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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sonnenblendensystem für ein Fahrzeug, ein Zustandsüberwachungssystem und ein Verfahren zur Ansteuerung eines Sonnenblendensystems sowie ein Computerprogramm zu dessen Durchführung.
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Hintergrund der Erfindung
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Wenn bei Sonnenschein ein Fahrzeug gefahren wird, besteht ein übliches Problem darin, dass die Sonne durch die Windschutzscheibe scheint und die Sicht des Fahrers beeinträchtigt, wodurch für den Fahrer schwer wird, die Straße und andere Fahrzeuge klar zu sehen.
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Die
DE 10 2018 215 790 A1 schlägt ein Sonnenblendensystem vor, welches das Licht intensiver Lichtquellen, wie etwa der Sonne, zuverlässig blockiert, während die Beeinträchtigung für den Rest des Blicks des Fahrers durch die Windschutzscheibe minimiert wird. Dazu ist ein LCD-Panel-Modul vorgesehen, dessen LCD-Pixel jeweils konfiguriert sind, wahlweise einen undurchsichtigen Zustand und einen durchsichtigen Zustand einzunehmen.
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Offenbarung der Erfindung
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Erfindungsgemäß werden ein Sonnenblendensystem für ein Fahrzeug, ein Zustandsüberwachungssystem und ein Verfahren zur Ansteuerung eines Sonnenblendensystems sowie ein Computerprogramm zu dessen Durchführung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschreibung.
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Erfindungsgemäß wird bei einem Sonnenblendensystem für ein Fahrzeug, das einen Schirm mit mehreren Schirmbereichen aufweist, wobei jeder Schirmbereich wahlweise in einen transparenten Zustand und einen nicht-transparenten Zustand schaltbar ist, ein Beschattungsbereich, der einen oder mehrere der Schirmbereiche umfasst, gebildet, und der auf dem Schirm gebildete Beschattungsbereich zumindest teilweise für einen Aufhellungszeitraum in den transparenten Zustand geschaltet.
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Dadurch werden Helligkeitsunterschiede auf der Fläche, auf die der Schatten des Beschattungsbereichs fällt, d.h. Helligkeitsunterschiede zwischen einem beschatteten Flächenbereich und einen benachbarten nicht beschatteten Flächenbereich (z.B. zwischen einem beschatteten Augenbereich und benachbarten Gesichtsbereichen eines Fahrzeuginsassen), kurzzeitig aufgehoben. Dies ermöglicht es, Bild- bzw. Videoaufnahmen von den entsprechenden Flächen zu erfassen, die weder unterbelichtete noch überbelichtete Bereiche aufweisen und die in der Folge von Erkennungsalgorithmen, etwa eines Fahrermüdigkeitserkennungssystems, verwertet werden können. Unterbelichtete bzw. überbelichtete Bildbereiche können sich bei großen Helligkeitsunterschieden ergeben, da der Dynamikumfang von Kamerasensoren begrenzt ist und zwar durch eine Vergrößerung der Sensorpixelgröße erhöht werden könnte, was allerdings bei gegebener Kamera-Sensorfläche in einer Verringerung der Auflösung resultieren würde. Zweckmäßigerweise ist die Länge des Aufhellungszeitraums kürzer als die Reaktionszeit der Augen (eines Menschen) gewählt, hier insbesondere der für Helligkeit sensibleren Stäbchen. Beispielsweise kann die Länge höchstens 100 ms oder höchstens 50 ms, insbesondere höchstens 10 ms oder höchstens 1 ms betragen so dass das kurzzeitige Aufhellen nicht als störend oder blendend wahrgenommen wird.
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Der Schirm ist bevorzugt als Flüssigkristallanzeige-Schirm (LCD-Schirm) ausgeführt. Flüssigkristallanzeige-Schirme bzw. Flüssigkristallanzeige-Panel bestehen aus sogenannten LCD-Segmenten bzw. LCD-Pixeln, die unabhängig voneinander ihre Transparenz ändern können (LCD: Liquid Crystal Display). Dazu wird mit elektrischer Spannung in jedem Segment die Ausrichtung der Flüssigkristalle gesteuert. Damit ändert sich die Durchlässigkeit bzw. Transparenz für Licht. Ein Schirmbereich kann ein oder mehrere solcher Segmente (LCD-Pixel) umfassen. Ein Schirmbereich im Sinne der vorliegenden Anmeldung kann durch ein einzelnes LCD-Segment bzw. LCD-Pixel gebildet sein oder kann mehrere LCD-Segment bzw. LCD-Pixel umfassen (die etwa gemeinsam gesteuert werden).
