DE102022207541A1 - Abtasten eines räumlichen Bereichs an Bord eines Fahrzeugs - Google Patents

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Abstract

Ein Verbundmaterial (200) zur Verwendung in einem Innenraum eines Fahrzeugs (105) ist dazu eingerichtet, eine erste elektromagnetische Strahlung (205) in einem vorbestimmten unsichtbaren Wellenlängenbereich, unabhängig von einer transparenten oder absorbierenden Wirkung des Verbundmaterials (200) auf eine zweite elektromagnetische Strahlung (210) in einem sichtbaren Wellenlängenbereich, zu reflektieren.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft die Abtastung eines vorbestimmten räumlichen Bereichs an Bord eines Fahrzeugs. Insbesondere betrifft die Erfindung die berührungslose Abtastung des räumlichen Bereichs.
  • In einem Innenraum eines Fahrzeugs soll ein vorbestimmter räumlicher Bereich berührungslos abgetastet werden. Der räumliche Bereich kann beispielsweise einen Fußraum, einen Kofferraum oder eine Sitzfläche umfassen. Um den räumlichen Bereich optisch abzutasten, kann er mittels einer Lichtquelle beleuchtet werden, und aus dem räumlichen Bereich reflektiertes Licht kann mit einem Sensor erfasst werden. Ein Sensorsignal kann dann mittels einer Verarbeitungseinrichtung weiter ausgewertet werden, um die Anwesenheit des Objekts zu bestimmen.
  • WO 2004 083 004 A1 beschreibt ein System und ein Verfahren zur Erkennung der Belegung eines Sitzes an Bord eines Fahrzeugs mittels Hochfrequenzstrahlung. WO 2014 128 273 A1 schlägt eine Abtastung eines Passagiers in einem Fahrzeug mittels Infrarotstrahlung vor. Dabei können Vitalzeichen des Passagiers erfasst werden.
  • Um an jedem zu überwachenden räumlichen Bereich eine Lichtquelle und einen Sensor vorzusehen, kann ein signifikanter Aufwand zu betreiben sein. An manchen Stellen kann es zudem schwierig oder aus ästhetischen Gründen unerwünscht sein, einen Sensor oder eine Lichtquelle zu positionieren.
  • Eine der vorliegenden Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht daher in der Angabe einer verbesserten Technik zur berührungslosen Abtastung eines vorbestimmten räumlichen Bereichs an Bord eines Fahrzeugs. Die Erfindung löst diese Aufgabe mittels der Gegenstände der unabhängigen Ansprüche. Unteransprüche geben bevorzugte Ausführungsformen wieder.
  • Nach einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verbundmaterial zur Verwendung in einem Innenraum eines Fahrzeugs dazu eingerichtet, eine erste elektromagnetische Strahlung in einem vorbestimmten unsichtbaren Wellenlängenbereich, unabhängig von einer transparenten oder absorbierenden Wirkung des Verbundmaterials auf eine zweite elektromagnetische Strahlung in einem sichtbaren Wellenlängenbereich, zu reflektieren. Anders ausgedrückt verhält sich das Verbundmaterial gegenüber der ersten Strahlung reflektiv und gleichzeitig gegenüber der zweiten Strahlung reflektiv.
  • Das Verbundmaterial kann dazu verwendet werden, eine Abtastung mittels der ersten Strahlung vorzunehmen, ohne in der sichtbaren zweiten Strahlung erkennbar zu sein. Das Verbundmaterial kann als Reflektor dienen, um einen räumlichen Bereich indirekt abzutasten. Dabei kann der Reflektor die erste Strahlung zwischen einer Strahlungsquelle und dem räumlichen Bereich oder zwischen dem räumlichen Bereich und einem Sensor für die erste Strahlung reflektieren. So kann auch ein schlecht zugänglicher, verwinkelter oder kleiner räumlicher Bereich zielgerichtet abgetastet werden. Mehrere Reflektoren können verwendet werden, um den räumlichen Bereich mithilfe einer einzigen Strahlungsquelle aus verschiedenen Richtungen zu bestrahlen. Eine Strahlungsquelle kann mehrere räumliche Bereiche mit erster Strahlung bestrahlen und/oder ein Sensor kann erste Strahlung aus mehreren Wellenlängenbereichen erfassen. Eine Gesamtzahl Strahlungsquellen und/oder Sensoren für erste Strahlung an Bord des Fahrzeugs kann reduziert sein.
  • Das Verbundmaterial kann in einem Innenraum des Fahrzeugs verwendet werden, um eine bereits existierende Fläche zu verkleiden oder abzudecken. Beispielsweise kann das Verbundmaterial an einem Holm, einem Fahrzeughimmel, einem Sitz, in einem Fußraum oder Kofferraum oder an einem Boden angebracht werden.
  • Das Verbundmaterial kann eine erste Schicht umfassen, welche die erste Strahlung reflektiert und die zweite Strahlung passieren lässt. Diese Schicht ist bevorzugt einer Strahlungsquelle für erste oder zweite Strahlung und einem Sensor für erste Strahlung zugewandt. Ist das Verbundmaterial auf eine Begrenzung des Innenraums aufgebracht, so ist die erste Schicht bevorzugt in Richtung des Innenraums gewandt.
