DE102022119173A1

DE102022119173A1 - Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102022119173A1
Application number: DE102022119173.7A
Authority: DE
Inventors: Alexander Stuckert; Alexander Buck
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2022-08-01
Filing date: 2022-08-01
Publication date: 2024-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Umfeldbeleuchtungseinrichtung (2) zur Erzeugung einer vorgegebene Lichtverteilung (LV) auf dem Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) sowie eine Detektionseinrichtung (3) zur Detektion von Objekten (4) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1), wobei die Umfeldbeleuchtungseinrichtung (2) eine Anzahl von Bilderzeugern (201, 202, 203, 204) umfasst, welche jeweils dazu eingerichtet sind, eine zur vorgegebenen Lichtverteilung (LV) gehörige Lichtabbildung (LA1, LA2, LA3, LA4) am Boden zu erzeugen. Im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug (1) ist die Anzahl von Bilderzeugern (201, 202, 203, 204) derart ansteuerbar, dass eine modifizierte vorgegebene Lichtverteilung (LV') erzeugt wird, falls die Detektionseinrichtung (3) zumindest ein Objekt (4) detektiert, das in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug (1) mit der vorgegebenen Lichtverteilung (LV) bei deren Erzeugung ein Maß an Überlappung aufweist, welches eine vorgegebene Schwelle überschreitet, wobei die modifizierte vorgegebene Lichtverteilung (LV') in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug (1) keine Überlappung mit dem zumindest einen detektierten Objekt (4) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit einer Umfeldbeleuchtungseinrichtung zur Erzeugung einer Lichtverteilung auf dem Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs.
Aus dem Stand der Technik sind Umfeldbeleuchtungseinrichtungen bekannt, mit denen in der Umgebung um ein Kraftfahrzeug Lichtverteilungen und insbesondere Lichtmuster generiert werden können.
Beispielsweise zeigt die Druckschrift EP 3 013 642 B1 ein Kraftfahrzeug mit einer Umfeldbeleuchtungseinrichtung unter Verwendung eines Projektionsmoduls, das ein Array aus Projektionsoptiken umfasst. Es wird mit dem Projektionsmodul als Lichtverteilung ein Streifenmuster auf den Boden im Umfeld des Kraftfahrzeugs projiziert. Die Lichtverteilung kann nach Art eines Lichtteppichs auf einer Längsseite des Kraftfahrzeugs generiert werden. Die Lichtverteilung ist fest vorgegeben und kann im Nachhinein nicht verändert werden.
Bei herkömmlichen Umfeldbeleuchtungseinrichtungen besteht das Problem, dass die am Boden erzeugte Lichtverteilung durch Objekte in der Umgebung des Kraftfahrzeugs verzerrt werden kann. Solche Objekte können z.B. andere Fahrzeuge (insbesondere geparkte Fahrzeuge) sein, die sich neben dem Kraftfahrzeug bei der Erzeugung der Lichtverteilung befinden. Ebenso kann es sich bei dem Objekt z.B. um eine Wand in der Nähe des Kraftfahrzeugs (insbesondere des geparkten Kraftfahrzeugs) handeln, auf welche die mit der Umfeldbeleuchtungseinrichtung erzeugte Lichtverteilung zumindest zum Teil geworfen wird.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einer Umfeldbeleuchtungseinrichtung zu schaffen, welche die Erzeugung der Lichtverteilung am Boden im Umfeld des Kraftfahrzeugs verbessert.
Diese Aufgabe wird durch das Kraftfahrzeug gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug, welches insbesondere ein PKW ist, umfasst eine Umfeldbeleuchtungseinrichtung zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung auf dem Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs. In einer Variante wird die vorgegebene Lichtverteilung nur abschnittsweise im Umfeld des Kraftfahrzeugs, z.B. auf der linken und rechten Seite des Kraftfahrzeugs, generiert. Nichtsdestotrotz ist es auch möglich, dass die vorgegebene Lichtverteilung im gesamten Winkelbereich von 360° um das Kraftfahrzeug herum erzeugt wird. Die Erzeugung der vorgegebenen Lichtverteilung kann an verschiedene Kriterien gekoppelt sein. Insbesondere kann die vorgegebene Lichtverteilung im Rahmen eines sog. Willkommensszenarios angeschaltet werden, bei dem die Anwesenheit des Fahrers in der Umgebung des Kraftfahrzeugs erfasst wird und anschließend die vorgegebene Lichtverteilung zur Begrüßung des Fahrers, gegebenenfalls mit personalisiertem Inhalt, aktiviert wird.
Neben der Umfeldbeleuchtungseinrichtung enthält das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug eine Detektionseinrichtung zur Detektion von Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs, wobei ein detektiertes Objekt eine Ausdehnung in vertikaler Richtung des Kraftfahrzeugs aufweist. Eine solche Detektionseinrichtung ist an sich bekannt und kann als Sensorik z.B. eine oder mehrere Kameras, einen oder mehrere Ultraschallsensoren und dergleichen enthalten.
Die Umfeldbeleuchtungseinrichtung des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs umfasst eine Anzahl von Bilderzeugern (d.h. einen oder mehrere Bilderzeuger), welche jeweils dazu eingerichtet sind, eine zur vorgegebenen Lichtverteilung gehörige Lichtabbildung am Boden zu erzeugen. Mit anderen Worten gehört zu jedem Bilderzeuger eine eigene zugeordnete Lichtabbildung, wobei sich die Lichtabbildungen aller Bilderzeuger der Anzahl von Bilderzeugern zu der vorgegebenen Lichtverteilung zusammensetzen.