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Der Schirm ist im Fahrzeug vorzugsweise so angebracht, dass er zwischen einem Fahrzeugfenster, insbesondere der Windschutzscheibe, und einer Position der Augen bzw. des Gesichts eines Fahrzeuginsassen, insbesondere des Fahrers, (bei angenommener üblicher Sitzposition) angeordnet ist bzw. anordenbar ist, z.B. bei beweglicher Befestigung in eine entsprechende Position geschwenkt werden kann (ähnlich einer gewöhnlichen Sonnenblende). Der bei Sonneneinstrahlung vom Beschattungsbereich erzeugte Schatten kann somit, bei entsprechender Wahl der im Beschattungsbereich umfassten Schirmbereiche, auf einen Augenbereich des Insassen fallen, so dass dieser nicht geblendet wird.
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Die Schirmbereiche des Beschattungsbereichs, die nicht im Aufhellungsbereich umfasst sind bleiben während des Aufhellungszeitraums im nicht-transparenten Zustand.
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Der Begriff „Steuerung“ ist hier so zu verstehen, dass die Steuerung ein oder mehrere Steuerungsmodule umfassen kann, die miteinander integriert oder auch räumlich voneinander getrennt sein können. Jedes Steuerungsmodul kann als eine Recheneinheit, die wenigstens ein Computerprogramm ausführt, das die Steuerungsfunktion implementiert, und/oder als Hardwaremodul, in dem die Steuerungsfunktion durch eine entsprechende Schaltung implementiert ist, ausgeführt sein. Im Falle mehrerer Steuerungsmodule kann jedes Steuerungsmodul für bestimmte Teilaufgaben vorgesehen sein, z.B. ein Steuerungsmodul, das, wie vorstehend beschrieben, den Beschattungsbereich erzeugt und zumindest teilweise während des Aufhellungszeitraums transparent schaltet. Weitere Steuerungsmodule, insbesondere für nachstehend beschriebene Funktionen, können ebenso vorgesehen sein, z.B. ein Steuerungsmodul zum Steuern einer Kamera, ein Steuerungsmodul, das den Aufhellungszeitraum mit dem Aufnahmezeitpunkt der Kamera koordiniert, ein Steuerungsmodul eines Insassenerkennungssystems, ein Steuerungsmodul eines Systems zur Zustandsüberwachung oder Aufmerksamkeitsüberwachung eines Fahrers, oder ähnliches. Mehrere dieser Steuerungsmodule können zu einem Steuerungsmodul zusammengefasst sein, d.h. verschiedene der Funktionen werden von einem einzelnen Steuerungsmodul ausgeführt. Im Falle mehrerer Steuerungsmodule sind diese soweit notwendig zur Datenkommunikation miteinander verbunden.
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Die Steuerung ist dazu eingerichtet, den Zustand der Schirmbereiche zu steuern, wobei die Steuerung insbesondere dazu eingerichtet ist, jeden Schirmbereich wahlweise in den transparenten (bzw. durchsichtigen) oder nicht-transparenten (bzw. undurchsichtigen) Zustand zu schalten. Die Steuerung erzeugt dazu üblicherweise entsprechende Steuersignale, die von einer Ansteuerelektronik des Schirms umgesetzt werden.
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Bevorzugt ist die Steuerung dazu eingerichtet, die Schirmbereiche, die nicht im Beschattungsbereich umfasst sind, in den transparenten Zustand zu schalten. Dies ist zweckmäßig, da so einem Fahrzeuginsassen der Blick durch den Schirm außerhalb des Beschattungsbereichs ermöglicht wird.
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Bevorzugt ist die vorbestimmte zeitliche Länge des Aufhellungszeitraums maximal 1 s (Sekunden), weiter bevorzugt maximal 0,5 s, noch weiter bevorzugt maximal 0,1 s, noch weiter bevorzugt maximal 0,05 s, am meisten bevorzugt maximal 0,01 s. Auch ein längerer Aufhellungszeitraum ist im Prinzip denkbar, z.B. 5 s oder 10 s. Eine untere Grenze für die zeitliche Länge des Aufhellungszeitraums ist insbesondere durch die verwendete Technologie bestimmt und kann z.B. 1 ms, 5 ms oder 10 ms betragen. Je kürzer der Aufhellungszeitraum gewählt wird, desto unwahrscheinlicher ist es, dass ein Fahrzeuginsasse die Aufhellung als störend empfindet.
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Bevorzugt ist die vorbestimmte zeitliche Länge des Aufhellungszeitraums in Abhängigkeit von der aktuellen, auf die Sonnenblende fallenden Lichtintensität gewählt, wobei die Länge umso kürzer gewählt wird, je stärker die Lichtintensität ist.
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Je niedriger das Produkt aus Beleuchtungszeit und Lichtintensität ist, desto niedriger ist der Helligkeitseindruck für eine Person.
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Vorzugsweise umfasst das Sonnenblendensystem weiterhin eine Kamera oder ist mit einer Kamera operabel verbunden (d.h. das Sonnenblendensystem bzw. die Steuerung kann Daten mit der Kamera austauschen und zumindest einige der Funktionen der Kamera steuern). Die Kamera ist im Fahrzeug insbesondere so ausgerichtet bzw. angeordnet, dass sie einen Bereich bzw. eine Fläche erfasst, die möglicherweise (d.h. wenn, bei entsprechender Positionierung des Schirms, Licht durch den Schirm auf den erfassten Bereich fällt) teilweise von dem Beschattungsbereich beschattet wird.
