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Die Erfindung betrifft eine Heizeinrichtung zur Personenbeheizung und insbesondere eine Heizeinrichtung zum mittels Infrarotstrahlung Beheizen einer sich in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs befindenden Person.
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Aus
DE 10 2011 000 177 A1 ist eine Heizeinrichtung zum mittels Infrarotstrahlung Beheizen von sich in einem Fahrgastraum eines Fahrzeugs befindenden Personen bekannt. Diese Heizeinrichtung umfasst eine Bildgebungsvorrichtung, die eingerichtet ist, Bildsignale von sich in einem Erfassungsbereich befindenden Personen zu erzeugen, eine Steuervorrichtung, die mit der Bildgebungsvorrichtung verbunden ist und die eingerichtet ist, aus den Bildsignalen eine Sitzbelegung im Fahrgastraum mit Personen und eine Position dieser zu erkennen. Die Heizeinrichtung umfasst außerdem mindestens einen Infrarotstrahler, welcher mit der Steuervorrichtung verbunden und eingerichtet ist, bei Aktivierung in mit Personen besetzten Bereichen des Fahrgastraums gesteuert durch die Steuervorrichtung Infrarotstrahlung abwechselnd auf unterschiedliche Körperbereiche der Personen zu richten. Um die Effizienz der Heizung zu erhöhen, wird der mindestens eine Infrarotstrahler in mit Personen besetzten Bereichen stärker fokussiert als in unbesetzten Bereichen.
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Durch die Nutzung einer Infrarotheizung in einem Fahrzeug kann zum einen durch die sehr schnelle Aufheizung der Komfort erhöht werden und zum anderen durch Absenkung der Raumtemperatur Energie eingespart werden. Übliche Infrarotstrahler geben ihre Wärmeleistung dabei auf einem relativ großflächigen Bereich ab, so dass von der Infrarotstrahlung sowohl Bereiche, in denen eine Bestrahlung gewünscht ist, als auch Bereiche, in denen keine Bestrahlung gewünscht bzw. notwendig ist, erfasst werden. Um in den gewünschten Bereichen (z.B. dem Kopf einer Person) eine ausreichende Wärmeleistung zu ermöglichen, muss der Infrarotstrahler daher üblicherweise mit einer relativ hohen Leistung ausgestattet und betrieben werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine infrarotstrahlungsbasierte Heizeinrichtung bereitzustellen, so dass deren Infrarotstrahlung effizienter zur Personenbeheizung in gewünschten Bereichen genutzt wird.
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Dies wird mit einer Heizeinrichtung gemäß Anspruch 1 erreicht. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
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Gemäß der Erfindung weist eine Heizeinrichtung zur Personenbeheizung eine Bildgebungsvorrichtung, die eingerichtet ist, Bildsignale von einer in einem Erfassungsbereich der Bildgebungsvorrichtung erfassbaren Person zu erzeugen; eine Steuervorrichtung, die mit der Bildgebungsvorrichtung zum Steuern dieser und zum Abrufen der Bildsignale verbunden ist und die eingerichtet ist, aus den Bildsignalen unterschiedliche Körperbereiche der Person zu identifizieren und den identifizierten Körperbereichen jeweilige Beheizungsintensitäten zuzuordnen; und einen Infrarotlichtprojektor auf, welcher mit der Steuervorrichtung verbunden ist und welcher eingerichtet ist, gesteuert durch die Steuervorrichtung einen gebündelten Infrarotlichtstrahl aus einer bevorzugt einzigen Infrarotlichtquelle in unterschiedliche Richtungen zu richten.
