DE102016213629A1

DE102016213629A1 - Beleuchtungsanordnung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102016213629A1
Application number: DE102016213629.1A
Authority: DE
Inventors: Christian Heider; Friedrich-Uwe Tontsch; Julia Kastner; Stephan Berlitz; Manuela Scherer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2016-07-26
Filing date: 2016-07-26
Publication date: 2018-02-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung (10) für einen Innenraum (14) eines Kraftfahrzeugs (16), mit einem ein Innenverkleidungsteil (20) aufweisenden Dachmodul (18) für ein Fahrzeugdach (22) des Kraftfahrzeugs (16), wobei das Innenverkleidungsteil (20) eine Flächenleuchte (24) aufweist, die in einem Bereich oberhalb einer Position eines zugeordneten Fahrzeugsitzes (26) des Kraftfahrzeugs (16) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die Flächenleuchte (24) Augen einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden vorgegebenen Person (28) mit Licht derart beaufschlagt, dass eine erste Sichtlinie (30) der Augen zu einem in eine Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) vorderen Ende der Flächenleuchte (24) und eine zweite Sichtlinie (32) der Augen zu einem in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) hinteren Ende der Flächenleuchte einen Sehwinkel (34) in einer sich in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) erstreckenden und vertikalen Ebene bilden, der wenigstens 45° beträgt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsanordnung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit einem ein Innenverkleidungsteil aufweisenden Dachmodul für ein Fahrzeugdach des Kraftfahrzeugs. Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Beleuchtungsanordnung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs mit einem ein Innenverkleidungselement aufweisenden oberen Dachquerträger, an dem eine Sonnenblende schwenkbar angeordnet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem ein Innenverkleidungselement aufweisenden oberen Dachquerträger, an dem eine Sonnenblende angeordnet ist, und/oder einem Dachmodul für ein Fahrzeugdach des Kraftfahrzeugs, wobei das Dachmodul ein Innenverkleidungsteil aufweist. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsanordnung für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs, das ein ein Innenverkleidungsteil aufweisendes Dachmodul und/oder einen ein Innenverkleidungselement aufweisenden oberen Dachquerträger aufweist, an dem eine Sonnenblende schwenkbar angeordnet ist.
Beleuchtungsanordnungen, Kraftfahrzeuge mit solchen Beleuchtungsanordnungen sowie Verfahren zu deren Betrieb sind im Stand der Technik umfänglich bekannt. Sie dienen unter anderem ein Lichtbedürfnis des Menschen, welches sich aus der visuellen, emotionalen und/oder biologischen Komponente zusammensetzt. Bei Kraftfahrzeugen dient ein Innenlicht häufig zur Unterstützung einer Sehaufgabe oder einer Orientierung einer im Kraftfahrzeug angeordneten Person. Teilweise kann damit auch eine Stimmung und/oder ein Wohlbefinden der im Kraftfahrzeug angeordneten Person beeinflusst werden. Gattungsgemäße Beleuchtungsanordnungen umfassen beispielsweise Leseleuchten, Make-up-Leuchten, Fußraumleuchten, Einstiegsleuchten und/oder dergleichen.
So offenbart beispielsweise die DE 103 41 409 A1 einen Dachhimmel mit einer integrierten Lichtquelle. Die DE 10 2005 022 159 A1 offenbart eine Sonnenblende mit einer Beleuchtungsvorrichtung für Nutzfahrzeuge, die eine möglichst hohe Beleuchtungsstärke bereitstellt.
Darüber hinaus ist es aus der WO 2012/090 111 A1 bekannt, Licht in einem Fahrzeug zu erzeugen, welches blaues Licht nutzt, um die Aufmerksamkeit eines Fahrers des Kraftfahrzeugs zu erhöhen. Aus der DE 10 2012 001 051 A1 ist darüber hinaus ein Verfahren zur Steuerung einer Fahrzeuginnenbeleuchtung bekannt, bei der die Fahrzeuginnenbeleuchtung hinsichtlich ihrer Lichtfarbe und ihrer Lichtintensität veränderbar ist, um ein Komfortempfinden und einen Wohlfühlfaktor erhöhen zu können. Aus der DE 102 32 797 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Steigerung einer Vigilanz des Führers eines Kraftfahrzeugs bekannt, wobei eine Kraftfahrzeuginnenraumbeleuchtung und eine Instrumententafelbeleuchtung blaues Licht nutzen. Weiterhin offenbart die DE 10 2013 016 817 A1 ein Innenraumlichtsystem für einen Innenraum eines Kraftfahrzeugs, um Tageslicht zu ergänzen, zu welchem Zweck eine große Beleuchtungsstärke bereitgestellt wird.