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Kamera und/oder Schirm werden so gesteuert, dass wenigstens ein Aufnahmezeitpunkt oder Aufnahmezeitraum für ein oder mehrere Bilder innerhalb des wenigstens einen Aufhellungszeitraums liegt (Videos können als Folge mehrerer Bilder angesehen werden, sollen also hier auch mit eingeschlossen sein). Bevorzugt wird der wenigstens eine Aufhellungszeitraum so bestimmt, dass der wenigstens eine Aufnahmezeitpunkt oder Aufnahmezeitraum innerhalb des wenigstens einen Aufhellungszeitraums liegt. Weitergehend können ein oder mehrere Bilder, die während des Erfassungszeitpunkts oder Erfassungszeitraums von der Kamera aufgenommen werden, ausgewertet werden, um eine Aufmerksamkeit oder einen Zustand des Fahrzeuginsassen, der insbesondere der Fahrer ist, zu bestimmen.
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Bevorzugt ist eine Transparenz jedes der Schirmbereiche im nicht-transparenten Zustand einstellbar und/oder die Transparenz der Schirmbereiche im nicht-transparenten Zustand liegt im Bereich von 0 % bis 50 %, weiter bevorzugt im Bereich von 0 % bis 25 %, noch weiter bevorzugt im Bereich von 0 % bis 10 %, am meisten bevorzugt im Bereich von 0 % bis 5 %. Die Transparenz der Schirmbereiche im transparenten Zustand ist in jedem Fall höher als die Transparenz der Schirmbereiche im nicht-transparente Zustand. Im durchsichtigen/transparenten Zustand weisen die Schirmbereiche vorzugsweise eine Transparenz von 100 % auf, also die durch die Schirm-Technologie bedingte maximale Transparenz (entsprechend bezeichnet eine Transparenz von 0% die durch die Schirm-Technologie bedingte minimale Transparenz). Die Transparenz bezieht sich insbesondere auf Licht im für Menschen sichtbaren Wellenlängenbereich und eventuell auf benachbarte Wellenlängenbereiche. Es kann vorgesehen sein, dass die Schirmbereiche nicht die maximale Transparenz, sondern eine gewisse Undurchsichtigkeit aufweisen. Beispielsweise kann dann die Transparenz im Bereich von 75 % bis 100 %, bevorzugt im Bereich von 90 % bis 100 %, liegen.
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Vorzugsweise kann der Aufhellungsbereich alle im Beschattungsbereich umfassten Schirmbereiche einschließen. Dies hat den Vorteil, dass die Fläche, auf die das Licht durch den Schirm fällt, gleichmäßig ausgeleuchtet wird. Alternativ ist nur eine Teilmenge der im Beschattungsbereich umfassten Schirmbereiche im Aufhellungsbereich eingeschlossen. Der Aufhellungsbereich, wie auch der Beschattungsbereich kann durch die Steuerung festgelegt werden oder es können von der Steuerung entsprechende Daten empfangen werden, die angeben, wie der Beschattungsbereich und/oder der Aufhellungsbereich festgelegt werden sollen.
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Bevorzugt ist das Sonnenblendensystem bzw. die Steuerung dazu eingerichtet, Gesichtserfassungsdaten eines Fahrzeuginsassen, insbesondere eines Fahrers, von einem Insassenerkennungssystem zu empfangen oder selbst zu bestimmen; wobei die Steuerung dazu eingerichtet ist, den Beschattungsbereich so zu erzeugen, dass ein vom Beschattungsbereich erzeugter Schatten auf einen Augenbereich, der beide Augen des Insassen umfasst, fällt. Weiter bevorzugt umfassen die Gesichtserfassungsdaten Beleuchtungsdaten oder basieren auf Beleuchtungsdaten. D.h. die Helligkeit einer beleuchteten Fläche wird gemessen (durch einen Beleuchtungssensor und/oder eine Kamera bzw. deren Sensor), um Beleuchtungs- bzw. Helligkeitsdaten zu erfassen. Dies ermöglicht es, den Beschattungsbereich so festzulegen, dass der erzeugte Schattenwurf auf eine gewünschte Fläche, z.B. den Augenbereich des Fahrzeuginsassen fällt.
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Weiter bevorzugt ist die Steuerung dazu eingerichtet, den Aufhellungsbereich so zu bestimmen, dass der Schatten, der durch die im Aufhellungsbereich umfassten Schirmbereiche erzeugt wird, eines der Augen umfasst und das andere Auge nicht umfasst. Dies kann vorteilhafterweise auf Grundlage der Gesichtserfassungsdaten erfolgen.