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Gemäß der Erfindung ist die Steuervorrichtung eingerichtet, den Infrarotlichtprojektor derart anzusteuern, dass dieser den Infrarotlichtstrahl abwechselnd auf eine Auswahl der mit jeweiliger Beheizungsintensität behafteten Körperbereiche richtet, so dass in einer definierten Bestrahlungszeitspanne der Person jeweilige Zeitanteile der Bestrahlung der jeweiligen Körperbereiche entsprechend den jeweiligen Beheizungsintensitäten der Körperbereiche bemessen sind. Mit anderen Worten werden Körperbereiche hoher Beheizungsintensität innerhalb der definierten Bestrahlungszeitspanne der Person deutlich öfter bzw. länger mit dem Infrarotlichtstrahl bestrahlt als Körperbereiche niedriger Beheizungsintensität. Körperbereiche mit einer Beheizungsintensität von null werden dahingegen von der Bestrahlung ausgeschlossen bzw. nicht bestrahlt.
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Auf diese Weise können die zur Beheizung gewünschten Körperbereiche, in denen die Bestrahlung auch einen Beheizungseffekt erzielt (insbesondere nicht bekleidete Körperbereiche wie Hände und Kopf), durch gebündelt projizierte Infrarotstrahlung gezielt bestrahlt werden. Damit kann die Infrarotstrahlung effizienter zur Personenbeheizung in gewünschten Bereichen genutzt werden und kann somit die auszustrahlende Wärmeleistung reduziert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Bildgebungsvorrichtung eingerichtet, infrarotstrahlungsbasierte Bildsignale von der Person zu erzeugen. Zu diesem Zweck kann ein Sensor der Bildgebungsvorrichtung z.B. als Infrarotkamera oder als Infrarotscanner ausgebildet sein und kann von der Person Bildsignale in Form eines Infrarotstrahlungsbildes bzw. Wärmebildes erzeugen. Durch wie z.B. in
US 2013/0314536 A1 beschriebene bekannte Technologien, welche als Algorithmus in der Steuervorrichtung hinterlegt sein können, ist die Identifizierung der unterschiedlichen Körperbereiche auf Basis des Infrarotstrahlungsbildes bzw. Wärmebildes realisierbar. Dabei können insbesondere freiliegende Körperbereiche wie Kopf und Hände durch die fehlende Isolationswirkung der Kleidung leicht erkannt werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Infrarotlichtprojektor eingerichtet, den Infrarotlichtstrahl intermittierend auszustrahlen, wobei die Steuervorrichtung eingerichtet ist, so dass die zur Identifizierung der unterschiedlichen Körperbereiche abgerufenen Bildsignale ausschließlich in Ausstrahlungspausen des Infrarotlichtstrahls erzeugte Bildsignale sind.
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Wenn die Bildgebungsvorrichtung auf Basis von Infrarotstrahlung arbeitet, ist es vorteilhaft, die Erzeugung der Bildsignale abwechselnd zur Bestrahlung mit dem Infrarotlichtstrahl des Infrarotlichtprojektors durchzuführen. Dies vermeidet vorteilhaft den Umstand, dass die Bildgebungsvorrichtung die von dem Infrarotlichtprojektor ausgesendete Infrarotstrahlung möglicherweise mit erfasst und dadurch möglicherweise das Infrarotstrahlungsbild verfälscht wird.
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Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist die Bildgebungsvorrichtung eingerichtet, von der Person Bildsignale zu erzeugen, welche mittels eines in der Steuervorrichtung hinterlegten Algorithmus zur Identifizierung der unterschiedlichen Körperbereiche auswertbar sind. Beispiele für einen solchen Algorithmus können z.B. aus
US 2013/0230215 A1 und aus
US 2014/0010425 A1 entnommen werden. Auch ist gemäß der Erfindung ein Tracking-Algorithmus, mit dem die Körperbereiche erkannt und verfolgt werden können, als ein solcher Algorithmus denkbar.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist der Infrarotlichtprojektor einen mittels einer Verstelleinrichtung verstellbaren Spiegel und einen Reflektor auf, welcher an der Infrarotlichtquelle angeordnet ist, um Infrarotlicht aus der Infrarotlichtquelle zu dem Infrarotlichtstrahl gebündelt auf den Spiegel zu richten. Die Steuervorrichtung ist mit der Verstelleinrichtung des Spiegels verbunden, um diesen gesteuert zu verstellen, so dass der Infrarotlichtstrahl abwechselnd auf die Auswahl der Körperbereiche gerichtet wird, so dass die jeweiligen Zeitanteile der Bestrahlung der jeweiligen Körperbereiche realisiert werden.
