DE102018105878A1

DE102018105878A1 - Verfahren und Systeme zum Steuern von Licht

Info

Publication number: DE102018105878A1
Application number: DE102018105878.0A
Authority: DE
Inventors: Houli Chen; Li Shen; Jie Zhu
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-03-21
Filing date: 2018-03-14
Publication date: 2018-09-27
Also published as: CN108633131A; US10137832B2; US20180272932A1

Abstract

Systeme, Fahrzeuge und Verfahren zum Steuern von Licht werden bereitgestellt. In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug mit einem Innenraum einen innerhalb des Fahrzeugs positionierten Lichtsensor, wobei der Lichtsensor dazu konfiguriert ist, ein Lichtstärkensignal auszusenden. Ein Leuchtenmodul ist innerhalb des Fahrzeugs positioniert, wobei der Lichtsensor mit dem Leuchtenmodul verbunden ist. Das Leuchtenmodul ist dazu konfiguriert, eine Dunkelheits-Beleuchtungsregelung auszulösen, wenn das Lichtstärkensignal in etwa einen eingestellten Dunkelheits-Sollwert oder einen geringeren Wert erreicht. Eine Leuchte ist innerhalb des Innenraums positioniert, in dem die Leuchte mit dem Leuchtenmodul verbunden ist. Die Leuchte ist dazu konfiguriert, ein Dunkelheitsspektrum zu emittieren, wenn die Leuchte aktiviert ist und wenn das Leuchtenmodul die Dunkelheits-Beleuchtungsregelung auslöst. Das Dunkelheitsspektrum weist eine maximale Lichtwellenlänge von weniger als etwa 555 Nanometer auf.