Die Anzahl von Bilderzeugern ist im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug derart ansteuerbar, dass eine modifizierte vorgegebene Lichtverteilung erzeugt wird, falls die Detektionseinrichtung zumindest ein Objekt detektiert, das in vertikaler Draufsicht (d.h. in Draufsicht von oben) auf das Kraftfahrzeug mit der vorgegebenen Lichtverteilung bei deren Erzeugung ein Maß an Überlappung aufweist, welches eine vorgegebene Schwelle überschreitet, wobei die modifizierte vorgegebene Lichtverteilung in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug keine Überlappung mit dem zumindest einen detektierten Objekt aufweist.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug enthält somit eine Steuereinrichtung bzw. ein Steuermittel, um die Anzahl von Bilderzeugern so anzusteuern, dass die modifizierte vorgegebene Lichtverteilung bei Erfüllung der obigen Bedingung der Detektion eines entsprechenden Objekts mit ausreichender Überlappung generiert wird.
Die obige Formulierung der „vorgegebenen Lichtverteilung bei deren Erzeugung“ ist derart zu verstehen, dass die vorgegebene Lichtverteilung das in Anspruch 1 definierte Kriterium der Überlappung dann erfüllt, wenn sie erzeugt wird, wobei sie jedoch tatsächlich nur dann erzeugt wird, wenn das Maß an Überlappung die vorgegebene Schwelle unterschreitet.
Der obige Begriff der Überlappung ist derart zu verstehen, dass eine Überlappung zwischen dem zumindest einen detektierten Objekt und der vorgegebenen Lichtverteilung nur dann vorliegt, wenn Licht der Lichtverteilung im überlappenden Bereich auf das entsprechende Objekt fällt. Der obige Begriff der modifizierten vorgegebenen Lichtverteilung ist weit zu verstehen. Gegebenenfalls kann die Modifikation der vorgegebenen Lichtverteilung auch ein komplettes Abschalten der vorgegebenen Lichtverteilung darstellen.
Der obige Begriff des Maßes an Überlappung kann je nach Variante der Erfindung verschieden definiert werden. Es handelt sich hierbei um einen Parameter, der in geeigneter Weise die Größe der überlappenden Fläche zwischen dem zumindest einen detektierten Objekt und der vorgegebenen Lichtverteilung (gegebenenfalls relativ zu einer Bezugsfläche) beschreibt.
Die an das obige Maß an Überlappung gekoppelte Schwelle kann verschieden definiert sein. Gegebenenfalls kann die Schwelle auch den Wert 0 aufweisen, so dass bereits eine minimale Überlappung zwischen der vorgegebenen Lichtverteilung und dem zumindest einen detektierten Objekt zu einer entsprechenden Modifikation der vorgegebenen Lichtverteilung führt.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist den Vorteil auf, dass die Darstellung einer Lichtverteilung auf Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs vermieden wird, so dass es nicht zu Verzerrungen in der Lichtverteilung und somit zu einem unwertigen Erscheinungsbild kommt.
In einer bevorzugten Variante wird das Maß an Überlappung durch das Verhältnis einer ersten Fläche, welche die Überlappungsfläche zwischen dem zumindest einen Objekt und der vorgegebenen Lichtverteilung in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug ist, zu einer zweiten Fläche repräsentiert, welche in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug insgesamt von derjenigen oder denjenigen Lichtabbildungen der vorgegebenen Lichtverteilung abgedeckt wird, die mit dem zumindest einen Objekt überlappen. In einer bevorzugten Variante liegt bei einer derartigen Definition des Maßes an Überlappung die obige Schwelle in einem Bereich zwischen 5 % und 10 %.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug bzw. eine entsprechende Steuereinrichtung im Kraftfahrzeug derart ausgestaltet, dass in der modifizierten vorgegebenen Lichtverteilung einer oder mehrere und gegebenenfalls alle von denjenigen Bilderzeugern abgeschaltet sind, deren jeweilige Lichtabbildung in der vorgegebenen Lichtverteilung bei deren Erzeugung in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug eine Überlappung mit dem zumindest einen detektierten Objekt aufweist. Mit anderen Worten wird die modifizierte vorgegebene Lichtverteilung dadurch generiert, dass bestimmte Lichtabbildungen mit Überlappung abgeschaltet werden. Hierdurch kann auf einfache Weise ein wertiges Erscheinungsbild der Lichtverteilung bei Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs gewährleistet werden. Ferner wird der Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs durch das Abschalten der entsprechenden Bilderzeuger begrenzt.
