SE542729C2

SE542729C2 - Lighting device for vehicles

Info

Publication number: SE542729C2
Application number: SE1200160A
Authority: SE
Inventors: Benny Thörnberg; Lars Svelander
Original assignee: Lars Svelander
Priority date: 2012-03-13
Filing date: 2012-03-13
Publication date: 2020-06-30
Also published as: SE1200160A1

Abstract

Belysningsanordning (1) för avgivande av elektromagnetisk strålning för belysningsändamål eller liknande från ett fordon (7). Belysningsanordningen innefattande minst en enhet (2) i vilken elektromagnetisk strålning genereras av minst en strålningsgenerande enhet (3), vars genererade elektromagnetisk strålning avges från belysningsanordningen (1) av minst en strålningsavgivande enhet (4) under bildande av minst en ljuskägla vilken är justerbart anordnad med minst ett styrsystem. Belysningsanordningen (1) innefattar minst en bildsensor vars insamlade information bearbetas i minst en datoriserad bildanalysenhet. Ljuskäglans justerbarhet uppnås av att ljuskäglan är uppdelad i ett flertal sektorer (9) och att den avgivna ljusintensiteten i respektive sektor (9) kan styras individuellt med utgångspunkt från information insamlad av bildsensom och som bearbetats av bildanalysenheten. Patentansökan innefattar även ett förfarande för användning av belysningsanordningen.Lighting device (1) for emitting electromagnetic radiation for lighting purposes or similar from a vehicle (7). The lighting device comprising at least one unit (2) in which electromagnetic radiation is generated by at least one radiation generating unit (3), the generated electromagnetic radiation of which is emitted from the lighting device (1) by at least one radiation emitting unit (4) forming at least one light cone which is adjustably arranged with at least one control system. The illumination device (1) comprises at least one image sensor whose collected information is processed in at least one computerized image analysis unit. The adjustability of the light cone is achieved by the light cone being divided into a plurality of sectors (9) and that the emitted light intensity in each sector (9) can be controlled individually on the basis of information collected by the image sensor and processed by the image analysis unit. The patent application also includes a method of using the lighting device.

Description

BELYSNINGSANORDNING FÖR FORDON Tekniskt område Den föreliggande uppfinningen avser en belysningsanordning, vilken är avsedd att anslutas till ett fordon, i enlighet med patentkraven. TECHNICAL FIELD The present invention relates to a lighting device, which is intended to be connected to a vehicle, in accordance with the claims.

Teknisk bakgrund Fordon såsom bilar, lastbilar med flera typer av fordon är försedda med belysningsanordningar vilka är avsedda att avge ljus i fordonets färdriktning. Dessa anordningar kan utgöras av fast monterade belysningsanordningar eller utgöras av någon typ av tillsatsbelysning såsom exempelvis extraljus. Extraljusens huvudsakliga uppgift är att förstärka fordonets befintliga fast monterade helljus när detta är påslaget. Technical background Vehicles such as cars, trucks with several types of vehicles are equipped with lighting devices which are intended to emit light in the direction of travel of the vehicle. These devices can consist of permanently mounted lighting devices or consist of some type of additional lighting such as, for example, auxiliary lights. The main task of the auxiliary lights is to amplify the vehicle's existing permanently mounted main beam when this is switched on.

Tillsatsbelysningar såsom extraljus innefattar ett flertal olika problem. För det första kan det vara svårt för att inte säga omöjligt att montera extraljusen på vissa fordonsmodeller. För det andra kan monteringen av extraljusen på fordonet medföra att hål eller andra ingrepp på fordonet måste ske. För det tredje utgör det faktum att extraljusen vanligen monteras utvändigt på fordonet i sig problem. Exempelvis kan det ur trafiksäkerhetssynpunkt vara olämpligt att montera ett extraljus på fordonets utsida då dessa vid en kollision förvärrar skadorna på oskyddade trafikanter. Därtill kan utvändigt monterade extraljus även medföra en höjd bränsleförbrukning på grund av en försämrad aerodynamik samt även medföra försämrad kylning av motorn Utvändigt monterade belysningsanordningar har generellt även ett problem med att lyktglasen på dessa blir nedsmutsade vilket i sin tur medför att det avgivna ljuset från dessa reduceras. Även aktiva IR belysningar/sensorer har motsvarande problem. Dessutom är utvändigt monterade belysningsanordningar generellt utsatt för skadegörelse, stöld och även stenskottsskador på lyktglasen. Auxiliary lighting such as auxiliary lights include a number of different problems. Firstly, it can be difficult, if not impossible, to mount the auxiliary lights on certain vehicle models. Secondly, the installation of the auxiliary lights on the vehicle may mean that holes or other interventions on the vehicle must take place. Thirdly, the fact that the auxiliary lights are usually mounted on the outside of the vehicle itself is a problem. For example, from a road safety point of view, it may be inappropriate to mount an auxiliary light on the outside of the vehicle as these in the event of a collision aggravate the damage to unprotected road users. In addition, externally mounted auxiliary lights can also lead to an increased fuel consumption due to impaired aerodynamics and also lead to impaired cooling of the engine. . Active IR illuminations / sensors also have similar problems. In addition, externally mounted lighting devices are generally exposed to damage, theft and even stone chip damage to the lens.

Det föreligger även problem med att det avgivna ljuset reflekteras av olika delar av vägbanan samt olika typer av vägmarkeringar, skyltar och liknande och att dessa reflektioner är mer eller mindre besvärande för föraren. Även ljus som reflekteras från terrängen och väder kan i olika omfattning upplevas som störande för föraren. Reflekterande ljus kan exempelvis medföra att föraren temporärt bländas eller påverkas att på något annat sätt minska sin vaksamhet i trafiken. Det föreligger därför ett behov av en belysningsanordning vars avgivna ljus kan regleras så att olägenheterna, för föraren, av det reflekterande ljuset minskas. There are also problems with the emitted light being reflected by different parts of the road surface as well as different types of road markings, signs and the like and that these reflections are more or less troublesome for the driver. Even light that is reflected from the terrain and weather can to varying degrees be perceived as disturbing to the driver. Reflective light can, for example, cause the driver to be temporarily dazzled or influenced to reduce his alertness in traffic in some other way. There is therefore a need for a lighting device whose emitted light can be regulated so that the inconveniences, for the driver, of the reflecting light are reduced.

Ett ytterligare problem med användning av belysningsanordningar i fordon är att det är besvärande att blända av från helljus till halvljus eller vice versa vid möte eller vid ikappköming av framförvarande fordon. Ett annat problem i samband med avbländning av helljus är att förare bländar av sent vilket medför problem och irritationer för förare i mötande och framförvarande fordon. A further problem with the use of lighting devices in vehicles is that it is troublesome to dazzle from high beam to low beam or vice versa when meeting or catching up with vehicles in front. Another problem in connection with dimming of high beams is that drivers dazzle late, which causes problems and irritations for drivers in oncoming and in front of vehicles.

För att minska problemen med att manuellt blända av har automatiska system för avbländning tagits fram. Befintliga typer av system för automatisk avbländning har dock visat sig innefatta ett antal problem. Ett av dessa problem är att med en kamera, sensor eller liknande samla in information om framförvarande ljus och bearbeta denna information i realtid. Problemet består i att den breda dynamiska variationsvidden av ljusintensiteter, allt från ett mötande fordons strålkastare som på nära avstånd strålar direkt in i kameran till bakljuset på ett fordon belägen på långt avstånd framför fordonet, är mycket större än den dynamiska variationsvidden som dagens standardiserade bildsensorer har, vanligtvis 65dB. To reduce the problems of manually dimming, automatic dimming systems have been developed. However, existing types of automatic dimming systems have been shown to involve a number of problems. One of these problems is to use a camera, sensor or similar to collect information about the light in front and process this information in real time. The problem is that the wide dynamic range of light intensities, ranging from the headlights of an oncoming vehicle radiating at close range directly into the camera to the taillight of a vehicle far in front of the vehicle, is much greater than the dynamic range of today's standard image sensors , usually 65dB.

Det föreligger även problem med att integrera en bildsensor, med en elektronisk beräkningsenhet så som minne, mikroprocessor eller programmerbar logik, i en belysningsanordning. Exempelvis medför förlusteffektema i de elektroniska komponenterna, samt den ljuskälla som omvandlar elektrisk energi till optisk strålning, att värme utvecklas.. Denna värmeutveckling, om den sker i närheten av bildsensom, minskar i sin tur bilsensoms dynamiska område på grund av termiskt brus. Enheterna kan vidare bli för varma vilket i sin tur kan orsaka sprickbildning i fordonets vindruta, särskilt vid kalla väderförhållanden. There are also problems with integrating an image sensor, with an electronic computing unit such as memory, microprocessor or programmable logic, into a lighting device. For example, the loss effects in the electronic components, as well as the light source that converts electrical energy into optical radiation, cause heat to develop. This heat generation, if it occurs near the image sensor, in turn reduces the dynamic range of the car sensor due to thermal noise. The units can also become too hot, which in turn can cause cracks in the vehicle's windscreen, especially in cold weather conditions.