Description

EINLEITUNG
Das technische Gebiet betrifft im Allgemeinen Verfahren und Systeme zum Steuern des sichtbaren Lichts, und insbesondere zum Steuern des sichtbaren Lichts zur Verbesserung der Sicht bei schlechten Lichtverhältnissen.
Sichtbares Licht ist elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge von etwa 390 bis etwa 700 Nanometer (nm), und sichtbares Licht wird häufig einfach auch als „Licht“ bezeichnet. Dieser Bereich von Wellenlängen entspricht einem Frequenzbereich von etwa 430 bis etwa 770 Terahertz (tHz). Der Begriff „Spektrum“, wie hierin verwendet, betrifft einen Bereich von elektromagnetischer Strahlung, insbesondere einen Bereich von elektromagnetischer Strahlung innerhalb des Bereichs des sichtbaren Lichts. Das menschliche Auge erkennt sichtbares Licht, ist aber nicht in der Lage, elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen außerhalb des sichtbaren Lichtspektrums zu erkennen. Die Augen verschiedener Personen erkennen sichtbare Lichtspektren, die sich leicht voneinander unterscheiden, weswegen die exakten sichtbaren Wellenlängen von einem Individuum zum anderen leicht variieren können.
Viele Beleuchtungssysteme stellen Licht mit einer maximalen Lichtwellenlänge von etwa 555 nm, da das menschliche Auge unter Tageslichtbedingungen dazu neigt, bei Licht mit einer maximalen Lichtwellenlänge von etwa 555 nm die beste Leistung zu bringen. Die Leistung des menschlichen Auges unterscheidet sich jedoch bei schlechten Lichtverhältnissen. Das menschliche Auge beinhaltet innerhalb der Netzhaut Stäbchen und Zapfen, die Licht erfassen, wobei die Stäbchen in erster Linie dafür verantwortlich sind, Licht bei schlechten Lichtverhältnissen zu erfassen (Nachtsicht). Die Stäbchen stellen im Allgemeinen keine Farbsicht bereit. Die Zapfen sind bei höheren Beleuchtungsstärken (Tagsicht) aktiv, und sind in der Lage, Farbsicht bereitzustellen. Im Nachtsichtbereich bringen menschliche Augen bei Licht mit einer maximalen Lichtwellenlänge von etwa 505 nm eine bessere Leistung. Licht mit einer höheren maximalen Lichtwellenlänge hat die Tendenz, mehr blaues Licht und mehr ultraviolettes Licht aufzuweisen, und höhere Intensitäten an blauem und ultraviolettem Licht sind für das menschliche Auge schädlicher als Licht mit geringeren Intensitäten an blauem und ultravioletten Licht. Bei schlechten Lichtverhältnissen ist die Pupille größer, weswegen es möglich ist, dass bei schlechten Lichtverhältnissen ein höherer Anteil an auf der Hornhaut auftreffendem schädlichem blauem und ultraviolettem Licht in das Auge durch die Pupille eindringt, und dort auf der Netzhaut auftrifft. Darüber hinaus hat Licht mit einer höheren maximalen Lichtwellenlänge, wie einer maximalen Lichtwellenlänge von etwa 555 nm, die Tendenz dazu, stärker zu blenden als Licht mit einer geringeren maximalen Lichtwellenlänge.
Dementsprechend ist es wünschenswert, Systeme und Verfahren zum Steuern von Licht, darunter auch der maximalen Lichtwellenlänge, zu entwickeln, um die Sicht zu verbessern. Darüber hinaus ist es wünschenswert Fahrzeuge, Systeme und Verfahren zu entwickeln, die bei schlechten Lichtverhältnissen Licht mit einer maximalen Lichtwellenlänge von weniger als etwa 555 nm bereitstellen. Außerdem werden andere wünschenswerte Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung der Erfindung und den hinzugefügten Ansprüchen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen und dem Hintergrund der Erfindung sichtbar.
ZUSAMMENFASSUNG
Systeme, Fahrzeuge und Verfahren zum Steuern von Licht werden bereitgestellt. In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug mit einem Innenraum einen innerhalb des Fahrzeugs positionierten Lichtsensor, wobei der Lichtsensor konfiguriert ist, ein Lichtstärkensignal auszusenden. Ein Leuchtenmodul ist innerhalb des Fahrzeugs positioniert, wobei der Lichtsensor mit dem Leuchtenmodul verbunden ist. Das Leuchtenmodul ist dazu konfiguriert, eine Dunkelheits-Beleuchtungsregelung auszulösen, wenn das Lichtstärkensignal in etwa einen Dunkelheits-Sollwert oder einen geringeren Wert erreicht. Eine Leuchte ist innerhalb des Innenraums positioniert, in dem die Leuchte mit dem Leuchtenmodul verbunden ist. Die Leuchte ist dazu konfiguriert, ein Dunkelheitsspektrum zu emittieren, wenn die Leuchte aktiviert ist und wenn das Leuchtenmodul die Dunkelheits-Beleuchtungsregelung auslöst. Das Dunkelheitsspektrum weist eine maximale Lichtwellenlänge von weniger als etwa 555 Nanometer auf.
Ein System zum Steuern von Licht wird in einer anderen Ausführungsform bereitgestellt. Das System beinhaltet einen Fahrzeuginnenraum und einen sich innerhalb des Fahrzeuginnenraums befindlichen Lichtsensors, wobei der Lichtsensor dazu konfiguriert ist, ein Lichtstärkensignal auszusenden. Ein Leuchtenmodul ist mit einem Lichtsensor verbunden, wobei das Leuchtenmodul konfiguriert ist, eine Dunkelheits-Beleuchtungsregelung auszulösen, wenn das Lichtstärkensignal in etwa einen Dunkelheits-Sollwert oder einen geringeren Wert erreicht. Eine Leuchte ist mit dem Leuchtenmodul verbunden, wobei die Leuchte konfiguriert ist, ein Dunkelheitsspektrum zu emittieren, wenn die Leuchte aktiviert ist und wenn das Leuchtenmodul die Dunkelheits-Beleuchtungsregelung auslöst. Das Dunkelheitsspektrum weist eine maximale Lichtwellenlänge von etwa 505 Nanometer auf.
Ein Verfahren zum Steuern von Licht wird in einer noch weiteren Ausführungsform bereitgestellt. Das Verfahren beinhaltet Ermitteln, wann eine Umgebungslichtstärke in einem Innenraum erreicht worden ist, und dann Einstellen eines Lichtspektrums im Innenraum. Eine Leuchte emittiert ein Tageslichtspektrum, wenn die Umgebungslichtstärke stärker als Dunkelheits-Sollwert ist, und die Leuchte emittiert ein Dunkelheitsspektrum, wenn die Umgebungslichtstärke etwa gleich oder geringer als der Dunkelheits-Sollwert ist. Das Tageslichtspektrum unterscheidet sich vom Dunkelheitsspektrum.
Figurenliste
Die exemplarischen Ausführungsformen werden nachfolgend in Verbindung mit den folgenden Zeichnungen beschrieben, worin gleiche Ziffern gleiche Elemente bezeichnen, und

