SE526418C2 - Aktivt mörkerseendesystem med överliggande hållare för ett passagerarutrymme hos ett fordon - Google Patents

Description

526 418 2 generera en belysningsstråle som har energi nära infrarött ljus, och laddningskopplade komponenter eller CMOS kameror för att detektera reflekterat infrarött ljus. Aktiva system utnyttjar vanligtvis en ljuskälla utvändigt i förhållande till fordonet för att överföra en signifikant mängd ljus energi och tillhandahålla en ljus scen för bildanalys.

Utvändigt monterade ljuskällor eller kameror är oönskade på grund av risken för skador vid en fordonskollision. Komponenter för mörkerseende är relativt dyra och, som följd därav, är det önskvärt med skydd för komponenterna. Utvändigt monterade ljuskällor och kameror är även känsliga för stöld. Dessutom kan utvändigt monterade källor och kameror begränsa och kompromissa fordonets konstruktion och formgivning, kan vara estetiskt stötande, och kan öka exponeringen av utrustning för damm och skräp. Exponeringen för damm och skräp påverkar prestanda hos källorna och kamerorna negativt. När källorna och kamerorna är smutsiga kan ljus överföringen och mottagningen bli väsentligen reducerad och kompromissa systemets prestanda.

Utvändigt monterade belysningskällor har ytterligare förknippade nackdelar. En betydande nackdel är att av kontroll av våglängden hos belysningsstrålen. Diodlaser är känsliga för ändringar i temperatur. Våglängden hos utgången hos en diodlaser varierar ungefär O,25nm för varje grad Celsius temperaturförändring. Eftersom den utvändiga temperaturen varierar avsevärt är det svårt att kontrollera temperaturen hos diodlasern. Sådana temperaturförändringar kan påverka prestanda negativt hos mörkerseende systemet. När det monteras utvändigt finns även en risk för exponering för vatten, som kan orsaka lasern att bli obrukbar. Tätning och problem med hölje på grund av styrning av värmeenergi kan även uppkomma då man vädersäkrar diodlasrar.

Vidare, då man konstruerar det yttre hos ett fordon, kan den utvändiga ljuskällan tvingas att anpassas för att 526 418 3 tillfredställa formgivnings krav. Således är det svårt att uppnå gemensamhet för ljuskällor mellan olika fordon.

Konstruera olika ljuskällor för olika fordon är kostsamt.

Således finns det ett behov av ett förbättrat belysningssystem för ett aktivt mörkerseendesystem hos ett fordon, vilket minimerar belysningssystemets storlek och strömförsörjning, så väl som det maximerar belysningssystemets optiska och termiska effektivitet.

Sammanfattning av uppfinningen Föreliggande uppfinning tillhandahåller ett belysningssystem för ett aktivt mörkerseendesystem för ett passagerarutrymme hos ett fordon. Belysningssystemet innefattar en ljuskälla och en strålbildande optik som är optiskt kopplad till ljuskällan. Optiken bildar ett belysningsmönster som är riktat framför fordonet. Ett hus stödjer den strålbildande optiken längs en taklinje och fönstrets omkrets hos fordonet.

En av flera fördelar hos föreliggande uppfinning är att den tillhandahåller ett optiskt och termiskt effektivt belysningssystem som är beläget inuti ett passagerarutrymme hos ett fordon. Genom att belysningssystemet är beläget inuti passagerarutrymmet, så är det lättare att styra temperaturen hos ljuskällan och det är mindre risk för exponering för vatten eller kondensering.

En annan fördel med föreliggande uppfinning är att den tillhandahåller en ljuskälla och mottagarmonteringsanordning som upprätthåller renhet hos ljuskällan och mottagaren och tillhandahåller kvalitets kontrastbild.

Vidare tillhandahåller föreliggande uppfinning ett effektivt belysningssystem som är lätt och billigt att tillverka och är tillförlitligt.

Dessutom tillhandahåller föreliggande uppfinning ett bildsystem som är kompakt i konstruktionen och klan vara beläget på olika platser inuti ett passagerarutrymme hos 526 418 ett fordon.

Föreliggande uppfinning själv, tillsammans med ytterligare föremål och fördelar för operatören, kommer bäst att förstås med hänvisning till följande detaljerade beskrivning, och tillsammans med bifogade ritningar.

Kortfattad beskrivning av ritningar För en mer fullständig förståelse av denna uppfinning kommer hänvisning till bifogade ritningar att göras till utföringsformer som visas mer i detalj på bifogade ritningar och som beskrivs nedan i exemplifierande syfte för uppfinningen var på: Figur l är en vy framifrån i perspektiv av ett aktivt mörkerseendesystem för ett passagerarutrymme hos ett fordon enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Figur 2 är en sidovy i perspektiv och blockschema över ett aktivt system för mörkerseende enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Figur 3 är en perspektivvy av vänstra sidan av ett belysningssystem enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Figur 4 är en perspektivvy av högra sidan av ett belysningssystem enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Figur 5 är en tvärsnittsvy av belysningssystemet som visas i figur 4; Figur 5 är en tvärsnittsvy av belysningssystemet som visas i figur 4; Figur 6 är en perspektivvy av högra baksidan av modulen för att upprätthålla inriktningen av komponenten enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Figur 7 är en vy underifrån i perspektiv av modulen för att upprätthålla inriktningen av komponenten som visas i figur 6; Figur 8 är en vy ovanifrån av modulen för att upprätthålla inriktningen av komponenten som visas i 526 418 5 figur 6 och en ljuskälledissipator enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Figur 9 är en vy framifrån vänster i perspektiv av modulen för att upprätthålla inriktningen av komponenten som visas i figur 6, inklusive en ljuskälla och en dissipator enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Figur 10 är en vy framifrån vänster i perspektiv av konstruktionen i figur 9 inklusive ett ljushölje och en inriktningsmekanism enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Figur ll är ett blockschema över ett mottagarsystem enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Figur 12 är ett logiskt flödesschema som visar en metod att montera belysningssystemet i figur 3-5 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning; Figur 13 är ett logiskt flödesschema som visar en metod att montera belysningssystemet i figur 3-5 inuti ett passagerarutrymme hos ett fordon enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning, och; Figur 14 är ett logiskt flödesschema som visar en metod att manövrera bildsystemet enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Beskrivning av föredragna utföringsformer I det följande kommer samma hänvisningssiffror att användas för att hänvisa till samma komponenter. Medan föreliggande uppfinning beskrivs med avseende på ett aktivt system för mörkerseende för ett fordon, så kan föreliggande uppfinning tillämpas i olika applikationer där nära infrarödbildbehandling önskas, så som vid tillämpningar med anpassningsbara farthållare, för att undvika kollision, motåtgärdssystem, och vid bild- behandlingssystem. Föreliggande uppfinning kan användas under dagtid eller på natten. Föreliggande uppfinning kan tillämpas på olika typer och modeller av fordon så väl som vid icke-fordons tillämpningar. 526 418 6 I följande beskrivning kommer olika styrparametrar och komponenter för en konstruerad utföringsform att beskrivas. Dessa specifika parametrar och komponenter är införlivade som exempel och skall inte ses som begränsande.