Ett problem med att skapa en belysningsenhet vilken ansluts till insidan av ett fordons vindruta är att enheten kan skymma sikten för föraren. Detta problem försvåras av att moderna bilar vanligen utrustas med olika säkerhetssystem som även dessa innefattar enheter som är placerade i anslutning till vindrutan och därigenom konkurrerar om platsen. Det finns därför behov av ett belysningssystem som kan integreras med bilens övriga säkerhetssystem och enheter placerade i anlutning till vindrutan. One problem with creating a lighting unit that connects to the inside of a vehicle's windshield is that the unit can obscure the view of the driver. This problem is exacerbated by the fact that modern cars are usually equipped with various safety systems, which also include units that are located adjacent to the windscreen and thereby compete for space. There is therefore a need for a lighting system that can be integrated with the car's other safety systems and units located adjacent to the windscreen.

Ett ytterligare problem med konstruktioner avsedda att anslutas till vindrutan är att enhetens storlek och vikt kan bli för stor respektive för tung för att kunna anslutas till ett fordons vindruta på ett säkert sätt. Förutom problem med vikt och storlek föreligger vidare behov av ett belysningssystem som lättare kan anpassas för olika lutningar på rutan. An additional problem with structures intended to be connected to the windscreen is that the unit's size and weight can be too large and too heavy to be able to be connected to a vehicle's windscreen in a safe way. In addition to problems with weight and size, there is also a need for a lighting system that can be more easily adapted for different slopes on the window.

I samband med förflyttning på vägar i skymning och mörker föreligger problem med att vilt och andra föremål som inte avger ljus kan komma i fordonets färdväg och därigenom förorsaka olyckor och liknande. Viltolyckor skapar lidande för de drabbade och medför kostnader för samhället. Det föreligger därigenom ett behov av en utrustning med vilken vilt och annat på eller i anslutning till vägen kan uppmärksammas i tid för att undvika kollisioner. In connection with moving on roads in twilight and darkness, there are problems with game and other objects that do not emit light being able to enter the vehicle's route and thereby cause accidents and the like. Wildlife accidents create suffering for the victims and entail costs for society. There is thus a need for equipment with which game and other things on or in connection with the road can be noticed in time to avoid collisions.

Det finns således ett stort antal betydande problem med nuvarande och kända tekniska belysningslösningar för fordon och följaktligen finns det ett behov av lösningar som kan avhjälpa dessa problem. Thus, there are a large number of significant problems with current and known technical lighting solutions for vehicles and consequently there is a need for solutions that can remedy these problems.

Känd teknik En belysningsanordning av typen extraljus avsedd att placeras på insidan av vindrutan är sedan tidigare känd via patentskriften SE529793. 1 patentskriften beskrivs ett extraljus vilket placeras i höjd med backspegeln. Även om den i patentskriften beskrivna konstruktionen mycket väl uppfyller sina syften så innefattar denna några av ovan nämnda problem. Prior art An illumination device of the extra light type intended to be placed on the inside of the windscreen is already known via patent specification SE529793. The patent specification describes an auxiliary light which is placed at the height of the rear-view mirror. Although the construction described in the patent specification very well fulfills its purposes, it includes some of the above-mentioned problems.

Exempelvis sker justeringen av extraljusets avgivna ljuskägla manuellt till skillnad från den föreliggande uppfinningen där justeringen av ljuskäglan sker automatiskt. Vidare är inte extraljusets avgivna ljuskägla uppdelad i sektorer vars ljusintensitet kan styras individuellt. For example, the adjustment of the auxiliary light emitted by the auxiliary light takes place manually, in contrast to the present invention, where the adjustment of the light cone takes place automatically. Furthermore, the emitted light cone of the auxiliary light is not divided into sectors whose light intensity can be controlled individually.

I patentskriften US7566851 och US6831261 beskrivs varianter av automatisk styrning av ett fordons helljus. De beskrivna styrningarna innefattar en funktion för automatisk avbländning av fordonets helljus med utgångspunkt från en kameras insamlade information om mötande trafiks och/eller upphunnens trafiks belysningspunkter. I patentskriftema beskrivs metoder för hur den insamlade informationen från kameran kan särskilja ljus avgivna av fordons framlyktor eller baklyktor. Det avgivna ljusets spektrala innehåll och dess spatiala intensitetsfördelning används för att bestämma om ljuset utgörs av ett fordons helljus, halvljus, bakljus, gatljus eller ljus som reflekteras från olika föremål, exempelvis vägskyltar. Patents US7566851 and US6831261 describe variants of automatic control of a vehicle's main beam. The described controls include a function for automatic dimming of the vehicle's headlights based on a camera's collected information about oncoming traffic and / or the illuminated traffic's traffic points. The patents describe methods for how the information collected from the camera can distinguish light emitted by vehicle headlights or taillights. The spectral content of the emitted light and its spatial intensity distribution are used to determine whether the light consists of a vehicle's main beam, dipped beam, taillight, street light or light reflected from various objects, such as road signs.

Ett problem med att skapa automatiskt styrning av helljus är det enormt stora dynamiska området av ljusintensitet från ett mötande fordons framlykta som lyser rakt in i kameran på nära håll till intensiteten från en mer avlägsen baklykta, vilket är mycket större än vad som normalt kan registreras med en standardmässig bildsensor, idag typiskt 65 dB. Detta problem har i US6831261 och US7899213 lösts genom att använda sig av en sekvens bilder som exponerats med olika tider och/eller förstärkningar. Teknikutvecklingen för bildsensorer går dock snabbt framåt. Idag är det möjligt att köpa en 4 MPixels bildsensor från Cmosis som har 90 dB dynamiskt område eller en 3MPixels bildsensor från Aptina som har 120 dB dynamiskt område. Burghartz med flera beskriver en cmos-sensor med logaritmisk känslighet motsvarande 170 dB dynamik. Exempelvis tillverkare av komponenter för bilindustri samt tillverkare av utrustning för kameraövervakning är i stort behov av bildsensorer med brett dynamiskt ljusomfång (HDR) och driver därför på utvecklingen av denna sensorteknologi. Marknaden för dessa bildsensorer med HDR förväntas därför expandera och kan därmed anses vara känd teknologi. A problem with creating automatic headlight control is the huge dynamic range of light intensity from an oncoming vehicle headlight that shines straight into the camera at close range to the intensity from a more distant taillight, which is much larger than what can normally be detected with a standard image sensor, today typically 65 dB. This problem has been solved in US6831261 and US7899213 by using a sequence of images exposed with different times and / or gains. However, technological development for image sensors is advancing rapidly. Today it is possible to buy a 4 MPixels image sensor from Cmosis which has 90 dB dynamic range or a 3MPixels image sensor from Aptina which has 120 dB dynamic range. Burghartz and others describe a cmos sensor with logarithmic sensitivity corresponding to 170 dB dynamics. For example, manufacturers of components for the automotive industry and manufacturers of equipment for camera surveillance are in great need of image sensors with a wide dynamic light range (HDR) and therefore drive the development of this sensor technology. The market for these image sensors with HDR is therefore expected to expand and can thus be considered as known technology.

I Teknikens Värld Nr. 1, 2010 noterar testföraren Ruben Börjesson att den automatiska bländningsfunktionen som levereras med Audi Q5 inte fungerar tillförlitligt vid körning på vägar som täckts med snö. Detta orsakas troligen av att den automatiska avbländningen i Audi Q5 är alltför känslig för ljusintensitet och därmed störs av det egna fordonets belysning som reflekteras i snön och in i bildsensom. Det reflekterade ljuset karakteriseras av en inhomogen fördelning över den bild som bildsensom genererar. Områden på vägen och plogkanter närmast det egna fordonet blir ljusstarka emedan områden långt bort från bilen blir mörka. Den beskrivna uppfinningen löser detta problem genom att mäta ljuspunkternas intensitet relativt en lokal bildbakgrund. Genom att den automatiska funktionen dessutom lägger stor vikt vid ljuspunkternas parvisa geometriska egenskaper blir den mindre känslig för ljusintensiteten. I patentskriften US7566851 mäts ljuspunkternas absoluta intensitet utan referens till bildbakgrunden. In the World of Technology No. 1, 2010 test driver Ruben Börjesson notes that the automatic glare function that comes with the Audi Q5 does not work reliably when driving on roads covered with snow. This is probably caused by the fact that the automatic dimming in the Audi Q5 is too sensitive to light intensity and thus disturbed by the own vehicle's lighting which is reflected in the snow and into the image sensor. The reflected light is characterized by an inhomogeneous distribution over the image generated by the image sensor. Areas on the road and plow edges closest to your own vehicle become bright while areas far away from the car become dark. The described invention solves this problem by measuring the intensity of the light points relative to a local image background. Because the automatic function also places great emphasis on the pairwise geometric properties of the light points, it becomes less sensitive to the light intensity. In the patent specification US7566851 the absolute intensity of the light points is measured without reference to the image background.

Kortfattad beskrivning av figurer I den följande detaljerade beskrivningen av den föreliggande uppfinningen kommer hänvisning och referenser till figurer att ske. Respektive figur beskrivs kortfattat i den följande figurförteckningen. Notera att figurerna är schematiska och att detaljer därmed kan vara utelämnade i dessa. De i figurerna exemplifierade utföringsformerna av belysningsenheten är därför inte begränsande för skyddsomfånget för den föreliggande patentansökan. Brief Description of Figures In the following detailed description of the present invention, reference and references to figures will be made. Each figure is briefly described in the following list of figures. Note that the figures are schematic and that details can thus be omitted in them. The embodiments of the lighting unit exemplified in the figures are therefore not limiting of the scope of protection of the present patent application.