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Ein erfindungsgemäßes Zustandsüberwachungssystem für einen Fahrzeuginsassen, insbesondere für einen Fahrer des Fahrzeugs, umfasst ein erfindungsgemäßes Sonnenblendensystem und eine Kamera.
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Der Begriff „Zustandsüberwachungssystem“ soll allgemein ein System bezeichnen, das mittels geeigneter Algorithmen ein Zustand, etwa einen Müdigkeitszustand oder Konzentrationszustand, eines Fahrzeuginsassen (bevorzugt des Fahrers) bestimmt. Entsprechende Algorithmen sind dem Fachmann an sich bekannt. Diese verwenden u.a. Bild und/oder Videoaufnahmen von Kameras, deren Erfassungsfeld bzw. Sichtfeld auf das Fahrzeuginnere gerichtet ist, insbesondere Sitze umfasst.
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Bevorzugt ist ein Pupillen-Erkennungsalgorithmus implementiert, um die Pupillen der Augen des Fahrzeuginsassen (insbesondere des Fahrers) zu erfassen. Eine direkte und/oder eine indirekte Lichtreaktion der Pupillen wird bestimmt; wobei, insbesondere durch Ausführen eines Zustandsüberwachungssystem-Computerprogramms, ein Fahrzeuginsassen-Zustand (insbesondere einen Fahrerzustand) basierend auf der direkten und/oder der indirekten Lichtreaktion bestimmt wird. Eine direkte Lichtreaktion stellt die Pupillenreaktion auf Lichteinfall, d.h. wenn Licht auf das Auge fällt, dar. Eine indirekte Lichtreaktion stellt die Pupillenreaktion eines Auges dar, auf das kein (oder relativ wenig) Licht fällt, wenn auf das andere Auge Licht (bzw. relativ viel Licht) fällt. Dies kann durch entsprechende Wahl des Aufhellungsbereichs so, dass der Teilbereich des vom Beschattungsbereich geworfenen Schattens, der dem Aufhellungsbereich entspricht, genau ein Auge umfasst, erreicht werden. Durch geeignete Auswertealgorithmen können z.B. Sehstörungen, Drogenkonsum oder ein Schlaganfall des Fahrers erkannt werden.
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Auch die Implementierung eines erfindungsgemäßen Verfahrens in Form eines Computerprogramms oder Computerprogrammprodukts mit Programmcode zur Durchführung aller Verfahrensschritte ist vorteilhaft, da dies besonders geringe Kosten verursacht, insbesondere wenn ein ausführendes Steuergerät noch für weitere Aufgaben genutzt wird und daher ohnehin vorhanden ist. Schließlich ist ein maschinenlesbares Speichermedium vorgesehen mit einem darauf gespeicherten Computerprogramm wie oben beschrieben. Geeignete Speichermedien bzw. Datenträger zur Bereitstellung des Computerprogramms sind insbesondere magnetische, optische und elektrische Speicher, wie z.B. Festplatten, Flash-Speicher, EEPROMs, DVDs u.a.m. Auch ein Download eines Programms über Computernetze (Internet, Intranet usw.) ist möglich. Ein solcher Download kann dabei drahtgebunden bzw. kabelgebunden oder drahtlos (z.B. über ein WLAN-Netz, eine 3G-, 4G-, 5G- oder 6G-Verbindung, etc.) erfolgen.
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Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der beiliegenden Zeichnung.
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Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
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Figurenliste
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- 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines fahrzeugmontierten Sonnenblendesystems.
- 2A, 2B, 2C illustrieren beispielhaft eine Gesichtserkennung und das Bilden eines Beschattungsbereichs bzw. des von diesem geworfenen Schattens.
- 3 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines fahrzeugmontierten Sonnenblendesystems 20. Insbesondere zeigt 1 eine Teilansicht einer Fahrgastzelle bzw. Kabine 17 und einer Windschutzscheibe 19 eines Fahrzeugs 18, in dem das Sonnenblendesystem 20 installiert ist. Das Sonnenblendesystem 20 enthält mindestens einen hier als Flüssigkristalldisplay(LCD)-Schirm 12 ausgebildeten Schirm, der an dem Fahrzeug 18 montiert, angebracht oder anderweitig integriert ist, so dass ein Abschnitt der Windschutzscheibe 19 oder ein anderes Fenster des Fahrzeugs 18 bedeckt und/oder versperrt wird. Der LCD-Schirm kann auch beweglich montiert sein, so dass er in eine Position, in der er einen Abschnitt der Windschutzscheibe oder eines anderen Fensters des Fahrzeugs bedeckt und/oder versperrt, geschwenkt werden kann.
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Das virtuelle Sonnenblendesystem 20 ist optional ausgebildet zum Detektieren (etwa mittels Helligkeitssensoren und/oder einer Kamera) von Änderungen eines Beleuchtungsniveaus innerhalb der Kabine 17 des Fahrzeugs 18. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass das Helligkeitsniveau von Flächen bzw. Teilflächen (z.B. Oberflächen der Kabine selbst und auch Flächen eines Fahrzeuginsassen) innerhalb der Kabine detektiert wird.
