DE102022107892A1

DE102022107892A1 - Aktiver fahrzeuginnenleuchtenfokus

Info

Publication number: DE102022107892A1
Application number: DE102022107892.2A
Authority: DE
Inventors: Brendan Diamond; Keith Weston; Michael A. McNees; Anthony J. Maraldo
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2021-04-26
Filing date: 2022-04-01
Publication date: 2022-10-27
Also published as: CN115246357A; US11758634B2; US20220346207A1

Abstract

Eine Vielzahl von Lichtquellen ist in einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs montiert. Jede Lichtquelle beleuchtet eine jeweilige Beleuchtungszone mit einem Mittelpunkt. Jede Lichtquelle ist dazu konfiguriert, mit einer Vielzahl von Helligkeitsstufen bis zu einer vollen Helligkeit zu leuchten. Ein Blickverfolger überwacht eine Fahrgastzelle, um einen Blickpunkt zu erkennen. Eine Steuerung reagiert auf eine Beleuchtungsanforderung von dem Insassen, um mindestens zwei Lichtquellen zu betätigen, sodass sie die Fahrgastzelle an dem Blickpunkt beleuchtet. Die Steuerung verwendet den Blickpunkt, um eine jeweilige Helligkeitsstufe für jede Lichtquelle auf Grundlage einer Nähe des Blickpunkts zu jeweiligen Mittelpunkten der Beleuchtungszonen auszuwählen. Mindestens eine erste der betätigten Lichtquellen mit einem Mittelpunkt näher am Blickpunkt stellt eine höhere Helligkeitsstufe bereit als eine zweite der betätigten Lichtquellen mit einem Mittelpunkt weiter entfernt vom Blickpunkt.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft im Allgemeinen Beleuchtungssysteme in Kraftfahrzeugen und insbesondere fokussierte Beleuchtung, die einem Blick eines Insassen folgt, um einen Bereich zu beleuchten, in den der Insasse schaut.
STAND DER TECHNIK
Personenkraftwagen, wie etwa Autos und SUVs, weisen typischerweise eine Vielzahl von Innenleuchten in einer Fahrgastzelle auf, um unterschiedliche Bereiche zu unterschiedlichen Zeiten zu beleuchten, um einen Insassen bei dunkleren Außenbedingungen zu unterstützen. Einige Leuchten, wie etwa eine Deckenleuchte, können größere Bereiche in einem Mittelabschnitt der Fahrgastzelle beleuchten, während andere Leuchten, wie etwa eine Bodenschachtleuchte oder eine Kartenleuchte, eine kompaktere Beleuchtung in einem spezifischen Bereich der Fahrgastzelle bereitstellen. Typische Steuerungen zum Aktivieren bestimmter Leuchten beinhalten manuelle Schalter zum Ein- und Ausschalten der Leuchten. Einige Leuchten können automatisch gemäß externen Umgebungslichtbedingungen oder gemäß dem Zustand anderer Systeme oder Elemente (z. B. dem Öffnen/Schließen einer Tür) gesteuert werden.
Das manuelle Ein- und Ausschalten von Lichtern kann umständlich und zeitaufwändig sein, insbesondere wenn der Insasse nicht mit allen Details des Fahrzeugs (z. B. bei einem Mietwagen) vertraut ist und wenn die Position eines bestimmten Steuerschalters unpraktisch zu erreichen ist, da andere Handlungen durch den Insassen ausgeführt werden. Daher wurden einige Systeme vorgeschlagen, bei denen ein Blick des Insassen (d. h. des Fahrers oder eines anderen Fahrzeugbenutzers) verfolgt wird und eine Leuchte automatisch aktiviert werden kann, die sich in dem Raum befindet, in den der Insasse schaut.
Lichtquellen, die in einer Fahrgastzelle eingesetzt werden, können Flutlicht über einen relativ großen Bereich oder ein eingeschränkteres Beleuchtungsfeld bereitstellen, das eine bestimmte Region der Fahrgastzelle abdeckt. Flutlicht (z. B. eine Deckenleuchte) kann mehr Licht bereitstellen, als notwendig ist, um die beabsichtigten Bereiche zu sehen, und kann zu Blendung oder Ablenkung führen. Gleichzeitig kann das Flutlicht blockiert werden und einige Bereiche somit nicht erreichen. Daher kann eine Kombination aus vielen Lichtquellen verwendet werden, die unterschiedliche Bereiche abdecken. Um eine Beleuchtung bereitzustellen, die nur auf einen Bereich ausgerichtet ist, in den ein Insasse möglicherweise schaut, kann eine Anzahl von Lichtquellen erforderlich sein, die aufgrund der Kosten aller Lichtquellen, der Verkabelung und der Steuerungen nicht praxistauglich ist.
Eine weitere Überlegung, die es beim Einsatz von Innenbeleuchtungssystemen in Fahrzeugen zu berücksichtigen gilt, betrifft die „Dunkelheitsanpassung“ der Insassen (z. B. die Wiederherstellung der Empfindlichkeit der Augen bei schlechten Lichtverhältnissen, nachdem sie hellem Licht ausgesetzt wurden). Unter einigen Umgebungslichtbedingungen (z. B. Dämmerung) kann eine optimale Helligkeit für die Innenleuchten von dem erwarteten Grad der Dunkelheitsanpassung sowie dem visuellen Kontrast zwischen Bereichen, die durch eine interne Lichtquelle beleuchtet werden, und solchen, die durch Umgebungslicht beleuchtet werden, abhängen. Beide Faktoren können sich unter dunkleren Umgebungsbedingungen ändern, was dazu führt, dass die optimale Helligkeit der Lichtquellen unterschiedlich ist. Somit kann die Wiederherstellung der Dunkelheitsanpassung (z. B. eines Fahrers) nach dem Wegschauen oder dem Ausschalten der Innenleuchten uneinheitlich oder nicht optimal sein.
KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung beinhaltet ein fahrzeuginternes Innenleuchtensystem mit aktivem Fokus, das aktiv einstellen kann, welche Leuchten in dem Fahrzeug ein- und ausgeschaltet werden. Ein Fokus der aktiven Leuchten basiert darauf, wohin der Insasse des Fahrzeugs schaut, und die Helligkeitsstufen, die durch jede Leuchte bereitgestellt werden, können gemäß einer Beziehung jeder Leuchte zu dem interessierenden Bereich eingestellt werden. Eine Videokamera oder ein anderer Sensor kann verwendet werden, um eine Ausrichtung des Gesichts und/oder der Augen des Insassen zu überwachen. Auf Grundlage einer „Fokuslinie“ des Gesichts/der Augen des Fahrers kann ein interessierender Bereich identifiziert werden.
Auf Grundlage des interessierenden Bereichs werden bestimmte Leuchten ein- und ausgeschaltet, um den Bereich möglichst gut zu beleuchten. Um ein Beleuchtungsfeld bereitzustellen, das eine Fokussierung von Licht um den interessierenden Bereich erzeugt, werden einige der Lichtquellen mit einer Helligkeitsstufe aktiviert, die geringer als eine volle Helligkeit ist. Eine Helligkeitsstufe einer bestimmten Lichtquelle kann gemäß ihrer Nähe zu dem interessierenden Bereich eingestellt werden (z. B. ist eine Lichtausgabe bei Quellen, die näher an dem interessierenden Bereich liegen, heller). Ein Satz von Standardhelligkeitsstufen kann als Karte definiert und gespeichert werden. Individuelle Helligkeitspräferenzen können auch auf Grundlage von Helligkeitseinstellungen erlernt werden, die von einem bestimmten Benutzer in verschiedenen Situationen vorgenommen werden. Lichtquellen können automatisch (mit variierenden Helligkeitsstufen) ein- und ausgeschaltet werden, wenn sich der Benutzer seinen Blick in einer scheinbar kontinuierlichen (nicht binären) Verlagerung durch das Fahrzeug bewegt oder dreht. Der Benutzer kann sich in einem beliebigen Teil des Fahrzeugs befinden (z. B. ein Fahrer oder Beifahrer). Wenn es mehrere Insassen gibt, kann die Erfindung nach Bedarf auf mehrere Insassen oder einen einzelnen Insassen angewendet werden. Damit eine Lichtquelle ihre Ausgabe auf eine bestimmte Position fokussieren kann, kann sie an einem Drehgelenk montiert sein, um sie in die richtige Position zu schwenken. Die Erfindung kann dazu konfiguriert sein, nur bestimmte Leuchten zu betätigen, um zu vermeiden, dass ein Fahrer einem hellen Licht ausgesetzt wird, das die Dunkelheitsanpassung oder das Fahren stören kann. Wenn sich das Fahrzeug bewegt, kann die automatische Lichtaktivierung eine eingeschränkte Funktionalität aufweisen.
Ein Benutzer kann eine automatische Leuchtenaktivierung unter Verwendung eines Klatschens, eines gesprochenen Befehls oder einer manuellen Steuerung (z. B. eines Schalters, der Teil eines Infotainmentsystems ist) anfordern. Es können einfache gesprochene oder manuelle Befehle verwendet werden, um anzugeben, für welchen Insassen oder welche Insassen in dem Fahrzeug das Beleuchtungssystem aktiviert wird. Das erzeugte Lichtfeld kann schmal sein (z. B. nur auf den gewünschten Bereich konzentriert), um die beste verfügbare Sichtbarkeit von Objekten in dem interessierenden Bereich bereitzustellen. Die Erfindung kann in gleicher Weise auch auf das Steuern von Außenlichtquellen angewendet werden, wobei 1) die Lichtquellen an Karosseriekomponenten angebracht sind und 2) die Lichtquellen leuchten, wenn die Anwesenheit des Besitzers/Fahrers erkannt wird.
In einigen Ausführungsformen wird bei dunklen Bedingungen eine warme Lichtquelle (z. B. ein rot-orangefarbenes Spektrum) verwendet. Eine warme Lichtquelle kann eine LED-Vorrichtung beinhalten, die in dem Temperaturband von 2000 K bis 3000 K emittiert. In einigen Ausführungsformen wird eine kalte Lichtquelle (z. B. gelb-grünes Spektrum) für andere Fahrbedingungen verwendet, die dämmerungsähnliche Bedingungen beinhalten. Eine kalte Lichtquelle kann eine LED-Vorrichtung beinhalten, die in dem Temperaturband von 3000 K bis 6500 K emittiert.
In einem Aspekt der Erfindung weist ein Personenkraftwagen eine Fahrgastzelle auf, die dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Insassen aufzunehmen. Eine Vielzahl von Lichtquellen ist in der Fahrgastzelle montiert. Jede Lichtquelle ist dazu konfiguriert, eine jeweilige Beleuchtungszone in der Fahrgastzelle zu beleuchten, und jede Zone weist einen Mittelpunkt auf. Jede Lichtquelle ist dazu konfiguriert, mit einer Vielzahl von Helligkeitsstufen bis zu einer vollen Helligkeit zu leuchten. Das Fahrzeug beinhaltet einen Blickverfolger, der einen Insassen der Fahrgastzelle überwacht, um einen Blickpunkt zu erkennen, auf den der Insasse schaut. Eine Steuerung reagiert auf eine Beleuchtungsanforderung von dem Insassen, um mindestens zwei der Lichtquellen zu betätigen, sodass sie die Fahrgastzelle an dem Blickpunkt beleuchtet. Die Steuerung verwendet den Blickpunkt, um eine jeweilige Helligkeitsstufe für jede Lichtquelle auf Grundlage einer Nähe des Blickpunkts zu jeweiligen Mittelpunkten der Beleuchtungszonen auszuwählen. Mindestens eine erste der betätigten Lichtquellen mit einem Mittelpunkt näher am Blickpunkt stellt eine höhere Helligkeitsstufe bereit als eine zweite der betätigten Lichtquellen mit einem Mittelpunkt weiter entfernt vom Blickpunkt.