Figur 1 A visar schematiskt ett fordon försedd med en belysningsanordning i enlighet med en första utföringsform. Figure 1A schematically shows a vehicle provided with a lighting device in accordance with a first embodiment.

Figur 1B figur 1 visar en ljuskägla (ljusbild) som indelats i N stycken sektorer. Figure 1B figure 1 shows a light cone (light image) divided into N sectors.

Figur 2 visar de viktigaste systemkomponentema i en enhet för elektronisk datoriserad bildanalys. Figure 2 shows the most important system components in a unit for electronic computerized image analysis.

Figur 3 visar en dataflödesgraf bestående av bildanalysoperationer som exekveras i den datoriserade bildanalysenheten i figur 2. Figure 3 shows a data flow graph consisting of image analysis operations executed in the computerized image analysis unit of Figure 2.

Figur 4 visar en kontrollflödesgraf för den algoritm som definierar funktionaliteten i Styr- och belysningsenheten 2. Figure 4 shows a control flow graph for the algorithm that defines the functionality of the Control and Lighting Unit 2.

Figur 5 visar en binär bild med svarta områden på en vit bakgrund. De svarta och vita områdena är segmenterade utifrån en kamerabild som ursprungligen visar ljuspunkter i en i övrig mörk bakgrund. Figure 5 shows a binary image with black areas on a white background. The black and white areas are segmented based on a camera image that originally shows points of light in an otherwise dark background.

Figur 6 visar en ritning med två ljuspunkter motsvarande lyktor på ett fordon. A1 och A2 betecknar areorna av respektive ljuspunkter där d betecknar avståndet emellan punkterna. De minsta möjliga rektanglar som kan omsluta areorna A1 och A2 har bredd W1 och W2 samt längd L1 and L2. Figure 6 shows a drawing with two light points corresponding to headlights on a vehicle. A1 and A2 denote the areas of the respective points of light where d denotes the distance between the points. The smallest possible rectangles that can enclose areas A1 and A2 have widths W1 and W2 and lengths L1 and L2.

Figur 7 visar en typisk situation där bildbakgrunden får en kraftig inhomogen ljusintensitet på grund av att det egna fordonets belysning i framriktningen reflekteras i den snötäckta vägbanan samt i omgivande plogvallar. Figure 7 shows a typical situation where the image background has a strong inhomogeneous light intensity due to the lighting of the own vehicle in the forward direction being reflected in the snow-covered road surface and in the surrounding plow embankments.

Figur 8 och 9 visar alternativa utföringsformer av belysningsanordningen. Figures 8 and 9 show alternative embodiments of the lighting device.

Detaljerad beskrivning av uppfinningen Med hänvisning till figurerna visas en belysningsanordning 1 i enlighet med den föreliggande patentansökan. Belysningsanordningen 1 innefattar minst en enhet 2 i vilken elektromagnetisk strålning genereras. Enheten 2, i vilken elektromagnetisk strålning genereras, innefattar minst en strålningsgenererande enhet 3. Den genererade strålningen överförs till minst en strålningsavgi vande enhet 4. Med strålningsgenererande enhet 3 avses en enhet vilken genererar elektromagnetisk strålning. Med strålningsavgivande enhet 4 avses en enhet från vilken den genererande strålningen avges från belysningsanordningen 1. Den strålningsgenererande 3 och den strålningsavgivande enheten 4 kan vara integrerade i en och samma enhet eller utgöras av separata enheter vilka står i förbindelse med varandra via minst en strålningsöverförande enhet 5. Den strålningsöverförande enheten 5 kan exempelvis utgöras av minst en optisk fiber eller liknande. Detailed Description of the Invention Referring to the figures, a lighting device 1 is shown in accordance with the present patent application. The lighting device 1 comprises at least one unit 2 in which electromagnetic radiation is generated. The unit 2, in which electromagnetic radiation is generated, comprises at least one radiation-generating unit 3. The generated radiation is transmitted to at least one radiation-emitting unit 4. By radiation-generating unit 3 is meant a unit which generates electromagnetic radiation. By radiation emitting unit 4 is meant a unit from which the generating radiation is emitted from the lighting device 1. The radiation generating unit 3 and the radiation emitting unit 4 may be integrated in one and the same unit or consist of separate units which are connected to each other via at least one radiation transmitting unit 5. The radiation transmitting unit 5 may, for example, consist of at least one optical fiber or the like.

Den strålningsavgivande enheten 4 avger den genererade och överförda elektromagnetiska strålningen mot den yta eller de ytor som skall bestrålas. Företrädesvis bestrålas ytor i fordonets färdriktning eller väsentliga färdriktning. Det är dock tänkbart att andra ytor än de ovan angivna bestrålas av den strålningsavgivande enheten. The radiation emitting unit 4 emits the generated and transmitted electromagnetic radiation to the surface or surfaces to be irradiated. Preferably, surfaces are irradiated in the direction of travel or essential direction of travel of the vehicle. However, it is conceivable that surfaces other than those indicated above are irradiated by the radiation emitting unit.

För att manövrera belysningsanordningens 1 funktioner innefattar belysningsanordningen 1 minst ett styrsystem, som exempelvis ingår i en styr och kontrollenhet vilken exempelvis kan vara integrerad med enheten 2 (visad i figur 1A). Alternativt är belysningsanordningen 1 ansluten till minst ett styrsystem i fordonet. Det är vidare tänkbart att belysningsenhetens styrsystem interagerar med minst ett styrsystem i fordonet såsom fordonets belysningssystem. In order to operate the functions of the lighting device 1, the lighting device 1 comprises at least one control system, which is for instance included in a control and monitoring unit which can for instance be integrated with the unit 2 (shown in figure 1A). Alternatively, the lighting device 1 is connected to at least one control system in the vehicle. It is further conceivable that the control system of the lighting unit interacts with at least one control system in the vehicle such as the vehicle's lighting system.

Belysningsanordningen drivs företrädesvis av elektrisk energi som matas från fordonets elsystem till belysningsanordningen med kablage eller med någon annan sedan tidigare känd energiöverförande anordning lämplig för ändamålet. Alternativt kan belysningsenheten drivas av minst en ackumulator som avger ackumulerad elektrisk energi. Ackumulatorn, eller ackumulatorerna kan vara integrerad med belysningsanordningen. Tänkbart är att enheten kan innefatta en enhet vilken alstrar elektrisk energi. The lighting device is preferably driven by electrical energy which is supplied from the vehicle's electrical system to the lighting device with wiring or with another previously known energy transfer device suitable for the purpose. Alternatively, the lighting unit may be powered by at least one accumulator which emits accumulated electrical energy. The accumulator, or accumulators can be integrated with the lighting device. It is conceivable that the unit may comprise a unit which generates electrical energy.

Den genererade elektromagnetiska strålningen, av den strålningsgenererade enheten 3, innefattar synligt ljus eller utgörs väsentligen av synligt ljus. Den avgivna elektromagnetiska strålningen kan även utgöras av eller innefatta strålning (ljus) av andra våglängder som är osynlig för ögat såsom exempelvis infraröd eller ultraviolett strålning. Det är vidare tänkbart att den avgivna strålningen från den strålningsgenererade enheten innefattar strålning av andra våglängder. The generated electromagnetic radiation, by the radiation-generated unit 3, comprises visible light or consists essentially of visible light. The emitted electromagnetic radiation may also consist of or include radiation (light) of other wavelengths which are invisible to the eye, such as, for example, infrared or ultraviolet radiation. It is further conceivable that the emitted radiation from the radiation-generated unit comprises radiation of other wavelengths.

Den strålningsgenererande enheten 3 utgörs i den exemplifierande utföringsformen av minst en LED (lysdiod) eller annan för ändamålet lämplig strålningsavgivande enhet. I alternativa utföringsformer kan belysningsanordningen innefatta ett flertal strålningsgenererande enheter. In the exemplary embodiment, the radiation-generating unit 3 consists of at least one LED (LED) or other radiation-emitting unit suitable for the purpose. In alternative embodiments, the lighting device may comprise a plurality of radiation generating units.

Belysningsanordningen innefattar i den exemplifierande utföringsformen minst en strålningsöverförande enhet S med vilken den elektromagnetiska strålningen överförs från enheten 2 till minst en strålningsavgivande enhet 4. Vid användande av flera strålningsgenererande enheter 3 i belysningsanordningens enhet 2 kan antalet optiska fibrer, ingående i den strålningsöverförande enheten 5, motsvara antalet strålningsavgivande enheter 3. Antalet optiska fibrer kan dock vara flera respektive färre än antalet strålningsgenererande enheter 3. Det är vidare tänkbart att den strålningsöverförande enheten innefattar annan teknik lämplig för ändamålet. In the exemplary embodiment, the lighting device comprises at least one radiation transmitting unit S with which the electromagnetic radiation is transmitted from the unit 2 to at least one radiation emitting unit 4. When using several radiation generating units 3 in the lighting device unit 2, the number of optical fibers included in the radiation transmitting unit 5 correspond to the number of radiation-emitting units 3. However, the number of optical fibers may be more or less than the number of radiation-generating units 3. It is further conceivable that the radiation-transmitting unit comprises other technology suitable for the purpose.