I den följande beskrivningen hänvisar även uttrycket ”nära infrarött ljus” till ljus som har våglängder inom det infraröda ljusets spektrum (750nm till lOOOnm) och ljus som har våglängder nära eller strax utanför det infraröda ljusets spektrum. Uttrycket innefattar även åtminstone spektrumet av ljus som skickas ut från den särskilda laserdiod källan som beskrivs här.

Med hänvisning till figurerna l och 2 visas vyer i perspektiv av ett aktivt system för mörkerseende 10 för ett inre passagerarutrymme 12 hos ett fordon 14 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Bildbehandlingssystemet 10 innefattar ett belysnings- system 16 och ett mottagarsystem 18. Belysningssystemet 16 skapar en belysningsstråle 20 som har ett strålmönster 22, vilket är riktat mot ett målområde 24 som finns framför fordonet 14. Delar av belysningsstrålen 20 reflekteras av föremål (icke visat) inuti målområdet 24 och tas emot av mottagarsystemet 18. Mottagarsystemet 18 indikerar två fordonspassagerare, via en indikator 26, detektering av föremålen som respons på reflekterade delar av belysningsstrålen 20. Bildbehandlingssystemet 10 projicerar sin belysande laser genom vindrutan 28.

Reflektioner tas på liknande sätt emot av mottagarsystemet 18 genom vindrutan 28. Vissa vindrutor innehåller IR blockerande tillsatsämnen (vanligtvis järnpartiklar) eller filmer för att reducera värmestrålningen till fordonets interiör på grund av solljus. En sådan film är ”XIR”® film som tillverkas av Southwall Technologies Inc. För att förbättra överföringen och mottagningen av IR energi genom vindrutan 28, så utelämnas tillsatsen eller så skärs filmen bort eller lämnas öppen i ett överföringsområde 30 526 418 7 och ett mottagningsomràde 32 hos vindrutan 28 för belysningsstrålen 20 och reflekterade delar därav för att passera igenom. I ett exempel överensstämmer utskärningarna av film nära med öppningarna som definieras av ljushöljet och kameran, vilka beskrivs mer i detalj nedan. Bildbehandlingssystemet 10 kan ändras för överföring och mottagning av belysningsstrålen 20 genom vilket område som helst av vilket fönster som helst hos fordonet 14, vilket kommer att bli mer uppenbart i ljuset av följande beskrivning.

Belysningssystemet 16 och mottagarsystemet l8 är konfigurerade och placerade för att överföra belysnings- strålen 20 och ta emot reflekterade delar därav inuti vindrutetorkarområden 34 hos vindrutan 28 som hålls rena av vindrutetorkare 35. Eftersom torkarbladområdena 34 typiskt är rena för att tillhandahålla en fri sikt av omgivningen utanför fordonet 14, överföringen och mottagningen av belysningsstrålen 20 hindras huvudsakligen eller påverkas av smuts, skräp, regn, eller snö, till skillnad från konventionella mörkerseendesystem.

Det skiljande avståndet D mellan det som skickas ut 36 från belysningskonstruktionen 16 och det som tas emot 38 av mottagarkonstruktionen l8 är företrädesvis större än ungefär 30cm. I en utföringsform av föreliggande uppfinning är det skiljande avståndet D ungefär 50cm. Att upprätthålla ett minimalt åtskiljande avstånd är önskvärt för att hindra mottagning av en hög nivå av ljus- reflektioner och bländningar från högreflekterande föremål, så som vägskyltar, i målområdet 24. När det som sänds ut 36 är placerat för nära det som tas emot 38 kan höga nivåer av reflekterat ljus ”drunkna” och önskade reflekterade delar av belysningssignalen från föremål inom målområdet 24 kan påverka bildkvaliteten negativt hos mottagarsystemet l8. Fastän ett minimalt åtskiljande avstånd är föredraget, så kan det som sänds ut 36 och det som tas emot 38 vara i närheten av varandra, med andra 526 418 8 ord, ha ett åtskiljande avstånd som är mindre än 30cm. I sådana fall kan styrkan hos belysningsstrålen 20 reduceras, efterbehandling av de reflekterande delarna kan krävas, eller så kan efterbearbetning av bilder utföras för att tillhandahålla en bild med tillräcklig kvalitet. Olika porttekniker kan även används för sändare och mottagare för att minimera indikerad mättning på grund av enstaka reflektioner.

Belysningssystemet 16 är uppbyggt för att monteras inuti en överliggande konsol 40 ovanför en backspegel 42, och mottagarsystemet 16 är uppbyggt för att monteras framför ett förarsäte 44 på en instrumentpanel 46, därigenom åstadkoms en önskad minimal åtskillnad av avståndet mellan det som sänds ut 36 och det som tas emot 38.

Belysningssystemet 16 kan monteras längs den främre takkanten 47 eller längs vilken som helst omkrets 48 av vindrutan 28, och mottagarsystemet 18 kan vara beläget på instrumentpanelen 46, som visats. Båda systemen 16 och 18 kan vara placerade på andra olika platser inuti passagerarutrymmet 12. Till exempel kan belysnings- systemet 16 och mottagarsystemet 18 vara monterat på andra platser runt vindrutan 28 eller andra fönster i fordonet 14.