Figurenliste

1 ist eine Draufsicht von oben, die ein Fahrzeug mit einem Innenbeleuchtungssystem zeigt.
2 ist eine Darstellung, die ein Augenverfolgungssystem veranschaulicht, das eine Blickrichtung eines Fahrers innerhalb einer Fahrgastzelle bestimmt.
3 ist ein Blockschaubild, das Abschnitte eines Fahrzeugs gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeigt.
4 ist ein Verlauf der Umgebungshelligkeit, der eine Farbtemperatur zugeordneter Lichtquellen zeigt.
Die 5A, 5B und 5C sind grafische Darstellungen von Helligkeitskarten.
6 ist ein Lichtintensitätsdiagramm, das als Reaktion auf das Auswählen von Helligkeit aus einer bestimmten Helligkeitskarte und einem bestimmten Blickpunkt auf Lichtquellen angewendet wird.
7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein bevorzugtes Verfahren der Erfindung zeigt.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Unter Bezugnahme auf 1 weist ein Fahrzeug 10 (das ein Verbrennungsmotorfahrzeug, ein Elektrofahrzeug oder ein Hybridfahrzeug sein kann) eine Fahrgastzelle 11 mit einem Fahrersitz 12, einem vorderen Beifahrersitz 13 und hinteren Beifahrersitzen 14 auf. Ein elektronisches Steuermodul 15 ist durch ein Kommunikations-/Stromnetz 16 an eine Vielzahl von Lichtquellen 18A-18L gekoppelt. Jede Lichtquelle 18A-18L ist an einer jeweiligen Stelle montiert, die dazu konfiguriert ist, Beleuchtung für einen entsprechenden Teil der Fahrgastzelle 11 bereitzustellen. Ein Bedienfeld 17 in der Fahrgastzelle 11 weist manuelle Schalter oder andere Steuerelemente in Reichweite von Insassen auf den Sitzen 12 und 13 auf, um die Lichtquellen 18A-18L selektiv zu steuern. Mindestens einige der Lichtquellen 18A-18L weisen einstellbare Ausgabehelligkeitsstufen auf (sind also dimmbar). Zum Beispiel können die Lichtquellen 18A-18L aus Leuchtdioden(light-emitting diode - LED)-Baugruppen bestehen, die Gehäuse und Linsen verwenden, wie sie im Stand der Technik bekannt sind. Jede Lichtquelle 18A-18L ist dazu konfiguriert, eine jeweilige Beleuchtungszone in der Fahrgastzelle 11 zu beleuchten. Zum Beispiel kann die Lichtquelle 18B eine Beleuchtungszone aufweisen, die auf einen Fußraum vor dem Sitz 13 gerichtet ist. Jede Beleuchtungszone kann einem Bereich entsprechen, der eine Lichtintensität über einer Schwellenintensität empfängt. Der Bereich kann einen entsprechenden Mittelpunkt aufweisen (der zum Beispiel als ein geometrischer Mittelpunkt des Bereichs oder ein Ort der Spitzenhelligkeit innerhalb des Bereichs definiert sein kann).
2 stellt einen Fahrer 20 dar, der ein Fahrzeug von einem Fahrersitz in einer Fahrgastzelle 21 fährt. Eine Überkopfkonsole 22 weist eine Fahrerverfolgungskamera 23 mit einem Sichtfeld 24 auf, das ein Gesicht 25 des Fahrers 20 abdeckt. Der Fahrer 20 schaut in einer Blickrichtung 26, sodass der Fahrer 20 auf einen Blickpunkt 27 schaut. Eine Lichtquelle 28 ist in einem Fußraum montiert und weist eine Beleuchtungszone auf, die den Blickpunkt 27 beinhaltet. Eine weitere Lichtquelle 29 ist in der Überkopfkonsole 22 montiert und weist eine Beleuchtungszone auf, die ebenfalls den Blickpunkt 27 beinhaltet. In einigen Ausführungsformen der Erfindung werden Lichtquellen mit Beleuchtungszonen, die den Blickpunkt 27 beinhalten, aktiviert, um gemeinsam Beleuchtung bereitzustellen, um den Insassen zu unterstützen, wobei die Lichtquellen mit entsprechenden Helligkeitsstufen aktiviert werden, die auf dem Grad der Nähe zwischen ihren Mittelpunkten und dem Blickpunkt 27 basieren (z. B. proportional zu diesem sind). Folglich wird ein fokussiertes Lichtfeld erzeugt, das das projizierte Licht gemäß dem interessierenden Bereich des Insassen konzentriert. Vorteilhaftes Licht in der Nähe des interessierenden Bereichs wird maximiert und peripheres Licht wird gedämpft, sodass eine hilfreiche Beleuchtung bereitgestellt wird, ohne Blendung zu erzeugen oder den Kontrast um den interessierenden Bereich zu reduzieren.