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Das virtuelle Sonnenblendesystem 20 ist dazu eingerichtet, die optischen Eigenschaften (Transparenz) eines oder mehrerer LCD-Bereiche des LCD-Schirms 12 zu verstellen, um zu verhindern, dass hochintensive Lichtquellen den Blick eines Fahrers 16 oder eines anderen Fahrzeuginsassen, der sich in der Kabine 17 befindet, beeinträchtigt. Es versteht sich jedoch, dass das Sonnenblendesystem auch in anderen Umgebungen als einem Fahrzeug, wie etwa einem Raum eines Gebäudes (zum Beispiel einer Büroumgebung) verwendet werden kann. Der LCD-Schirm 12 kann insbesondere schachbrettartig in einzelne Bereiche unterteilt sein, mit einer herstellerseitig vorgebbaren Anzahl von Zeilen und Spalten und damit Bereichen, vgl. auch
DE 10 2018 215 790 A1 .
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Der LCD-Schirm 12 kann an einer Oberfläche innerhalb der Kabine 17 des Fahrzeugs 18 im Blickfeld des Fahrers 16 oder eines anderen Passagiers montiert oder anderweitig befestigt sein. Insbesondere ist der LCD-Schirm 12 so an dem Fahrzeug 18 montiert, dass er sich in der Blicklinie des Fahrers 16, der im Fahrersitz sitzt und durch die Windschutzscheibe 19 blickt, befindet oder in eine solche Position geschwenkt werden kann. Alternativ kann der LCD-Schirm 12 in das Glas der Windschutzscheibe 19 oder eines anderen Fensters des Fahrzeugs integriert sein.
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Der LCD-Schirm 12 kann so bemessen, montiert und angeordnet sein, dass er ein oder mehrere beliebige Gebiete der Windschutzscheibe 19 bedeckt und/oder blockiert, sowie Gebiete von anderen Fenstern des Fahrzeugs 18.
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Das Sonnenblendesystem 20 kann weiterhin einen Beleuchtungssensor wie etwa eine Kamera 14 umfassen. Die Kamera 14 oder ein anderer Beleuchtungssensor ist ausgebildet zum Detektieren eines Beleuchtungsniveaus bzw. einer Helligkeit mindestens eines relevanten Orts (d.h. relevanter Flächen) innerhalb der Kabine 17 des Fahrzeugs 18. Insbesondere ist die Kamera 14 in mindestens einer Ausführungsform in dem Fahrzeug 18 an einem Ort montiert, von wo aus sie einen klaren Blick auf das Gesicht des Fahrers 16 hat, um ein Beleuchtungsniveau auf dem Gesicht des Fahrers 16 zu detektieren. Die Kamera 14 ist konfiguriert, kontinuierlich, periodisch oder an bestimmbaren Zeitpunkten Bilder des Gesichts des Fahrers 16 oder eines anderen Fahrzeuginsassen zu erfassen und aufgenommenen Einzelbilder auszugeben.
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Das Sonnenblendesystem 20 umfasst weiterhin eine Recheneinheit bzw. Steuerung 10, die operabel mit dem LCD-Schirm 12 und gegebenenfalls mit der Kamera 14 oder einem anderen Beleuchtungssensor verbunden ist. Die Steuerung 10 umfasst im Allgemeinen mindestens einen Prozessor und mindestens einen assoziierten Speicher mit darauf gespeicherten Programmanweisungen, die durch den mindestens einen Prozessor ausgeführt werden, um die beschriebenen Funktionalitäten zu erzielen.
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Der LCD-Schirm 12 besitzt mehrere unabhängig betreibbare LCD-Bereiche, die einen oder mehrere LCD-Pixel und/oder LCD-Verschlüsse (LCD-Shutter) umfassen können, die in einer Gitterformation oder einer ähnlichen, vorzugsweise regelmäßigen, Formation angeordnet sein können. Jeder LCD-Bereich ist dazu ausgebildet, durch die Steuerung 10 selektiv in einem von mindestens zwei optischen Zuständen betrieben zu werden: einem undurchsichtigen bzw. nicht-transparenten Zustand, in dem der jeweilige LCD-Bereich Licht am Hindurchtreten durch einen jeweiligen Bereich des LCD-Schirms 12 (zumindest teilweise) hindert, und einem durchsichtigen bzw. transparenten Zustand, in dem das jeweilige Pixel das Hindurchtreten von Licht durch den jeweiligen Bereich des LCD-Schirms 12 (zumindest im Wesentlichen) gestattet. Es versteht sich jedoch, dass auch eine beliebige Anzahl von optischen Zwischenzuständen möglich sein kann.