Med hänvisning även till figurerna 3-5, visas perspektiv- och tvärsnittsvyer av belysningssystemet 16 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Belysningssystemet 16 innefattar en belysnings- konstruktion 5O och en belysningsstyrning 52.

Belysningskonstruktionen 50 innefattar en ljuskällenhet 54 som skapar ljus, vilket kan skickas ut från enheten i form av en ljusstràle, så som strålen 20. Ljusenheten 54 är kopplad mellan en belysnings dissipator 56 och en modul 58 för att upprätthålla inriktningen av en komponent. Ljus som bildas från ljusenheten 54 riktas genom modulen 58 där det reflekteras och/eller kollimeras för att skapa belysningsmönstret 22. Belysningsstrålen 20 sänds ut från ljusenheten 54 och passerar igenom ett hölje 60 för ljusenheten och genom vindrutan 28. Ett kylsystem 62 finns över dissipatorn 56 och över en strömförsörjning 64 för termisk kylning därav.

Kylsystemet 62 cirkulerar luft runt dissipatorn 56 tvärs strömförsörjningen 64, och in i en luftspalt 66 mellan ett innertak 68 och ett tak 70 hos fordonet 14, därigenom kyls dissipatorn 56 och strömförsörjningen 64.

Ljuskällenheten 54 innefattar en ljuskälla 72 och kan innefatta en värmare 74 och en termistor 76, vilken kan inneslutas inuti ett hus för ljuskällan 78. I utföringsformen är värmaren 74 som visas extern och separat från huset 78. Ljuskällan 72 genererar ljus med hjälp av ström från strömförsörjningen 64, via ström- matningsledningar 80. Värmaren 74 och termistorn 76 utnyttjas för att styra temperaturen hos ljuskällan 72, via värmare- och termistorledningar 82. Värmaren 74 ökar temperaturen hos ljuskällan 72 som respons på temperatur- signalen som skapas av termistorn 76. Ljuskällan 72 erhåller även en belysningssignal från belysningsstyrningen 52. Intensiteten hos belysnings- stràlen 20 är direkt proportionell mot spänningen hos belysningssignalen. Genom att ha värmaren 74 och termistorn 76 inuti belysningskonstruktionen 16, så kan temperaturen hos ljuskällan 72 styras utan att justera temperaturen inuti passagerarutrymmet 12.

Ljuskällan 72 kan vara av olika typ och modell.

Diodlasrar är att föredra framför vitglödande ljuskällor av fler anledningar. Vitglödande ljuskällor är inte monokromatiska som diodlasrar, utan sänder istället ut energi över ett stort spektrum, vilket måste filtreras för att hindra bländning av mötande fordon. Filtrering av en betydande del av energin från en glödlampa är dyrt, ineffektivt ur energisynpunkt, och skapar oönskad värme- energi. Filterplaceringen är även begränsad för vit- glödande tillämpningar, eftersom filtret måste placeras närliggande en tillhörande ljuskälla. Dessutom krävs ofta 526 418 10 flera vitglödande ljuskällor för att åstadkomma erforderlig belysning, och således ökande komplexitet och kostnader. I en utföringsform av föreliggande uppfinning är ljuskällan 72 en nära infraröd diodlaser som har önskade monokromatiska och belysningsegenskaper.

Diodlasern kan till exempel vara en singelmod banddiodlaser, modell nr S-81-3000-C-200-H tillverkad av Coherent Inc. Från Santa Clara, Kalifornien.

Dissipatorn 56 kan vara av olika storlek, typ och modell som finns i känd teknik. Dissipatorn 56 innefattar ett värmekopplande skikt 84 som täcker en främre yta 86 av dissipatorn 56 som finns mellan dissipatorn 56 och ljuskällan 72. Det värmekopplande skiktet 84 tillhandahåller en effektiv värmetransport mellan ljuskällan 72 och dissipatorn 56. Det värmekopplande skiktet 84 kan vara gjort av indium eller något annat material som har liknande värmeegenskaper.

Med hänvisning även till figurerna 6 och 7 visas perspektivvyer av modulen 58 i enlighet med en utföringsform av föreliggande uppfinning. Modulen 58 innefattar en kropp 90 som har flera styrningar 91, innefattande en styrning 92 för en ljuskälla, en ljus- kopplingsguide 94, och optisk strålformningsguide 96 för att styra, stelt fixera, och upprätthålla inriktning av en ljuskälla 72, en ljuskopplare 98 respektive en strål- bildande optik 100. Kroppen 90 har även flera stöd 102 som är utformade att stödja ljuskällan 72, ljuskopplaren 98, och den strålbildande optiken l00 längs det främre innertaks området hos fordonet, så som vindrutans omkrets 48. Modulen 58 har en ingång 104 för en ljusstråle som är förskjuten från utgång l06 för en belysningsstràle. Ljus från ljuskällan 72 bildas närliggande och strålar ut horisontellt genom ingången 104. Det reflekteras sedan nedåt av ljuskopplaren 98 till den optiken 100, där den åter reflekteras mot och genom ljus höljets konstruktion 60, och ut genom utgången l06. Modulen 58 kan, i sin mest förenklade form, hänvisas till som ett hus som stödjer 526 418 ll ljuskällan 72 och optiken 100 nära ett fönsters omkrets, så som omkretsen 48.

Kroppen 90 i kombination med ljushöljes- konstruktionen 60 (figur 10) tillhandahåller ett optiskt tätat utrymme 108, vilket minimerar inträngning av damm och skräp, därigenom minimeras underhållet av ljuskällan 72, ljuskopplaren 98 och optiken 100. Det tätade utrymmet 108 hindrar även ögat från att utsättas för ljus från ljuskällan 72. Kroppen 90 kan vara av olika storlek, form modell och vara gjord av olika material som finns bland känd teknik. Kroppen 90 kan tillverkas av olika material innefattande plast och metall, så som aluminium, stål, och magnesium, så väl som andra material bland känd teknik. Kroppen 90 kan när den är tillverkad av metall även fungera som en dissipator. Kroppen 90 är opak i en utföringsform av föreliggande uppfinning för att hindra ljus från att komma in i eller ut från utrymmet 108.