Ein beispielhaftes System der Erfindung ist in 3 gezeigt, wobei eine Steuerung 30 durch ein Strom-/Kommunikationsnetz 31 mit einer Vielzahl von Beleuchtungsmodulen 32, 36, 37 und 38 verbunden ist. Einige Beleuchtungsmodule können eine Vielzahl von Beleuchtungsvorrichtungen aufweisen, wie etwa das Modul 32, das die LEDs 33, 34 und 35 aufweist, und das Modul 36, das zwei LEDs aufweist. Die Steuerung 30 ist an eine Mensch-Maschine-Schnittstelle (human-machine interface - HMI) 40 gekoppelt, die ein oder mehrere manuelle Schaltelemente 41 (z. B. Kippschalter oder Soft-Schalter auf einer Touchscreen-Anzeige) und ein Mikrofon 42 zum Empfangen von gesprochenen Sprachbefehlen beinhalten kann. Eine Stereokamera 43 ist an die Steuerung 30 zur Verwendung beim Abbilden des Benutzers (z. B. des Fahrers) gekoppelt, um einen Blickpunkt zu bestimmen. Um eine Umgebungshelligkeit zu bestimmen (z. B. um zwischen Tageslicht, Dämmerung und Dunkelheit zu unterscheiden), ist ein Umgebungslichtsensor (ambient light sensor - ALS) 45 an die Steuerung 30 gekoppelt. Alternativ können erwartete Lichtbedingungen durch einen GPS-basierten Positionsgeber 45 und einen Taktgeber/Kalender 46 erlangt werden, die unterstützende Daten bereitstellen, um es der Steuerung 30 zu ermöglichen, Dunkelheits- und Dämmerungsbedingungen auf Grundlage eines Standorts der Sonne am Himmel zu bestimmen. Zum Beispiel kann der Kalender 46 eine Sonnenephemeride beinhalten. Der Positionsgeber 45 und der Sonnenkalender 46 können verwendet werden, um eine Sonnenuntergangszeit oder Sonnenaufgangszeit zu erlangen, und die Steuerung 30 bestimmt die Umgebungslichtbedingungen als Reaktion auf eine Differenz zwischen einer tatsächlichen Ortszeit und der erlangten Sonnenuntergangs- oder Sonnenaufgangszeit.
Die Steuerung 30 ist an ein Antriebsstrangsteuermodul 47 gekoppelt, um ein Datensignal zu empfangen, das einen Fahrstatus des Fahrzeugs identifiziert, wie etwa, ob sich das Fahrzeug bewegt, der Gangwählhebel sich außerhalb der Parkposition befindet, der Motor läuft oder dergleichen. Auf Grundlage des Datensignals kann die Verfügbarkeit bestimmter Lichtquellen und/oder Helligkeitsstufen verhindert werden, sodass der Fahrer während der Fahrt keinem hellen Licht ausgesetzt ist.
Wenn ein Benutzer Lichtquellen gemäß einer Richtung seines Blicks aktivieren möchte, dann kann der Benutzer eine Beleuchtungsanforderung über die HMI 40 einleiten. Zum Beispiel kann die Beleuchtungsanforderung aus einer manuellen Handlung durch den Insassen bestehen, bei der das Schaltelement 41 manuell gedrückt wird und ein entsprechendes Signal an die Steuerung 30 gesendet wird. Alternativ kann die HMI 40 ein Spracherkennungssystem beinhalten und die Beleuchtungsanforderung kann aus einem gesprochenen Befehl bestehen, der unter Verwendung des Mikrofons 42 erfasst wird.
Der Zweck des Vorliegens von mehreren LEDs in einem Modul kann zum Vergrößern eines Bereichs der Beleuchtungszone, zum Erhöhen einer verfügbaren Lichtintensität oder zum Ermöglichen von Lichtemission mit einem einstellbaren Spektrum (z. B. bei einer auswählbaren Farbtemperatur) dienen. Zum Beispiel kann die LED 33 eine kalte Lichtquelle sein, die LED 34 kann eine warme Lichtquelle sein und die LED 35 kann Tageslichtemission bereitstellen. Kalte Lichtquellen können eine Farbtemperatur in einem Bereich von etwa 3000 K bis etwa 6500 K aufweisen und warme Lichtquellen können eine Farbtemperatur in einem Bereich von etwa 2000 K bis etwa 3500 K aufweisen. In einigen Ausführungsformen der Erfindung werden Lichtquellen zur Aktivierung ausgewählt, um den bestmöglichen Grad der Dunkelheitsanpassung eines Insassen auf Grundlage davon zu erlangen, ob eine Umgebungslichtbedingung der Fahrgastzelle in einem Dämmerungsbereich oder in einem Dunkelheitsbereich liegt. Beim Steuern eines erzeugten Lichtfelds kann die Steuerung 30 eine entsprechende Karte verwenden, die Koordinaten des Blickpunkts des Benutzers mit einer entsprechenden Helligkeitsstufe in Beziehung setzt, die von jeder jeweiligen Lichtquelle bereitgestellt werden soll. Die Steuerung 30 kann einen Satz von Dämmerungskarten verwenden, wenn sich die Umgebungslichtbedingung im Dämmerungsbereich befindet, und kann einen Satz von Dunkelheitskarten verwenden, wenn sie sich im Dunkelheitsbereich befindet.