Die Anzahl von Bilderzeugern kann je nach Variante des erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs unterschiedlich ausgestaltet sein. In einer bevorzugten Variante umfasst die Anzahl von Bilderzeugern einen oder mehrere variierbare Bilderzeuger, wobei ein jeweiliger variierbarer Bilderzeuger seine Lichtabbildung in seinem angeschalteten Zustand verändern kann. Mit anderen Worten kann die Lichtabbildung auch im Betrieb des Bilderzeugers adaptiert werden. Gegebenenfalls können alle vorhandenen Bilderzeuger variierbare Bilderzeuger sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform der soeben beschriebenen Variante umfassen der oder die variierbaren Bilderzeuger einen oder mehrere digitale Bilderzeuger, deren jeweilige Lichtabbildung auf einer digitalen Bildinformation basiert, wobei eine Veränderung der digitalen Bildinformation zur Veränderung der jeweiligen Lichtabbildung führt. Mit anderen Worten verfügt der variierbare Bilderzeuger über ein entsprechendes (elektronisches) Steuermittel, das basierend auf einer veränderbaren digitalen Bildinformation die Anpassung der entsprechenden Lichtabbildung bewirken kann. Gegebenenfalls können alle variierbaren Bilderzeuger digitale Bilderzeuger sein.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der soeben beschriebenen Ausführungsform ist zumindest ein digitaler Bilderzeuger und gegebenenfalls jeder digitale Bilderzeuger der vorhandenen digitalen Bilderzeuger ein digitaler Projektor mit zumindest einem digitale Bildgeber, mit dem im Betrieb basierend auf der digitalen Bildinformation aus dem Licht einer Leuchteinrichtung zumindest ein Bild erzeugt wird, das über eine optische Einrichtung als Lichtabbildung auf den Boden projiziert wird. Die optische Einrichtung ermöglicht somit die geeignete Projektion des Bilds. Die optische Einrichtung enthält vorzugsweise eine oder mehrere Projektionslinsen und kann z.B. als Objektiv ausgestaltet sein.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der soeben beschriebenen Variante enthält der zumindest eine digitale Bildgeber des digitalen Projektors zumindest ein digitales Display, insbesondere zumindest ein LCD-Display und/oder zumindest ein LCoS-Display. Alternativ oder zusätzlich kann der zumindest eine digitale Bildgeber auch zumindest eine DMD-Vorrichtung enthalten. DMD-Vorrichtungen (DMD = Digital Mirror Device) sind hinlänglich aus dem Stand der Technik bekannt und ermöglichen eine Bilderzeugung mittels eines Arrays aus einer Vielzahl von bewegbaren Mikrospiegeln.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest ein digitaler Bilderzeuger und gegebenenfalls jeder digitale Bilderzeuger ein scannender Bilderzeuger, bei dem ein oder mehrere Lichtbündel, die von einem Leuchtmittel stammen, dynamisch abgelenkt werden und hierdurch eine Scanbewegung ausführen, wobei das oder die abgelenkten Lichtbündel auf den Boden geworfen werden und hierdurch die jeweilige Lichtabbildung entsteht. Die Frequenz der Scan-Bewegung ist vorzugsweise derart hoch, dass diese Bewegung nicht durch das menschliche Auge wahrgenommen werden kann. Bei der Verwendung eines scannenden Bilderzeugers ist es nicht erforderlich, eine separate optische Einrichtung zur Projektion vorzusehen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erzeugen einer oder mehrere und insbesondere alle von denjenigen variierbaren Bilderzeugern, deren jeweilige Lichtabbildung in der vorgegebenen Lichtverteilung bei deren Erzeugung eine Überlappung in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug mit dem zumindest einen detektierten Objekt aufweist, eine jeweilige veränderte Lichtabbildung in der modifizierten vorgegebenen Lichtverteilung ohne Überlappung mit dem zumindest einen detektierten Objekt. Vorzugsweise ist die veränderte Lichtabbildung dabei kleiner als die ursprünglich in der vorgegebenen Lichtverteilung enthaltene Lichtabbildung. Mit dieser Variante kann sehr flexibel die Anpassung der vorgegebenen Lichtverteilung an detektierte Objekte erreicht werden. Darüber hinaus kann sichergestellt werden, dass ein großer Teil der ursprünglichen Lichtverteilung auch in der modifizierten Lichtverteilung erhalten bleibt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist zumindest ein Bilderzeuger und gegebenenfalls jeder vorhandene Bilderzeuger der Anzahl von Bilderzeugern ein Array-Projektionsdisplay, das ein Leuchtmittel und ein Array aus Projektionsoptiken enthält, wobei eine jeweilige Projektionsoptik eine Objektstruktur und eine zugehörige Projektionslinse umfasst, so dass bei Beleuchtung des Arrays mit dem Leuchtmittel die Objektstrukturen durch die zugehörigen Projektionslinsen auf den Boden projiziert werden und hierdurch die zum Array-Projektionsdisplay gehörige Lichtabbildung erzeugt wird. Vorzugsweise entspricht das Array-Projektionsdisplay dem in der Druckschrift EP 3 013 642 B1 beschriebenen Projektionsmodul. Dieses Projektionsmodul entspricht wiederum einem Projektionsdisplay, welches in den Druckschriften DE 10 2009 024 894 A1 bzw. DE 10 2011 076 083 A1 beschrieben ist.
Das soeben beschriebene Array-Projektionsdisplay kann als ein nicht-variierbarer Bilderzeuger konfiguriert sein, d.h. die generierte Lichtabbildung ist nicht veränderbar. In diesem Fall kann das Array-Projektionsdisplay eine Modifikation der vorgegebenen Lichtverteilung nur durch sein Abschalten bewirken. Nichtsdestotrotz kann das Array-Projektionsdisplay gegebenenfalls auch als variierbarer Bilderzeuger ausgestaltet sein. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass mehrere Arrays von Projektionsoptiken vorgesehen sind, wobei die jeweiligen Arrays getrennt beleuchtet werden und unterschiedliche Flächen am Boden mit ihrer Lichtabbildung abdecken. Durch die Beleuchtung unterschiedlicher Arrays kann hierdurch eine Veränderung der Lichtabbildung im angeschalteten Zustand des Array-Projektionsdisplays erreicht werden.