  • Ein Aussehen des Verbundmaterials im sichtbaren Wellenlängenbereich der zweiten Strahlung kann durch eine unter der ersten Schicht liegende zweite Schicht gesteuert werden. Das Verbundmaterial kann eine zweite Schicht umfassen, welche die zweite Strahlung absorbiert. Die erste Schicht kann auf eine bereits an Bord des Fahrzeugs befindliche zweite Schicht aufgebracht werden oder beide Schichten können zusammen hergestellt und dann im Fahrzeugs installiert werden.
  • Alternativ kann die zweite Schicht die zweite Strahlung passieren lassen. Beispielsweise kann die zweite Schicht teilweise oder vollständig transparent sein. Insbesondere kann die zweite Schicht eine Kunststoff- oder Glasfläche umfassen, beispielsweise eine Front- oder Seitenscheibe. So kann eine üblicherweise nicht nutzbare Fläche an Bord des Fahrzeugs vorteilhaft zur unauffälligen Reflexion der ersten Strahlung verwendet werden. Auch in diesem Fall kann die erste Schicht auf Oberfläche eine an Bord des Fahrzeugs aufgebracht werden oder die beiden Schichten können miteinander verbunden werden, bevor das Verbundmaterial im Fahrzeug eingebaut wird. In der transparenten Variante kann auch die zweite Schicht vor der ersten liegen, falls sie die erste Strahlung passieren lässt. Eine transparente Schicht kann durchtretende Strahlung auch brechen, was beispielsweise zur Fokussierung von Strahlung ausgenutzt werden kann. Eine brechende Wirkung einer Schicht kann von ihrer Form abhängig sein, wie von einer optischen Linse bekannt ist. Ebenso kann die reflektierende Fläche geformt sein und wie ein Sammelspiegel zur Fokussierung genutzt werden.
  • Der vorbestimmte unsichtbare Wellenlängenbereich kann eines von einem Infrarot-Bereich, einem Nahinfrarot-Bereich, einem Radarbereich und einem ultravioletten Wellenlängenbereich umfassen. Andere Bereiche von Wellenlängen sind ebenfalls möglich. In Abhängigkeit des verwendeten Wellenlängenbereichs können reflektive, absorbierende oder transparente Eigenschaften eines Materials passend gewählt werden.
  • Das Verbundmaterial weist weiter bevorzugt eine ausreichend glatte Fläche auf, an der die erste Strahlung reflektiert wird, um parallel einfallende erste Strahlung parallel zu reflektieren. Anders ausgedrückt kann eine Oberfläche oder Grenzfläche einer reflektierenden Schicht im optischen Sinn glatt sein, sodass aus der einfallenden Strahlung ein Abbild aus reflektierter Strahlung entstehen kann. So kann eine hoch aufgelöste Abtastung eines vorbestimmten räumlichen Bereichs an Bord des Fahrzeugs erfolgen.
  • In einer Ausführungsform ist der Sensor bildgebend. Sollte die Reflektion kein scharfes Abbild erzeugen, kann der räumliche Bereich mit geringerer Auflösung abgetastet werden. In einer Ausführungsform kann lediglich die Anwesenheit oder Abwesenheit eines die erste Strahlung reflektierenden oder absorbierenden Objekts in dem räumlichen Bereich bestimmt werden. Eine Größe, eine Form oder ein anderes Merkmal können in diesem Fall nur schlecht oder gar nicht bestimmbar sein.
  • Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft eine Verwendung eines hierin beschriebenen Verbundmaterials zur Umlenkung erster elektromagnetischer Strahlung an Bord eines Fahrzeugs, um die erste Strahlung in einen Sensor für die erste Strahlung zu lenken. Das Verbundmaterial kann in verschiedenen Ausführungsformen an verschiedenen Stellen des Fahrzeugs eingesetzt werden. optisch erkennbare Eigenschaften können an die Stelle angepasst sein, an der ein Verbundmaterial angebracht werden soll. So kann mittels des Sensors eine Struktur oder ein Objekt in einem Bereich abgetastet werden, der für den Sensor nicht direkt einsehbar ist.
  • Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verbundmaterial zur Verwendung in einem Innenraum eines Fahrzeugs vorgeschlagen, wobei das Verbundmaterial dazu eingerichtet ist, für eine erste elektromagnetische Strahlung in einem vorbestimmten unsichtbaren Wellenlängenbereich, unabhängig von einer reflektierenden oder absorbierenden Wirkung des Verbundmaterials auf eine zweite elektromagnetische Strahlung in einem sichtbaren Wellenlängenbereich, transparent zu sein.
  • Nach abermals einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung eines hierin beschriebenen Verbundmaterials zur Abtrennung verschiedener Bereiche an Bord eines Fahrzeugs bezüglich der zweiten Strahlung unter Beibehaltung der Möglichkeit, erste Strahlung von einem Objekt in einen Sensor passieren zu lassen, vorgeschlagen.