Der vorgenannte Stand der Technik hat sich lediglich unzureichend bewährt und führt häufig nicht zu den gewünschten Wirkungen insbesondere in Bezug auf die Aufmerksamkeit eines Führers des Kraftfahrzeugs. Dies liegt unter anderem daran, dass bei einer biologisch wirksamen Beleuchtung im Innenraum besondere Anforderungen zu erfüllen sind, die teilweise auch genormt sind, wie beispielsweise in der Norm DIN EN 12464/1 und einer Normenreihe DIN 5035. Darüber hinaus hat sich gezeigt, dass gerade Licht im Bereich einer Wellenlänge von 490 nm Einfluss auf den Hormonhaushalt und den Schlaf-/Wachrhythmus hat. Die vorgenannten Offenbarungen zum Stand der Technik nutzen diese Erkenntnis nicht oder allenfalls unzureichend. Insbesondere ist die Auslegung eines Lichtspektrums, die Wahl einer Beleuchtungsstärke sowie auch die Position und die Größe einer Leuchte im Stand der Technik nicht geeignet angepasst gewählt.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Beleuchtung für den Innenraum des Kraftfahrzeugs bereitzustellen, mit der insbesondere eine verbesserte Bioaktivität bei einer im Innenraum des Fahrzeugs angeordneten Person erreicht werden kann.
Als Lösung werden mit der Erfindung Beleuchtungsanordnungen, ein Kraftfahrzeug sowie ein Verfahren zum Steuern der Beleuchtungsanordnungen gemäß den unabhängigen Ansprüchen vorgeschlagen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich anhand von Merkmalen der abhängigen Ansprüche.
Beleuchtungsanordnungsseitig wird für das Innenverkleidungsteil des Dachmoduls insbesondere vorgeschlagen, dass das Innenverkleidungsteil eine Flächenleuchte aufweist, die in einem Bereich oberhalb einer Position eines zugeordneten Fahrzeugsitzes des Kraftfahrzeugs derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die Flächenleuchte Augen einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden vorgegebenen Person mit Licht derart beaufschlagt, dass eine erste Sichtlinie der Augen zu einem in eine Längsrichtung des Kraftfahrzeugs vorderen Ende der Flächenleuchte und eine zweite Sichtlinie der Augen zu einem in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs hinteren Ende der Flächenleuchte einen Sehwinkel in einer sich in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckenden und vertikalen Ebene bilden, der wenigstens 45° beträgt.
Bezüglich der am Innenverkleidungselement des Dachquerträgers angeordneten Sonnenblende wird insbesondere vorgeschlagen, dass die Sonnenblende eine Flächenleuchte aufweist, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die Flächenleuchte Augen einer auf einem der Sonnenblende zugeordneten Fahrzeugsitz sitzenden vorgegebenen Person in einem hochgeklappten Zustand der Sonnenblende mit Licht derart beaufschlagt, dass eine erste Sichtlinie der Augen zu einem in eine Längsrichtung des Kraftfahrzeugs vorderen Ende der Flächenleuchte und eine zweite Sichtlinie der Augen zu einem in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs hinteren Ende der Flächenleuchte einen Sehwinkel in einer sich in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckenden und vertikalen Ebene bilden, der wenigstens 45° beträgt.
Kraftfahrzeugseitig wird vorgeschlagen, dass das Kraftfahrzeug eine Beleuchtungsanordnung gemäß der Erfindung aufweist.
Verfahrensseitig wird für ein gattungsgemäßes Verfahren insbesondere vorgeschlagen, dass eine am Innenverkleidungsteil und/oder an der Sonnenblende in einem Bereich oberhalb einer Position eines zugeordneten Fahrzeugsitzes des Kraftfahrzeugs angeordnete Flächenleuchte Augen einer auf dem Fahrzeug sitzenden vorgegebenen Person mit Licht derart beaufschlagt, dass eine erste Sichtlinie der Augen zu einem in eine Längsrichtung des Kraftfahrzeugs vorderen Ende der Flächenleuchte und eine zweite Sichtlinie der Augen zu einem in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs hinteren Ende der Flächenleuchte einen Sehwinkel in einer sich in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs erstreckenden und vertikalen Ebene bilden, der wenigstens 45° beträgt.
Die Erfindung basiert auf zwei wichtigen Erkenntnissen. Eine erste wichtige Erkenntnis ist, dass Photorezeptoren, die für Licht mit hohen Blauanteilen besonders empfänglich sind, vorzugsweise auf der Netzhaut in einem unteren hinteren Bereich des Augapfels positioniert sind. Dadurch ist die Photosensivität des Auges besonders für einen Sehwinkel gegeben, der mit einer Horizontalebene einen Winkel von etwa 60°, gegebenenfalls auch etwa 70°, oberhalb der Horizontalebene einschließt. Dies erklärt im Übrigen auch, weshalb bei der Lehre der WO 2012/090111 A1 die Einwirkung des blauen Lichts weitgehend unwirksam ist, weil nämlich das blaue Licht gerade mit einem Winkel unterhalb der Horizontalebene in das Auge einfällt, sodass es in einem Bereich auf der Netzhaut auftrifft, der gerade eben nicht für Licht mit hohen Blauanteilen sensitiv ist. Deshalb kann die dort beschriebene Wirkung im Wesentlichen auch nicht erreicht werden.