Die im erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug verbaute Detektionseinrichtung kann unterschiedlich ausgestaltet sein. Wie bereits oben erwähnt, kann diese Detektionseinrichtung als Sensoren z.B. eine oder mehrere Kameras und/oder einen oder mehrere Ultraschallsensoren umfassen. Alternativ oder zusätzlich kann die Detektionseinrichtung auch einen oder mehrere Radarsensoren enthalten. Die Detektionseinrichtung kann gegebenenfalls die Daten von verschiedenen Sensoren fusionieren bzw. auswerten, um hierdurch eine besonders zuverlässige Detektion von Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erreichen.
In einer weiteren bevorzugten Variante ist das Kraftfahrzeug bzw. eine entsprechende Steuereinrichtung im Kraftfahrzeug derart ausgestaltet, dass die modifizierte vorgegebene Lichtverteilung und vorzugsweise auch die vorgegebene Lichtverteilung ausschließlich im Stillstand des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, beispielsweise in der Form eines Willkommensszenarios, wenn sich der Fahrer dem Kraftfahrzeug nähert.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Kraftfahrzeug bzw. eine entsprechende Steuereinrichtung im Kraftfahrzeug derart ausgestaltet, dass im Falle, dass eine modifizierte vorgegebene Lichtverteilung erzeugt wird, eine Warnmeldung für einen Insassen des Kraftfahrzeugs ausgegeben wird, falls ein Beschädigungsrisiko des Kraftfahrzeugs aufgrund von Berührung des zumindest einen detektierten Objekts durch das Kraftfahrzeug besteht. Auf diese Weise wird der Insasse rechtzeitig vor Beschädigungen des Kraftfahrzeugs gewarnt. Die Warnmeldung ist in einer bevorzugten Variante in der modifizierten vorgegebenen Lichtverteilung enthalten. Alternativ oder zusätzlich kann die Warnmeldung auch über eine separate Benutzerschnittstelle, z.B. über ein Display im Kraftfahrzeug, ausgegeben werden.
In einer weiteren bevorzugten Variante wird die oben beschriebene Warnmeldung dann ausgegeben, wenn das Öffnen einer Fahrzeugtür zu einer Berührung des zumindest einen detektierten Objekts führen kann. Mit anderen Worten wird die Warnmeldung dann erzeugt, wenn die Gefahr besteht, dass der Insasse beim Öffnen der Fahrzeugtür gegen das entsprechende detektierte Objekt stößt.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Figuren detailliert beschrieben.
Es zeigen:

1 eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs bei Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung in dessen Umfeld ohne detektiertes Objekt;
2 eine Draufsicht auf das Kraftfahrzeug der 1 für den Fall, dass die vorgegebene Lichtverteilung im Umfeld des Kraftfahrzeugs aufgrund eines detektierten Objekts modifiziert ist;
3 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines digitalen Projektors, der in der Umfeldbeleuchtungseinrichtung des Kraftfahrzeugs der 1 verwendet wird;
4 eine Ausgestaltung eines Array-Projektionsdisplays, das anstelle oder neben dem digitalen Projektor aus 3 in der Umfeldbeleuchtungseinrichtung des Kraftfahrzeugs der 1 verwendet werden kann.

1 zeigt in vertikaler Draufsicht von oben den Aufbau einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug umfasst eine Umfeldbeleuchtungseinrichtung 2, die wiederum aus vier Bilderzeugern in der Form von digitalen Projektoren gebildet ist, wobei einzelnen digitalen Projektoren lediglich schematisch durch schwarze Rechtecke angedeutet sind. Dabei ist ein Projektor 201 mittig in der Front des Kraftfahrzeugs, ein Projektor 202 im rechten Türschweller 1c des Kraftfahrzeugs, ein Projektor 203 im linken Türschweller 1d des Kraftfahrzeugs und ein Projektor 204 mittig im Heck des Kraftfahrzeugs verbaut. Die einzelnen Proejektoren zeichnen sich dadurch aus, dass sie mittels der Veränderung einer digitalen Bildinformation variable Lichtabbildungen im Umfeld des Kraftfahrzeugs erzeugen können.
In dem Szenario der 1, in dem kein Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeugs vorhanden ist, erzeugt der digitale Projektor 301 die Lichtabbildung LA1 vor der Front des Kraftfahrzeugs, der digitale Projektor 202 die Lichtabbildung LA2 rechts neben dem Kraftfahrzeug, der digitale Projektor 203 die Lichtabbildung LA3 links neben dem Kraftfahrzeug und der digitale Projektor 204 die Lichtverteilung LA4 hinter dem Kraftfahrzeug. Die Lichtabbildungen LA1 bis LA4 setzen sich zu einer Gesamtlichtverteilung bzw. vorgegebenen Lichtverteilung LV zusammen, die in der Ausführungsform der 1 das gesamte Kraftfahrzeug in einem Winkel von 360° umgibt. Die zueinander benachbarten Lichtabbildungen überlappen dabei in ihren Ecken, was aus Übersichtlichkeitsgründen in 1 nicht gezeigt ist. Die dargestellte vorgegebene Lichtverteilung LV ist lediglich beispielhaft. Es ist auch möglich, dass die vorgegebene Lichtverteilung LV nur in einem geringeren Winkelbereich im Umfeld des Kraftfahrzeugs, z.B. in einem Winkelbereich von 270°, wiedergegeben ist.