  • Nach noch einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein System zur Abtastung eines vorbestimmten räumlichen Bereichs in einem Fahrzeug eine Quelle für eine erste elektromagnetische Strahlung in einem vorbestimmten unsichtbaren Wellenlängenbereich; einen Reflektor und einen Sensor für die erste Strahlung. Dabei ist der Reflektor dazu eingerichtet, die erste Strahlung auf ihrem Weg von der Quelle zu einem Objekt und von dort in den Sensor wenigstens einmal zu reflektieren. Dabei umfasst der Reflektor ein hierin beschriebenes Verbundmaterial.
  • Das System kann dazu verwendet werden, einen oder mehrere räumliche Bereiche im Innenraum des Fahrzeugs berührungslos abzutasten. Ein Objekt in einem abgetasteten räumlichen Bereich kann erfasst werden. Auf der Basis der Abtastung können auch Eigenschaften des Objekts bestimmt werden. Das System kann mehrere Quellen, mehrere Reflektoren und/oder mehrere Sensoren umfassen.
  • Es ist besonders bevorzugt, dass die Quelle an einer anderen Position als der Sensor angebracht ist. Durch die Trennung kann das System verbessert flexibel an die Abtastung eines räumlichen Bereichs angepasst werden. Ein Reflektor kann auch in mehreren Systemen genutzt werden. Optional liegt die Quelle für die erste Strahlung außerhalb des Fahrzeugs, wobei die Quelle nicht Teil des Fahrzeugs sein kann. Beispielsweise kann die erste Strahlung auch von Sonnenlicht umfasst sein.
  • Nach wieder einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein System zur Abtastung eines vorbestimmten räumlichen Bereichs in einem Fahrzeug eine Quelle für eine erste elektromagnetische Strahlung in einem vorbestimmten unsichtbaren Wellenlängenbereich; ein Verbundmaterial und einen Sensor für die erste Strahlung; wobei das Verbundmaterial dazu eingerichtet ist, erste Strahlung von der Quelle in den Sensor passieren zu lassen und ein Passieren der zweiten Strahlung zu verhindern. Das Verbundmaterial kann beispielsweise verwendet werden, um zwischen zwei Bereichen an Bord des Fahrzeugs angebracht zu werden, etwa zwischen Aufenthaltsbereichen unterschiedlicher Personen. Sichtbare zweite Strahlung kann dann nicht zwischen den Bereichen ausgetauscht werden, eine Objekterfassung mittels unsichtbarer erster Strahlung zwischen den Bereichen ist jedoch möglich.
  • Nach wieder einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Fahrzeug ein hierin beschriebenes System. Das Fahrzeug umfasst einen Innenraum, in dem sich ein Fahrer oder ein Passagier aufhalten kann. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug umfassen, insbesondere einen Personenkraftwagen, einen Lastkraftwagen oder einen Omnibus.
  • Die Erfindung wird nun mit Bezug auf die beigefügten Figuren genauer beschrieben, in denen:
    • 1 ein System an Bord eines Fahrzeugs
    • 2 Varianten eines Verbundmaterials; und
    • 3 Kombinationen von Eigenschaften von Schichten eines Verbundmaterials einer ersten Ausführungsform jeweils auf unterschiedliche Strahlungen
    • 4 Kombinationen von Eigenschaften von Schichten eines Verbundmaterials einer zweiten Ausführungsform jeweils auf unterschiedliche Strahlungen
    • 5 Kombinationen von Eigenschaften von Schichten eines Verbundmaterials einer dritten Ausführungsform jeweils auf unterschiedliche Strahlungen
    darstellt.
  • 1 zeigt ein System 100 an Bord eines Fahrzeugs 105, das hier exemplarisch als Personenkraftwagen dargestellt ist. Das System 100 ist dazu eingerichtet, einen vorbestimmten räumlichen Bereich 110 in einem Innenraum des Fahrzeugs 105 abzutasten. Vorliegend sind beispielhaft zwei Bereiche 110 dargestellt, die sich jeweils beispielhaft im Fußraum zweier Sitzplätze befinden. Der linke Sitzplatz ist vorliegend für einen Fahrer, der rechte für einen Beifahrer vorgesehen.
  • Das System 100 umfasst eine Verarbeitungseinrichtung 115, wenigstens einen Sensor 125 und wenigstens einen Reflektor 130. Optional ist eine Quelle 135 für erste Strahlung vorgesehen, die eigenständig aufgebaut oder mit einem Sensor 125 integriert sein kann. Alternativ kann auch eine externe Quelle 135 genutzt werden, insbesondere in Form von Sonnenstrahlung. Der Sensor 125 kann beispielsweise einen strahlungsempfindlichen Sensor wie eine Fotozelle umfassen; bevorzugt umfasst der Sensor 125 einen bildgebenden Sensor wie eine Kamera, eine Tiefenkamera oder eine Stereokamera. Der Sensor 125 kann auch zur Abtastung eines beweglichen räumlichen Abtastbereichs eingerichtet sein, beispielsweise in Form eines LiDAR-Sensors, der mit einem Laserstrahl arbeitet.
