dargestellten Bildpixel 8 ist nur beispielhaft, insbesondere ist vorstellbar, dass das Projektionsmodul das Bild in einer HD-Auflösung projiziert und entsprechend viele Bildpixel 8 übertragen werden.
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Die Videoinformation V weist in einem zweiten Teilbereich M Meta-Informationen auf. Diese Meta-Informationen werden also synchron zu den Bildinformationen übertragen und enthalten Anweisungen zur Steuerung des Projektionsmoduls. Beispielsweise können die Meta-Informationen Informationen darüber enthalten, ob das Projektionsmodul ein- oder ausgeschaltet sein soll, ob weitere Module, insbesondere weitere Projektionsmodule, ein- oder ausgeschaltet sein sollen, wie das Projektionsmodul auszurichten ist, welche Farbtemperatur oder welche Lichtintensität zur Projektion verwendet werden soll.
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Das dargestellte Datenpaket der Videoinformation V wird frameweise mit mindestens 60 fps übertragen. Das heißt, dass mindestens 60 Mal pro Sekunde ein Datenpaket der Videoinformation V mit Bildinformationen und Meta-Informationen übertragen wird. Bildinformationen und Meta-Informationen liegen somit dem Steuergerät stets synchron vor.
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2 illustriert schematisch ein Kraftfahrzeug 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Kraftfahrzeug 100 weist eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung 1 mit Scheinwerfern 3 auf.