Die einzelnen digitalen Projektoren 201 bis 204 der Umfeldbeleuchtungseinrichtung 2 sind identisch aufgebaut, wobei der Aufbau eines einzelnen digitalen Projektors im Folgenden anhand von 3 erläutert wird. Wie man aus 3 erkennt, enthält der digitale Projektor eine Leuchteinrichtung 6, die beispielsweise eine oder mehrere LEDs und/oder Laserdioden umfassen kann. Mit dieser Leuchteinrichtung wird ein pixelbasiertes Display 7 hinterleuchtet, das in der hier beschriebenen Ausführungsform ein LCD-Display ist. Das Display wird mit einer Steuereinrichtung 8 angesteuert, die basierend auf einer darin hinterlegten Bildinformation BI ein entsprechendes Bild auf dem Display generiert. Mit einer geeigneten optischen Einrichtung 9, die in 3 schematisch durch eine Linse dargestellt ist, wird das auf dem Display 7 angezeigte Bild als eine dem digitalen Projektor zugeordnete Lichtabbildung (d.h. als eine der Lichtabbildungen LA1 bis LA4) auf den Boden neben dem Kraftfahrzeug 1 projiziert.
Durch den digitalen Projektor kann das projizierte Bild (d.h. dessen Lichtabbildung) verändert werden, indem die Steuereinrichtung 8 die Bildinformation BI, die für das auf dem Display 7 erzeugte Bild verantwortlich ist, verändert. Beispielsweise können unterschiedliche Bildinformationen in der Steuereinrichtung 8 hinterlegt sein, wobei je nach Anwendungsfall eine andere Bildinformation zur Erzeugung des Bilds auf dem Display 7 genutzt wird. Auf diese Weise kann die wiedergegebene Lichtabbildung angepasst bzw. individualisiert bzw. personalisiert werden.
Der in 3 dargestellte digitale Projektor ist lediglich beispielhaft und es können auch beliebige andere digitale Bilderzeuger genutzt werden, die eine veränderbare Lichtabbildung basierend auf einer Bildinformation BI mit Hilfe einer Steuereinrichtung 8 generieren können. Im Besonderen kann anstatt eines LCD-Displays auch ein LCoS-Display genutzt werden, bei dem das darauf fallende Licht nicht transmittiert, sondern reflektiert wird. Ferner ist es möglich, dass mehrere Displays vorgesehen sind, die Teilbilder generieren, wobei sich die Teilbilder durch Projektion zu der gewünschten Lichtabbildung zusammensetzen. Darüber hinaus kann anstatt eines Displays 7 auch eine an sich bekannte DMD-Vorrichtung (DMD = Digital Mirror Device) genutzt werden, die ein entsprechendes Bild über eine Vielzahl von verkippbaren Spiegeln erzeugt. Gegebenenfalls kann auch ein Scannersystem als digitaler Bilderzeuger verwendet werden. Bei einem Scannersystem werden eine oder mehrere Lichtstrahlen, beispielsweise über einen Mikrospiegel, dynamisch abgelenkt, wodurch sie eine Scan-Bewegung ausführen. Die abgelenkten Lichtstrahlen werden auf den Boden neben dem Kraftfahrzeug gerichtet. Die Scan-Frequenz der Scan-Bewegung ist derart hoch, dass die Bewegung der Lichtstrahlen durch das menschliche Auge nicht mehr wahrnehmbar ist, so dass für das Auge des Betrachters ein Bild entsteht.
Das Kraftfahrzeug der 1 umfasst neben der Umfeldbeleuchtungseinrichtung 2 auch eine Detektionseinrichtung 3 zur Detektion von Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs. Diese Detektionseinrichtung enthält gemäß 1 die Kameras 301, 302, 303 und 304, die lediglich schematisch durch schwarze Punkte angedeutet sind. Die Kamera 301 ist in der Front des Kraftfahrzeugs, die Kamera 302 im rechten Seitenspiegel 1a des Kraftfahrzeugs, die Kamera 303 im linken Seitenspiegel 1b des Kraftfahrzeugs und die Kamera 304 im Heck des Kraftfahrzeugs verbaut. Mit den Kameras wird das gesamte Umfeld des Kraftfahrzeugs in einem Winkel von 360° überwacht.
In dem Kraftfahrzeug 1 ist ferner eine Steuereinrichtung 5 verbaut, die lediglich schematisch durch ein schwarzes Rechteck wiedergegeben ist, wobei die dargestellte Position dieses Rechtecks nicht den tatsächlichen Ort der Steuereinrichtung im Kraftfahrzeug wiedergibt. Darüber hinaus kann die Funktion der Steuereinrichtung auch durch mehrere Steuereinheiten im Kraftfahrzeug realisiert werden. Die Steuereinrichtung 5 verarbeitet Daten der Detektionseinrichtung 3, um Objekte im Umfeld des Kraftfahrzeugs zu ermitteln, welche mit der vorgegebenen Lichtverteilung LV überlappen, und anschließend die vorgegebene Lichtverteilung LV durch Ansteuern der jeweiligen Projektoren 201 bis 204 zu modifizieren.
Die in 1 gezeigte Detektionseinrichtung 3 aus Kameras 301 bis 304 ist lediglich beispielhaft. Gegebenenfalls kann die Detektionseinrichtung anstelle bzw. zusätzlich zu den Kameras auch andere Detektionsmittel, wie z.B. Ultraschallsensoren, umfassen. Vorzugsweise enthält die Detektionseinrichtung sowohl Kameras als auch Ultraschallsensoren als Sensorik, wobei die Informationen aus den Kameras und den Ultraschallsensoren geeignet fusioniert werden, um hierdurch eine zuverlässige Detektion von Objekten in der Umgebung des Kraftfahrzeugs zu erreichen.