Belysningsanordningens 1 strålningsavgivande enhet 4 är i den exemplifierande utföringsformen avsedd att placeras på insidan av vindrutan 6 av ett fordon 7 med minst en fästanordning 8. Fästanordningen 8 kan innefatta minst ett första anslutningsorgan och minst ett andra anslutningsorgan vilka kan kopplas samman och kopplas isär. Anslutningsorganen är företrädesvis löstagbart anslutbara till varandra. Alternativt kan någon annan typ av fastanordning, snabbkoppling eller liknande användas vilken är lämplig för ändamålet. Det ena anslutningsorganet kan vara ansluten till vindrutan via exempelvis dubbelhäftande tejp, någon typ av adhesiv eller liknande (eller en kombination av nämnda). Det är vidare tänkbart att den strålningsavgivande enheten 4 är permanent placerad på insidan av vindrutan, eller annan för ändamålet lämplig position såsom en annan ruta än vindrutan. In the exemplary embodiment, the radiation emitting unit 4 of the lighting device 1 is intended to be placed on the inside of the windscreen 6 by a vehicle 7 with at least one fastening device 8. The fastening device 8 may comprise at least a first connecting means and at least a second connecting means which can be connected and disconnected. The connecting means are preferably releasably connectable to each other. Alternatively, any other type of fastener, quick coupler or the like may be used which is suitable for the purpose. One connecting means may be connected to the windscreen via, for example, double-sided adhesive tape, some type of adhesive or the like (or a combination of the said). It is further conceivable that the radiation-emitting unit 4 is permanently located on the inside of the windscreen, or another position suitable for the purpose, such as a window other than the windscreen.

Den strålningsavgivande enheten 4 är i den exemplifierande utföringsformen, där denna används i en personbil, företrädesvis avsedd att monteras i den övre halvan av vindrutan. Företrädesvis är den strålningsavgivande enheten 4 avsedd att monteras i den övre delen av den övre halvan av vindrutan. Den strålningsavgivande enheten 4 kan placeras i anslutning till en inre backspegel vilken är monterad på insidan av vindrutan i vindrutans övre del. I alternativa utföringsformer är den strålningsavgivande enheten 4 integrerad med fordonets inre backspegeln. Placeringen av den strålningsavgivande enheten 4 är inte begränsad till de som visas i figurerna utan belysningsenheten kan placeras på en väsentligen annan plats på insidan av vindrutan. Det är vidare tänkbart i alternativa utföringsformer att den strålningsavgivande enheten 4 ansluts på fordonets utsida. I en fördragen utföringsform av belysningsanordningen är den strålningsavgivande (ljusavgi vande) enheten (enheterna) monterade på insidan av vindrutan inom svepytan för vindrutetorkarna. I alternativa utföringsformer kan dock de ljusavgi vande enheterna partiellt vara monterade utanför ytan på vindrutan som sveps av vindrutetorkarna. The radiation emitting unit 4 is in the exemplary embodiment, where this is used in a passenger car, preferably intended to be mounted in the upper half of the windscreen. Preferably, the radiation emitting unit 4 is intended to be mounted in the upper part of the upper half of the windscreen. The radiation emitting unit 4 can be placed adjacent to an internal rearview mirror which is mounted on the inside of the windscreen in the upper part of the windscreen. In alternative embodiments, the radiation emitting unit 4 is integrated with the interior rearview mirror of the vehicle. The location of the radiation emitting unit 4 is not limited to those shown in the figures, but the lighting unit can be placed in a substantially different place on the inside of the windscreen. It is further conceivable in alternative embodiments that the radiation-emitting unit 4 is connected to the outside of the vehicle. In a preferred embodiment of the lighting device, the radiation emitting (light emitting) unit (s) are mounted on the inside of the windshield within the sweeping surface of the windshield wipers. In alternative embodiments, however, the light emitting units may be partially mounted outside the surface of the windshield swept by the windshield wipers.

För att förhindra att synligt ljus läcker in i fordonets kupé mellan den strålningsavgivande enheten och vindrutan är den strålningsavgivande enheten försedd med minst en tätning. Tätningen kan exempelvis utgöras av en gummilist eller liknande. I alternativa utföringsformer är det tänkbart att tätningen utgörs av någon annan typ av tätning, lämplig för ändamålet, vilken förhindrar att ljus läcker ut mellan vindrutan och den strålningsavgivande enheten. To prevent visible light from leaking into the vehicle's compartment between the radiation - emitting unit and the windscreen, the radiation - emitting unit is fitted with at least one seal. The seal can for instance consist of a rubber strip or the like. In alternative embodiments, it is conceivable that the seal consists of some other type of seal, suitable for the purpose, which prevents light from leaking out between the windscreen and the radiation-emitting unit.

Placeringen av enheten 2, med de strålningsgenerande enheterna 2, kan variera inom ramen för den föreliggande patentansökan. Det är således tänkbart att de strålningsgenererande enheterna 3 placeras väsentligen skild från belysningsanordningens strålningsavgivande enhet 4. Unikt med den föreliggande belysningsanordningen är att de strålningsgenererande enheterna 3 är termiskt avskilda eller isolerade från den strålningsavgivande enheten 4. Den termiska åtskillnaden (avskillnaden) kan i en fordonsapplikation exempelvis uppnås genom att enheten 2, med de strålningsgenererande enheterna 3, är placerad i ett utrymme som är skilt från fordonets kupé. I den i figur 1 exemplifierande utföringsformen sker detta exempelvis genom att enheten 2, med de strålningsgenererande enheterna 3, är skild från den strålningsavgivande enheten 4, är placerad i fordonets bagageutrymme eller i ett annan for ändamålet lämpligt utrymme i fordonet. The location of the unit 2, with the radiation generating units 2, may vary within the scope of the present patent application. It is thus conceivable that the radiation generating units 3 are placed substantially different from the radiation emitting unit 4 of the lighting device. Unique to the present lighting device is that the radiation generating units 3 are thermally separated or isolated from the radiation emitting unit 4. The thermal separation (separation) for example, by the unit 2, with the radiation generating units 3, being located in a space separate from the vehicle compartment. In the embodiment exemplifying in Figure 1, this takes place, for example, in that the unit 2, with the radiation-generating units 3, is separate from the radiation-emitting unit 4, is located in the luggage compartment of the vehicle or in another space suitable for the purpose in the vehicle.

I de föredragna utföringsformerna av den föreliggande patentansökan innefattar belysningsanordningen 1 minst en sensor (ej visad i figurerna) vilken samlar in information om minst en relevant parameter för styrningen av belysningsanordningen. In the preferred embodiments of the present patent application, the lighting device 1 comprises at least one sensor (not shown in the figures) which collects information on at least one relevant parameter for the control of the lighting device.

Belysningsanordningen innefattar vidare minst en sensor, eller erhåller information från minst en sensor, som detekterar att helljus är påslaget, sensorn kommunicerar med belysningsanordningens styrsystem. Kommunikationen mellan belysningsanordningens enheter och fordonets styrsystem kan ske trådlöst eller via tråd. Alternativt kan belysningsenhetens styrsystem kommunicera med fordonets övriga belysningssystem och styras på annat for ändamålet lämpligt sätt. The lighting device further comprises at least one sensor, or receives information from at least one sensor, which detects that high beam is switched on, the sensor communicates with the control system of the lighting device. The communication between the lighting device's units and the vehicle's control system can take place wirelessly or via wire. Alternatively, the lighting unit's control system can communicate with the vehicle's other lighting systems and be controlled in another way suitable for the purpose.

I figur IB visas en unik teknisk lösning med den föreliggande belysningsanordningen. Det unika är att den avgivna ljuskäglan (ljusbilden) är uppdelat i ett antal sektorer 9 som kan styras individuellt. Antalet sektorer 9 kan varieras från 1 till N (godtyckligt antal större än 2) sektorer. I en föredragen utforingsform kan antalet sektorer 9 varieras från 3 till N (godtyckligt antal större än 2) sektorer. Genom att ljusbilden är uppdelad i ett antal sektorer 9, som kan styras individuellt, uppnås den tekniska effekten av att den avgivna ljusbilden blir justerbar. Exempelvis är det möjligt att reglera respektive sektors 9 ljusintensitet. Det är vidare möjligt att slå på (tända) och släcka (eller slå av) respektive sektor separat. Med en ljuskägla som är uppdelad i ett flertal sektorer kan det avgivna ljuskäglans (ljusbildens) bredd, höjd och längd justeras. Genom förfarandet kan den avgivna ljuskäglan (ljusbilden) modifieras och anpassas efter de förehållanden som råder i fordonets färdriktning. Därtill uppnås en möjlighet att reglera bländningen av det avgivna ljuset (strålningen) på ett effektivt sätt. Figure 1B shows a unique technical solution with the present lighting device. The unique thing is that the emitted light cone (light image) is divided into a number of sectors 9 that can be controlled individually. The number of sectors 9 can be varied from 1 to N (any number greater than 2) sectors. In a preferred embodiment, the number of sectors 9 can be varied from 3 to N (any number greater than 2) sectors. Because the light image is divided into a number of sectors 9, which can be controlled individually, the technical effect is achieved by the emitted light image becoming adjustable. For example, it is possible to regulate the light intensity of each sector 9. It is also possible to switch on (on) and switch off (or switch off) each sector separately. With a light cone that is divided into several sectors, the width, height and length of the emitted light cone (light image) can be adjusted. Through the method, the emitted light cone (light image) can be modified and adapted to the conditions prevailing in the direction of travel of the vehicle. In addition, an opportunity is achieved to regulate the glare of the emitted light (radiation) in an efficient manner.