  • Eine Abtastung bzw. Erfassung eines Objekts kann mittels einer ersten elektromagnetischen Strahlung durchgeführt werden, wobei die erste Strahlung bevorzugt in einem unsichtbaren Wellenlängenbereich liegt. Es wird vorgeschlagen, die Abtastung indirekt auszuführen, indem die erste Strahlung an einem hierin vorgestellten Reflektor 130 umgelenkt wird.
  • In einer ersten Ausführungsform kann der Reflektor 130 für eine zweite elektromagnetische Strahlung, die bevorzugt in einem sichtbaren Wellenlängenbereich liegt, intransparent sein. Beispielsweise kann ein Reflektor 130 an einem für sichtbares Licht intransparenten Element wie einem Seitenholm, einer Fahrzeugsäule, einem Fahrzeughimmel, einem Sitzpolster oder einer Innenverkleidung angebracht sein und nur die erste Strahlung stark genug reflektieren, um eine indirekte Abtastung zu ermöglichen. Für einen menschlichen Betrachter kann sich trotzdem ein opaker (intransparenter) Eindruck einstellen.
  • In einer zweiten Ausführungsform kann der Reflektor 130 an einem für sichtbares Licht transparenten Element wie einer Seitenscheibe oder einer Dachscheibe des Fahrzeugs 105 eingesetzt werden. Erste Strahlung kann dabei ausreichend stark reflektiert werden, um die indirekte Abtastung zu ermöglichen, während zweite Strahlung wie gewohnt durch den Reflektor 130 und das transparente Element passieren kann, sodass sich für einen menschlichen Betrachter ein transparenter Eindruck einstellt.
  • 2 zeigt dazu verschiedene mögliche Ausführungsformen der indirekten Abtastung des räumlichen Bereichs 110, wobei sich die Ausführungsformen im Wesentlichen in den verwendeten Strahlengängen für erste und/oder zweite Strahlung unterscheiden.
  • In einer ersten Variante, die in einem linken Abschnitt von 1 zu sehen ist, wird erste Strahlung von der separaten Quelle 135 in den räumlichen Bereich 110 im Fußraum des Fahrers emittiert. In Abhängigkeit eines dort befindlichen Objekts kann erste Strahlung vom räumlichen Bereich 110 zu einem Reflektor 130 gelangen und von dort zum Sensor 125 reflektiert werden.
  • Die Verarbeitungseinrichtung 115 kann ein Sensorsignal, das auf empfangene erste Strahlung hinweist, auswerten und auf die Existenz bzw. Beschaffenheit des Gegenstands der Beobachtung schließen. Ein Signal, das ein Ergebnis der Abtastung bzw. der Bestimmung umfasst, kann mittels einer optionalen Schnittstelle bereitgestellt werden. Das Signal kann beispielsweise von einem Sicherheitssystem ausgewertet werden, das im Fall einer bevorstehenden oder stattfindenden Kollision des Fahrzeugs 105 mit einem anderen Objekt Maßnahmen zum Schutz von Personen an Bord des Fahrzeugs 105 in Abhängigkeit davon ergreifen kann, wo im Fahrzeug 105 sich die Personen befinden, wie groß oder wie schwer sie sind oder welche Haltungen sie einnehmen. Das Signal kann auch von einem anderen System ausgewertet werden, beispielsweise einer Alarmanlage oder einer Einrichtung zur Erfassung eines ungesicherten Gegenstands.
  • In einer zweiten Variante, die in einem rechten Abschnitt von 1 zu sehen ist, wird erste Strahlung von einer in den Sensor 125 integrierten Quelle 135 emittiert. Durch Reflektion an einem Reflektor 130 gelangt die Strahlung in den vorbestimmten räumlichen Bereich 110 im Fußraum des Beifahrers. In Abhängigkeit eines dort befindlichen Objekts kann erste Strahlung vom räumlichen Bereich 110 zurück zum Reflektor 130 und von dort weiter zum Sensor 125 gelangen. Die Quelle 135 kann insbesondere in einen Sensor 125 integriert sein, der als Tiefenkamera (TOF-Kamera), als Radarsensor oder als LiDAR-Sensor ausgelegt ist.
  • In einer dritten Variante, die in einem oberen und rechten Abschnitt von 1 zu sehen ist, wird erste Strahlung von der eigenständigen Quelle 135 über einen Reflektor 130 in den räumlichen Bereich 110 im Fußraum des Beifahrers emittiert, von wo die Strahlung, direkt oder über einen weiteren Reflektor 130, zu einem Sensor 125 geworfen und dort detektiert werden kann.
  • Weitere Variationen des Strahlengangs von einer Quelle 135 über einen räumlichen Bereich 110 in einen Sensor 125 unter Reflektion an einem Reflektor 130 sind ebenfalls möglich. Insbesondere kann der Strahlengang auch mehrere Reflektoren 130 umfassen, die erste Strahlung nacheinander oder auf unterschiedlichen Gängen lenkt.