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Durch diese Ausgestaltung der Erfindung kann das Infrarotlicht aus einer einzigen Infrarotlichtquelle in einfacher Weise zu dem Infrarotlichtstrahl gebündelt und mit individueller Bestrahlungsintensität auf die unterschiedlichen Körperbereiche projiziert werden.
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Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist der Spiegel in Bezug auf die Infrarotlichtquelle so angeordnet, dass der Infrarotlichtstrahl an dem Spiegel um mehr als 90 Grad, insbesondere etwa 135 Grad, umgelenkt wird, um auf die Person gerichtet zu sein.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist der Spiegel in Bezug auf die Infrarotlichtquelle so angeordnet, dass der Infrarotlichtstrahl an dem Spiegel um weniger als 90 Grad, insbesondere weniger als 45 Grad, umgelenkt wird, um auf die Person gerichtet zu sein. Zu diesem Zweck können bei dem Infrarotlichtprojektor der Reflektor, die Infrarotlichtquelle und der Spiegel mit seiner Verstelleinrichtung in dieser Reihenfolge langestreckt bzw. langgezogen, d.h. annähernd in einer Linie, in Bezug auf die zu bestrahlende Person angeordnet sein.
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Diese langgezogene Anordnung der Komponenten des Infrarotlichtprojektors hat den Vorteil, dass Bauräume besser genutzt werden können. Außerdem können vorteilhaft die Infrarotlichtquelle und Reflektor weit entfernt von der zu bestrahlenden Person angeordnet sein. Dies ermöglicht höhere Temperaturen der Infrarotlichtquelle und Hochvoltkomponenten für die Infrarotlichtquelle. Zudem besteht durch die entfernte Anordnung keine Gefahr des Berührens heißer Bauteile durch zu bestrahlende Personen.
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Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist im Strahlengang zwischen der Infrarotlichtquelle und der zu bestrahlenden Person eine Filteranordnung zum Blockieren eines Durchgangs sichtbarer Lichtanteile des von der Infrarotlichtquelle ausgestrahlten Infrarotlichts angeordnet.
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Da viele Infrarotlichtquellen Licht sowohl im Infrarotspektrum als auch im für den Menschen sichtbaren Lichtspektrum ausstrahlen, ist es vorteilhaft eine Beeinträchtigung oder Störung der zu bestrahlenden Person durch eine solche Filteranordnung zu vermeiden. Bevorzugt ist die Filteranordnung im Strahlengang zwischen der Infrarotlichtquelle und dem Spiegel angeordnet, wodurch weniger Energie auf den Spiegel trifft und dieser damit nicht unnötig erwärmt wird.
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Gemäß noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist im Strahlengang zwischen der Infrarotlichtquelle und der zu bestrahlenden Person eine Anordnung optischer Linsen zum Beeinflussen des Strahlengangs des von der Infrarotlichtquelle ausgestrahlten Infrarotlichts angeordnet. Bevorzugt sind die optischen Linsen als Sammellinsen ausgebildet, was vorteilhaft die Bündelung des Infrarotlichts zu dem Infrarotlichtstrahl unterstützt bzw. verstärkt.
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Gemäß noch einer Ausführungsform der Erfindung ist der Erkennungsbereich der Bildgebungsvorrichtung auf den Spiegel ausgerichtet, um die Bildsignale der Person aus einem über den Spiegel generierten Abbild der Person zu erzeugen. Diese Ausgestaltung der Erfindung eignet sich besonders, wenn die Bildgebungsvorrichtung mit einem Infrarotscanner als Sensor ausgerüstet ist, da dann der Infrarotlichtprojektor und die Bildgebungsvorrichtung vorteilhaft in der gleichen Hardware kombiniert ausgeführt sein können.