Styrningarna 92, 94 och 96 är utformade för att upprätthålla inriktning av ljuskällan 72 i förhållande till ljuskopplaren 98 och optiken 100. Styrningarna 92, 94 och 96 hjälper till vid monteringen på grund av sina motsvarande former, storlekar, och sammansättning och fixerar ljuskällan 72, ljuskopplaren 98, och optiken 100 stelt inuti modulen 58.

Ljuskällans styrning 92 har tre sidor 110 med passande dimensioner och konturer med den hos ljuskällans hus 78 och hjälper till att rikta in och stabilt fästa huset 78 vid modulen 58. De tre sidorna 110 bildar en öppen kanal 112, vilken håller huset 78.

Ljuskällans styrning 92 längs med infästnings- öppningen 114 hjälper till att inrikta och sätta fast dissipatorn 56 och ljuskällan 72 vid modulen 58. Vid montering sträcker sig fästen (icke visade) genom öppningarna 114, genom huset 78, och är gängade in i dissipatorn 56, och làser ljuskällan 72 och dissipatorn 56 vid modulen 58. Det relativa rumsliga förhållandet mellan huset 78, dissipatorn 56, och modulen 58 framgår '!':_._ i »Tjaïm »' 526 418 12 tydligast i figur 8.

Ljuskopplingsstyrningen 94 är i form av en ficka eller slits 116 inuti modulen 58. Slitsen 116 är formad att överensstämma med formen hos ljuskopplaren 98 och är placerad i ungefär 45° vinkel i förhållande till ljus- källans styrning 92. Ljuskopplaren 98 skjuts, vid monteringen, in i slitsen 116 och fästs vid modulen 58 i en ett av olika lägen genom att använda ljuskopplings- fästen (ej visade) som sträcker sig genom öppningarna 117. Istället för fästena som sträcker sig genom öppningarna 117, så kan ljuskopplaren 98 vara fäst vid kroppen 90 med hjälp av fjäderklämmor (ej visade) eller liknande. Fastän ljuskopplarstyrningen 94 visas som en stationärt fäst anordning som är kopplad till eller integrerat utformad med kroppen 90, så kan ljuskopplings- styrningen 94 vara en del av en ljuskopplingskonstruktion för att justera dess läge (ej visad) för mekanisk eller elektronisk styrning av ljuskopplarens 98 läge, med hjälp av tekniker enligt känd teknik.

Den strålbildande optiska styrningen 96 är i form av hörnkanaler 118, vilka är vinklade för att vara ungefär 45° i förhållande till ljuskopplingsstyrningen 94, och för att vara parallell med referensplan 120 som sträcker sig utåt därifrån. Under monteringen skjuts hörndelar 122 hos optiken 100 in i kanalerna 118 där de hålls på plats inuti, via fästen (ej visade) som sträcker sig genom öppningar 122 hos kanalerna 118, genom hörndelarna 122, och gängade in i hål 126 på insidorna 128 av kanalerna 118.

Ljuskopplaren 98 kan vara i form av en spegel, som visas, en serie av speglar, en fiberoptisk kabel eller andra reflekterande eller ljustransporterande anordningar enligt känd teknik. I den beskrivna utföringsformen, strålar ljus ut från ljuskällan 72 i form av en elliptiskt formad stràle med en spridningsvinkel på ungefär 20-50°, vilket sedan reflekteras i ungefär 90° vinkel neråt av ljuskopplaren 98 för att komma in i 526 418 13 optiken 100. Fastän föreliggande uppfinning beskrivs med hänsyn till det innefattande användandet av en ljuskopplare, så kan föreliggande uppfinning modifieras för att ha direkt utstrålning av ljus mellan ljuskällan 72 och optiken 100, utan att använda en ljuskopplare 98.

Fastän optiken 100 företrädesvis är ett optiskt element av tunnplåt, så kan det vara i någon annan form.

Med fortsättning från den ovan beskrivna utföringsformen, expanderar och reflekterar optiken 100 ljuset som bildas av ljuskällan 72 i ungefär 90° vinkel för att rikta ljuset framför fordonet 14. Ljus från ljuskällan 72 kommer in i och reflekteras av optiken 100, och reflekteras sedan genom en främre yta 130 för att stråla ut genom vindrutan 28. Även trots att en singeloptik visas, så kan ytterligare optik vara införlivad inuti belysningssystemet 16 eller inuti modulen 58 för att skapa ett önskat strålmönster på ett mål utanför fordonet 14.

Optiken 100 kan vara tillverkad av plast, akryl, eller av något annat liknande material enligt känd teknik. Optiken 100 kan utnyttja principen med totalreflektion (TIR) och bilda det önskade stràlmönstret med serier av stegvis fasetter; ett exempel på ett lämpligt optiskt element beskrivs i US patentansökan Serie Nr 09/688,982 med titeln ”Thin-sheet collimation optics for diode laser illumination systems for use in night-vision and exterior lighting applications”.

Stöden 102 innefattar öppningar 114 och sido- öppningar 131. Öppningarna 131 sträcker sig genom höljes- konstruktionen 60 och kroppen 90. Öppningarna 114 och 131 medger modulen 58 att kopplas till närliggande komponenter inuti belysningskonstruktionen 16 för stöd av ljuskällan 72, ljuskopplaren 98, och den strålskapande optiken 100 längs den övre delen av vindrutans öppning 48. Öppningarna 114 och 131 kan vara någon annan typ av stöd enligt känd teknik. Modulen 58 kan även inkludera andra stöd som tillägg till, eller som ersättning för, 526 418 14 stöden 102.

En främre utvändig yta 132 hos modulen 58 fungerar även som styrning för att fästa ljushöljekonstruktionen 60 vid modulen 58. Den yttre ytan 132 är liknande i dimensionerna med, och glider inuti, en bakre del 134 hos ljushöljekonstruktionen 60. Fästen (ej visade) sträcker sig genom öppningar 131 i ljushöljekonstruktionen 60 och är gängade in i modulen 58. Den utvändiga ytan 132 av modulen 58 framgår bäst i figur 9.