Die zweite wichtige Erkenntnis basiert darauf, dass eine biologische Wirkung bei einer gegebenen Bestrahlungsstärke mit der Größe eines Raumwinkels aller hellen Bereiche im Gesichtsfeld steigt. Der Raumwinkel, der hier auch den Sehwinkel bildet, ist vorzugsweise proportional zur geometrischen Fläche dieser Bereiche und umgekehrt proportional zum Quadrat ihres Abstandes. Es hat sich nämlich gezeigt, dass kleine Lichtquellen, beispielsweise mit einem Sehwinkel von kleiner als 0,1 sr nicht oder kaum zu einer biologischen Wirkung führen, insbesondere in Bezug auf eine Melantoninsuppression. Erst in einem Bereich von 0,1 sr bis etwa 0,5 sr kann überhaupt eine biologische Wirkung erfasst werden. Es hat sich in Versuchen gezeigt, dass für eine angemessene biologische Wirkung jedoch ein Raumwinkel erforderlich ist, der etwa 0,5 sr, insbesondere 0,6 sr überschreitet.
Werden diese beiden Erkenntnisse in Betracht gezogen, ergibt sich hieraus, dass die Flächenleuchte einerseits eine gewisse Abmessung benötigt, damit sie die Sehwinkelanforderung erfüllt, um eine hinreichende biologische Wirkung überhaupt erst erzeugen zu können, wobei die Flächenleuchte dann zugleich auch derart anzuordnen ist, dass das von der Flächenleuchte abgegebene Licht in einem unteren Bereich des Auges auftreffen kann. Dabei wird davon ausgegangen, dass im bestimmungsgemäßen Betrieb die Person im Wesentlichen horizontal, insbesondere nach vorne, blickt. Dies dürfte für eine Beleuchtungsanordnung für die Beleuchtung des Innenraums des Kraftfahrzeugs in der Regel gegeben sein. Dadurch ergeben sich die Abmessungen und die Positionierung der Flächenleuchte am Innenverkleidungsteil beziehungsweise Innenverkleidungselement.
Mit der Erfindung kann somit erreicht werden, dass die Beleuchtung überhaupt erst geeignet ist, eine biologische Wirkung in Bezug auf die Person verursachen zu können.
Am Innenverkleidungsteil kann die Flächenleuchte so ausgelegt sein, dass das von ihr abgegebene Licht zu einer circadianen Wirksamkeit führt. Dabei kann vorzugsweise eine Position der Person berücksichtigt werden, sodass die Flächenleuchte ihre optimale Wirkung entfalten kann.
Sonnenblendenseitig kann die Position des Fahrers beziehungsweise eines Beifahrers des Kraftfahrzeugs Berücksichtigung finden, sodass die Flächenbeleuchtung ihre optimale Wirkung auf den Fahrer beziehungsweise den Beifahrer entfalten kann, insbesondere in Bezug auf die Steigerung der Aufmerksamkeit, das Wohlbefinden und/oder dergleichen.
Die Flächenleuchte kann dem Grunde nach dadurch realisiert sein, dass ein flächiges Lichtleitelement eine entsprechend groß ausgebildete Lichtaustrittsöffnung aufweist, und das Lichtleitelement für eine oder mehrere Lichtquellen eine entsprechende Lichteintrittsfläche aufweist. Darüber hinaus kann natürlich vorgesehen sein, dass die Flächenleuchte aus einer Mehrzahl von Halbleiterlichtelementen wie Leuchtdioden oder dergleichen gebildet ist. Diese Ausgestaltung bietet darüber hinaus eine Reihe von weiteren Einstell- und Steuerungsmöglichkeiten, die im Folgenden noch weiter erläutert werden.
Die Flächenleuchte wird vorzugweise mit elektrischer Energie aus einem Bordnetz des Kraftfahrzeugs versorgt. Zu diesem Zweck kann das Innenverkleidungsteil beziehungsweise das Innenverkleidungselement eine entsprechende elektrische Energieverteilung in Form von Kabeln und/oder dergleichen umfassen.
Die Flächenleuchte kann mittels einer Steuereinheit steuerbar sein, die beispielsweise von der Flächenleuchte selbst umfasst sein kann. Darüber hinaus kann natürlich auch eine übergeordnete Fahrzeugsteuerung vorgesehen sein, die die Steuereinheit für die Flächenleuchte umfasst. Mit der Steuereinheit können Eigenschaften der Flächenleuchte eingestellt werden, beispielsweise eine Beleuchtungsstärke, gegebenenfalls ein Spektrum des abgegebenen Lichts, Zeitsteuerungen für den Betrieb der Flächenleuchte, das Erzeugen von Lichtverteilungen, insbesondere individualisierte Beleuchtungsszenarien und/oder dergleichen. Die Steuereinheit kann durch eine elektronische Schaltung (Hardware), insbesondere eine Rechnereinheit wie einem Mikroprozessor, einem Gate Array und/oder dergleichen gebildet sein. Die Steuereinheit kann eine Speichereinheit umfassen, die dem Speichern von Daten und/oder Parametern sowie gegebenenfalls einem Rechnerprogramm für die Rechenreinheit dient.
Mit der Erfindung können darüber hinaus auf einfache Weise auch Anforderungen hinsichtlich der Vermeidung von Blendung der Person erfüllt werden, wie sie beispielsweise auch durch die Norm DIN EN 12464-1 angegeben sind.
Die vorgegebene Person, für die die Beleuchtungsanordnung vorzugsweise ausgelegt werden kann, kann zum Beispiel eine Körperhöhe von 1560 mm (W05) bis 1910 mm (M95) reichen. Hierbei handelt es sich um genormte Größen. Darüber hinaus kann die Einstellung der Flächenleuchte auch von einem Einstellbereich des Fahrzeugsitzes abhängig sein, indem sie beispielsweise entsprechend positioniert und hinsichtlich ihrer Abmessungen dimensioniert werden kann.