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Weiterhin zeigen der nicht-transparente Zustand und der transparente Zustand nicht notwendigerweise eine 100%ige undurchsichtige Charakteristik bzw. eine 100%ige durchsichtige Charakteristik an. Stattdessen kann der nicht-transparente Zustand als ein Zustand angesehen werden, der das Hindurchtreten von Licht durch den jeweiligen Bereich stärker blockiert als der transparente Zustand. Es versteht sich, dass der LCD-Schirm 12 stattdessen eine andere Technologie als die LCD-Pixel nutzen kann, und ein Verschluss-Schirm kann einen beliebigen Typ von Panel mit Verschlusspixeln nutzen, die elektrisch, magnetisch, mechanisch und/oder elektromechanisch (z.B. E-Ink) steuerbar sind, um eine optische Transparenz davon zu verstellen.
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Bevorzugt ist die Steuerung 10 ausgebildet bzw. eingerichtet zum Empfangen eines Sensorsignals von dem Beleuchtungssensor. Insbesondere kann die Steuerung 10 dazu eingerichtet sein, Einzelbilder von der Kamera 14 zu empfangen. Auf Basis des Sensorsignals und/oder der Einzelbilder kann die Steuerung 10 das Beleuchtungsniveau mindestens eines Orts innerhalb der Kabine 17 des Fahrzeugs, insbesondere des Beleuchtungsniveaus auf dem Gesicht des Fahrers 16 oder eines anderen Fahrzeuginsassen, bestimmen. Je nach dem bestimmten Beleuchtungsniveau kann die Steuerung 10 ausgebildet sein zum selektiven Betreiben jedes Pixels des LCD-Schirms 12 entweder im nicht-transparenten Zustand oder im transparenten Zustand (oder einem gewählten optischen Zwischenzustand).
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Die Steuerung 10 ist dazu eingerichtet, einen Beschattungsbereich, der wenigstens einen Schirmbereich umfasst, zu bilden. Die Steuerung 10 kann dazu ein oder mehrere Schirmbereiche festlegen, die im Beschattungsbereich umfasst sein sollen. Die im Beschattungsbereich umfassten Schirmbereiche werden dann in den nicht-transparenten Zustand geschaltet (durch entsprechende Ansteuerung durch die Steuerung), um eine entsprechende Beschattung eines Bereichs bzw. einer Fläche in der Fahrzeugkabine zu erzeugen. Die Schirmbereiche außerhalb des Beschattungsbereichs bleiben im transparenten Zustand bzw. werden in den transparenten Zustand geschaltet. Weiterhin kann ein Aufhellungsbereich, der wenigstens einen Schirmbereich des Beschattungsbereichs umfasst, bestimmt werden. Dieser wenigstens eine Schirmbereich des Aufhellungsbereichs wird während eines Aufhellungszeitraums kurzzeitig in den transparenten Zustand geschaltet, d.h. der wenigstens eine Schirmbereich wird von der Steuerung so angesteuert, dass er am Anfang des Aufhellungszeitraums in den transparenten Zustand geschaltet wird und am Ende des Aufhellungszeitraums in den nicht-transparenten Zustand geschaltet wird.
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Der Aufhellungszeitraum weist eine vorgegebene zeitliche Länge auf. Die insbesondere kürzer als die Reaktionszeit eines menschlichen Auges ist, so dass ein Fahrzeuginsasse, dessen Augen beschattet werden das kurzzeitige Aufhellen nicht als störend empfindet. Ein Aufnahmezeitpunkt der Kamera 14 kann so koordiniert werden, dass er innerhalb des Aufhellungszeitraums liegt, so dass aufgenommene Bilder und/oder Videos beispielweise von einem Aufmerksamkeits-überwachungssystem oder Zustandsüberwachungssystem verwendet werden können.
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Selbstverständlich können mehrere Aufhellungszeiträume vorgesehen sein, die optional auch unterschiedliche Aufhellungsbereiche betreffen können und/oder unterschiedliche zeitliche Längen aufweisen können.
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Die Festlegung bzw. Bestimmung des Beschattungsbereichs, d.h. die Auswahl der Schirmbereiche, die im Beschattungsbereich umfasst sind, kann insbesondere auf Grundlage von Beleuchtungsdaten (eines Beleuchtungssensors und/oder einer Kamer) und von Daten eines Insassenerkennungssystems erfolgen, das dazu eingerichtet, basierend auf Bildern einer Kamera (etwa der Kamera 14 in 1) Insassen, insbesondere einen Fahrer, des Fahrzeugs zu erkennen. Insbesondere kann ein solches Insassenerkennungssystem dazu eingerichtet sein, mittels geeigneter Algorithmen das Gesicht von Insassen und darin den Augenbereich zu erkennen. Mittels der Beleuchtungsdaten kann dann der Beschattungsbereich so gewählt werden, dass der von diesem erzeugte Schatten auf den Augenbereich bzw. die Augen des erfassten Insassen fällt. Schirmbereiche die eine Schatten erzeugen, der außerhalb des Augenbereichs bzw. der Augen liegt, sollten vorzugsweise nicht in den Beschattungsbereich eingeschlossen werden, so dass das Sichtfeld des Insassen möglichst wenig eingeschränkt wird. Ob oder ob nicht der Schatten auf einen von der Kamera erfassten Bereich fällt kann anhand der Beleuchtungsdaten erkannt werden.