4 zeigt einen Verlauf 50, der eine Größe der Umgebungslichtintensität mit entsprechenden Bereichen in Beziehung setzt. Somit wird, wenn die Umgebungshelligkeit unter einem ersten Schwellenwert T1 liegt, ein Dunkelheitsbereich 51 erkannt. Während des Dunkelheitsbereichs 51 können ausschließlich warme Lichtquellen aktiviert werden, sodass die Verwendung der Innenbeleuchtung eine minimale Auswirkung auf die Dunkelheitsanpassung des Benutzers hat. Wenn die Umgebungshelligkeit zwischen dem ersten Schwellenwert T1 und einem zweiten Schwellenwert T2 liegt, wird ein Dämmerungsbereich 52 erkannt. Während des Dämmerungsbereichs 52 können ausschließlich kalte Lichtquellen für eine bessere Sichtbarkeit bei teilweiser Dunkelheitsanpassung der Sicht des Benutzers aktiviert werden. Wenn die Umgebungshelligkeit über dem zweiten Schwellenwert T2 liegt, wird ein moderater Bereich 53 erkannt. Im moderaten Bereich 53 kann ein volleres Lichtspektrum erzeugt werden (z. B. durch Aktivieren einer dedizierten Lichtquelle mit einer Tageslichtfarbtemperatur und/oder durch gleichzeitiges Aktivieren einer warmen und kalten Lichtquelle).
Die 5A, 5B und 5C zeigen Beispiele für Helligkeitskarten. Karten können zur Verwendung in verschiedenen Szenarien bereitgestellt werden, wie etwa 1) eine Karte zur Verwendung bei dunklem Umgebungslicht, während das Fahrzeug steht, 2) eine Karte zur Verwendung bei Dämmerungsumgebungslicht, während das Fahrzeug steht, 3) eine Karte zur Verwendung bei dunklem Umgebungslicht, während sich das Fahrzeug bewegt, und 4) eine Karte zur Verwendung in Dämmerungsumgebungslicht, während sich das Fahrzeug bewegt. Eine Karte kann aus einem zweidimensionalen oder dreidimensionalen Gitter bestehen, das Positionen in der Fahrgastzelle darstellt, die mit einem Blickpunkt zusammenfallen können. Für jede Karte kann eine Überlagerung in Entsprechung zu jeder Lichtquelle bereitgestellt werden, die die Abschnitte der Fahrgastzelle überspannt, für die die Lichtquelle zur Beleuchtung beitragen soll. Für ein bestimmtes Szenario, für das keine Lichtquelle verwendet wird, gibt es auf der entsprechenden Karte keine Überlagerung für diese Lichtquelle. Für Szenarien, in denen bestimmte Blickpunkte durch unterschiedliche Lichtquellen beleuchtet werden sollen, die in Kombination wirken, können die Lichtquellen überlappende Überlagerungen einer Karte aufweisen.
Eine Beleuchtungszone beinhaltet die Reflexionsflächen in der Fahrgastzelle, die Licht von einer bestimmten Lichtquelle reflektieren. Die Lichtquelle selbst würde vorzugsweise nicht als Teil einer Beleuchtungszone betrachtet werden. Wenn der Blickpunkt des Insassen mit einer Lichtquelle zusammenfällt, kann es wünschenswert sein, kein Licht oder nur ein schwaches Licht von dieser Quelle bereitzustellen, um sicherzustellen, dass der Insasse nicht durch ein eingeschaltetes helles Licht geblendet wird. Dies lässt sich leicht in die entsprechenden Karten integrieren.
5A zeigt eine Karte 55, die zur Verwendung unter dunklen Bedingungen konfiguriert ist, während das Fahrzeug steht. Unter dunklen Bedingungen sollen warme Lichtquellen aktiviert werden, die eine LED 1, LED3 und LED7 beinhalten. Für die Lichtquelle LED 1 beinhaltet eine Überlagerung 56 eine Vielzahl von Bereichen 57, 58 und 59, die Koordinaten innerhalb der Fahrgastzelle mit jeweiligen Helligkeitsstufen in Beziehung setzen, die von LED1 bereitgestellt werden sollen. Der Bereich 57 entspricht einer primären Beleuchtungszone von LED1. Wenn der Blickpunkt innerhalb der Koordinaten des Bereichs 57 liegt, kann LED1 zum Beispiel bei einem vollen Helligkeitsstufe aktiviert werden. Für Blickpunkte, die etwas weiter von einem Mittelpunkt der Beleuchtungszone von LED1 entfernt sind, ist ein Bereich 58 definiert, in dem LED1 bei einer leicht reduzierten Helligkeitsstufe (z. B. 70 %) aktiviert werden kann. Für Blickpunkte, die noch weiter von einem Mittelpunkt der Beleuchtungszone von LED1 entfernt sind, ist ein Bereich 59 definiert, in dem LED1 bei einer weiter reduzierten Helligkeitsstufe (z. B. 40 %) aktiviert werden kann.
Für die Lichtquelle LED3 beinhaltet eine Überlagerung 60 Bereiche 61 und 62, die Koordinaten innerhalb der Fahrgastzelle mit jeweiligen Helligkeitsstufen in Beziehung setzen, die von LED3 bereitgestellt werden sollen. Der Bereich 61 entspricht einer primären Beleuchtungszone von LED3. Wenn der Blickpunkt innerhalb der Koordinaten des Bereichs 61 liegt, kann LED3 zum Beispiel bei einer vollen Helligkeitsstufe aktiviert werden. Für Blickpunkte, die etwas weiter von einem Mittelpunkt der Beleuchtungszone von LED3 entfernt sind, ist ein Bereich 62definiert, in dem LED3 bei einer leicht reduzierten Helligkeitsstufe (z. B. 50 %) aktiviert werden kann. Aufgrund der Überlappung der Überlagerungen 56 und 60 führen einige Blickpunkte dazu, dass LED1 und LED3 gleichzeitig aktiviert werden. Wenn zum Beispiel ein Blickpunkt sowohl dem Bereich 58 als auch dem Bereich 62 entspricht, werden LED1 und LED3 bei Teilhelligkeitsstufen aktiviert. An einigen anderen Blickpunkten, die in die Bereiche 59 und 61 fallen, kann LED3 bei voller Helligkeit aktiviert werden, während LED1 bei Teilhelligkeit aktiviert wird. Für die LED7 kann ein Bereich 63 für volle Helligkeit bereitgestellt sein und ein Bereich 64 für Teilhelligkeit bereitgestellt sein. Bereiche der Karte 55, die keine Aktivierungsbereiche für eine Lichtquelle aufweisen, entsprechen Orten, an denen keine Lichtquelle geeignet platziert ist, um eine akzeptable Beleuchtung bereitzustellen. Lichtquellen, die nicht in einer Karte dargestellt sind, werden nicht aktiviert, wenn die entsprechenden Bedingungen vorliegen. Zum Beispiel wird die Karte 55 für dunkle Umgebungslichtbedingungen bereitgestellt. Daher kann sie nur warme Lichtquellen beinhalten, da es nicht erwünscht ist, kalte Lichtquellen zu aktivieren.