I den exemplifierande utföringsformen är antalet sektorer beroende av antalet strålningsavgivande enheter 3 i enheten 2. Respektive optisk fiber överfor optisk energi från minst en strålningsgenererande enhet 3 för att belysa minst en sektor 9 av sektorerna i belysningsanordningens avgivna ljuskägla (ljusbild). Antalet sektorer i den avgivna ljuskäglan (ljusbilden) är vidare beroende av antalet optiska fibrer eller liknande i den strålningsöverförande enheten 5. In the exemplary embodiment, the number of sectors depends on the number of radiation emitting units 3 in the unit 2. Each optical fiber transmits optical energy from at least one radiation generating unit 3 to illuminate at least one sector 9 of the sectors in the illuminating light emitted beam (light image). The number of sectors in the emitted light cone (light image) is further dependent on the number of optical fibers or the like in the radiation transmitting unit 5.

Vid möte kan de sektorer som är bländande för ett mötande fordons förare bländas av helt eller delvis, de sektorer som inte bländar det mötande fordonets förare bländas inte av. At a meeting, the sectors that are dazzling for the driver of an oncoming vehicle can be dazzled in whole or in part, the sectors that do not dazzle the driver of the oncoming vehicle are not dazzled.

Exempelvis kan det ljus som lyser längst bort från belysningsenheten slås av eller avbländas först. Belysningsenheten kan således innefatta en funktion med vilken en successiv avbländning av det avgivna ljuset sker i förhållande till det annalkande eller ifattkörda fordonets avstånd. For example, the light that is lit furthest from the lighting unit can be switched off or dimmed first. The lighting unit can thus comprise a function with which a successive dimming of the emitted light takes place in relation to the distance of the approaching or caught vehicle.

Belysningsanordningen innefattar funktioner med vilken det avgivna ljusets ljuskägla (ljusbild) och riktning kan justeras. Justeringen av ljuskäglans (ljusbildens) riktning (läge) kan ske med hjälp av minst en justeringsanordning som exempelvis kan utgöras av justerskruvar, eller med annan sedan tidigare känd teknik. Justeringen kan vara manuell eller ske med drivning såsom elektrisk drivning. Vidare kan justeringen ske utifrån impulser från exempelvis minst en lägessensor såsom exempelvis ett gyro eller liknande. The lighting device includes functions with which the light cone (light image) and direction of the emitted light can be adjusted. The adjustment of the direction (position) of the light cone (light image) can take place with the aid of at least one adjusting device which can, for example, consist of adjusting screws, or with other previously known technology. The adjustment can be manual or done with drive such as electric drive. Furthermore, the adjustment can take place on the basis of impulses from, for example, at least one position sensor such as, for example, a gyro or the like.

I alternativa utföringsformer kan minst en av de strålningsavgivande enheterna (3) genera UV ljus. När något hinder eller annan fara detekteras kan den sektor där hindret befinner sig belysas med UV ljus (det är tänkbart att andra våglängder skickas ut). Detta görs med anledning av att påkalla förarens uppmärksamhet genom att hindret eller faran avger fluorescerande ljus vid bestrålning med UV ljus. Det är även tänkbart att andra typer av varningar skickas ut såsom ljud, synligt ljus eller en kombination av dessa. In alternative embodiments, at least one of the radiation emitting units (3) may generate UV light. When an obstacle or other danger is detected, the sector where the obstacle is located can be illuminated with UV light (it is conceivable that other wavelengths are sent out). This is done due to calling the driver's attention by the obstacle or danger emitting fluorescent light when irradiated with UV light. It is also conceivable that other types of warnings are sent out, such as sound, visible light or a combination of these.

I alternativa utföringsformer kan minst en av de strålningsgenererande enheterna (3) generera IR-ljus(NIR-ljus). Detta för ögat osynliga ljus tillåts belysa vägen och dess närliggande områden utan risk för att blända förare i mötande eller upphunna fordon. Belysning med IR-ljus(NIR-ljus) förbättrar bildsensoms förmåga att avbilda exempelvis hinder, djur eller gångtrafikanter även vid svåra belysningsförhållanden så som halvljusmöte. För att få bästa möjliga avbildning kan företrädesvis ett monokromt IR-ljus(NIR-ljus) moduleras (blixtra) synkront med bildsensoms exponering. Vidare filtreras företrädesvis det ljus som passerar bildsensoms optik med ett optiskt bandpassfilter och med ett passband som optimerats för att endast släppa igenom IR-belysningens(NIR-belysningens) våglängd. In alternative embodiments, at least one of the radiation generating units (3) may generate IR light (NIR light). This light, which is invisible to the eye, is allowed to illuminate the road and its surrounding areas without the risk of dazzling drivers in oncoming or overturned vehicles. Lighting with IR light (NIR light) improves the image sensor's ability to image, for example, obstacles, animals or pedestrians, even in difficult lighting conditions such as low beam meeting. In order to obtain the best possible image, a monochrome IR light (NIR light) can preferably be modulated (flashed) synchronously with the exposure of the image sensor. Furthermore, the light passing through the optics of the image sensor is preferably filtered with an optical bandpass filter and with a bandpass optimized to pass only the wavelength of the IR illumination (NIR illumination).

I alternativa utforingsformer är det tänkbart att belysningsanordningen och belysningsanordningens delar byggs upp av moduler. Exempelvis kan det vara fördelaktigt att enheten 2 utgör en utbytbar modul, eller innefattar utbytbara moduler vilket exempelvis möjliggör att uppdatera enheten i takt med att ny teknik inom exempelvis LED området utvecklas. Även andra komponenter, såsom kameran (bildsensom) i belysningsanordningen utgöras av en modul som kan bytas ut och därmed uppdateras. In alternative embodiments, it is conceivable that the lighting device and the parts of the lighting device are built up of modules. For example, it may be advantageous for the unit 2 to constitute a replaceable module, or to include replaceable modules, which for example makes it possible to update the unit as new technology in, for example, the LED area is developed. Other components, such as the camera (image sensor) in the lighting device, also consist of a module that can be replaced and thus updated.

För lastbilar och arbetsfordon kan de strålningsavgivande enheterna anslutas till en annan ruta (glasruta, ruta av annat material eller en öppning) än fordonets vindrutan eller annan för ändamålet lämplig position inne i fordonet eller exteriört på fordonet. Vid applikationer i lastbilar, skogsmaskiner och andra typer av tunga fordon och arbetsmaskiner kan belysningsanordningen innefatta flera strålningsavgivande (ljusavgivande) enheter. For trucks and work vehicles, the radiation emitting units can be connected to a different window (glass window, window of other material or an opening) than the vehicle's windscreen or other suitable position inside the vehicle or exterior of the vehicle. In applications in trucks, forestry machines and other types of heavy vehicles and work machines, the lighting device may comprise several radiation-emitting (light-emitting) units.

Respektive strålningsavgivande (ljusavgivande enhet) kan vidare i sin tur bestå av flera delenheter. The respective radiation emitting unit (light emitting unit) can further in turn consist of several subunits.

Det är vidare tänkbart att den avgivna ljuskäglan helt eller delvis styrs av förarens position och den riktning som föraren betraktar omgivningen. Förarens position kan exempelvis avkännas genom att stolen är försedd med minst en sensor som känner av stolens position och riktning. Vidare kan förarens position, samt i vilken riktning föraren betraktar omgivningen, ske med minst en sensor som känner av positionen för förarens ögon. Denna typ av sensor utgörs av känd teknik varför denna inte beskrivs mera ingående i denna patentansökan. It is further conceivable that the emitted light cone is wholly or partly controlled by the driver's position and the direction in which the driver views the surroundings. The driver's position can be sensed, for example, by the seat being equipped with at least one sensor that senses the seat's position and direction. Furthermore, the driver's position, and in which direction the driver looks at the surroundings, can be done with at least one sensor that senses the position before the driver's eyes. This type of sensor consists of known technology, which is why it is not described in more detail in this patent application.

Alternativt kan förändringar i ljuskäglans riktning styras av gyrosensorer som känner av hur fordonet svänger, lutar etc. Alternatively, changes in the direction of the light cone can be controlled by gyro sensors that sense how the vehicle turns, tilts, etc.

Vid dagsljus är det tänkbart att belysningsanordningen används som DRL (Daytime Running Light), positionsljus eller liknande. In daylight, it is conceivable that the lighting device is used as a DRL (Daytime Running Light), position light or similar.

I alternativa utforingsformer är det tänkbart att belysningsenheten kommunicerar med minst en kommunikationsenhet med bilens övriga säkerhetsförebyggande system. Vidare kan exempelvis så kallade ”Head up” displayer vilka exempelvis kommunicerar med föraren via symboler och liknande användas för att uppmärksamma föraren om typer av förekommande faror, såsom vilt, i fordonets färdriktning. In alternative embodiments, it is conceivable for the lighting unit to communicate with at least one communication unit with the car's other safety prevention systems. Furthermore, for example, so-called "Head up" displays which, for example, communicate with the driver via symbols and the like can be used to draw the driver's attention to types of hazards that occur, such as game, in the direction of travel of the vehicle.

Konstruktionen kan även innefatta en automatisk styrning av ljusbilden som påverkas av rattens styrutslag. Den automatiska styrningen innebär att ljusbilden förflyttas mot vänster vid vänstersväng. På ett motsvarande sätt medför den automastiska styrningen av ljusbilden att förflyttas mot höger vid högersväng. Rattens läge känns av med minst en sensor vilken företrädesvis trådlöst överför information (styrsignaler) till belysningsenheten. The design may also include an automatic control of the light image which is affected by the steering angle of the steering wheel. The automatic control means that the light image is moved to the left at a left turn. In a corresponding manner, the automatic control of the light image causes it to move to the right when turning right. The position of the steering wheel is detected by at least one sensor which preferably wirelessly transmits information (control signals) to the lighting unit.