2 zeigt ein Szenario, in dem die Lichtverteilung LV aufgrund der Detektion eines Objekts mit Überlappung mit der Lichtverteilung in eine modifizierte Lichtverteilung gewandelt wird. Hierbei wurde mit der Detektionseinrichtung 3 zunächst erfasst, dass sich ein Objekt im Umfeld des Kraftfahrzeugs befindet. Gemäß 4 handelt es sich bei diesem Objekt um eine Wand 4, die sich rechts neben dem Kraftfahrzeug im geringen Abstand befindet. Mittels der Steuereinrichtung 5 wird nunmehr bestimmt, ob sich die Wand 4 derart nah am Kraftfahrzeug befindet, dass es zu einer Überlappung von zumindest einem vorbestimmten Maß zwischen der ursprünglich generierten Lichtverteilung LV und der Wand 4 in Draufsicht auf das Kraftfahrzeug kommt. Eine solche Überlappung führt zu einer Verzerrung der Lichtverteilung LV und damit zu einem unwertigen Erscheinungsbild der Lichtverteilung und sollte verhindert werden. In dem Szenario der 2 überschreitet die Überlappung der Lichtabbildung LA2 mit der Wand 4 eine vorbestimmte Schwelle. Als Konsequenz wird in dem dargestellten Szenario die Lichtabbildung LA2, die durch den digitalen Projektor 202 erzeugt wird, abgeschaltet, so dass nur noch die Lichtabbildungen LA1, LA3 und LA4 als modifizierte vorgegebene Lichtverteilung LV' wiedergegeben werden.
Da mit den digitalen Projektoren 201 bis 204 gegebenenfalls auch eine Größenveränderung der entsprechenden Lichtabbildung erreicht werden kann, wird in einer abgewandelten Ausführungsform von der Abschaltung des digitalen Projektors 202 abgesehen und stattdessen eine in der Breite verkleinerte Lichtabbildung wiedergegeben, die bis zum Rand der Wand 4 reicht, jedoch nicht mit dieser in Draufsicht überlappt.
Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass der Inhalt der Lichtabbildung durch Anpassung der entsprechenden Bildinformation BI verändert wird. In dem Szenario der 2 besteht die Gefahr, dass die Insassen auf der rechten Seite beim Öffnen ihrer Fahrzeugtür gegen die Wand 4 stoßen und damit das Kraftfahrzeug 1 bzw. seine Fahrzeugtür beschädigen. Demzufolge kann in der verkleinerten Lichtabbildung auch ein Warnhinweis im Hinblick auf die Beschädigungsgefahr des Kraftfahrzeugs beim Öffnen der Fahrzeugtür enthalten sein. Der Warnhinweis kann gegebenenfalls auch in anderen Teilen der modifizierten Lichtverteilung LV' wiedergegeben sein, beispielsweise in der Lichtverteilung LA1 in der Front des Kraftfahrzeugs, die gut zumindest für den Fahrer und Beifahrer einsehbar ist. Alternativ oder zusätzlich besteht auch die Möglichkeit, dass ein entsprechender Warnhinweis in Bezug auf die mögliche Beschädigung des Kraftfahrzeugs durch Öffnen einer Fahrzeugtür über eine Benutzerschnittstelle im Kraftfahrzeug ausgegeben wird.
Gegebenenfalls können in der Ausführungsform der 1 und 2 zumindest ein Teil der Projektoren 301 bis 304 auch als (nicht digitale) Array-Projektionsdisplays ausgestaltet sein. 4 zeigt beispielhaft den Aufbau eines solchen Array-Projektionsdisplays, das anstatt eines digitalen Projektors im Türschweller 1c verbaut ist, jedoch auch an anderen Einbaupositionen im Kraftfahrzeug vorgesehen sein kann. Dabei ist im Türschweller ein schräg verlaufender Lichtschacht vorgesehen, der das Array-Projektionsdisplay enthält. Dieses Display umfasst ein Leuchtmittel 10, das je nach Ausgestaltung eine oder mehrere LEDs bzw. Laserdioden enthalten kann. Zur Projektion wird ein Array 11 aus Projektionsoptiken genutzt, das sich aus einer Vielzahl von Objektstrukturen 12 und zugehörigen Projektionslinsen 13 zusammensetzt, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen die Gesamtheit der Objektstrukturen mit Bezugszeichen 12 und die Gesamtheit der Projektionslinsen mit Bezugszeichen 13 bezeichnet sind. Die einzelnen Objektstrukturen 12 sind auf einem Träger bzw. einem Dia aufgebracht und können im Nachhinein nicht verändert werden.
Bei Beleuchtung des Arrays 11 durch das Leuchtmittel 10 werden die Vielzahl von Objektstrukturen 13 über die Projektionslinsen 12 auf den Boden neben dem Kraftfahrzeug projiziert und erzeugen eine entsprechende Lichtabbildung LA2. Es existiert dabei für jede Objektstruktur 12 eine entsprechende Projektionslinse 13, welche die Projektion der Objektstruktur auf den Boden neben dem Kraftfahrzeug bewirkt. Die einzelnen Projektionslinsen 12 sind Mikrolinsen mit einem kleinen Durchmesser von 2000 µm oder weniger. Deshalb wird das Array-Projektionsdisplay häufig auch als Mikrolinsen-Array (MLA) bezeichnet.