  • In einer vierten Variante, die nicht in 1 dargestellt ist, wird an Bord des Fahrzeugs 105 ein Separationsmaterial eingesetzt, das für die unsichtbare erste Strahlung transparent ist und für die sichtbare zweite Strahlung opak. Insbesondere kann die Wirkung des Separationsmaterials auf die zweite Strahlung spiegelnd oder rückstreuend/absorbierend sein. Das Separationsmaterial kann beispielsweise zwischen einem Fahrer und einem Passagier eingesetzt werden, um Privatsphären der beiden Personen voneinander zu trennen, eine Objekterfassung mittels erster Strahlung zwischen beiden Bereichen jedoch zuzulassen. So können beispielsweise ein Sender und ein Empfänger für erste Strahlung auf unterschiedlichen Seiten des Separationsmaterials liegen. Alternativ können auch das Objekt und der Empfänger auf unterschiedlichen Seiten liegen, oder auch der Sender und das Objekt. Das Separationsmaterial kann flächig und dünn ausgeführt sein. In einer Ausführungsform kann das Separationsmaterial auf ein transparentes Objekt wie eine Scheibe aufgebracht werden, in einer anderen Ausführungsform kann das Separationsmaterial selbsttragend sein.
  • 2 zeigt verschiedene beispielhafte Varianten eines Verbundmaterials 200, das insbesondere als Reflektor 130 oder als Separationsmaterial verwendet werden kann. Das Verbundmaterial 200 ist dazu eingerichtet, erste elektromagnetische Strahlung 205 und zweite elektromagnetische Strahlung 210 in unterschiedlicher Weise zu behandeln. Die Strahlungen 205, 210 liegen jeweils in einem vorbestimmten Bereich von Wellenlängen, wobei die beiden Wellenlängenbereiche bevorzugt disjunkt, also überlappungsfrei sind und weiter bevorzugt ausreichend weit voneinander entfernt sind, um mit dem Verbundmaterial 200 klar unterschiedlich optisch zu interagieren.
  • Die erste Strahlung 205 liegt bevorzugt in einem von einem Menschen nicht sichtbaren Wellenlängenbereich. Beispielsweise kann die erste Strahlung 205 im nahen Infrarot-Bereich (IR-A: ca. 780 - 1400 nm; IR-B: ca. 1400 - 3000 nm), im mittleren Infrarot-Bereich (ca. 3 - 50 µm) oder im fernen Infrarot-Bereich (ca. 50 - 2000 µm) liegen. In anderen Ausführungsformen kann die erste Strahlung auch beispielsweise im ultravioletten Bereich (UV-A: ca. 360 - ca. 315 nm; UV-B: ca. 315 - ca. 280 nm; UV-C: ca. 280 - ca. 100 nm) liegen. Unterhalb von Wellenlängen von ca. 400 nm kann die Strahlung gesundheitsschädlich sein, weshalb dieser Wellenlängenbereich weniger bevorzugt ist. Trifft die erste Strahlung 205 kein Lebewesen, so kann auch eine kurze Wellenlänge verwendet werden. In diesem Fall kann auch beispielsweise der Wellenlängenbereich von Gamma- oder Röntgen-Strahlung verwendet werden. Prinzipiell kann auch ein anderer Wellenlängenbereich für die hierin beschriebene Technik verwendet werden, beispielsweise ein für den Menschen sichtbarer Wellenlängenbereich, der von dem Wellenlängenbereich der zweiten Strahlung 210 verschieden ist.
  • Die zweite Strahlung 210 liegt bevorzugt zumindest teilweise in einem für einen Menschen sichtbaren Wellenlängenbereich. Dieser erstreckt sich allgemein zwischen ca. 400 nm und ca. 750 nm. In 2 ist ein Gang erster Strahlung 205 mit durchgezogenen Linien und ein Gang zweiter Strahlung 210 mit unterbrochenen Linien dargestellt.
  • Das Verbundmaterial 200 umfasst eine obere erste Schicht 215 und eine untere zweite Schicht 220. Die erste Schicht 215 ist einer Quelle für erste oder zweite Strahlung 205, 210 zugewandt. Das Verbundmaterial 200 ist nach seiner Anbringung im Innenraum eines Fahrzeugs üblicherweise vom Innenraum aus sichtbar.
  • In 2a ist die erste Schicht 215 für die erste Strahlung 205 reflektierend ausgeführt. Für die zweite Strahlung 210 ist die erste Schicht 215 bevorzugt transparent, sodass die zweite Strahlung 210 durch die erste Schicht 215 auf die darunter liegende zweite Schicht 220 treffen kann. Die zweite Schicht 220 ist für die zweite Strahlung 210 bevorzugt zumindest teilweise absorbierend. Optional kann ein Teil der zweiten Strahlung 210 auch an der zweiten Schicht 220 reflektiert werden, insbesondere diffus, wobei sie erneut durch die erste Schicht 215 passieren kann. Für einen menschlichen Betrachter ergeben sich optische Eigenschaften des Verbundmaterials 200 im Wesentlichen nach den Eigenschaften der zweiten Schicht, da die für ihn sichtbare zweite Strahlung 210 von der ersten Schicht 215 nur wenig oder gar nicht beeinflusst wird.