Belysningsenheten innefattar en mottagare vilken tar emot signalerna för sensorn. Mottagaren överför signaler till ett styrsystem vilket i sin tur påverkar elmotorerna att påverka den strålningsavgivande enheten. The lighting unit comprises a receiver which receives the signals for the sensor. The receiver transmits signals to a control system, which in turn affects the electric motors to influence the radiation-emitting unit.

Exemplifierande utföringsform I det följande beskrivs en föredragen utföringsform av den föreliggande belysningsanordningen monterad i (ansluten till) ett fordon såsom exempelvis en personbil. Belysningsanordningen 1 innefattar minst en strålningsavgivande enhet (ljusavgivande enhet) 4 vilken via minst en ljusöverförande enhet 5 är ansluten till minst en ljusgenererande enhet 3 placerad i enheten 2. Belysningsanordningens 1 funktioner styrs av minst ett styrsystem vilket företrädesvis innefattar minst en styrenhet. I den exemplifierande utföringsformen är belysningsanordningens stålningsavgivande enhet 4 placerad på insidan av vindrutan 6 på fordonet 7. 1 alternativa utföringsformer kan dock den strålningsavgivande enheten 4 vara placerad på en annan position i fordonet. Exemplary Embodiment In the following, a preferred embodiment of the present lighting device mounted in (connected to) a vehicle such as, for example, a passenger car is described. The lighting device 1 comprises at least one radiation-emitting unit (light-emitting unit) 4 which via at least one light-transmitting unit 5 is connected to at least one light-generating unit 3 located in the unit 2. The functions of the lighting device 1 are controlled by at least one control system. In the exemplary embodiment, the radiation emitting unit 4 of the lighting device is located on the inside of the windshield 6 of the vehicle 7. In alternative embodiments, however, the radiation emitting unit 4 may be located at another position in the vehicle.

Belysningsanordning innefattar minst en strålningsavgivande 4 enhet vilken innefattar en integrerad bildanalysenhet eller är ansluten till en bildanalysenhet. En exemplifierande schematisk utföringsform av bildanalysenheten visas i figur 2. 1 figur 3 visas schematiskt en metod för användande av bildanalysenheten för att detektera och skilja mötande fordons framlyktor eller upphunna (framförvarande) fordons baklyktor från exempelvis gatlyktor, ljus som reflekterats av vägmarkeringar eller av vägskyltar. Spatiala positioner för detekterade baklyktor och framlyktor skickas till belysningsanordningens styrsystem där dessa positioner används för att styra ljusintensitet i de avgivna sektorerna i den avgivna ljuskäglan. I den visade utföringsformen styrs detta från enheten 2. Enhetens 2 ljusavgivande enheter 3 sänder ljus in i ett knippe av optiska fibrer ingående i belysningsanordningen. Vaije enskild optisk fiber överför optisk energi från minst en av de strålningsavgivande enheterna 3 för belysning av minst en av det totala antalet sektorerna 9 i ljuskäglan. Företrädesvis avger varje strålningsgenererande enhet 3 optisk energi till en av sektorerna 9. När ett mötande eller upphunnet fordons lyktor detekterats, bländas det egna fordonets originalbelysning 10 till halvljus, medan den avgivna ljuskäglans sektorer 9 , där ett mötande eller upphunnet fordon detekterats, släcks eller alternativt reducerar sin ljusintensitet. Illumination device comprises at least one radiation emitting unit which comprises an integrated image analysis unit or is connected to an image analysis unit. An exemplary schematic embodiment of the image analysis unit is shown in Figure 2. Figure 3 schematically shows a method for using the image analysis unit to detect and distinguish oncoming vehicle headlights or rear (front) vehicle taillights from, for example, street lights, lights reflected by road markings or road signs. Spatial positions for detected taillights and taillights are sent to the lighting device's control system where these positions are used to control light intensity in the emitted sectors of the emitted light cone. In the embodiment shown, this is controlled from the unit 2. The light emitting units 3 of the unit 2 emit light into a bundle of optical fibers included in the lighting device. Each individual optical fiber transmits optical energy from at least one of the radiation emitting units 3 for illuminating at least one of the total number of sectors 9 in the light cone. Preferably, each radiation generating unit 3 emits optical energy to one of the sectors 9. When the headlights of an oncoming or retarded vehicle are detected, the original lighting 10 of the own vehicle is dimmed, while the sectors 9 of the emitted light cone, where an oncoming or retarded vehicle is detected, are extinguished or alternatively reduces its light intensity.

Den beskrivna uppfinningen innefattar en enhet för bildanalys 21 vilken schematiskt visas i figur 2. Enheten för bildanalys 21 använder minst en algoritm för bearbetning (bildanalys) av den insamlade informationen. I figur 3 visas schematiskt bildanalysen olika steg. Enhet för bildanalys är företrädesvis integrerad med, eller ansluten till enheten 2. The described invention comprises a unit for image analysis 21 which is schematically shown in figure 2. The unit for image analysis 21 uses at least one algorithm for processing (image analysis) of the collected information. Figure 3 schematically shows the image analysis in different steps. Unit for image analysis is preferably integrated with, or connected to the unit 2.

Belysningsanordningen innefattar minst en fargsensor 23 vilken har ett stort dynamiskt område, lämpligen större än 90 dB. Färg och luminans från vaije pixel tillhörande sensorn 23 överförs till minnet 24 och beräkningsenheten 25. Antalet bitar som används för att representera pixlamas luminans och färg är fler än 24. Sensorns känslighet är företrädesvis styckvis linjär eller logaritmisk. Beräkningsenheten 25 utgörs med fördel av en programmerbar grindmatris FPGA eller digital signalprocessor. Minnet 24 är en kombination av ett flyktigt minne för lagring av data samt ett icke flyktigt minne för lagring av programkod. Dataminnet används för att lagra de databeroenden som uppstår när bildanalysalgoritmen i Figur 3 exekveras. Sekvenser av hela bilder lagras företrädesvis aldrig i dataminnet eftersom det ställer höga krav på minnesbandbredd och därmed medför att oönskad värme genereras. Ett kommunikationsinterface 26, företrädesvis med låg bandbredd, används typiskt för att överföra detekterade lyktors spatiala positioner till styr- och belysningsenheten 2. The lighting device comprises at least one color sensor 23 which has a large dynamic range, suitably larger than 90 dB. Color and luminance from each pixel belonging to the sensor 23 are transmitted to the memory 24 and the computing unit 25. The number of bits used to represent the luminance and color of the pixels is more than 24. The sensitivity of the sensor is preferably piecewise linear or logarithmic. The calculation unit 25 advantageously consists of a programmable gate matrix FPGA or digital signal processor. The memory 24 is a combination of a volatile memory for storing data and a non-volatile memory for storing program code. The data memory is used to store the data dependencies that occur when the image analysis algorithm in Figure 3 is executed. Sequences of entire images are preferably never stored in the data memory because it places high demands on memory bandwidth and thus causes unwanted heat to be generated. A communication interface 26, preferably low bandwidth, is typically used to transmit the spatial positions of detected lamps to the control and lighting unit 2.

Figur 3 visar en dataflödesgraf bestående av bildanalysoperationer som beskriver den metod för att analysera en kontinuerlig sekvens av bilder där resultatet av analysen används för att styra extraljuset i enlighet med den programflödesgraf som visas i Figur 4. Färgbilder med stort dynamiskt område exponeras vid 301. En lokal bildbakgrund estimeras vid 302 genom att beräkna en tvådimensionell faltningsoperation. Även andra metoder än faltning kan komma i fråga. Differensen mellan originalbilden 301 och den lokala bildbakgrunden 302 skickas vidare till en tröskling av luminansen vid 304. Bildobjekten i den binära bild som genereras vid tröskling utgör kandidater till möjliga lyktor på fordon. Ljusintensitet motsvarande pixlamas luminansvärde beräknas med referens till en lokal bildbakgrund. Denna egenskap är synnerligen viktig när extraljuset styrs utifrån analys av bilder där fordonet framförs på snötäckta vägar med höga plogvallar. Figur 7 visar hur ljuset från det egna fordonets framlyktor reflekteras i snön och skapar en bildbakgrund med stort dynamiskt omfång 71. 72 visar situationen med ett avlägset mötande fordon och 73 vid nära möte. Det reflekterade ljuset vid 71 får inte feltolkas av bildanalysen för att komma från ett fordon eller misstolkas för att vara dagsljus. Tröskling vid 304 innebär att närhelst luminansen för en pixel är större än ett tröskelvärde Th, bedöms denna pixel tillhöra ett bildobjekt, annars bildbakgrunden. Tröskelvärdet Th kan vara en konstant eller möjligen beräknad utifrån statistik för luminansen. Figure 3 shows a data flow graph consisting of image analysis operations describing the method for analyzing a continuous sequence of images where the result of the analysis is used to control the auxiliary light in accordance with the program flow graph shown in Figure 4. Color images with large dynamic range are exposed at 301. local image background is estimated at 302 by calculating a two-dimensional folding operation. Methods other than convolution may also be considered. The difference between the original image 301 and the local image background 302 is passed on to a threshold of the luminance at 304. The image objects in the binary image generated at threshold are candidates for possible vehicle headlights. Light intensity corresponding to the luminance value of the pixels is calculated with reference to a local image background. This property is particularly important when the auxiliary light is controlled based on analysis of images where the vehicle is driven on snow-covered roads with high plow embankments. Figure 7 shows how the light from the own vehicle's headlights is reflected in the snow and creates an image background with a large dynamic range 71. 72 shows the situation with a remote oncoming vehicle and 73 at a close encounter. The reflected light at 71 must not be misinterpreted by the image analysis to come from a vehicle or misinterpreted to be daylight. Threshold at 304 means that whenever the luminance of a pixel is greater than a threshold value Th, this pixel is judged to belong to an image object, otherwise the image background. The threshold value Th can be a constant or possibly calculated based on statistics for the luminance.