Besonders vorteilhaft erweist es sich, wenn die Beleuchtungsanordnung einen Außenlichtsensor umfasst, mit dem Außenlicht beziehungsweise Umgebungslicht erfasst werden kann, und der an die Steuereinheit angeschlossen ist. Dadurch ist es möglich, die Flächenleuchte ergänzend auch unter Berücksichtigung des Außenlichts zu steuern. Dadurch kann die gewünschte Wirkung des durch die Flächenleuchte abgegebenen Lichts auf die Person weiter verbessert werden. Beispielsweise kann mittels des Außenlichtsensors eine Helligkeit, ein Lichtspektrum und/oder dergleichen erfasst werden. Diese erfassten Werte können genutzt werden, die Flächenleuchte entsprechend zu steuern, dass sie im Innenraum des Kraftfahrzeugs die geeignete und gewünschte Beleuchtungsfunktion bereitzustellen vermag.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass die Flächenleuchte ausgebildet ist, Licht mit einem spektralen Maximum bei einer Wellenlänge in einem Bereich von etwa 480 nm bis etwa 530 nm, bevorzugt in einem Bereich von etwa 490 nm bis etwa 510 nm, besonders bevorzugt bei etwa 490nm, abzugeben. Es hat sich nämlich gezeigt, dass gerade bei dieser Wellenlänge eine besonders wirksame Beeinflussung der Melantoninsuppression erreicht werden kann. Es handelt sich hierbei um ein besonderes blaues Licht, das sich als biologisch besonders wirksam herausgestellt hat.
Weiterhin erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Flächenleuchte derart gesteuert wird, dass sie das abgegebene Licht auf eine Beleuchtungsstärke von 500 lx, insbesondere 250 lx, besonders bevorzugt auf einen Bereich von 50 lx bis 200 lx begrenzt. Diese Beleuchtungsstärke hat sich als einerseits sehr wirksam erwiesen, wobei andererseits zugleich eine Blendung oder auch eine Störung bei der normalen Sichtaufgabe weitgehend vermieden werden kann. Eine Beleuchtungsstärke, die 500 lx, gegebenenfalls auch erst etwa 750 lx, überschreitet, zieht eine Blendungswirkung nach sich und ist somit insbesondere für den Innenraum des Kraftfahrzeugs ungeeignet. Dies betrifft unter anderem auch den Fahrer des Kraftfahrzeugs, der durch die Beleuchtungsanordnung natürlich auch hinsichtlich seiner Fahraufgabe nicht gestört sein darf. Besonders nachteilig erweist sich dies bei Fahrten in der Dunkelheit, weil entsprechend hohe Beleuchtungsstärken dazu führen, dass die Sicht für den Fahrer aufgrund von Streulicht gestört ist.
Eine Weiterbildung schlägt vor, dass eine Größe der Person ermittelt und das Abgeben des Lichts durch die Flächenleuchte derart eingestellt wird, dass der Sehwinkel von 45° unabhängig von der ermittelten Größe der Person ist. Diese Ausgestaltung berücksichtigt, dass die Flächenleuchte grundsätzlich einstellbar ausgebildet sein und mittels der Steuereinheit entsprechend hinsichtlich ihrer Lichtabgabe eingestellt werden kann. So kann vorgesehen sein, dass bei einer kleinen Person zur Bereitstellung des geeigneten Sehwinkels ein großer Flächenanteil der Flächenleuchte Licht abgibt, wohingegen bei einer großen Person zur Erreichung des vorgegebenen Sehwinkels ein entsprechend kleinerer Anteil der Flächenleuchte Licht abgibt. Dies dient nicht nur dem Einsparen von elektrischer Energie, sondern zugleich auch einer optimierten Beleuchtungsfunktion, die die Person, insbesondere den Fahrer, nach Möglichkeit nicht beeinträchtigt. Alternativ oder ergänzend kann natürlich auch vorgesehen sein, dass die Flächenleuchte bewegbar am Innenverkleidungsteil beziehungsweise Innenverkleidungselement angeordnet ist und abhängig von der Größe der Position in eine entsprechende Leuchtenposition verfahren wird. Dies kann automatisch erfolgen, beispielsweise mittels eines Antriebs oder dergleichen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass das Abgeben des Lichts durch die Flächenleuchte abhängig von einem Biorhythmus der Person eingestellt wird. Bezüglich des Fahrers kann dadurch erreicht werden, dass eine erhöhte Aufmerksamkeit erreicht werden kann, indem die Flächenleuchte entsprechend Licht abgibt. Dagegen kann bei mitfahrenden Personen erreicht werden, dass der Biorhythmus möglichst wenig gestört wird. Vorteilhaft ist dies beispielsweise bei Handlungsreisenden, die sich kurzzeitig in unterschiedlichen Zeitzonen aufhalten müssen oder dergleichen. Dadurch kann einerseits eine möglichst angenehme Anpassung des Biorhythmuses an eine jeweilige Zeitzone sowie andererseits eine etwaige Vorbereitung auf eine entsprechend neue Zeitzone erreicht werden.