Modulen 58 är anordnad för lätt och noggrann siktning av belysningsstrålen 20 genom att anordna styrningarna 91 för att positionera ljuskällan 72, ljuskopplaren 98, och optiken 100 lämpligt. Modulen 58 säkerställer, genom att tillhandahålla noggrann inriktning av belysningsstrålen 20, lämplig ljusgenomgång och exakt belysning av målområdet 24. En öppen konfiguration av modulen 58 tillhandahåller tillräcklig luftströmning för termisk avkylning av ljuskällan 72.

Luft kommer in genom ingången, och cirkulerar runt ljus- källan 72, och passerar över dissipatorn 56.

Med hänvisning till figurerna 10 visas, en frontvy i perspektiv från vänster av dissipatorn 56, modulen 58, ljushöljekonstruktionen 60, och en inriktningsmekanism 138 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

Ljushöljekonstruktionen 60 innefattar ett ljushölje 140 som, vilket angetts ovan, är kopplad över och bildar en ljustät tätning 142 med modulen 58. En främre del 144 av ljushöljet 140 förenar sig med, och är tätad mot, vindrutan 28, via en ljustätning 146. Koppling av ljushöljet 140 med modulen 58 i kombination med användning av tätningen 146 hindrar nära infrarött ljus från att sprida sig eller reflekteras in i passagerar- utrymmet 12. Ljushöljekonstruktionen 60 kan även innefatta en diffusor 148, vilket visas, som är snäppt in i det främre läget 144 av höljet, via flikar 150.

Díffusorn 148 bryter ljuset för att begränsa den fokuserade intensiteten hos belysningsstrålen 20 när den CW |\) Lj\ ÄÄ .._s.

OO 15 lämnar ljushöljet 140. Läget hos ljuskopplaren 98 kan vara anpassat till och med efter kopplingen av ljushöljeskonstruktionen 60 med modulen 58, med hjälp av hack 149 i det bakre läget 134 som medger tillgänglighet till fästen (ej visade) som sträcker sig genom öppningarna 117.

Inriktningsmekanismen 138 utnyttjas för övergàngs inriktning av belysningsstrålen 20. Inriktningsmekanismen 138 innefattar en U-formad hängande hållare 152, vilken är formad att hänga över ansatser 154 hos dissipatorn 56, och har ett par horisontella justeringsspår 156. Ett par fästen (ej visade) sträcker sig genom spåren 156 och är gängade in i gängade hål 158 i sidorna av dissipatorn 56.

Den U-formade hållaren 152 kan vara delad i två halvor 159, vilket visas i figur 4, eller så kan den vara en enkel integrerad enhet. Fästmekanismen 138 medger dissipatorn att roteras vertikalt och bytas horisontellt i förhållande till den U-formade hållaren 152. Givetvis kan hållare med annan form och kombinationer av hållare utnyttjas så väl som andra fästanordningar enligt känd teknik.

Tätningen 146 kan vara utformad på olika sätt och kan vara gjord av olika material. Tätningen 146 till exempel kan vara gjord av gummi och utformad som en packning eller tråd. Tätningen 146 kompenserar även för konstruktions avvikelser hos fordonskomponenter, så som hos belysningskonstruktionen 16 och vindrutan 28, genom att vara kompressibel och forma sig tätt mellan ljushöljet 140 och vindrutan 28, för att säkerställa en ljustät tätning.

Diffusorn 148 tillhandahåller homogenitet för ljus som strålar ut från ljushöljekonstruktionen 60. Diffusorn 148 kan appliceras direkt på optiken 100 eller så kan den uteslutas från systemet 10. Belysningsstrålen 20 kan stràla ut homogent från ljushöljekonstruktionen 60 genom att använda andra strålformande och styrtekniker enligt känd teknik. 526 418 16 Med hänvisning åter till figurerna 3-5, så innefattar kylsystemet 62 en luftkanal 160 som finns över dissipatorn 56 och över ett par strömförsörjnings dissipatorer 162 hos strömförsörjningen 64. En kylfläkt 164 är kopplad till luftkanalen 160 och cirkulerar luft runt en omkrets 166 av dissipatorn 56, tvärs kylflänsar 168 hos dissipatorn 56 och 162, och sprider värmeenergi från dissipatorn 56 och 162 in i luftspalten 66. Genom att kyla dissipatorn 56 och 162, så kyls även ljuskällan 72 och strömförsörjningen 64.

Strömförsörjningen 64 kan även vara av olika storlek, form, och modell enligt känd teknik. Ström- försörjningen 64 innefattar ett par dissipatorer 162, belysningsstyrningen 52, en kondensator 170, och skyddande hus 172 för strömförsörjningen. Denna unika kombination av styrningen 52, strömförsörjningen 64, och dissipatorerna 162 i kombination med den nära belägna placeringen av varje anordning i förhållande till ljus- källan 72 medför flera fördelar. Detta är en effektiv teknik för att mata ström till ljuskällan 72 utan ström- fluktuationer eller variationer, som åstadkommer effektiv kylning av styrningen 52 och strömförsörjningen 64, och det är en kompakt konstruktion för mångsidig användning på olika placeringar inuti fordonspassagerarutrymmen utan att hindra sikten för en fordonspassagerare. Kondensatorn 170 tillhandahåller låg spänning och hög ström som används av ljuskällan 72. Strömförsörjningen 64 kan även innefatta en elektromagnetisk skärmning (ej visad) som skärmar strömförsörjningen 64 från annan elektrisk utrustning som finns inuti fordonet 14.

Förutom de ovan nämnd komponenterna och anordningarna hos belysningssystemet 16, så kan en brännpunktsjustering 174 användas, som visas, mellan dissipatorn 56 och ljuskällan 72 för att justera brännpunkten hos belysningsstràlen 20 ut från ljuskällan 72. Brännpunktsjusteringen 174 kan vara i form av en eller flera mellanlägg, Vilket visas, eller kan vara på 526 -1-18 17 något annat sätt enligt känd teknik.

Belysningskonstruktionen 16 är kopplad till taket 70, via den U-formade hàllaren 152 och stöd hållare 176.

Den U-formade hàllaren 152 är kopplad till en förlängningshållare 178, vilken i sin tur är kopplad till en konstruktionsram 180. Stödhållarna 176 är kopplade till belysningskonstruktionen 16 och till ramen 180.