Kodning av bildkomponenter 305 innebär att alla pixlar tillhörande ett objekt blir tilldelade en unik kod. Denna kod kan därefter användas för att referera till ett unikt bildobjekt, det vill säga en ljuspunkt eller annat reflekterat ljus. Egenskaper för bildobjekten beräknas vid 306 på så sätt att kombinationen av en mängd egenskaper ger unika värden för olika kategorier av bildobjekt. Exempel på sådana egenskaper är, men ej begränsade till, spatial position, minsta möjliga omslutande rektangel (bounding box), area, färg men inte hastighet eftersom uppfinningen i en föredragen utföringsform endast analyserar en bild i taget. I alternativa utföringsformer är det dock tänkbart att sekvenser av bilder analyseras. Encoding of image components 305 means that all pixels belonging to an object are assigned a unique code. This code can then be used to refer to a unique image object, that is, a point of light or other reflected light. Properties of the image objects are calculated at 306 in such a way that the combination of a number of properties gives unique values for different categories of image objects. Examples of such properties are, but are not limited to, spatial position, smallest possible enclosing rectangle (bounding box), area, color but not speed, since the invention in a preferred embodiment only analyzes one image at a time. In alternative embodiments, however, it is conceivable that sequences of images are analyzed.

Klassificeraren 307 identifierar ett mötande eller upphunnet fordons lyktor genom att kombinera egenskaper för två bildkomponenter. Om de två bildkomponentema beskrivna i Figur 6 är orienterade ungefärligen på en horisontell linje, har kvoter mellan areorna A1 och d respektive A2 och d som överensstämmer ungefärligen med ett värde som bestämts genom en tidigare inlärning, har ungefär samma vita färg, har ungefär samma kvot mellan sidorna W och L på minsta omslutande rektanglar, då klassificeras bildobjekten som tillhörande ett fordons framlyktor. Om de två bildkomponentema är orienterade ungefärligen på en horisontell linje, har ungefär samma röda färg, har ungefär samma kvot mellan sidorna W och L på minsta omslutande rektanglar, då klassificeras bildobjekten som tillhörande ett fordons baklyktor. Classifier 307 identifies the headlights of an oncoming or honed vehicle by combining characteristics of two image components. If the two image components described in Figure 6 are oriented approximately on a horizontal line, have ratios between areas A1 and d and A2 and d, respectively, which correspond approximately to a value determined by a previous learning, have approximately the same white color, have approximately the same ratio between the sides W and L on the smallest enclosing rectangles, then the image objects are classified as belonging to a vehicle's headlights. If the two image components are oriented approximately on a horizontal line, have approximately the same red color, have approximately the same ratio between the sides W and L of the smallest enclosing rectangles, then the image objects are classified as belonging to a vehicle's taillights.

Den beskrivna uppfinningen har ett beslutsfilter 308 som kräver N stycken på varandra efterföljande konsistenta beslut för att ett beslut om förändrad styrning av extraljuset skall skickas vidare till styr- och belysningsenheten 2. De beslut som skickas vidare är antingen fordon detekterad eller fordon ej detekterad. I de fall fordon detekterats bifogas spatiala positioner för detekterade billyktor. The described invention has a decision filter 308 which requires N consecutive consecutive decisions in order for a decision on changed control of the auxiliary light to be forwarded to the control and lighting unit 2. The decisions which are forwarded are either vehicle detected or vehicle not detected. In cases where vehicles have been detected, spatial positions for detected headlights are attached.

Det omgivande ljusets intensitet mäts för varje bild vid 309 genom att beräkna ett globalt histogram over luminansen för alla pixlar i bilden. Ett tröskelvärde används för de allra mörkaste pixlama. Om intensiteten är högre än detta tröskelvärde detekteras dagsljus, annars mörker. Figur 5 visar ett exempel där det egna fordonet möter ett annat fordon i mörker. Det mötande fordonets framlyktor 53 liksom vägbelysning 52 är synliga som ljuspunkter i bilden. The intensity of the ambient light is measured for each image at 309 by calculating a global histogram of the luminance of all the pixels in the image. A threshold value is used for the darkest pixels. If the intensity is higher than this threshold, daylight is detected, otherwise darkness. Figure 5 shows an example where your own vehicle meets another vehicle in the dark. The headlights 53 of the oncoming vehicle as well as road lighting 52 are visible as bright spots in the image.

Ett kommunikationsinteface 310 sänder information om mörker eller dagsljus, detekterat/ej detekterat fordon samt spatiala positioner för detekterade fordonslyktor till styr- och belysningsenheten 2. A communication interface 310 sends information about darkness or daylight, detected / undetected vehicles and spatial positions of detected vehicle lights to the control and lighting unit 2.

Figur 4 visar en programflödesgraf bestående av operationer som exekveras i styr- och belysningsenheten 2. Data som sänds av det intelligenta extraljuset vid 310 tas emot av styroch belysningsenheten vid 401. Om dagsljus registrerats vid 401 kommer styr- och belysningsenheten att inaktivera extraljuset och blända fordonets originalbelysning till halvljus vid 408. Om mörkerköming registrerats vid 402 kommer närvaron av andra fordon att kontrolleras vid 403. Om något fordon registrerats vid 403 kommer de sektorer vars belysning riskerar att störa mötande eller upphunna fordons förare att beräknas vid 404. Figure 4 shows a program flow graph consisting of operations executed in the control and lighting unit 2. Data transmitted by the intelligent auxiliary light at 310 is received by the control and lighting unit at 401. If daylight is detected at 401, the control and lighting unit will deactivate the auxiliary light and dazzle the vehicle. original lighting for dipped beam at 408. If night driving is registered at 402, the presence of other vehicles will be checked at 403. If any vehicle is registered at 403, the sectors whose lighting is likely to interfere with oncoming or discarded vehicle drivers will be calculated at 404.

Beräknade sektorer släcks därefter vid 406 och det egna fordonets originalbelysning bländas till halvljus vid 408. Om inga fordon registrerats vid 403 kommer alla sektorer 9 att aktiveras vid 407 samt att det egna fordonets originalbelysning 10 aktiveras för helljus vid 409. Calculated sectors are then switched off at 406 and the original vehicle's original lighting is dipped to low beam at 408. If no vehicles are registered at 403, all sectors 9 will be activated at 407 and the original vehicle's original lighting 10 will be activated for high beam at 409.

I figur 8 visas en alternativ utföringsform av belysningsanordningen 1, monterad på insidan av ett fordons 7 vindrutan 6, vilken är anordnad att integreras eller placeras i direkt anslutning till backspegeln. Belysningsanordningen 1 innefattar minst en strålningsgenererande enhet 4 vilken innefattar minst ett flertal strålningsgenererande enheter 3 såsom företrädesvis LEDs. Belysningsanordningen innefattar företrädesvis en enhet för bildanalys 21 vilken kan vara integrerad i den strålningsgenererande enheten 4, eller utgöra en separat enhet. Den avgivna ljuskäglan, eller ljuskägloma, kan styras enligt tidigare angivna beskrivningen. Den strålningsavgi vande enhetens 4 hölje kan innefatta minst ett urtag eller liknande vilken medger att belysningsenheten helt eller partiellt kan omsluta fastet till backspegeln. I alternativa utföringsformer kan den strålningsavgivande enheten placeras på annan för ändamålet lämplig position på vindrutan, annan ruta eller annan position på fordonet. Figure 8 shows an alternative embodiment of the lighting device 1, mounted on the inside of a vehicle 7, the windscreen 6, which is arranged to be integrated or placed in direct connection with the rear-view mirror. The lighting device 1 comprises at least one radiation-generating unit 4 which comprises at least a plurality of radiation-generating units 3 such as preferably LEDs. The lighting device preferably comprises a unit for image analysis 21 which can be integrated in the radiation-generating unit 4, or constitute a separate unit. The emitted light cone, or light cones, can be controlled according to the previously stated description. The housing of the radiation-emitting unit 4 may comprise at least one recess or the like which allows the lighting unit to completely or partially enclose the fixture to the rear-view mirror. In alternative embodiments, the radiation emitting unit may be placed in another suitable position on the windshield, another window or other position on the vehicle.