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Die Beleuchtungsdaten und/oder die Daten des Insassenerkennungssystems kann die Steuerung 10 von entsprechenden im Fahrzeug, unabhängig von dem Sonnenblendensystem vorgesehenen Sensoren, insbesondere einer Kamera, und damit verbundenen Auswertungssystemen empfangen, die diese Daten beispielsweise auch für andere Zwecke verwenden. Es kann aber auch vorgesehen sein, dass solche Auswertungssysteme von der Steuerung (oder einem Steuerungsmodul) des Sonnenblendensystems selbst implementiert werden.
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Die 2A, 2B, 2C illustrieren beispielhaft eine Gesichtserkennung und das Bilden eines Beschattungsbereichs bzw. des von diesem geworfenen Schattens, wobei ebenfalls eine Aufhellung eines Teilbereichs während eines Aufhellungszeitraums gezeigt ist. Dargestellt ist jeweils eine Ansicht eines Fahrzeuginsassen 16 (z.B. Fahrer), dies kann etwa das Sichtfeld oder der Erfassungsbereich einer Kamera (z.B. der Kamera 14 aus 1) sein.
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Durch ein Insassenerkennungssystem (das auch in der Steuerung des Sonnenblendensystems umfasst sein kann) wird in einem oder mehreren Bildern der Kamera ein Gesichtsbereich 304 des Fahrzeuginsassen identifiziert; entsprechende Verfahren bzw. Algorithmen sind dem Fachmann an sich bekannt. Weiterhin kann ein Augenbereich, der hier entsprechend den beiden Augen des Insassen aus zwei Teil-Augenbereichen 308a, 308b besteht, vom Insassenerkennungssystem bestimmt werden.
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Durch Beleuchtungsdaten (etwa basierend auf Helligkeitswerten, der Bildpixel der von der Kamera erfassten Bilder oder eines gesonderten Beleuchtungssensors) kann erkannt werden, ob Licht einer starken Lichtquelle (etwa Sonnenlicht) auf das Gesicht des Insassen fällt und diesen blendet. Hier kann gegebenenfalls auch eine Pupillenreaktion verwendet werden, die anzeigt, dass der Fahrzeuginsasse geblendet wird.
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Wenn dies der Fall ist, d.h. wenn eine Beschattung erwünscht ist, kann, gesteuert durch die Steuerung, ein Beschattungsbereich erzeugt werden, der hier wie in 2B gezeigt beispielhaft die beiden Teil-Augenbereiche 308a, 308b umfasst, wobei eine Schraffur die Beschattung andeutet. Um zu bestimmen, welche Schirmbereiche im Beschattungsbereich eingeschlossen werden müssen, können wieder die Beleuchtungsdaten verwendet werden, wobei etwa ausgehend von einem Testmuster (d.h. ein Schattenmuster erzeugt durch einem oder mehrere Schirmbereiche, die kurzzeitig in den nicht-transparenten Zustand geschaltet werden, wobei gleichzeitig durch die Kamera das Schattenmuster erfasst wird) die Schirmbereiche verwendet werden, deren Schatten zumindest teilweise auf die Teil-Augenbereiche fällt. Alternativ oder zusätzlich könnte, wenn die relative Position des LCD-Schirms zum Gesicht des Insassen und die Richtung aus der das Licht einfällt bekannt sind, auf Grundlage dieser geometrischen Beziehungen berechnet werden, welche Schirmbereiche in den Beschattungsbereich eingeschlossen werden müssen. Hierfür müsste allerdings ein Sensor vorgesehen sein, der die Richtung des Lichteinfalls bestimmen kann, bzw. es müsste die Richtung des Lichteinfalls berechnet werden, falls die geodätische Position und Fahrrichtung und ebenso Datum und Uhrzeit hinreichend genau bekannt sind und davon ausgegangen wird, dass der Lichteinfall durch Sonnenlicht bedingt ist. In jedem Fall kann eine Anpassung des Beschattungsbereichs erfolgen, wenn sich die Richtung des Lichteinfalls ändert, z.B. bei einer Kurvenfahrt. Der Beschattungsbereich wird vorzugsweise so bestimmt, dass möglichst nur der Augenbereich oder die Augen beschattet wird/werden, d.h. möglichst klein unter der Voraussetzung, dass der vom Beschattungsbereich geworfene Schatten zumindest auf den Augenbereich oder die Teil-Augenbereiche fällt (je nach Größe der Schirmbereiche sind im Allgemeinen weitere Bereiche beschattet).