Kylsystemet 62 är format för att finnas inuti en ovanliggande konsolhållare 182, vilken också är kopplad till ramen 180. Belysningskonstruktionen 16 kan även innefatta fästpunkter eller positionerare, så som positionerare 184, för att hjälpa till vid installationen därav.

Fastän belysningssystemet 16 beskrivs med hänsyn till att det utnyttjas inuti en överliggande konsol, tackvare sin lågprofil konstruktion, så kan den innefattas i andra sammansättningar av fordonsgrupper.

Belysningssystemet 16 kan innefattas inuti fordonets stolpar, så som en A-stolpe, i en instrumentpanel, i olika placeringar hos innertaket, i en dörrpanel, eller i andra placeringar närliggande omkretsen hos ett fönster.

Belysningssystemet 16 medger snabb, enkel och exakt siktning av ljuskällan 72, utan att påverka inriktningen av ljuskällan 72 i förhållande till ljuskopplaren 98 och optiken 100, och utan att påverka den termiska geometrin för önskad kylning inuti bildsystemet 10.

De ovan beskrivna komponenterna och egenskaperna hos belysningssystemet 16 är nämnda endast i exemplifierande syfte, belysningssystemet 16 kan innefatta andra ytterligare komponenter eller egenskaper enligt känd teknik.

Med hänvisning till figur 11 visas ett blockschema av mottagarsystemet 18 i enlighet med utföringsform av föreliggande uppfinning. Mottagarsystemet 18 innefattar en mottagarkonstruktion 190 som har en mottagare 192, en inriktningsanordning 194 för mottagaren, ett filter 196, och ett styrsystem för mottagaren 194. Mottagaren 192 kan 526 418 18 vara i form av en laddningskopplad (CCD) kamera eller en komplementär metalloxidhalvledare (CMOS) kamera. Till exempel kan en CCD kamera, modell nr Wat902HS tillverkad av Watec America Corporation i Las Vegas, Nevada, användas som mottagare 192. Nära infrarött ljus som reflekteras från föremål tas emot av mottagaren 192 för att skapa en bildsignal. Filtret 196 används för att filtrera det reflekterade nära infraröda ljuset. Filtret 196 kan vara ett optiskt bandpassfilter, vilket medger ljus inom ett nära infrarött ljusspektrum att tas emot av mottagaren 192, vilket företrädesvis överensstämmer med våglängden hos ljuset som finns i belysningssignalen 20.

Filtret 196 kan vara åtskilt från mottagaren 192, vilket visas, eller kan vara i form av en beläggning på linsen hos mottagaren 192.

Inriktningsanordningen 194 för mottagaren kan användas för att justera mottagningsvinkeln hos den reflekterade belysningsstrålen 20. Inriktningsanordningen 194 för mottagaren kan medge manuell justering av mottagningsvinkeln eller så kan den motoriseras och/eller styras elektriskt via mottagarstyrningen 198.

Mottagarkonstruktionen 190 kan innefatta en anordning (ej visad) för att anpassa mottagarkänsligheten till ljus som överensstämmer med omgivande belysning. Även ljuskällan 72 och/eller mottagaren 192 kan stå i optisk kommunikation med målfordonet (ej visat). Åter med hänvisning till figurerna 3-5, så är styrningarna 52 och 198 företrädesvis mikroprocessor baserade, så som datorer som har centrala processor- enheter, minne (RAM och/eller ROM), och förknippade in- och utbussar. Styrningarna 52 och 198 kan vara integrerade kretsar som är specifika för tillämpningarna eller som kan vara utformade av andra logiska anordningar enligt känd teknik. Styrningarna 52 och 198 kan vara en del av ett fordons centrala huvudkontrollenhet, en interaktiv dynamisk fordons modul, en begränsad styrmodul, en övergripande säkerhetsstyrning, kombinerad 'z FE Éf? : :få Kf: f* 526 418 19 i en enkel integrerad styrning, eller så kan de vara fristående styrningar som visas.

Belysningsstyrningen 52 styr funktionen hos ljuskällan 72 och strömförsörjningen 64 medan mottagar- styrningen 198 styr manövreringen av mottagaren 192, filtret 196, och inriktningsanordningen 194 för mottagaren. Styrningarna 52 och 198 kan vara kopplade till styrningarna 199 för bildsystemet, vilket visas i figur 2, vilka är monterade på en mittkonsol 200. System- styrningarna 199 kan innefatta en aktiveringsbrytare 201, en justeringsstyrning 202 för ljuskopplarläget, och en styrning 203 för styrkan hos belysningsstrålen 203.

Aktiveringsbrytaren 201 kan användas för att aktivera bildsystemet 10 manuellt eller så kan bild- systemet 10 aktiveras internt av en av styrningarna 52 eller 198. Belysningssystemet 10 kan även aktiveras genom användning av ett röstaktiveringssystem (ej visat).

Ljuskopplingskontrollen 202 kan vara kopplad till en ljuskopplarmotor (ej visad) för att justera inriktnings- vinklar hos ljuskopplaren 98 i förhållande till ljus- källan 72 och optiken 100. Styrningen 203 av styrkan kan användas för att justera belysningsstràlens 20 intensitet, vilken i sin tur justerar signalen som indikerar styrka eller skärpa hos indikatorn 26.

Indikatorn 26 kan innefatta ett videosystem, ett ljudsystem, en ljusdiod, en lampa, ett GPS-system, en projicerings visning, en strålkastare, bakljus, ett visningssystem, ett telematik system eller andra indikatorer enligt känd teknik. Indikatorn 26 kan indikera läge, räckvidd och hastighet i förhållande till fordonet, så väl som andra kända föremålsparametrar eller egenskaper. Föremål kan innefatta vilket som helst levande eller icke levande föremål innefattande fotgängare, fordon, vägskyltar, vägmarkeringar, och andra föremål enligt känd teknik. I en utföringsform av föreliggande uppfinning är indikatorn 26 i form av en uppåtriktad visning och indikeringssignalen projiceras 526 418 20 för att verka som om den är framför fordonet 14.

Indikatorn 26 tillhandahåller en realtidsbild av mål- området för att öka synligheten av föremål under förhållanden med relativt låg nivå av synligt ljus, utan att behöva fokusera om ögonen för att övervaka en skärm inuti passagerarutrymmet.