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Schließlich kann gemäß einer Ausführungsform der Erfindung von der Steuervorrichtung auch eine Kombination aus einer Infrarotaufnahme und einer konventionellen Bildaufnahme der Bildgebungsvorrichtung herangezogen werden, um für spezifische Körperbereiche das jeweilige Temperaturniveau der Haut- oder Bekleidungsoberfläche zu ermitteln. Durch einen Abgleich mit einer körperbereichsspezifischen Zieltemperatur kann anhand des thermischen Zustands der Körperbereiche in der Steuervorrichtung oder vom Nutzer bzw. der zu beheizenden Person individuell entschieden werden, ob eine Erwärmung mittels Infrarotstrahlung erforderlich bzw. gewünscht ist.
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Die Erfindung erstreckt sich ausdrücklich auch auf solche Ausführungsformen, welche nicht durch Merkmalskombinationen aus expliziten Rückbezügen der Ansprüche gegeben sind, womit die offenbarten Merkmale der Erfindung – soweit dies technisch sinnvoll ist – beliebig miteinander kombiniert sein können.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben werden.
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1 zeigt in schematischer Ansicht eine Heizeinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung.
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2 zeigt in schematischer Ansicht eine Heizeinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
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3 zeigt in schematischer Ansicht eine Heizeinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung.
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1 zeigt in schematischer Ansicht eine Heizeinrichtung 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Heizeinrichtung 10 ist zur Personenbeheizung in ein Fahrzeug 1 mit einem Fahrgastraum 2 integriert, wobei sich in dem Fahrgastraum 2 eine Person P (nur schematisch dargestellt) wie ein Fahrer des Fahrzeugs 1 befindet.
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Wie aus 1 ersichtlich, weist die Heizeinrichtung 10 eine Bildgebungsvorrichtung 20, eine Steuervorrichtung 30 und einen Infrarotlichtprojektor 40 auf.
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Die Bildgebungsvorrichtung 20 umfasst einen Sensor 21 wie eine konventionelle Kamera oder eine Stereokamera und ist eingerichtet, Bildsignale von der Person P, welche sich in einem Erfassungsbereich des Sensors 21 der Bildgebungsvorrichtung 20 befindet, zu erzeugen.
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Die Steuervorrichtung 30 ist über eine Signalleitung 31 mit der Bildgebungsvorrichtung 20 zum Steuern dieser und zum Abrufen der Bildsignale verbunden und ist eingerichtet, aus den Bildsignalen unterschiedliche Körperbereiche B1, B2, B3 der Person P zu identifizieren und den identifizierten Körperbereichen B1–B3 jeweilige Beheizungsintensitäten zuzuordnen.
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Zu diesem Zweck erzeugt der Sensor
21 der Bildgebungsvorrichtung
20 von der Person P Bildsignale, welche mittels eines in der Steuervorrichtung
30 hinterlegten Algorithmus zur Identifizierung der unterschiedlichen Körperbereiche B1–B3 auswertbar sind. Beispiele für eine Körperbereichserkennung können z.B. aus
US 2013/0230215 A1 und aus
US 2014/0010425 A1 entnommen werden.
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Auf diese Weise lassen sich z.B. ein erster Körperbereich B1 als Kopf der Person P, ein zweiter Körperbereich B2 als eine Hand der Person P und ein dritter Körperbereich B3 als bekleideter Bereich wie z.B. ein Schulterbereich der Person P erkennen.
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Die Zuordnung der jeweiligen Beheizungsintensitäten zu den identifizierten Körperbereichen B1–B3 kann z.B. durch die Person P über eine Eingabeschnittstelle (nicht gezeigt) der Steuervorrichtung 30 in einem Menü getroffen werden oder kann vorab in der Steuervorrichtung 30 hinterlegt worden sein. Die Vorgaben für die Beheizungsintensität können außerdem von der Umgebungstemperatur und/oder von erkannter Kleidung (z.B. Handschuhe, T-Shirt) abhängig sein.
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Im vorliegenden Beispiel wird dem Kopf als erstem Körperbereich B1 eine hohe Beheizungsintensität zugeordnet, wird der Hand als zweitem Körperbereich B2 eine mittlere Beheizungsintensität zugeordnet und wird dem bekleideten Bereich der Person P als drittem Körperbereich B3 eine Beheizungsintensität von null (nicht zu beheizender Bereich) zugeordnet.