  • In 2b ist die erste Schicht 215 für die erste Strahlung 215 transparent; für die zweite Strahlung 210 kann sie absorbierend und/oder reflektierend wirken. Die erste Strahlung 205 wird hier an der unteren zweiten Schicht 220 reflektiert, wobei Eigenschaften der zweiten Schicht 220 bezüglich der zweiten Strahlung 210 vernachlässigt werden können. In dieser Variante ergibt sich ein optischer Eindruck des Verbundmaterials 200 für einen menschlichen Betrachter nach den Eigenschaften der ersten Schicht 215.
  • Alternativ kann für die Ausführungsformen der 1a und 1b auch nur eine einzige Schicht 215, 220 verwendet werden, welche die erste Strahlung 205 reflektiert und die zweite Strahlung 210 zumindest teilweise absorbiert oder diffus reflektiert
  • In 2c ist die erste Schicht 215 reflektierend für die erste Strahlung 205 und transparent für die zweite Strahlung 220, ähnlich wie in der Variante von 2a. Im Unterschied zu dieser ist hier jedoch die zweite Schicht 220 transparent für die zweite Strahlung 210, sodass sich für einen Betrachter der Eindruck eines insgesamt transparenten Verbundmaterials 200 ergibt.
  • In 2d ist die erste Schicht 215 transparent bezüglich der ersten Strahlung 205 und auch bezüglich der zweiten Strahlung 210. Die zweite Schicht 210 wirkt hier reflektierend bezüglich der ersten Strahlung 205 und ist transparent gegenüber der zweiten Strahlung 210, sodass sich hier für einen menschlichen Betrachter ebenfalls der Eindruck eines transparenten Verbundmaterials 200 einstellen kann.
  • Da in der Variante von 2c die zweite Schicht 220 und in der Variante von 2d die erste Schicht 205 sowohl bezüglich der ersten Strahlung 205 als auch bezüglich der zweiten Strahlung 210 transparent ist, kann theoretisch auf diese Schicht auch verzichtet werden. Allerdings kann die jeweilige Schicht 215, 220 beispielsweise zur Erhöhung der Stabilität, zur Steuerung eines Bruchverhaltens oder zur Filterung einer dritten Strahlung oder aus haptischen Gründen vorteilhaft sein.
  • Zwei Schichten 215, 220 können miteinander verklebt oder verkittet werden, um einen Übergang der ersten und/oder zweiten Strahlung 205, 210 zwischen den Schichten 215, 220 zu verbessern. In einer Ausführungsform weist eine Kittschicht bezüglich der Strahlungen 215, 220 unterschiedliche Eigenschaften auf und kann selbst als erste oder zweite Schicht 215, 220 wirken.
  • 3 zeigt mögliche Kombinationen von Eigenschaften der Schichten 215, 220 jeweils auf erste Strahlung 205 und zweite Strahlung 210 zum Aufbau eines Verbundmaterials 200. Den Schichten 215, 220 können jeweils eine von drei verschiedenen optische Wirkungen auf eine vorbestimmte Strahlung 205, 210 haben, die nach Art einer Legende in 3 oben rechts dargestellt sind. Eine erste Wirkung 305, die mit Bezug auf 2 beschrieben wurde, ist reflektierend, insbesondere nach Art eines Spiegels oder einer optischen Grenzschicht. Eine zweite Wirkung 310, die ebenfalls oben mit Bezug auf 2 beschrieben wurde, ist transparent, beispielsweise nach der Art von farblosem Glas oder klarem Wasser.
  • Eine dritte Wirkung 315 ist rückstreuend/absorbierend. Eine perfekte Absorption, bei der eine elektromagnetische Strahlung 205, 210 von einem Material vollständig aufgenommen und weder zurückgeworfen noch durchgelassen wird, ist praktisch kaum zu erreichen. Ein übliches, als intransparent oder lichtdicht wahrnehmbares Material absorbiert einen Teil einer auf das Material geworfenen elektromagnetischen Strahlung und wirft einen anderen Teil zurück. Beispielsweise wird ein als grau wahrnehmbarer Gegenstand weißes Licht teilweise absorbieren und teilweise rückstreuen. Ein als gelb wahrnehmbarer Gegenstand kann Strahlung in einem Wellenlängenbereich von ca. 565 bis 575 nm reflektieren und Strahlung in einem anderen Wellenlängenbereich absorbieren.
  • Eine Schicht 215, 220 ist bevorzugt so beschaffen, dass sie gegenüber der ersten Strahlung 205 eine erste und gegenüber der zweiten Strahlung 210 eine zweite der beschriebenen Wirkungen 305-315 hat, wobei die Wirkungen 305-315 nicht gleich sein müssen. Durch passende Kombination von Wirkungen 305-315 der Schichten 215, 220 auf die Strahlungen 205, 210 lassen sich Verbundmaterialien 200 schaffen, die zur optisch unauffälligen indirekten Abtastung eines Objekts mittels einer für Menschen unsichtbaren Strahlung 210 an Bord eines Fahrzeugs 105 nutzen lassen.
  • Generell kann je nach Strahlung 205, 210 eine transparente 310 Schicht 215 in Einfallsrichtung vor einer funktional intransparenten oder opaken 305, 315 Schicht 220 angeordnet sein. Hinter einer opaken 305, 315 Schicht 215 kann eine Schicht 220 mit einer beliebigen Wirkung 305-315 angeordnet sein.