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Während der Beschattungsbereich gebildet ist, wird ein Teil oder alle der im Beschattungsbereich umfassten Schirmbereiche kurzzeitig für einen Aufhellungszeitraum in den transparenten Zustand geschaltet und mit Ende des Aufhellungszeitraums wieder in den nicht-transparenten Zustand geschaltet. Die Schirmbereiche, für die das der Fall ist, bilden den als Aufhellungsbereich bezeichneten Bereich des LCD-Schirms.
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Ein entsprechender Zustand während des Aufhellungszeitraums ist in 2C gezeigt, die z.B. der Aufnahme eines Bildes durch die Kamera entspricht. In diesem Fall ist der Aufhellungsbereich beispielhaft im Wesentlichen (abgesehen von einem Überlappungsbereich der beiden Teil-Augenbereiche) durch einen Teil-Augenbereich 308b gegeben, der hier während des Aufhellungszeitraums im transparenten Zustand bzw. nicht beschatteten Zustand gezeigt ist. Der andere Teil-Augenbereich 308a bleibt hingegen beschattet, d.h. die entsprechenden Schirmbereiche bleiben im nicht-transparenten Zustand. Nach Ende des Aufhellungszeitraums liegt wieder der in 2B gezeigte Zustand vor.
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Diese Ausführung kann verwendet werden, um eine direkte (am kurzzeitig nicht mehr beschatteten Auge) und eine indirekte (am durchgehend beschatteten Auge) Lichtreaktion bzw. Pupillenreaktion zu beobachten und basierend darauf auf einen Zustand des Fahrers zu schließen. Zweckmäßigerweise werden dazu der Aufhellungszeitraum und ein Aufnahmezeitpunkt der Kamera aufeinander abgestimmt, so dass der Aufnahmezeitpunkt im Aufhellungszeitraum liegt.
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3 zeigt ein Ablaufdiagramm gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es wird in Schritt 410 zunächst ein Beschattungsbereich bestimmt, d.h. es werden diejenige Schirmbereiche festgelegt, die im Beschattungsbereich eingeschlossen werden sollen. Dies kann, wie vorstehend bereits beschrieben, basierend auf Beleuchtungsdaten eines Beleuchtungssensors und/oder einer Kamera und/oder basierend auf Gesichtserkennungsdaten eines Insassenerkennungssystems erfolgen.
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Die im Beschattungsbereich umfassten Schirmbereiche werden in Schritt 420 in den nicht-transparenten Zustand geschaltet. Schirmbereiche, die nicht Beschattungsbereich umfasst sind, werden in den transparenten Zustand geschaltet.
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In Schritt 430, der eventuell auch bereits vor Schritt 420 erfolgen kann, wird ein Aufhellungsbereich, der ein Teilbereich des Beschattungsbereichs ist, bestimmt bzw. festgelegt. Der Aufhellungsbereich umfasst einen, mehrere oder alle der Schirmbereiche, die im Beschattungsbereich umfasst sind. Ebenso kann hier ein Aufhellungszeitraum festgelegt werden, d.h. es können ein Anfangszeitpunkt und/oder eine zeitliche Länge eines Aufhellungszeitraums festgelegt werden. Dies kann insbesondere im Hinblick auf Anforderungen eines Zustandsüberwachungssystems oder Aufmerksamkeitsüberwachungssystems erfolgen.
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In Schritt 440 werden mit Beginn des Aufhellungszeitraums, d.h. zu dessen Anfangszeitpunkt, die im Aufhellungsbereich umfassten Schirmbereiche in den transparenten Zustand geschaltet. Die Schirmbereiche des Beschattungsbereichs, die nicht im Aufhellungsbereich umfasst sind, bleiben im nicht-transparenten Zustand. Ebenso bleiben Schirmbereiche außerhalb des Beschattungsbereichs im transparenten Zustand.
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In Schritt 450, der innerhalb des Aufhellungszeitraums erfolgt, wird ein Bild oder mehrere Bilder (z.B. als Video) durch eine Kamera aufgenommen.
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In Schritt 460 werden mit Ende des Aufhellungszeitraums, d.h. zu dessen Endzeitpunkt bzw. nach Ablauf der zeitlichen Länge, die im Aufhellungsbereich umfassten Schirmbereiche wieder in den nicht-transparenten Zustand geschaltet. Die Schirmbereiche des Beschattungsbereichs, die nicht im Aufhellungsbereich umfasst sind, bleiben im nicht-transparenten Zustand. Ebenso bleiben Schirmbereiche außerhalb des Beschattungsbereichs im transparenten Zustand.
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Nach Schritt 460 kann zu Schritt 430 zurückgesprungen werden (Pfeil 465) und von dort ausgehend das Verfahren für einen weiteren Aufhellungszeitraum oder für mehrere Aufhellungszeiträume wiederholt werden.
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Der Vollständigkeit halber ist noch Schritt 470 dargestellt, in dem eine Auswertung aufgenommener Bilder, z.B. durch das Zustandsüberwachungssystem bzw. Aufmerksamkeits-Überwachungssystem, erfolgt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102018215790 A1 [0003, 0030]