Für dunkle Umgebungslichtbedingungen wird eine Karte wie in 5B gezeigt verwendet, die Überlagerungen für kalte Lichtquellen LED2, LED4 und LED8 beinhaltet. Die Quellen LED2 und LED4 können in den gleichen Beleuchtungsmodulen wie LED1 bzw. LED3 enthalten sein, was dazu führt, dass sich ihre Kartenbereiche an ähnlichen Standorten befinden. Für den Fahrzeugzustand Dämmerung/stehend weist LED2 eine Überlagerung 66 auf, die Bereiche für unterschiedliche jeweilige Helligkeitsstufen auf Grundlage einer Nähe des Blickpunkts zu einem jeweiligen Mittelpunkt der Beleuchtungszone für LED2 umfasst. LED4 weist eine Überlagerung 67 auf, die Bereiche für unterschiedliche jeweilige Helligkeitsstufen auf Grundlage einer Nähe des Blickpunkts zu einem jeweiligen Mittelpunkt der Beleuchtungszone für LED4 umfasst. Die LED8 weist eine Überlagerung 68 auf. Aufgrund der Überlappung der Überlagerungen 66 und 67 bewirken einige Blickpunkte, dass eine betätigte Lichtquelle mit einem Mittelpunkt näher am Blickpunkt eine höhere Helligkeitsstufe bereitstellt als eine andere der betätigten Lichtquellen mit einem Mittelpunkt weiter entfernt vom Blickpunkt.
Wenn sich das Fahrzeug bewegt, kann die Verfügbarkeit von Innenbeleuchtung erheblich eingeschränkt sein. 5C zeigt eine Karte 69, die einem Zustand dunkel/Bewegung entspricht, wobei LED1 nur bei Teilhelligkeitsstufen und nur als Reaktion darauf aktiviert wird, dass ein Blickpunkt in einem stärker eingeschränkten Bereich erscheint. Somit wird, wenn der Blickpunkt mit einem Bereich 70 zusammenfällt, eine erste Teilhelligkeit (z. B. 40 %) der LED1 bereitgestellt. Wenn der Blickpunkt mit einem Bereich 71 zusammenfällt, wird eine Teilhelligkeit (z. B. 20 %) der LED1 bereitgestellt.
Es können auch verschiedene Sätze von Karten können für Fahrer und nicht fahrende Fahrgäste bereitgestellt werden. Es kann akzeptabel sein, einem nicht fahrenden Fahrgast eine höhere Beleuchtungsstufe bereitzustellen, da die Ablenkung vom Fahren bei einem solchen Fahrgast keine Rolle spielt. Für ein autonomes Fahrzeug können höhere Helligkeitsstufen und eine geringere Einschränkung der verfügbaren Lichtquellen in die entsprechenden Helligkeitskarten integriert sein.
Die Karten der Helligkeitsstufen, wie sie für verschiedene Szenarien/Bedingungen spezifiziert sind, stellen ein fokussiertes Lichtfeld bereit, das eine Farbtemperatur aufweist, die in der Lage ist, einen unerwünschten Verlust der Dunkelheitsanpassung zu verhindern. Infolge der Anwendung der Karten können einige Lichtquellen bei voller Helligkeit sein, während andere Teilhelligkeit oder überhaupt kein Licht bereitstellen. 6 zeigt eine Fahrgastzelle 73, wobei Helligkeitsstufen für eine Vielzahl von LED-Lichtquellen angegeben sind, die sich aus einer erkannten Blickrichtung eines Benutzers, der sich in der Fahrgastzelle 73 befindet, ergeben.
7 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines Verfahrens zum Steuern von Innenbeleuchtung in einem Fahrzeug. In Schritt 80 wartet das Verfahren darauf, dass ein Benutzer die Funktion „Lichtfokus“ aktiviert. Sobald in Schritt 80 ein Aktivierungsbefehl erkannt wurde (z. B. ein Klatschen, ein gesprochener Befehl oder eine manuelle Schalteraktivierung), wird der anvisierte Benutzer in Schritt 81 auf Grundlage einer Sitzposition in der Fahrgastzelle bestimmt. In einigen Ausführungsformen ist eine Bestimmung des Benutzers möglicherweise nicht erforderlich, da Blickverfolgungshardware möglicherweise nur installiert ist, um den Fahrer zu beurteilen (das heißt, der anvisierte Benutzer ist automatisch der Fahrer). In Schritt 82 wird eine Umgebungslichtbedingung bestimmt. Zum Beispiel wird ein Umgebungslichtpegel oder eine Umgebungsintensität mit Schwellenwerten verglichen, um entweder einen dunklen Zustand oder einen Dämmerungszustand zu klassifizieren. In Schritt 83 wird ein Bewegungszustand des Fahrzeugs bestimmt (z. B. ob sich das Fahrzeug bewegt oder steht). Der Blick des Benutzers wird in Schritt 83 verfolgt und ein Blickpunkt, auf den der Benutzer schaut, wird bestimmt. Unter Verwendung der Umgebungslichtbedingung und des Bewegungszustands des Fahrzeugs wird in Schritt 85 eine entsprechende Lichtaktivierungskarte ausgewählt. In Schritt 86 werden Helligkeitsstufen aus der ausgewählten Karte für jede der LED-Lichtquellen abgerufen. LEDs, für die eine Helligkeit ungleich null abgerufen wird, werden aktiviert, während alle anderen ausgeschaltet bleiben.