Besonders vorteilhaft kann vorgesehen sein, dass mittels einer mit der Steuereinheit in Kommunikationsverbindung stehenden Erkennungseinheit eine auf dem Fahrzeugsitz sitzende Person identifiziert und die Lichtabgabe durch die Flächenleuchte abhängig von der ermittelten Identität der Person automatisch individuell eingestellt wird. Bei dieser Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass für unterschiedliche Personen individuelle Lichtprofile gespeichert abrufbar sind. Die Erkennungseinheit kann zu diesem Zweck beispielsweise mit einem Mobilfunkendgerät der Person kommunizieren und anhand dessen die Person identifizieren. Darüber hinaus können auch weitere Erkennungsmöglichkeiten, beispielsweise Gesichtserkennung, Stimmenerkennung, aber auch Erfassung weiterer biometrischer Größen vorgesehen sein, um die Person zu identifizieren. Im einfachsten Fall ist es sogar möglich, dass die Person einen ihr zugeordneten individuellen Code in eine Eingabeeinheit eingibt, die von der Erkennungseinheit umfasst ist, um die Identifizierung zu ermöglichen. Die Steuereinheit erhält von der Erkennungseinheit die entsprechenden Identifikationsdaten und stellt die Flächenleuchte anhand von den Identifikationsdaten zugeordneten individuellen Profilen durch Auswahl des entsprechenden zugeordneten Profils die Lichtabgabe der Flächenleuchte ein. Vorzugsweise können die Lichtprofile einstellbar ausgebildet sein, sodass die entsprechende Person das Lichtprofil individuell für sie anpassen kann. Die Erkennungseinheit kann von der Steuereinheit umfasst sein.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass eine Einstellung des durch die Flächenleuchte abgegebenen Lichts für wenigstens drei Stunden beibehalten wird. Es hat sich nämlich gezeigt, dass für das Eintreten der gewünschten biologischen Wirkung ein vorgegebener Zeitraum wünschenwert ist. Dabei hat sich der Zeitraum von wenigstens drei Stunden als besonders vorteilhaft erwiesen.
Weitere Vorteile und Merkmale sind der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Zeichnungen zu entnehmen. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Merkmale und Funktionen.
Es zeigen:
1 in einer schematischen Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug eine Beleuchtungsanordnung gemäß einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
2 eine schematische Seitenansicht aus einem Ausschnitt des Kraftfahrzeugs im Bereich der Beleuchtungsanordnung gemäß 1 mit einer auf einem Sitz sitzenden Person; und
3 eine schematisch perspektivische Innenansicht des Kraftfahrzeugs mit einer Beleuchtungsanordnung gemäß einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung, bei eine Flächenleuchte an einer Sonnenblende angeordnet ist.
1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Kraftfahrzeug 16 mit einer ersten Ausgestaltung für eine Beleuchtungsanordnung 10 für einen Innenraum 14 des Kraftfahrzeugs. Das Kraftfahrzeug 16 weist ein Dachmodul 18 für ein Fahrzeugdach 22 auf. Das Dachmodul 18 seinerseits umfasst ein Innenverkleidungsteil 20, welches einen Dachhimmel bildet.
Das Innenverkleidungsteil 20 weist eine Flächenleuchte 24 auf, die in einem Bereich oberhalb einer Position eines zugeordneten Fahrzeugsitzes 26 des Kraftfahrzeugs 16 derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die Flächenleuchte 24 Augen einer auf dem Fahrzeugsitz 26 sitzenden vorgegebenen Person 28 mit Licht derart beaufschlagt, dass eine erste Sichtlinie 30 der Augen 44 zu einem in eine Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 16 vorderen Ende der Flächenleuchte 24 und eine zweite Sichtlinie 32 der Augen 44 zu einem in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 16 hinteren Ende der Flächenleuchte einen Sehwinkel 34 (α) in einer sich in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs 16 erstreckenden und vertikalen Ebene bilden, der vorliegend etwa 45° beträgt. In alternativen Ausgestaltungen kann dieser Winkel α auch größer sein, beispielsweise etwa 60°, insbesondere etwa 70°, betragen (2). Vorzugsweise ist die Sichtlinie 32 um einen Winkel β gegenüber einer gestrichelt dargestellten Horizontalen geneigt. Die Sichtlinie 30 kann zum Beispiel gegenüber einer gestrichelt dargestellten Vertikalen um einen Winkel γ geneigt sein. Insbesondere können die Winkel α, β und γ auch einen Winkel mit einer Winkelsumme von 90°, das heißt, einen rechten Winkel, bilden.
In der vorliegenden Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Flächenleuchte 24 in einem Fond des Kraftfahrzeugs 16 angeordnet ist, und als einstückiges Bauteil zur Beleuchtung der hinteren Sitzplätze 26 im Fond ausgebildet ist. Vorliegend betragen die Abmessungen der leuchtenden Fläche etwa 1 m·62,8 cm. Diese Abmessungen können natürlich bei anderen Ausgestaltungen nach Belieben variiert werden, um die gewünschte Leuchtfunktion beispielsweise sitzindividuell realisieren zu können.