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Der Infrarotlichtprojektor 40 ist über eine Signalleitung 32 mit der Steuervorrichtung 30 verbunden und ist eingerichtet, gesteuert durch die Steuervorrichtung 30 einen Infrarotlichtstrahl IRS aus einer bevorzugt einzigen Infrarotlichtquelle 41 des Infrarotlichtprojektors 40 in unterschiedliche Richtungen zu richten.
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Genauer weist der Infrarotlichtprojektor 40 neben der Infrarotlichtquelle 41 (wie einer Halogenlampe) einen Reflektor 42, einen Spiegel 43 und eine Verstelleinrichtung 44 auf.
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Der Reflektor 42 ist an der Infrarotlichtquelle 41 angeordnet, um Infrarotlicht IRL aus der Infrarotlichtquelle 41 zu dem Infrarotlichtstrahl IRS gebündelt auf den Spiegel 43 zu richten. Der Spiegel 43 ist beweglich gelagert und mittels der Verstelleinrichtung 44 verstellbar.
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Die Steuervorrichtung 30 ist über die Signalleitung 32 mit der Verstelleinrichtung 44 des Spiegels 43 verbunden, um diesen gesteuert zu verstellen. Genauer ist die Steuervorrichtung 30 mittels entsprechender Software, Firmware und/oder Hardware eingerichtet, die Verstelleinrichtung 44 des Infrarotlichtprojektors 40 derart anzusteuern, dass der Spiegel 43 den Infrarotlichtstrahl IRS abwechselnd auf eine Auswahl der mit jeweiliger Beheizungsintensität behafteten Körperbereiche B1–B3 richtet, so dass in einer definierten Bestrahlungszeitspanne der Person P jeweilige Zeitanteile der Bestrahlung der jeweiligen Körperbereiche B1–B3 entsprechend den jeweiligen Beheizungsintensitäten der Körperbereiche B1–B3 bemessen sind.
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Mit anderen Worten werden Körperbereiche hoher Beheizungsintensität innerhalb der definierten Bestrahlungszeitspanne der Person P deutlich öfter bzw. länger mit dem Infrarotlichtstrahl IRS bestrahlt als Körperbereiche niedriger Beheizungsintensität. Um die jeweiligen Beheizungsintensitäten zu definieren, wird in der Steuervorrichtung 30 eine Bildinformation bezüglich der identifizierten Körperbereiche B1–B3 erzeugt, in welcher z.B. "Schwarz" für keine Bestrahlung (Beheizungsintensität von null), "Grau" für mittlere Bestrahlung (mittlere Beheizungsintensität) und "Weiß" für maximale Bestrahlung (maximale Beheizungsintensität) steht.
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Auf Basis dieser wie in 1 in Bezug auf die identifizierten Körperbereiche B1–B3 angedeuteten Bildinformation wird die Verstelleinrichtung 44 des Spiegels 43 angesteuert, um den Spiegel 43 gesteuert zu verstellen, so dass der Infrarotlichtstrahl IRS abwechselnd auf die Auswahl der Körperbereiche B1–B3 gerichtet wird, so dass die jeweiligen Zeitanteile der Bestrahlung der jeweiligen Körperbereiche B1–B3 realisiert werden. Wie aus 1 ersichtlich, ist hierbei der Spiegel 43 in Bezug auf die Infrarotlichtquelle 41 so angeordnet, dass der Infrarotlichtstrahl IRS an dem Spiegel 43 um mehr als 90 Grad, insbesondere um etwa 135 Grad, umgelenkt wird, um auf die Person P gerichtet zu sein.