Während die Lichtfokusfunktion aktiv bleibt, werden Änderungen des Blicks des Benutzers, des Fahrzeugbewegungszustands und der Umgebungshelligkeit in Schritt 87 überwacht und alle notwendigen Änderungen bei der Aktivierung der LEDs vorgenommen. In Schritt 88 kann das Anpassen an beliebige identifizierte Benutzerpräferenzen ausgeführt werden. Zum Beispiel kann der Benutzer Erhöhungen oder Verminderungen bestimmter Lichtquellen vorgeben, während er auf einen bestimmten Blickpunkt schaut. Die Präferenzen können verwendet werden, um eine oder mehrere Karten zur zukünftigen Verwendung zu modifizieren. In Schritt 90 wird eine Überprüfung durchgeführt, um zu bestimmen, ob die Lichtfokusfunktion deaktiviert wurde. Zum Beispiel kann der Benutzer einen gesprochenen Befehl zum Ausschalten der Innenbeleuchtung ausgeben. Falls keine Deaktivierung erfolgt, erfolgt eine Rückkehr zu Schritt 87, um die Überwachung fortzusetzen. Andernfalls werden die LEDs in Schritt 91 ausgeschaltet und es erfolgt eine Rückkehr zu Schritt 80.
Gemäß einer Ausführungsform beinhaltet eine Steuerung einen Positionsgeber und einen Sonnenkalender, um eine Sonnenuntergangszeit oder Sonnenaufgangszeit zu erlangen, und wobei die Steuerung die Umgebungslichtbedingungen als Reaktion auf eine Differenz zwischen einer tatsächlichen Zeit und der erlangten Sonnenuntergangs- oder Sonnenaufgangszeit bestimmte.
Gemäß einer Ausführungsform weisen die kalten Lichtquellen eine Farbtemperatur in einem Bereich von etwa 3000 K bis etwa 6500 K auf, und wobei die warmen Lichtquellen eine Farbtemperatur in einem Bereich von etwa 2000 K bis etwa 3500 K aufweisen.

Claims

Personenkraftwagen, der Folgendes umfasst: eine Fahrgastzelle, die dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Insassen aufzunehmen; eine Vielzahl von Lichtquellen, die in der Fahrgastzelle montiert ist, wobei jede Lichtquelle dazu konfiguriert ist, eine jeweilige Beleuchtungszone in der Fahrgastzelle zu beleuchten, wobei jede Zone einen Mittelpunkt aufweist, und wobei jede Lichtquelle dazu konfiguriert ist, mit einer Vielzahl von Helligkeitsstufen bis zu einer vollen Helligkeit zu leuchten; einen Blickverfolger, der einen Insassen der Fahrgastzelle überwacht, um einen Blickpunkt zu erkennen, auf den der Insasse schaut; und eine Steuerung, um als Reaktion auf eine Beleuchtungsanforderung von dem Insassen mindestens zwei der Lichtquellen zu betätigen, um die Fahrgastzelle an dem Blickpunkt zu beleuchten, wobei die Steuerung den Blickpunkt verwendet, um eine jeweilige Helligkeitsstufe für jede Lichtquelle auf Grundlage einer Nähe des Blickpunkts zu einem jeweiligen Mittelpunkt der Beleuchtungszonen auszuwählen, und wobei mindestens eine erste der betätigten Lichtquellen mit einem Mittelpunkt näher am Blickpunkt eine höhere Helligkeitsstufe bereitstellt als eine zweite der betätigten Lichtquellen mit einem Mittelpunkt weiter entfernt vom Blickpunkt.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1, wobei die Steuerung zum Steuern jeder Lichtquelle eine jeweilige Karte verwendet, die Koordinaten des Blickpunkts mit einer entsprechenden Helligkeitsstufe in Beziehung setzt.
Personenkraftwagen nach Anspruch 2, wobei die Steuerung bestimmt, ob die Umgebungslichtbedingung der Fahrgastzelle in einem Dämmerungsbereich oder in einem Dunkelheitsbereich liegt, und wobei die Steuerung einen Satz von Dämmerungskarten verwendet, wenn die Umgebungslichtbedingung im Dämmerungsbereich liegt, und einen Satz von Dunkelheitskarten verwendet, wenn sie im Dunkelheitsbereich liegt.
Personenkraftwagen nach Anspruch 3, wobei die Vielzahl von Lichtquellen eine Vielzahl von kalten Lichtquellen und eine Vielzahl von warmen Lichtquellen beinhaltet und wobei die Dämmerungskarten verwendet werden, um die kalten Lichtquellen zu steuern, und die Dunkelheitskarten verwendet werden, um die warmen Lichtquellen zu steuern.
Personenkraftwagen nach Anspruch 4, wobei die kalten Lichtquellen eine Farbtemperatur in einem Bereich von etwa 3000 K bis etwa 6500 K aufweisen und wobei die warmen Lichtquellen eine Farbtemperatur in einem Bereich von etwa 2000 K bis etwa 3500 K aufweisen.