  • Den Darstellungen von 3 ist eine oben beschriebene erste Ausführungsform des Verbundmaterials 200 zu Grunde gelegt, die als Reflektor 130 für die erste Strahlung 205 eingesetzt werden kann und dabei für die zweite Strahlung 210 opak 305, 315 ist.
  • In den im Folgenden beschriebenen vier Darstellungen von 3 sind die Schichten 215 und 220 wie in 2 übereinander dargestellt. Eigenschaften einer Schicht 215, 220 bezüglich der ersten Strahlung 205 sind jeweils links und bezüglich der zweiten Strahlung 210 rechts dargestellt. Es werden Schraffuren verwendet, um die Eigenschaften 305 bis 315 zu symbolisieren. Kann eine Schicht 215, 220 beliebige Eigenschaften aufweisen, so ist sie mit einer unterbrochenen Linie und ohne Schraffur dargestellt.
  • 3a zeigt eine Ausführungsform, in der die erste Schicht 215 für beide Strahlungen 205, 210 transparent 310 ist und die zweite Schicht 220 für die erste Strahlung 220 spiegelnd 305 und für die zweite Strahlung 210 rückstreuend/absorbierend 315 ist.
  • 3b zeigt eine Ausführungsform, in der die erste Schicht 215 für die erste Strahlung 205 spiegelnd 305 und für die zweite Strahlung 210 transparent 310 ist und die zweite Schicht 220 für die erste Strahlung 220 beliebige Eigenschaften 305-315 haben kann, während sie für die zweite Strahlung 205, 210 rückstreuend/absorbierend 315 ist.
  • 3c zeigt eine Ausführungsform, in der die erste Schicht 215 für die erste Strahlung 205 spiegelnd 305 und für die zweite Strahlung 210 rückstreuend/absorbierend 315 ist und die zweite Schicht 220 für beide Strahlungen 205, 210 jeweils beliebige Eigenschaften 305-315 haben kann.
  • 3d zeigt eine Ausführungsform, in der die erste Schicht 215 für die erste Strahlung 205 transparent 310 und für die zweite Strahlung 210 rückstreuend/absorbierend 315 ist und die zweite Schicht 220 für die erste Strahlung 205 spiegelnd 305 ist und für die zweite Strahlung 220 beliebige Eigenschaften 305-315 haben kann.
  • 4 zeigt mögliche Kombinationen von Eigenschaften der Schichten 215, 220 jeweils auf erste Strahlung 205 und zweite Strahlung 210 nach der Darstellungsweise von 3 zum Aufbau eines Verbundmaterials 200. Den Darstellungen von 4 ist eine oben beschriebene zweite Ausführungsform des Verbundmaterials 200 zu Grunde gelegt, die als Reflektor 130 für die erste Strahlung 205 eingesetzt werden kann und dabei für die zweite Strahlung 210 transparent ist.
  • 4a zeigt eine Ausführungsform, in der die erste Schicht 215 für beide Strahlungen 205, 210 transparent 310 ist und die zweite Schicht 220 für die erste Strahlung 220 spiegelnd 305 ist, während sie für die zweite Strahlung 210 transparent 310 ist.
  • 4b zeigt eine Ausführungsform, in der die erste Schicht 215 für die erste Strahlung 210 spiegelnd 305 und für die zweite Strahlung transparent 310 ist und die zweite Schicht 220 für die erste Strahlung 220 beliebige Eigenschaften 305-315 haben kann, während sie für die zweite Strahlung 210 transparent 310 ist.
  • 5 zeigt mögliche Kombinationen von Eigenschaften der Schichten 215, 220 jeweils auf erste Strahlung 205 und zweite Strahlung 210 nach der Darstellungsweise von 3 zum Aufbau eines Verbundmaterials 200. Den Darstellungen von 5 ist eine Ausführungsform des Verbundmaterials 200 zu Grunde gelegt, die für die erste Strahlung 205 transparent 310 ist und gegenüber der zweiten Strahlung 210 verschiedene vorbestimmte Eigenschaften 305-315 aufweisen kann.
  • 5a zeigt eine Ausführungsform, in der die erste Schicht 215 für beide Strahlungen 205, 210 transparent ist und die zweite Schicht 220 für die erste Strahlung 205 transparent 310 und für die zweite Strahlung 210 spiegelnd 305 ist.
  • 5b zeigt eine Ausführungsform, in der die erste Schicht 215 für beide Strahlungen 205, 210 transparent ist und die zweite Schicht 220 für die erste Strahlung 205 transparent 310 und für die zweite Strahlung 210 rückstreuend/absorbierend 315 ist.
  • 5c zeigt eine Ausführungsform, in der die erste Schicht 215 für die erste Strahlung 205 transparent und für die zweite Strahlung 210 spiegelnd 305 ist und die zweite Schicht 220 für die erste Strahlung 205 transparent 310 ist und für die zweite Strahlung 210 beliebige Eigenschaften 305-315 aufweisen kann.