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Da viele Infrarotlichtquellen Licht sowohl im Infrarotspektrum als auch im für den Menschen sichtbaren Lichtspektrum ausstrahlen, kann im Strahlengang zwischen der Infrarotlichtquelle 41 und der zu bestrahlenden Person P eine Filteranordnung 45 zum Blockieren eines Durchgangs sichtbarer Lichtanteile des von der Infrarotlichtquelle 41 ausgestrahlten Infrarotlichts IRS als Bestandteil des Infrarotlichtprojektors 40 angeordnet sein. Dadurch kann vorteilhaft eine Beeinträchtigung oder Störung der Person P und insbesondere auch von anderen Fahrzeuginsassen während der Fahrt des Fahrzeugs 1 vermieden werden. Bevorzugt ist die Filteranordnung 45 im Strahlengang zwischen der Infrarotlichtquelle 41 und dem Spiegel 43 angeordnet, wodurch weniger Energie auf den Spiegel 43 trifft und dieser damit nicht unnötig erwärmt wird.
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Bevorzugt weist der Infrarotlichtprojektor 40 außerdem im Strahlengang zwischen der Infrarotlichtquelle 41 und der zu bestrahlenden Person P angeordnet eine Anordnung optischer Linsen 46, 47 zum Beeinflussen des Strahlengangs des von der Infrarotlichtquelle 41 ausgestrahlten Infrarotlichts IRL auf. Bevorzugt sind die optischen Linsen 46, 47 als Sammellinsen ausgebildet, um die Bündelung des Infrarotlichts IRL zu dem Infrarotlichtstrahl IRS zu unterstützen.
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2 zeigt in schematischer Ansicht eine Heizeinrichtung 10' gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung. Die in 2 gezeigte Heizeinrichtung 10' ist bis auf wenige Unterschiede identisch zu der in 1 gezeigten Heizeinrichtung 10 ausgebildet. Daher wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen werden und sind bei der in 2 gezeigten Heizeinrichtung 10' zu der in 1 gezeigten Heizeinrichtung 10 identische Komponenten mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. Dabei sind die Bezugszeichen modifizierter Komponenten zusätzlich mit einem Apostroph versehen.
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Im Unterschied zur Heizeinrichtung 10 von 1 ist bei der in 2 gezeigten Heizeinrichtung 10' der Spiegel 43 des Infrarotlichtprojektors 40' in Bezug auf die Infrarotlichtquelle 41 so angeordnet, dass der Infrarotlichtstrahl IRS an dem Spiegel 43 um weniger als 90 Grad, insbesondere weniger als 45 Grad, umgelenkt wird, um auf die Person P gerichtet zu sein. Genauer sind bei dem Infrarotlichtprojektor 40' der Heizeinrichtung 10' von 2 der Reflektor 42, die Infrarotlichtquelle 41, die optionale Filteranordnung 45, die eine optionale optische Linse 46, der Spiegel 43 mit seiner Verstelleinrichtung 44 und die andere optionale optische Linse 47 in dieser Reihenfolge langestreckt bzw. langgezogen, d.h. annähernd in einer Linie, in Bezug auf die zu bestrahlende Person P angeordnet.
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Diese langgezogene Anordnung der Komponenten des Infrarotlichtprojektors 40' hat den Vorteil, dass Bauräume besser genutzt werden können. Außerdem können vorteilhaft die Infrarotlichtquelle 41 und der Reflektor 42 entfernt (vorzugsweise z.B. in einem nicht gezeigten Motorraum des Fahrzeugs 1) verbaut werden. Dies ermöglicht höhere Temperaturen der Infrarotlichtquelle 41, Hochvoltkomponenten und ggf. eine Nutzung von Strahlungswärme in einem Abgasstrang des Fahrzeugs 1 (wenn mit einer Brennkraftmaschine versehen).
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3 zeigt in schematischer Ansicht schließlich eine Heizeinrichtung 10" gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung. Die in 3 gezeigte Heizeinrichtung 10" ist bis auf wenige Unterschiede identisch zu der in 2 gezeigten Heizeinrichtung 10' ausgebildet. Daher wird im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen werden und sind bei der in 3 gezeigten Heizeinrichtung 10" zu der in 2 gezeigten Heizeinrichtung 10' identische Komponenten mit identischen Bezugszeichen bezeichnet. Dabei sind die Bezugszeichen modifizierter Komponenten zusätzlich mit doppeltem Apostroph versehen.