I varianter av den strålningsavgivande enheten är det tänkbart att backspegeln monteras direkt på den strålningsavgivande enheten utan fäste. Fästanordningen utgörs i denna utföringsform av dubbelhäftande tejp eller annan för ändamålet lämplig fästanordning. Genom att belysningsenheten helt eller partiellt omsluter fastet, till backspegeln, minimeras den strålningsavgivande enhetens påverkan på förarens synfält. I varianter av den strålningsavgivande enheten är det också tänkbart att den strålningsavgivande enheten är permanent monterad på lämplig plats och integrerad i fordonets orginaldesign. In variants of the radiation-emitting unit, it is conceivable for the rear-view mirror to be mounted directly on the radiation-emitting unit without a bracket. In this embodiment, the fastening device consists of double-sided adhesive tape or another fastening device suitable for the purpose. Because the lighting unit completely or partially encloses the fixture, to the rear-view mirror, the impact of the radiation-emitting unit on the driver's field of vision is minimized. In variants of the radiation-emitting unit, it is also conceivable that the radiation-emitting unit is permanently mounted in a suitable place and integrated in the vehicle's original design.

Med hänvisning till figur 9 visas hur belysningsanordningen i alternativa utföringsformer kan innefatta minst en första strålningsavgivande enhet 4 och minst en andra strålningsavgivande enhet 4. Referring to Figure 9, it is shown how in alternative embodiments the lighting device may comprise at least one first radiation emitting unit 4 and at least one second radiation emitting unit 4.

Dessa utföringsformer av den föreliggande uppfinningen är framtagen för att undvika eventuella problem med sikten och även bilens inbyggda säkerhetsutrustning (krockkuddar och liknande) som på vissa bilmodeller finns i nära anslutning till vindrutan, samt eventuella displayer anordnade att visa information på vindrutan. Figur 8 och 9 visar att uppfinningens inverkan på trafiksäkerheten (förarsikten), säkerhetsutrustning och eventuella informationsvisare är försumbar. Avsikten med uppfinningen är att förbättra framkomligheten och trafiksäkerheten när fordonet används i trafik och att inte försämra säkerheten för föraren, bilens passagerare, medtrafikanter eller fotgängare. These embodiments of the present invention are designed to avoid any problems with visibility and also the car's built-in safety equipment (airbags and the like) which on some car models are in close proximity to the windshield, as well as any displays arranged to display information on the windshield. Figures 8 and 9 show that the impact of the invention on traffic safety (driver visibility), safety equipment and any information indicators is negligible. The object of the invention is to improve the passability and traffic safety when the vehicle is used in traffic and not to impair the safety of the driver, the car's passengers, fellow road users or pedestrians.

Ljuskäglans form och ingående sektorers ljusintensitet kan som tidigare beskrivits justeras automatiskt med styrsystemet. Belysningsenheten kan dock i alternativa utföringsformer även innefatta funktioner med vilken det avgivna ljusets ljusbild och riktning (läge) kan justeras manuellet. Justeringen av ljuskäglans riktning (läge) kan även justeras manuellt med hjälp av exempelvis justerskruvar vilka justerar det avgivna ljuset i höjd respektive sidled. Alternativt kan styrningen av ljusbildens riktning (läge) ske med hjälp av elmotorer vilka är anordnade att påverka det avgivna ljuskäglan i höjdled respektive sidled. As previously described, the shape of the light cone and the light intensity of the constituent sectors can be adjusted automatically with the control system. However, in alternative embodiments, the lighting unit may also include functions with which the light image and direction (position) of the emitted light can be adjusted manually. The adjustment of the direction (position) of the light cone can also be adjusted manually by means of, for example, adjusting screws which adjust the emitted light in height and sideways, respectively. Alternatively, the direction (position) of the light image can be controlled by means of electric motors which are arranged to influence the emitted light cone in height and laterally, respectively.

I den detaljerade beskrivningen av den föreliggande uppfinningen kan konstruktionsdetaljer vara utelämnade som är uppenbara för en fackman. Sådana uppenbara konstruktionsdetaljer ingår i den omfattning som krävs för att en fullgod funktion för den föreliggande uppfinningen skall uppnås. Även om vissa föredragna utförandeformer har beskrivits i detalj, kan variationer och modifieringar inom ramen för uppfinningen komma att framgå för en fackman inom det område uppfinningen avser. Samtliga sådana variationer och modifieringar som är uppenbara för en fackman anses falla inom ramen för efterföljande patentkrav. I alternativa utföringsformer är det tänkbart att minst en av de strålningsavgivande enheterna utgöras av en annan typ av ljusavgi vande enhet. Det är således tänkbart att den strålningsavgivande enheten utgörs av en Xenonlampa, en halogenlampa eller annan för ändamålet lämplig strålningsavgivande enhet. Belysningsanordningen kan även innefatta kombinationer av minst två olika typer av strålningsavgivande enheter. In the detailed description of the present invention, construction details which may be obvious to a person skilled in the art may be omitted. Such obvious construction details are included to the extent required for a proper function of the present invention to be achieved. Although certain preferred embodiments have been described in detail, variations and modifications within the scope of the invention may become apparent to those skilled in the art to which the invention pertains. All such variations and modifications as are obvious to a person skilled in the art are considered to fall within the scope of the appended claims. In alternative embodiments, it is conceivable that at least one of the radiation emitting units is constituted by another type of light emitting unit. It is thus conceivable that the radiation-emitting unit consists of a xenon lamp, a halogen lamp or another radiation-emitting unit suitable for the purpose. The lighting device may also comprise combinations of at least two different types of radiation emitting units.

Fördelar med uppfinningen Med den föreliggande belysningsanordningen uppnås ett antal fördelar. Den mest uppenbara fördelen är att en förbättrad belysningsanordning erhålls. Det är vidare en fördel att belysningsenheten genom sin placering på insidan av vindrutan i mycket lite omfattning är utsatt för nedsmutsning vilket har den positiva effekten att det avgivna ljuset från extraljuset väsentligen inte reduceras. I den föredragna utforingsformen, där belysningsenheten är placerad högt upp på insidan av vindrutan, uppnås även fördelen att belysningsenheten lyser upp marken framför fordonet på ett effektivt sätt. Advantages of the invention With the present lighting device a number of advantages are achieved. The most obvious advantage is that an improved lighting device is obtained. It is a further advantage that the lighting unit, due to its location on the inside of the windscreen, is exposed to very little pollution, which has the positive effect that the light emitted from the auxiliary light is not substantially reduced. In the preferred embodiment, where the lighting unit is located high up on the inside of the windscreen, the advantage is also achieved that the lighting unit illuminates the ground in front of the vehicle in an efficient manner.

Claims

Patent claims

Illumination device (1), for emitting electromagnetic radiation for illumination purposes or the like from a vehicle (7), comprising at least one unit (2) in which electromagnetic radiation is generated by at least one radiation generating unit (3), the generating electromagnetic radiation of which is emitted from the lighting device (1) of at least one radiation emitting unit (4), which is located on the inside of a window (6) in the vehicle (7), and that the emitted electromagnetic radiation is divided into any number of sectors (9) larger than 2 that the illumination device comprises at least one image sensor whose collected information is processed in at least one computerized image analysis unit and that the intensity of the emitted electromagnetic radiation in each sector (9) can be controlled individually based on information collected by the image sensor and processed by the image analysis unit.

Lighting device (1) according to claim 1, characterized in that the generated radiation from the radiation-generating unit (3) is transmitted via at least one radiation-transmitting unit (5) to the radiation-emitting unit (4) and where the respective sector in the emitted electromagnetic radiation is created by at least one radiation generating unit (3) and that the radiation transmitting unit (5) comprises at least one and preferably a plurality of optical fibers where each fiber transmits generated radiation from at least one radiation generating unit (3) and where the radiation generating unit (3) is thermally separated from the radiation emitting device (4).

Lighting device (1) according to at least one of the preceding claims, characterized in that the light intensity in the respective sector (9) is controlled by at least one control system.

Method for using the lighting device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one image sensor continuously records a video signal consisting of a continuous sequence of individual images of the road and its adjacent area in the essential direction of travel of the vehicle and that the collected images are processed by at least one computerized image analysis unit, and that the information processed by the image analysis unit is processed by at least one decision filter, which reduces the probability of incorrect control of said lighting unit, by the decision filter requiring two or more consecutive and unambiguous detections of, alternatively missing vehicles or signs to change the outgoing list of positions for detecting vehicles or signs, and that the list of vehicles or signs that said control unit receives from said decision filter is used to control the emitted radiation intensity for each sector in the emitted radiation from be the lighting device.

Method according to claim 4, characterized in that each individual image is preferably analyzed without dependence on previous images.

Method according to claim 5, characterized in that the image sensor registers a continuous sequence of images where the same combination of exposure time, gain and optical aperture is used for all images.

Method according to at least one of the preceding claims 4 to 6, characterized in that the computerized image analysis unit calculates in real time an image analysis method which is capable of recording the intensity of light points relative to the light intensity in a local image background.

Method according to at least one of the preceding claims 4 to 7, characterized by the computerized image analysis unit calculates in real time an image analysis method capable of measuring the spatial positions on the surface of the image sensor corresponding to the light points originating from at least one oncoming vehicle headlights or from at least one hoisted vehicle taillights, alternatively from at least one road sign, and registered in a single image.

Method according to claim 8, characterized in that detected headlights and / or taillights and / or detected road signs are used for deciding whether the road and its adjacent areas can be illuminated in the direction of travel of the lighting device without causing a dangerous traffic situation due to meeting or the driver of the vehicle is dazzled and without the driver being dazzled by light from the lighting of his own vehicle which is reflected in road signs.

Method according to claim 9, characterized in that the control system activates the sectors of the lighting where no oncoming or raised vehicles or reflective road signs are located and based on the spatial sensor positions.

Use of a device according to claims 1 to 3 as a warning light.