Die Flächenleuchte 24 ist vorliegend ausgebildet, Licht mit einem Spektrum abzugeben, das bei einer Wellenlänge von 490 nm ein Maximum aufweist. Es hat sich gezeigt, dass Licht mit einer solchen Wellenlänge biologisch besonders wirksam ist.
Die Flächenleuchte 24 umfasst eine Steuereinheit 42, mittels der Eigenschaften der Flächenleuchte 24 gesteuert werden können, beispielsweise vorliegend deren Spektrum, deren Farbtemperatur sowie auch deren Beleuchtungsstärke. Die Beleuchtungsstärke ist bei der Flächenleuchte 24 in einem Bereich von 50 lx bis maximal 750 lx gemessen am Auge 44 der Person 28 einstellbar. Vorzugsweise wird sie jedoch in der vorliegenden Ausgestaltung lediglich in einem Bereich von 50 lx bis etwa 500 lx eingestellt. Dabei kann eine Körperhöhe der Person 28 in einem Bereich von 1,56 m (W05) bis zu 1,91 m (M95) reichen.
Die Flächenleuchte 24 erzeugt ein Lichtspektrum, dessen Farbtemperatur veränderlich beziehungsweise einstellbar ist, wobei Farbtemperaturwerte zwischen 2700 K und 8000 K einstellbar sind. Vorliegend ist vorgesehen, dass die Farbtemperatur in Schritten von 100 K einstellbar ist. Die Einstellung kann mittels der Steuereinheit 42 durchgeführt werden.
Es ist ferner vorgesehen, dass die Steuereinheit 42 die Flächenleuchte 24 derart steuert, dass die eingestellten Werte über einen Zeitraum von wenigstens 3 Stunden konstant bleiben. Insbesondere ist vorgesehen, dass es zu keiner Verschiebung aufgrund eines thermischen Verhaltens kommen kann. Durch die Einstellbarkeit der Flächenleuchte 24 können an die Bedürfnisse der Person 28 angepasste Lichtszenarien dargestellt werden. Um dies zu erreichen, ist in der vorliegenden Ausgestaltung ferner vorgesehen, dass über einen nicht dargestellten Außenlichtsensor eine Umgebungshelligkeit des Außenlichts erfasst wird. Der Außenlichtsensor ist an die Steuereinheit 42 angeschlossen. Die Steuereinheit 42 steuert die Flächenleuchte 24 unter Berücksichtigung der erfassten Umgebungshelligkeit.
In den Figuren nicht dargestellt ist eine ergänzende Abschattung von Licht im Bereich der Fahrerposition des Kraftfahrzeugs 16, damit der Fahrer durch etwaiges Streulicht möglichst nicht gestört wird.
Das Spektrum der Flächenleuchte 24 kann im allgemeinen veränderlich, melanoptisch wirksam sein und kommt vorzugsweise dem natürlichen Tageslicht möglichst nahe. Dadurch ist es möglich, mit der Flächenleuchte 24 einen Biorhythmus der Person 28 in Abhängigkeit einer aktuellen Vitalfunktion zu stabilisieren und einen positiven Einfluss auf eine Psyche der Person 28 zu erreichen. In Verbindung mit weiteren Fahrzeugdaten kann in Echtzeit auf eine jeweilige Situation reagiert werden. Dadurch kann die Flächenleuchte 24 ein dynamisches Licht bereitstellen und beispielsweise auf über ein Mobilfunkendgerät der Person 28 erfasste Termine reagieren. Zum Beispiel kann einem Jetlag entgegengewirkt werden oder auf eine wichtige Besprechung vorbereitet werden, indem ein entsprechend geeignetes Lichtszenario für individuelle Bedürfnisse der Person 28 ausgelegt werden können.
Damit die Flächenleuchte 24 ihre Wirkung möglichst optimal entfalten kann, weist sie eine entsprechend großflächige Lichtaustrittsöffnung auf, die in einem oberen Halbraum des Innenraums 14 angeordnet ist. Dadurch ist sichergestellt, dass das von der Flächenleuchte 24 emittierte Licht immer von oben in das Auge eintreten kann und somit die melanoptische Wirkung ausgelöst werden kann, indem sie die entsprechenden photosensitiven Ganglienzellen anspricht. Der Flächencharakter der Flächenleuchte 24 wird durch den Sehwinkel von 45° erreicht, unter dem sie für die Person 28 erscheint. Dadurch nimmt die Flächenleuchte 24 für die Person 28 einen Raumwinkel ein, der 0,5 sr überschreitet. Dadurch kann eine Wachheit, eine Vigilanz, eine Konzentration, eine Aufmerksamkeit sowie auch ein Wohlbefinden oder eine Stimmungslage gesteigert werden.
Vorliegend ist ferner vorgesehen, dass die Steuereinheit 42 eine Erkennungseinheit umfasst, die in den Figuren aber nicht dargestellt ist. Mittels der Erkennungseinheit kann die auf dem Fahrzeugsitz sitzende Person 28 identifiziert werden. Diese Daten werden an die Steuereinheit 42 übermittelt, die dann die Lichtabgabe durch die Flächenleuchte 24 abhängig von der ermittelten Identität der Person 28 automatisch individuell einstellt. Zu diesem Zweck sind in der Steuereinheit 42 entsprechende personenindividuelle Lichtprofile hinterlegt.