  • 5d zeigt eine Ausführungsform, in der die erste Schicht 215 für die erste Strahlung 205 transparent und für die zweite Strahlung 210 rückstreuend/absorbierend 315 ist und die zweite Schicht 220 für die erste Strahlung 205 transparent 310 ist und für die zweite Strahlung 210 beliebige Eigenschaften 305-315 aufweisen kann.
  • Bezugszeichen
    • 100
    System
    105
    Fahrzeug
    110
    räumlicher Bereich
    115
    Verarbeitungseinrichtung
    120
    Schnittstelle
    125
    Sensor
    130
    Reflektor
    135
    Quelle für erste Strahlung
    200
    Verbundmaterial
    205
    erste Strahlung, unsichtbar für Menschen
    210
    zweite Strahlung, sichtbar für Menschen
    215
    erste Schicht
    220
    zweite Schicht
    305
    reflektierend
    310
    transparent
    315
    rückstreuend/absorbierend
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2004083004 A1 [0003]
    • WO 2014128273 A1 [0003]

Claims (13)

  1. Verbundmaterial (200) zur Verwendung in einem Innenraum eines Fahrzeugs (105), wobei das Verbundmaterial (200) dazu eingerichtet ist, eine erste elektromagnetische Strahlung (205) in einem vorbestimmten unsichtbaren Wellenlängenbereich, unabhängig von einer transparenten oder absorbierenden Wirkung des Verbundmaterials (200) auf eine zweite elektromagnetische Strahlung (210) in einem sichtbaren Wellenlängenbereich, zu reflektieren.
  2. Verbundmaterial (200) nach Anspruch 1, wobei das Verbundmaterial (200) eine erste Schicht (215) umfasst, welche die erste Strahlung (205) reflektiert und die zweite Strahlung (210) passieren lässt.
  3. Verbundmaterial (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verbundmaterial (200) eine zweite Schicht (220) umfasst, welche die zweite Strahlung (210) absorbiert
  4. Verbundmaterial (200) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Verbundmaterial (200) eine zweite Schicht (220) umfasst, welche die zweite Strahlung (210) passieren lässt.
  5. Verbundmaterial (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der vorbestimmte unsichtbare Wellenlängenbereich eines von einem Infrarot-Bereich, einem Nahinfrarot-Bereich, einem Radarbereich und einem ultravioletten Wellenlängenbereich umfasst.
  6. Verbundmaterial (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Verbundmaterial (200) eine ausreichend glatte Fläche aufweist, an der die erste Strahlung (205) reflektiert wird, um parallel einfallende erste Strahlung (205) parallel zu reflektieren.
  7. Verwendung eines Verbundmaterials (200) nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Umlenkung erster elektromagnetischer Strahlung (205) an Bord eines Fahrzeugs (105), um die erste Strahlung (205) in einen Sensor (125) für die erste Strahlung (205) zu lenken.
  8. Verbundmaterial (200) zur Verwendung in einem Innenraum eines Fahrzeugs (105), wobei das Verbundmaterial (200) dazu eingerichtet ist, für eine erste elektromagnetische Strahlung (205) in einem vorbestimmten unsichtbaren Wellenlängenbereich, unabhängig von einer reflektierenden oder absorbierenden Wirkung des Verbundmaterials (200) auf eine zweite elektromagnetische Strahlung (210) in einem sichtbaren Wellenlängenbereich, transparent zu sein.
  9. Verwendung eines Verbundmaterials (200) nach Anspruch 8 zur Abtrennung verschiedener Bereiche an Bord eines Fahrzeugs (105) bezüglich der zweiten Strahlung (210) unter Beibehaltung der Möglichkeit, erste Strahlung (205) von einem Objekt in einen Sensor (125) passieren zu lassen.
  10. System (100) zur Abtastung eines vorbestimmten räumlichen Bereichs (110) in einem Fahrzeug (105), wobei das System folgendes umfasst: eine Quelle (135) für eine erste elektromagnetische Strahlung (205) in einem vorbestimmten unsichtbaren Wellenlängenbereich; einen Reflektor (130) und einen Sensor (125) für die erste Strahlung (210); wobei der Reflektor (130) dazu eingerichtet ist, die erste Strahlung (205) auf ihrem Weg von der Quelle (135) zu einem Objekt und von dort in den Sensor (125) wenigstens einmal zu reflektieren, wobei der Reflektor (130) ein Verbundmaterial (200) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 umfasst.
  11. System (100) nach Anspruch 10, wobei die Quelle (135) an einer anderen Position als der Sensor (125) angebracht ist.
  12. System (100) zur Abtastung eines vorbestimmten räumlichen Bereichs (110) in einem Fahrzeug (105), wobei das System (100) folgendes umfasst: eine Quelle (135) für eine erste elektromagnetische Strahlung (205) in einem vorbestimmten unsichtbaren Wellenlängenbereich; ein Verbundmaterial (200) und einen Sensor (125) für die erste Strahlung (210); wobei das Verbundmaterial (200) dazu eingerichtet ist, erste Strahlung (205) von der Quelle (135) in den Sensor (125) passieren zu lassen und ein Passieren der zweiten Strahlung (210) zu verhindern.
  13. Fahrzeug (105), umfassend ein System nach einem der Ansprüche 10 bis 12.
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