In an sich bekannter Weise sind die Objektstrukturen 13 und die Projektionslinsen 12 derart ausgestaltet und zueinander angeordnet, dass jede Projektionslinse mit zugeordneter Objektstruktur ein Einzelbild auf den Boden neben dem Kraftfahrzeug projiziert, das im Wesentlichen die gesamte Lichtabbildung LA2 abdeckt, welche eine Überlagerung dieser Einzelbilder ist. Dies hat den Vorteil, dass es bei Verschmutzungen im Bereich des Lichtschachts, in dem das Array-Projektionsdisplay verbaut ist, nicht zu Verdeckungen in der Lichtverteilung kommt. Vielmehr wird nur die Helligkeit der Lichtabbildung LA2 geringer. Das soeben beschriebene Array-Projektionsdisplay ermöglicht keine Veränderung der damit erzeugten Lichtabbildung. Demzufolge wird dieses Array-Projektionsdisplay bei einer Überlappung seiner zugeordneten Lichtabbildung mit einem detektierten Objekt immer abgeschaltet, d.h. die Lichtabbildung des Array-Projektionsdisplays ist nicht mehr in der modifizierten Lichtverteilung LV' enthalten, wie dies auch in 2 gezeigt ist.
Gegebenenfalls kann das Array-Projektionsdisplay, das anhand von 4 beschrieben wurde, auch derart abgewandelt werden, dass das Projektionsdisplay die erzeugte Lichtabbildung verändern kann. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass mehrere unterschiedliche Arrays bzw. Teilarrays mit unterschiedlicher Projektionsfläche und gegebenenfalls unterschiedlichen Objektstrukturen vorgesehen sind, die separat über ein entsprechendes Leuchtmittel beleuchtet werden. Somit können unter Verwendung der Steuereinrichtung 5 unterschiedliche Teil-Arrays mit unterschiedlich großen Projektionsflächen generiert werden. Dabei wird ein Teil-Array mit einer kleineren Projektionsfläche ohne Überlappung mit einem detektierten Objekt aktiviert, wenn es zu einer Überlappung der größeren Projektionsfläche eines anderen Teil-Arrays mit einem entsprechenden detektierten Objekt kommt.
Die im Vorangegangenen beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung weisen eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere wird sichergestellt, dass nur solche Teile einer Lichtverteilung mittels einer Umfeldbeleuchtungseinrichtung wiedergegeben werden, welche keine oder nur eine unwesentliche Überlappung mit Objekten im Umfeld des Kraftfahrzeugs aufweisen. Auf diese Weise wird die Wiedergabe eines unwertigen Erscheinungsbilds neben dem Kraftfahrzeug durch Verzerrung der Lichtverteilung an einem entsprechenden Objekt vermieden. Mit anderen Worten wird abhängig von der Umgebung des Kraftfahrzeugs immer die Erzeugung einer wertigen Lichtverteilung gewährleistet. Dies kann durch eine dynamische Veränderung der Lichtabbildung entsprechender Bilderzeuger in der Umfeldbeleuchtungseinrichtung und/oder gegebenenfalls auch durch ein Abschalten einzelner Bilderzeuger erreicht werden. Das Abschalten einzelner Bilderzeuger hat den Vorteil, dass der Energieverbrauch des Kraftfahrzeugs verringert werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
1a, 1b: Seitenspiegel
1c, 1d: Türschweller
2: Umfeldbeleuchtungseinrichtung
201, 202, 203, 204: Bilderzeuger (digitale Projektoren)
3: Detektionseinrichtung
301, 302, 303, 304: Kameras
4: detektiertes Objekt (Wand)
5: Steuereinrichtung
LV: vorgegebene Lichtverteilung
LA1, LA2, LA3, LA4: Lichtabbildungen
LV': modifizierte vorgegebene Lichtverteilung
6: Leuchteinrichtung
7: digitaler Bildgeber (Display)
8: Steuereinrichtung
9: optische Einrichtung
BI: Bildinformation
10: Leuchtmittel
11: Array aus Projektionsoptiken
12: Objektstruktur
13: Projektionslinsen

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 3013642 B1 [0003, 0025]
DE 102009024894 A1 [0025]
DE 102011076083 A1 [0025]

Claims

Kraftfahrzeug, umfassend eine Umfeldbeleuchtungseinrichtung (2) zur Erzeugung einer vorgegebene Lichtverteilung (LV) auf dem Boden in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1) sowie eine Detektionseinrichtung (3) zur Detektion von Objekten (4) in der Umgebung des Kraftfahrzeugs (1), wobei die Umfeldbeleuchtungseinrichtung (2) eine Anzahl von Bilderzeugern (201, 202, 203, 204) umfasst, welche jeweils dazu eingerichtet sind, eine zur vorgegebenen Lichtverteilung (LV) gehörige Lichtabbildung (LA1, LA2, LA3, LA4) am Boden zu erzeugen; wobei im Kraftfahrzeug (1) die Anzahl von Bilderzeugern (201, 202, 203, 204) derart ansteuerbar ist, dass eine modifizierte vorgegebene Lichtverteilung (LV') erzeugt wird, falls die Detektionseinrichtung (3) zumindest ein Objekt (4) detektiert, das in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug (1) mit der vorgegebenen Lichtverteilung (LV) bei deren Erzeugung ein Maß an Überlappung aufweist, welches eine vorgegebene Schwelle überschreitet, wobei die modifizierte vorgegebene Lichtverteilung (LV') in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug (1) keine Überlappung mit dem zumindest einen detektierten Objekt (4) aufweist.