Personenkraftwagen nach Anspruch 3, ferner umfassend einen Umgebungslichtsensor, der eine Umgebungslichtintensität misst, wobei der Umgebungslichtsensor an die Steuerung gekoppelt ist und wobei die Steuerung die Umgebungslichtbedingung als Reaktion auf die gemessene Umgebungslichtintensität bestimmt.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1, wobei die Steuerung bestimmt, ob sich das Fahrzeug bewegt oder steht, und wobei die Steuerung einen Satz von stationären Karten verwendet, wenn das Fahrzeug steht, und einen Satz von Bewegungskarten verwendet, wenn sich das Fahrzeug bewegt.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1, ferner umfassend: einen Umgebungslichtsensor, der eine Umgebungslichtintensität misst; wobei die Steuerung unter Verwendung der gemessenen Umgebungslichtintensität bestimmt, ob eine Umgebungslichtbedingung in einem Dämmerungsbereich oder in einem Dunkelheitsbereich liegt, wobei die Vielzahl von Lichtquellen eine Vielzahl von kalten Lichtquellen und eine Vielzahl von warmen Lichtquellen beinhaltet, wobei die Steuerung während des Dämmerungsbereichs nur die kalten Lichtquellen betätigt, und wobei die Steuerung während des Dunkelheitsbereichs nur die warmen Lichtquellen betätigt.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1, wobei die Steuerung an ein Spracherkennungssystem gekoppelt ist und wobei die Beleuchtungsanforderung aus einem gesprochenen Befehl besteht.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1, wobei die Beleuchtungsanforderung aus einer manuellen Handlung durch den Insassen besteht, die durch die Steuerung erfasst wird.
Personenkraftwagen nach Anspruch 1, wobei der Blickverfolger aus einem kamerabasierten Analysesystem besteht.
Personenkraftwagen, der Folgendes umfasst: eine Fahrgastzelle, die dazu konfiguriert ist, eine Vielzahl von Insassen aufzunehmen; eine Vielzahl von Lichtquellen, die in der Fahrgastzelle montiert ist, wobei jede Lichtquelle dazu konfiguriert ist, eine jeweilige Beleuchtungszone in der Fahrgastzelle zu beleuchten, wobei jede Zone einen Mittelpunkt aufweist, und wobei jede Lichtquelle dazu konfiguriert ist, mit einer Vielzahl von Helligkeitsstufen bis zu einer vollen Helligkeit zu leuchten; einen Umgebungslichtsensor, der eine Umgebungslichtintensität misst; einen Blickverfolger, der einen Insassen der Fahrgastzelle überwacht, um einen Blickpunkt zu erkennen, auf den der Insasse schaut; und eine Steuerung, um als Reaktion auf eine Beleuchtungsanforderung von dem Insassen mindestens zwei der Lichtquellen gemäß einer Nähe des Blickpunkts zu jeweiligen Mittelpunkten der Beleuchtungszonen zu betätigen, wobei die Steuerung unter Verwendung der gemessenen Umgebungslichtintensität bestimmt, ob eine Umgebungslichtbedingung in einem Dämmerungsbereich oder in einem Dunkelheitsbereich liegt, wobei die Vielzahl von Lichtquellen eine Vielzahl von kalten Lichtquellen und eine Vielzahl von warmen Lichtquellen beinhaltet, wobei die Steuerung während des Dämmerungsbereichs nur die kalten Lichtquellen betätigt, und wobei die Steuerung während des Dunkelheitsbereichs nur die warmen Lichtquellen betätigt.
Verfahren zum Steuern einer Innenbeleuchtung in einer Fahrgastzelle eines Fahrzeugs, folgende Schritte umfassend: Messen eines Umgebungslichtpegels; Klassifizieren des Umgebungslichtpegels als einen Dunkelheitszustand oder einen Dämmerungszustand als Reaktion auf mindestens einen Schwellenwert; Bestimmen eines Bewegungszustands des Fahrzeugs; Verfolgen eines Blicks eines Benutzers zu einem Blickpunkt in der Fahrgastzelle; Auswählen einer Lichtaktivierungskarte aus einer Vielzahl von Karten gemäß dem klassifizierten Umgebungslichtpegel und dem Fahrzeugbewegungszustand; Abrufen einer Vielzahl von Helligkeitsstufen aus der ausgewählten Karte für eine Vielzahl von Lichtquellen in dem Fahrzeug, wobei jeweilige Helligkeitsstufen für jede Lichtquelle auf einer Nähe des Blickpunkts zu jeweiligen Mittelpunkten der Beleuchtungszonen basieren, die von den jeweiligen Lichtquellen bereitgestellt werden, und wobei mindestens eine erste der betätigten Lichtquellen mit einem Mittelpunkt näher am Blickpunkt eine höhere Helligkeitsstufe bereitstellt als eine zweite der betätigten Lichtquellen mit einem Mittelpunkt weiter entfernt vom Blickpunkt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Vielzahl von Lichtquellen eine Vielzahl von kalten Lichtquellen und eine Vielzahl von warmen Lichtquellen beinhaltet, und wobei die Karten Dämmerungskarten zum Steuern der kalten Lichtquellen und Dunkelheitskarten zum Steuern der warmen Lichtquellen beinhalten.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die kalten Lichtquellen eine Farbtemperatur in einem Bereich von etwa 3000 K bis etwa 6500 K aufweisen und wobei die warmen Lichtquellen eine Farbtemperatur in einem Bereich von etwa 2000 K bis etwa 3500 K aufweisen.