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Im Unterschied zur Heizeinrichtung 10' von 2 ist bei der in 3 gezeigten Heizeinrichtung 10" die Bildgebungsvorrichtung 20'' eingerichtet, infrarotstrahlungsbasierte Bildsignale von der Person P zu erzeugen. Zu diesem Zweck ist der Sensor 21" der Bildgebungsvorrichtung 20" als Infrarotkamera oder Infrarotscanner ausgebildet und erzeugt von der Person P Bildsignale in Form eines Infrarotstrahlungsbildes bzw. Wärmebildes. Dabei ist der Erkennungsbereich der Bildgebungsvorrichtung 20" auf den Spiegel 43 ausgerichtet, um die Bildsignale der Person P aus einem über den Spiegel 43 generierten Abbild der Person P zu erzeugen.
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Die Steuervorrichtung 30" ist über eine entsprechend angepasste Signalleitung 31" mit der Bildgebungsvorrichtung 20" zum Steuern dieser und zum Abrufen der Bildsignale verbunden und ist eingerichtet, aus den infrarotstrahlungsbasierten Bildsignalen unterschiedliche Körperbereiche wie die ersten bis dritten Körperbereiche B1–B3 der Person P zu identifizieren und den identifizierten Körperbereichen B1–B3 jeweilige Beheizungsintensitäten zuzuordnen.
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Durch wie z.B. in
US 2013/0314536 A1 beschriebene bekannte Technologien, welche als Algorithmus in der Steuervorrichtung
30" hinterlegt sein können, ist die Identifizierung der unterschiedlichen Körperbereiche B1–B3 auf Basis des Infrarotstrahlungsbildes bzw. Wärmebildes der Person P realisierbar. Dabei können insbesondere freiliegende Körperbereiche wie Kopf und Hände (hier z.B. der erste Körperbereich B1 bzw. der zweite Körperbereich B2) durch die fehlende Isolationswirkung der Kleidung erkannt werden. Z.B. wird dann jenen Bildteilen, welche über einem Grenzwert der Infrarotstrahlung liegen, eine hohe Bestrahlungsintensität zugeordnet. Der Grenzwert kann dabei von den Umgebungsbedingungen wie der Temperatur abhängig oder einstellbar sein. Es können auch mehrere Grenzwerte verwendet werden, um verschiedene Körperbereiche unterschiedlich zu erwärmen.
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Da diese Bildgebungsvorrichtung 20" nach 3 auf Basis von Infrarotstrahlung arbeitet, ist es bevorzugt, dass die Erzeugung der Bildsignale abwechselnd zur Bestrahlung mit dem Infrarotlichtstrahl IRS des Infrarotlichtprojektors 40" geschieht, da ansonsten die Gefahr besteht, dass die Bildgebungsvorrichtung 20" die von dem Infrarotlichtprojektor 40" ausgesendete Infrarotstrahlung mit erfasst.
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Daher ist der Infrarotlichtprojektor 40" bevorzugt eingerichtet, den Infrarotlichtstrahl IRS intermittierend auszustrahlen. Zudem ist die Steuervorrichtung 30" bevorzugt eingerichtet, so dass die zur Identifizierung der unterschiedlichen Körperbereiche B1–B3 abgerufenen Bildsignale ausschließlich in Ausstrahlungspausen des Infrarotlichtstrahls IRS erzeugte Bildsignale sind.
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In der Ausführungsform nach 3 weist zu diesem Zweck der Infrarotlichtprojektor 40" im Strahlengang des Infrarotlichts IRL ein sich um eine Drehachse R1 drehendes Hell/Dunkel-Rad 48" auf, welches für das Infrarotlicht IRL durchlässige und undurchlässige Abschnitte aufweist. Die Bilderzeugung bzw. Messung mit der Bildgebungsvorrichtung 20" erfolgt dann, wenn das Hell/Dunkel-Rad 48" für Infrarotlicht IRL undurchlässig ist.