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Maß an Überlappung durch das Verhältnis einer ersten Fläche, welche die Überlappungsfläche zwischen dem zumindest einen Objekt (4) und der vorgegebenen Lichtverteilung (LV) in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug (1) ist, zu einer zweiten Fläche repräsentiert wird, welche in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug (1) insgesamt von derjenigen oder denjenigen Lichtabbildungen (LA1, LA2, LA3, LA4) der vorgegebenen Lichtverteilung (LV) abgedeckt wird, die mit dem zumindest einen Objekt (4) überlappen.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) derart ausgestaltet ist, dass in der modifizierten vorgegebenen Lichtverteilung (LV') einer oder mehrere von denjenigen Bilderzeugern (201, 202, 203, 204) abgeschaltet sind, deren jeweilige Lichtabbildung (LA1, LA2, LA3, LA4) in der vorgegebenen Lichtverteilung (LV) bei deren Erzeugung in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug (1) eine Überlappung mit dem zumindest einen detektierten Objekt (4) aufweist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl von Bilderzeugern (201, 202, 203, 204) einen oder mehrere variierbare Bilderzeuger umfasst, wobei ein jeweiliger variierbarer Bilderzeuger seine Lichtabbildung (LA1, LA2, LA3, LA4) in seinem angeschalteten Zustand verändern kann.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, der oder die variierbaren Bilderzeuger einen oder mehrere digitale Bilderzeuger umfassen, deren jeweilige Lichtabbildung (LA1, LA2, LA3, LA4) auf einer digitalen Bildinformation (BI) basiert, wobei eine Veränderung der digitalen Bildinformation (BI) zur Veränderung der jeweiligen Lichtabbildung (LA1, LA2, LA3, LA4) führt.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein digitaler Bilderzeuger ein digitaler Projektor mit zumindest einem digitalen Bildgeber (7) ist, mit dem im Betrieb basierend auf der digitalen Bildinformation (BI) aus dem Licht einer Leuchteinrichtung (6) zumindest ein Bild erzeugt wird, das über eine optische Einrichtung (9) als Lichtabbildung (LA1, LA2, LA3, LA4) auf den Boden projiziert wird.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine digitale Bildgeber (7) des digitalen Projektors zumindest ein digitales Display, insbesondere zumindest ein LCD-Display und/oder zumindest ein LCoS-Display, und/oder zumindest eine DMD-Vorrichtung, enthält.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein digitaler Bilderzeuger ein scannender Bilderzeuger ist, bei dem ein oder mehrere Lichtbündel, die von einem Leuchtmittel stammen, dynamisch abgelenkt werden und hierdurch eine Scan-Bewegung ausführen, wobei das oder die abgelenkten Lichtbündel auf den Boden geworfen werden und hierdurch die jeweilige Lichtabbildung (LA1, LA2, LA3, LA4) entsteht.
Kraftfahrzeug nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass einer oder mehrere von denjenigen variierbaren Bilderzeugern, deren jeweilige Lichtabbildung (LA1, LA2, LA3, LA4) in der vorgegebenen Lichtverteilung (LV) bei deren Erzeugung eine Überlappung in vertikaler Draufsicht auf das Kraftfahrzeug (1) mit dem zumindest einen detektierten Objekt (4) aufweist, eine jeweilige veränderte Lichtabbildung in der modifizierten vorgegebenen Lichtverteilung (LV') ohne Überlappung mit dem zumindest einen detektierten Objekt (4) erzeugen.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Bilderzeuger der Anzahl von Bilderzeugern (201, 202, 203, 204) ein Array-Projektionsdisplay ist, das ein Leuchtmittel (10) und ein Array (11) aus Projektionsoptiken enthält, wobei eine jeweilige Projektionsoptik eine Objektstruktur (12) und eine zugehörige Projektionslinse (13) umfasst, so dass bei Beleuchtung des Arrays (11) mit dem Leuchtmittel (10) die Objektstrukturen (13) durch die zugehörigen Projektionslinsen (12) auf den Boden projiziert werden und hierdurch die Lichtabbildung (LA1, LA2, LA3, LA4) erzeugt wird.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Detektionseinrichtung (3) eine oder mehrere Kameras (301, 302, 303, 304) und/oder einen oder mehrere Ultraschallsensoren und/oder einen oder mehrere Radarsensoren umfasst.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) derart ausgestaltet ist, dass die modifizierte vorgegebene Lichtverteilung (LV') ausschließlich im Stillstand des Kraftfahrzeugs (1) erzeugt wird.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftfahrzeug (1) derart ausgestaltet ist, dass im Falle, dass eine modifizierte vorgegebene Lichtverteilung (LV') erzeugt wird, eine Warnmeldung für einen Insassen des Kraftfahrzugs (1) ausgegeben wird, falls ein Beschädigungsrisiko des Kraftfahrzeugs (1) aufgrund von Berührung des zumindest einen detektierten Objekts (4) durch das Kraftfahrzeug (1) besteht.
Kraftfahrzeug nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnmeldung in der modifizierten vorgegebenen Lichtverteilung (LV') enthalten ist.
Kraftfahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Warnmeldung dann ausgegeben wird, wenn das Öffnen einer Fahrzeugtür zu einer Berührung des zumindest einen detektierten Objekts (4) führen kann.