2 zeigt einen Ausschnitt aus 1 in einer Seitenansicht, bei der die Person 28 auf dem Sitz 26 dargestellt ist. Aus 2 ist ersichtlich, dass der Sitz 26 unterschiedliche Positionen einnehmen kann. Ferner ist aus 2 der Winkel 34 ersichtlich, der sich aufgrund einer Augenposition 44 der Person 28 sowie einer entsprechenden Position der Flächenleuchte 24 unter Berücksichtigung der Sichtlinien 30, 32 ergibt. Um die gewünschte Funktion der Flächenleuchte 24 auch bei unterschiedlich großen Personen 28 bereitstellen zu können, ist ferner vorgesehen, dass mittels eines nicht weiter dargestellten, an die Steuereinheit 42 angeschlossenen Größensensors die Größe der Person 28 ermittelt und das Abgeben des Lichts durch die Flächenleuchte 24 derart eingestellt wird, dass der Sehwinkel 34 von 45° unabhängig von der ermittelten Größe der Person 28 ist. Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass eine Lichtaustrittsöffnung der Flächenleuchte 24 entsprechend der erfassten Größe der Person 28 angepasst wird. Dadurch wird durch die Flächenleuchte 24 nur so viel Licht abgegeben, wie für die Erreichung der gewünschten Wirkung durch die Flächenleuchte 24 erforderlich ist. Dadurch ist die Lichtabgabe durch die Flächenleuchte 24 für die Person 28 sehr angenehm.
3 zeigt eine weitere Ausgestaltung der Erfindung für eine beispielhafte Anwendung bei einem Fahrersitz 26. Dem Grunde nach kann die gleiche Ausgestaltung auch für den Beifahrersitz vorgesehen sein.
Die Ausgestaltung gemäß 3 unterscheidet sich von der Ausgestaltung gemäß 1 dadurch, dass hier die Flächenleuchte 24 nicht am Dachhimmel, sondern an einer Sonnenblende 40 angeordnet ist, die ihrerseits schwenkbar an einem Innenverkleidungselement 38 eines oberen vorderen Dachquerträgers 36 des Kraftfahrzeugs 16 angeordnet ist. Die Flächenleuchte 24 ist an der Sonnenblende 40 derart angeordnet, dass sie im hochgeklappten Zustand der Sonnenblende 40 aktiviert werden kann. Die weiteren Funktionen der Flächenleuchte 24 entsprechen der Flächenleuchte 24, wie sie bereits zum Ausführungsbeispiel gemäß der 1 und 2 erläutert worden ist, weshalb ergänzend auf diese Ausführungen verwiesen wird.
Ergänzend ist noch anzumerken, dass die Flächenleuchte 24 der Sonnenblende 40 natürlich hinsichtlich ihrer Beleuchtungsstärke besonders gesteuert werden sollte, damit eine Blendung des Fahrers im Wesentlichen ausgeschlossen werden kann. Insofern sollte eine Beleuchtungsstärke von größer als 750 lx, vorzugsweise jedoch größer als 500 lx, vermieden werden.
Grundsätzlich kann die Flächenleuchte 24 auf Basis einer Leuchtdiodentechnologie erstellt sein. Damit lässt sich ein energieeffizientes, dem Tageslichtspektrum nachempfundenes Lichtspektrum generieren.
Bei dieser Ausgestaltung ist die Flächenleuchte 24 an der Unterseite der Sonnenblende 40 angeordnet, um eine circadiane Wirksamkeit erreichen zu können. Sie ist also wirksam, wenn die Sonnenblende 40 in den hochklappten Zustand verschenkt ist. Dabei findet die Position des Fahrers Berücksichtigung, sodass die Flächenleuchte 24 ihre optimale Wirkung entfalten kann. Die zuvor zur Ausgestaltung gemäß der 1 und 2 bereits beschrieben Vorteile und Merkmale sind bei dieser Ausgestaltung ebenso anwendbar. Insofern wird ergänzend auf diese Ausführungen verwiesen. Die Flächenleuchte 24 ist in die Sonnenblende 24 integriert angeordnet.
Die Ausführungsbeispiele dienen lediglich der Erläuterung der Erfindung und sollen diese nicht beschränken. Insofern ist auch die Darstellung in 2 nicht auf das erste Ausführungsbeispiel beschränkt zu sehen, sondern kann grundsätzlich für die Erfindung in Betracht gezogen werden, also insbesondere auch für das Ausführungsbeispiel gemäß 3.