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Im Obigen wurden unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 unterschiedliche Ausführungsformen einer zur Personenbeheizung vorgesehenen erfindungsgemäßen Heizeinrichtung 10, 10', 10" beschrieben. Diese Ausführungsformen weisen gemeinsam oder selektiv u.a. die folgenden Merkmale bzw. Vorteile auf.
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Gemäß der Erfindung wird gebündelte Infrarotstrahlung auf eine jeweils zu beheizende Person projiziert. Dabei kann der Infrarotlichtstrahl des Infrarotlichtprojektors Bewegungen der Person mittels einer in die Steuervorrichtung programmierbaren Matrix folgen. Die identifizierten zu bestrahlenden Körperbereiche werden bevorzugt von einer einzigen Infrarotlichtquelle bestrahlt, wobei trotzdem individuelle Bestrahlungsintensitäten (unterschiedliche Strahlungsleistungen – Weiß/Grau/Schwarz) für die Körperbereiche möglich sind. Da bevorzugt nur eine einzige Infrarotlichtquelle vorgesehen ist, sind Wartung und Austausch dieser vereinfacht. Durch das lokale Anstrahlen der Körperbereiche (statt globaler Emission von Infrarotstrahlung und selektiver Absorption in nicht zu beheizenden Bereichen) kann die Leistung der Infrarotlichtquelle reduziert werden.
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Bei der langgezogenen Ausgestaltung des Infrarotlichtprojektors können die Infrarotlichtquelle und der Reflektor entfernt von Personen wie bevorzugt z.B. im Motorraum eines Fahrzeugs angeordnet werden. Damit sind höhere Temperaturen an der Infrarotlichtquelle und dementsprechend mehr Wärmeleistung sowie Hochvoltkomponenten für die Infrarotlichtquelle möglich. Zudem besteht durch die entfernte Anordnung keine Gefahr des Berührens heißer Bauteile durch zu beheizende Personen. Schließlich können durch die langgezogene Ausführung des Infrarotlichtprojektors alternative Bauräume z.B. in einem Fahrzeug genutzt werden.
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Bei der Ausführung mit einem Infrarotscanner als Sensor in der Bildgebungsvorrichtung können der Infrarotlichtprojektor und die Bildgebungsvorrichtung bzw. der Sensor (Infrarotscanner) vorteilhaft in der gleichen Hardware kombiniert ausgeführt sein.
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Abschließend ist noch zu bemerken, dass gemäß der Erfindung von der Steuervorrichtung auch eine Kombination aus einer Infrarotaufnahme und einer konventionellen Bildaufnahme der Bildgebungsvorrichtung herangezogen werden kann, um für spezifische Körperbereiche das jeweilige Temperaturniveau der Haut- oder Bekleidungsoberfläche zu ermitteln. Durch einen Abgleich mit einer körperbereichsspezifischen Zieltemperatur kann anhand des thermischen Zustands der Körperbereiche in der Steuervorrichtung oder vom Nutzer bzw. der zu beheizenden Person individuell entschieden werden, ob eine Erwärmung mittels Infrarotstrahlung erforderlich bzw. gewünscht ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeug
- 2
- Fahrgastraum
- 10; 10'; 10"
- Heizeinrichtung
- 20; 20"
- Bildgebungsvorrichtung
- 21; 21"
- Sensor
- 30; 30"
- Steuervorrichtung
- 31; 31", 32
- Signalleitung
- 40; 40'; 40"
- Infrarotlichtprojektor
- 41
- Infrarotlichtquelle
- 42
- Reflektor
- 43
- Spiegel
- 44
- Verstelleinrichtung
- 45
- Filteranordnung
- 46, 47
- optische Linse
- 48"
- Hell/Dunkel-Rad
- B1, B2, B3
- Körperbereich
- P
- Person
- R1
- Drehachse
- IRL
- Infrarotlicht
- IRS
- Infrarotlichtstrahl
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102011000177 A1 [0002]
- US 2013/0314536 A1 [0009]
- US 2013/0230215 A1 [0012, 0032]
- US 2014/0010425 A1 [0012, 0032]
- US 20130314536 A1 [0050]