Indikatorn 26 kan innefatta en skärm med flytande kristaller (LCD) som verkar vid låg temperatur, en video- styrning, en synfältsspegel, så väl som andra komponenter för att projicera visualiseringar i synfältet enligt känd teknik. Indikatorn 26 kan likna en vägscen på ett sätt som medger en fordonsförare att snabbt och enkelt övergå mellan indikatorn 26 och vindrutan 28. Indikatorn 26 och mottagarkonstruktionen 18 kan vara separata eller en del av ett enkel paket. Indikatorn 26 kan innefatta en opak svängd spegel. När indikatorn 26 inte används så kan den dras in i instrumentpanelen 46. Indikatorn 26 kan olika upplösning och storlek på synfältet och kan visa föremål som har olika skenbar storlek.

Vindrutan 28 enligt ovan innehåller en XIR® film eller liknande, som fungerar som en nära infraröd absorbent eller reflektor som hindrar överföring av nära infrarött ljus genom vindrutan. XIR® filmen tillverkas av Southwall Technologies Inc. Fastän en XIR® film används, så kan det finnas andra IR reflekterande skikt, så som de som bildas när man använder en katodförstoftningsprocess enligt känd teknik. Vindrutan innefattar ett par utskärningar 206 när den tillverkas där XIR® filmen lämnas öppen i ett överföringsområde 36 och mottagnings- omràde 38 hos vindrutan för belysningsstrålen 20 och den reflekterade delen därav för att passera igenom. Det kan även finnas flera IR skikt inuti vindrutan 28 som var och en har lämnats med en öppning i överföringsområdet 36 och mottagningsomràdet 38.

Bildsystemet 10 kan även innefatta användning av en färgkorrigerad ljuskälla och motsvarande styrkrets (ej visad). Ljuskällan och styrkretsen kan vara innefattade i 526 418 21 modulen 58. Styrkretsen kan även innefattas i ena eller andra av styrningarna 52 och 198. För en ytterligare detaljerad förklaring av den färgkorrigerade ljuskällan eller av styrkretsen se US patentansökan serie nummer 10/O64,l16, med titel ”Color corrected laser illumination system for night vision applications", inlämnad den 12 juni 2002 och infogas här som referens.

Med hänvisning till figur 12 visas ett logiskt flödesdiagram för en metod att montera belysningssystemet 16 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

I steg 220 är dissipatorn 56, ljuskällan 72 och modulen 58 inriktade i förhållande till varandra.

Brännpunktsjusteringen 174 kan också vara inriktad i förhållande till ljuskällan 72. I steget 222 styrs ljuskällan 72 in i styrningen 92 för ljuskällan hos kroppen 90. I steget 224 fästs dissipatorn 56 och ljus- källan 72 vid kroppen 90. När den utnyttjas så kan brännpunktsjusteringen 174 även vara fäst vid kroppen 90.

I steget 226 styrs ljuskopplaren 72 in i kroppen 90 via ljuskopplarstyrningen 94 och riktas in med ljuskällan 72 och fästs vid kroppen 90. I steget 228 styrs optiken 100 in i kroppen 90 och riktas in med ljuskopplaren 98, via kanalformade guider 96, och fästs vid kroppen 90.

I steget 230 fästs inriktningsanordningen 138 vid dissipatorn 56. I steget 232 kopplas luftkanalen 160 runt dissipatorn 56 för att vara i fluidkommunikation med dissipatorn 56. I steget 234 är strömförsörjningen 64 kopplad till luftkanalen 160 för att stå i fluid- kommunikation med luftkanalen 160. I steget 236 kopplas ljushöljeskonstruktionen 60 till kroppen 90.

Med hänvisning till figur 13 visas ett logiskt flödesdiagram en metod att installera belysningssystemet 16 inuti passagerarutrymmet 12 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

I steget 250 monteras belysningssystemet.

Belysningssystemet 16 kan monteras genom att använda metoden som beskrivs i utföringsformen i figur 12. 22 I steget 252 kopplas belysningssystemet 16 till ramen 180. Luftkanalen 160 är positionerad in i den överliggande konsolhållaren 182 och inriktnings- anordningen 138 fästs vid förlängningshållaren 178.

Förlängningshållaren 178 och stödhállaren 176 är kopplade till ramen 180. I steget 254 tätas ljushöljet hos belysningssystemet 16 mot vindrutan 28. Stegen 252 och 254 är avsedda att utföras samtidigt.

I steget 256 justeras överföringsvinkeln hos belysningsstràlen 20 hos belysningssystemet 16 genom att justera kroppen 90 i förhållande till den U-formade hållaren 152, vilket beskrivits ovan. I steget 258 vid inriktning eller justering av överföringsvinkeln hos belysningssystemet 16 sà är belysningssystemet 16 stelt låst i ett önskat läge.

Med hänvisning till figur 14 visar ett logiskt flödesdiagram en metod för att manövrera bildsystemet 10 enligt en utföringsform av föreliggande uppfinning.

I steget 300 skapar belysningssystemet 16 belysningsstràlen 20 inifrån passagerarutrymmet 12. I steget 302 reflekterar och kollimeras ljus från belysningssystemets 16 ljuskälla 72 för att skapa ett stràlmönster framför fordonet 14.

I steget 304 riktar modulen 58 och ljushölje- konstruktionen 60 belysningsstrålen 20 genom vindrutan 28, därigenom lyses målområdet 24 upp. Ljushölje- konstruktionen 60 kan genom användning av diffusorn 148 även sprida belysningsstràlen 20 innan den överförs genom vindrutan 28.

I steget 306 kan den utstrålade riktningen och brännpunkten hos belysningsstràlen 20 justeras genom att använda inriktningsanordningen 138 och brännpunkts- justeringen 174.

I steget 308 tar mottagarsystemet 18 emot reflekterade delar av belysningsstràlen 20 genom vindrutan 28. I steget 310 skapar mottagarsystemet 18, som respons på det reflekterande ljuset vid den önskade 23 våglängden, en bildsignal motsvarande för att detektera föremål inom målområdet 24. I steget 312 skapar mottagar- styrningen 198 indikeringssignalen som respons på bildsignalen. I steget 314 indikeras indikeringssignalen till fordonets passagerare via indikatorn 26.