Darüber hinaus gelten die für die Beleuchtungsanordnung angegebenen Vorteile, Merkmale und Ausgestaltungen natürlich gleichermaßen für das mit einer der Beleuchtungseinrichtungen ausgerüstete Kraftfahrzeug sowie das entsprechende Verfahren zum Betreiben der Beleuchtungseinrichtungen und umgekehrt. Infolgedessen können für Vorrichtungsmerkmale auch Verfahrensmerkmale und umgekehrt vorgesehen sein.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10341409 A1 [0003]
DE 102005022159 A1 [0003]
WO 2012/090111 A1 [0004, 0013]
DE 102012001051 A1 [0004]
DE 10232797 A1 [0004]
DE 102013016817 A1 [0004]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Norm DIN EN 12464/1 [0005]
DIN 5035 [0005]
Norm DIN EN 12464-1 [0022]

Claims

Beleuchtungsanordnung (10) für einen Innenraum (14) eines Kraftfahrzeugs (16) mit einem ein Innenverkleidungsteil (20) aufweisenden Dachmodul (18) für ein Fahrzeugdach (22) des Kraftfahrzeugs (16), dadurch gekennzeichnet, dass das Innenverkleidungsteil (20) eine Flächenleuchte (24) aufweist, die in einem Bereich oberhalb einer Position eines zugeordneten Fahrzeugsitzes (26) des Kraftfahrzeugs (16) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die Flächenleuchte (24) Augen einer auf dem Fahrzeugsitz sitzenden vorgegebenen Person (28) mit Licht derart beaufschlagt, dass eine erste Sichtlinie (30) der Augen zu einem in eine Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) vorderen Ende der Flächenleuchte (24) und eine zweite Sichtlinie (32) der Augen zu einem in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) hinteren Ende der Flächenleuchte einen Sehwinkel (34) in einer sich in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) erstreckenden und vertikalen Ebene bilden, der wenigstens 45° beträgt.
Beleuchtungsanordnung (12) für einen Innenraum (14) eines Kraftfahrzeugs (16) mit einem ein Innenverkleidungselement (38) aufweisenden oberen Dachquerträger (36), an dem eine Sonnenblende (40) schwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenblende (40) eine Flächenleuchte (24) aufweist, die derart angeordnet und ausgebildet ist, dass die Flächenleuchte (24) Augen einer auf einem der Sonnenblende (40) zugeordneten Fahrzeugsitz (26) sitzenden vorgegebenen Person (28) in einem hochgeklappten Zustand der Sonnenblende (40) mit Licht derart beaufschlagt, dass eine erste Sichtlinie (30) der Augen zu einem in eine Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) vorderen Ende der Flächenleuchte (24) und eine zweite Sichtlinie (32) der Augen zu einem in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) hinteren Ende der Flächenleuchte (24) einen Sehwinkel (34) in einer sich in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) erstreckenden und vertikalen Ebene bilden, der wenigstens 45° beträgt.
Beleuchtungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenleuchte (24) ausgebildet ist, Licht mit einem spektralen Maximum bei einer Wellenlänge in einem Bereich von 480 nm bis 530 nm, bevorzugt in einem Bereich von 490 nm bis 510 nm, besonders bevorzugt bei 490nm, abzugeben.
Kraftfahrzeug (16) mit einem ein Innenverkleidungselement (36) aufweisenden oberen Dachquerträger (38), an dem eine Sonnenblende (40) angeordnet ist, und/oder einem Dachmodul (18) für ein Fahrzeugdach (22) des Kraftfahrzeugs (16), wobei das Dachmodul (18) ein Innenverkleidungsteil (20) aufweist, gekennzeichnet durch eine Beleuchtungsanordnung (10, 12) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsanordnung (10, 12) für einen Innenraum (14) eines Kraftfahrzeugs (16), das ein ein Innenverkleidungsteil (20) aufweisendes Dachmodul (18) für ein Fahrzeugdach (22) des Kraftfahrzeugs (16) und/oder einen ein Innenverkleidungselement (36) aufweisenden oberen Dachquerträger (38) aufweist, an dem eine Sonnenblende (40) schwenkbar angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine am Innenverkleidungsteil (20) und/oder an der Sonnenblende (40) in einem Bereich oberhalb einer Position eines zugeordneten Fahrzeugsitzes (26) des Kraftfahrzeugs (16) angeordnete Flächenleuchte (24) Augen einer auf dem Fahrzeugsitz (26) sitzenden vorgegebenen Person (28) mit Licht derart beaufschlagt, dass eine erste Sichtlinie (30) der Augen zu einem in eine Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) vorderen Ende der Flächenleuchte (24) und eine zweite Sichtlinie (32) der Augen zu einem in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) hinteren Ende der Flächenleuchte (24) einen Sehwinkel (34) in einer sich in die Längsrichtung des Kraftfahrzeugs (16) erstreckenden und vertikalen Ebene bilden, der wenigstens 45° beträgt.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flächenleuchte (24) derart gesteuert wird, dass sie das abgegebene Licht auf eine Beleuchtungsstärke von 500 lx, insbesondere 250 lx, besonders bevorzugt auf einen Bereich von 50 lx bis 200 lx, begrenzt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Größe der Person (28) ermittelt und das Abgeben des Lichts durch die Flächenleuchte (24) derart eingestellt wird, dass der Sehwinkel (34) von 45° unabhängig von der ermittelten Größe der Person (28) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Abgeben des Lichts durch die Flächenleuchte (24) abhängig von einem Biorhythmus der Person (28) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer mit einer Steuereinheit (42) in Kommunikationsverbindung stehenden Erkennungseinheit die auf dem Fahrzeugsitz sitzende Person (28) identifiziert und die Lichtabgabe durch die Flächenleuchte (24) abhängig von der ermittelten Identität der Person (28) automatisch individuell eingestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einstellung des durch die Flächenleuchte (24) abgegebenen Lichts für wenigstens drei Stunden beibehalten wird.