Ovan beskrivna steg i figurerna 12-14 är illustrerande exempel; stegen kan utföras sekventiellt, synkront, simultant eller på annat sätt beroende på tillämpningen.

Föreliggande uppfinning tillhandahåller ett aktivt mörkerseendesystem som har både ett belysningssystem och ett mottagarsystem beläget inuti ett passagerarutrymme hos fordonet. Genom att ha belysningssystemet och mottagarsystemet belägna inuti passagerarutrymmet kan underhåll av bildsystemet minimeras och risken för skada och/eller stöld minimeras även. Extrema temperaturer, luftfuktighet och luftflöden är inte längre aktuella eller ett problem eftersom belysningssystemet och mottagarsystemet är belägna inuti passagerarutrymmet.

Miljöinställningar är lätta att upprätthålla och kontroll av värmen hos belysningssystemet är lätt att styra. Den kompakta konstruktionen hos föreliggande uppfinning kan med lätthet packas på olika platser i ett passagerar- utrymme hos fordonet utan att hindra sikten för en fordonspassagerare eller påverka interiöra säkerhetsomràden.

Då uppfinningen har beskrivits i samband med en eller flera utföringsformer, skall det förstås att de specifika mekanismerna och teknikerna som har beskrivits endast är illustrativa för uppfinningens principer, flera modifieringar kan göras för metoderna och anordningarna som beskrivits utan att frångå uppfinningens kärna och omfång som definieras av de bifogade kraven.

Claims (25)

526 418 24 PATENTKRAV

1. l. Belysningssystem för ett passagerarutrymme hos ett fordon innefattande: åtminstone en belysningskonstruktion innefattande: en ljuskälla; en strålbildande optik optiskt kopplad till nämnda ljuskälla för att bilda ett belysningsmönster riktat utanför fordonet; och ett hus som stödjer nämnda stràlbildande optik längs en taklinje och fönsters omkrets hos fordonet; nämnda belysningskonstruktion styr driftstemperaturen hos nämnda ljuskälla.

2. System enligt krav 1 vidare innefattande en ljuskoppling som leder ljus som bildas av nämnda ljuskälla mellan nämnda ljuskälla och nämnda strålbildande optik.

3. System enligt krav l vidare innefattande åtminstone en dissipator i termisk kommunikation med nämnda ljuskälla.

4. System enligt krav 3 vidare innefattande: en luftkanal i fluidkommunikation med nämnda åtminstone en dissipator; och en kylfläkt i fluidkommunikation med nämnda luftkanal och cirkulerande luft tvärs nämnda åtminstone ena dissipator.

5. System enligt krav 3 vidare innefattande en termisk koppling i termisk kommunikation med och hjälper till vid överföring av värmeenergi mellan nämnda ljuskälla och nämnda åtminstone ena dissipator.

6. System enligt krav 1 vidare innefattande en strömförsörjning som matar nämnda ljuskälla. 526 418 25

7. System enligt krav 6, varvid nämnda ström- försörjning innefattar åtminstone en dissipator.

8. System enligt krav 7 vidare innefattande: en luftkanal i fluidkommunikation med nämnda strömförsörjning; och en kylfläkt i fluidkommunikation med nämnda luftkanal.

9. System enligt krav 1 vidare innefattande en brännpunktsjustering för justering av en brännpunkt hos nämnda belysningsmönster.

10. System enligt krav l vidare innefattande en komponentinriktningsupprätthållningsmodul för att upprätthålla inriktning av nämnda ljuskälla med nämnda strålbildande optik.

11. System enligt krav 1 vidare innefattande ett ljushölje kopplat mellan belysningskonstruktionen och ett fönster hos fordonet.

12. System enligt krav ll vidare innefattande en ljustätning kopplad mellan nämnda ljushölje och nämnda fönster.

13. System enligt krav 1 vidare innefattande en diffusor för att sprida ljus som skapats av nämnda ljuskälla.

14. System enligt krav 1 vidare innefattande en inriktningsanordning kopplad till nämnda hus och inriktande nämnda belysningsmönster. 526 418 26

15. System enligt krav 14, varvid nämnda inriktningsanordning kopplar nämnda hus till en takstruktur hos fordonet.

16. System enligt krav 1 vidare innefattande en överliggande hållare som kopplar nämnda hus till en takstruktur hos fordonet.

17. System enligt krav 1, vidare innefattande: en temperaturgivare som känner av temperaturen hos nämnda ljuskälla och skapar en temperatursignal; och en värmare för att öka temperaturen hos nämnda ljuskälla som respons på nämnda temperatursignal.

18. System enligt krav 17 vidare innefattande en styrning kopplad till nämnda temperaturgivare och till nämnda värmare och som justerar temperaturen hos nämnda ljuskälla som respons på nämnda temperatursignal.

19. System enligt krav 18, varvid nämnda styrning är en integrerad del av en strömförsörjning.

20. System enligt krav 1, varvid nämnda ljuskälla är en när infraröd ljuskälla.

21. System enligt krav 1, varvid nämnda ljuskälla är en diodlaser.

22. System enligt krav 1, varvid nämnda stràlbildande optik är en kollimerande optik.

23. System enligt krav 1, varvid nämnda hus riktar nämnda belysningsstråle genom ett torkarbladsområde hos fordonet.

24. System enligt krav 1 utformat att monteras närliggande en mottagare. (TI fo f'\ 418 27

25. Belysningssystem för ett passagerarutrymme hos ett fordon innefattande: åtminstone en belysningskonstruktion innefattande: en ljuskälla; en strålbildande optik som är optiskt kopplad till nämnda ljuskälla för att bilda ett belysningsmönster riktat utanför fordonet; ett hus som stödjer åtminstone en del av nämnda ljuskälla och nämnda stràlbildande optik längs en taklinje hos fordonet för att överföra nämnda belysningsstråle genom ett fönster hos fordonet: en strömförsörjning kopplad till och som matar nämnda mörkerseendebelysningsanordning; och åtminstone en dissipator i termisk kommunikation med nämnda ljuskälla och nämnda strömförsörjning; nämnda belysningskonstruktion tillhandahåller en temperaturstyrd driftsmiljö för nämnda ljuskälla.