1 veranschaulicht ein exemplarisches Fahrzeug;
2 veranschaulicht einen exemplarischen Innenraum eines Fahrzeugs;
3 ist eine schematische Zeichnung eines exemplarischen Beleuchtungssystems;
4 ist eine grafische Darstellung von exemplarischen Lichtspektren;
5 veranschaulicht einen exemplarischen Innenraum mit einem Beleuchtungs-Steuersystem; und
6 veranschaulicht ein exemplarisches Verfahren zum Steuern von Licht.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende ausführliche Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und soll die Erfindung oder die Anwendung und die Verwendungen der Erfindung nicht einschränken. Darüber hinaus besteht keinerlei Verpflichtung zur Einschränkung auf eine der im vorstehenden Hintergrund oder in der folgenden ausführlichen Beschreibung dargestellten Theorien.
Es wird auf eine exemplarische Ausführungsform in 1 Bezug genommen. Ein Fahrzeug 10 wird bereitgestellt, worin das Fahrzeug einen Innenraum 12 aufweist, der zur Besetzung durch Menschen vorgesehen ist. Das Fahrzeug 10 wird in einigen Ausführungsformen bei Nacht oder bei Dämmerung gefahren. Nachtfahren geht mit schlechten Lichtverhältnissen oder Dämmerungsverhältnissen einher, wobei das Umgebungslicht während dieser Zeiträume eine geringere Stärke als zu einer Tageszeit aufweist, zu der die Sonne scheint und sichtbar ist. „Schlechte Lichtverhältnisse“ beinhalten, wie hierin definiert, Zeiten, in denen das Umgebungslicht eine Lichtstärke von etwa 0,001 Candela pro Quadratmeter (cd/m²) oder weniger aufweist, „gute Lichtverhältnisse“ sind, wie hierin definiert, Zeiten, in denen das Umgebungslicht eine Lichtstärke von etwa 3 cd/m² oder mehr aufweist, und „Dämmerungsverhältnisse“ sind Zeiten, in denen das Umgebungslicht eine Lichtstärke von weniger als etwa 3 cd/m² oder weniger bis etwa mehr als 0,001 cd/m² aufweist. „Umgebungslicht“ ist das am Ort von Interesse vorliegende Licht, was bedeutet, das Umgebungslicht sowohl natürliches also künstliches Licht beinhaltet, wenn beide am Ort von Interesse vorliegen. Gute Lichtverhältnisse bestehen unter photopischen Bedingungen, und die Zapfen auf der Netzhaut wirken als der hauptsächliche Sichtrezeptor. Photopische Bedingungen werden tendenziell mit Pupillenverengung, kleineren Sichtfeldern, und einer guten visuellen Erfassung von Farbe und Objektdetails in Verbindung gebracht. Schlechte Lichtverhältnisse bestehen unter skotopischen Bedingungen, und die Zapfen auf der Netzhaut wirken als der hauptsächliche Sichtrezeptor. Skotopische Bedingungen werden tendenziell mit Pupillenerweiterung, größeren Sichtfeldern und der visuellen Erfassung von Konturen eines Objekts ohne der Erfassung seiner genaueren Einzelheiten in Verbindung gebracht. Unter skotopische Bedingungen werden Farben oft nicht wahrgenommen. Dämmerungsbedingungen sind mesopische Zeiträume, in denen sowohl die Stäbchen als auch die Zapfen funktionsfähig sind.
Unter Bezugnahme auf eine exemplarische Ausführungsform in 2, und unter weiterer Bezugnahme auf 1, beinhaltet der Innenraum 12 einen Lichtsensor 14 der positioniert und dazu konfiguriert ist, die Stärke des im Innenraum 12 vorhandenen Lichts zu erfassen. Der Lichtsensor 14 ist einer oder mehrere aus einem Innenraum-Lichtsensor 16 und einem externen Lichtsensor 18, wobei der allgemeine Begriff „Lichtsensor“ entweder den Innenraum-Lichtsensor oder den externen Lichtsensor 16, 18 oder beide betrifft. Mehrere unterschiedlichen Arten von Lichtsensoren 14 liegen vor, einschließlich aber nicht beschränkt auf Fotozellen, Fotowiderständen und aufgeladen Koppelvorrichtungen. Der Lichtsensor 14 ist in einigen Ausführungsformen dazu konfiguriert, die Lichtstärke des Umgebungslichts bei einer Vielzahl unterschiedlicher Wellenlängen zu erfassen, weswegen der Lichtsensor 14 ein Lichtstärkensignal für die Lichtstärke bei einer Vielzahl von Wellenlängen bereitstellt. Zum Beispiel stellt der sich Lichtsensor die Lichtstärke bei 450 nm, bei 500 nm, bei 550 nm, bei 600 nm, bei 650 nm und bei 700 nm bereit. In einer anderen Ausführungsform sendet der Lichtsensor 14 ein Lichtstärkensignal, das die Lichtstärke im sichtbaren Spektrum angibt, weswegen alle sichtbaren Lichtwellenlängen im Lichtstärkensignal kombiniert sind und bei spezifischen Wellenlängen innerhalb des sichtbaren Spektrums keine Informationen zur Lichtstärke bereitgestellt werden. In einer noch anderen Ausführungsform erfasst der Lichtsensor 14 elektromagnetische Strahlung innerhalb eines eingestellten Wellenbereichs, der sich von dem Wellenlängenbereich im sichtbaren Spektrum unterscheiden kann, und das Lichtstärkensignal wird verwendet, um das sichtbare Licht darzustellen, selbst wenn der erfasste Wellenlängenbereich nicht genau derselbe, wie der des sichtbaren Spektrums ist.
In einer Ausführungsform ist der Innenraum-Lichtsensor 16, wie in 2 veranschaulicht, an einem Armaturenbrett 20 im Innenraum 12 angebracht, aber in anderen Ausführungsformen ist der Innenraum-Lichtsensor 16 auf dem Dach des Innenraums 12, in einer Tür des Innenraums 12 oder an anderen Stellen angebracht. In der in 2 veranschaulichten Ausführungsform gibt es einen einzelnen Innenraum-Lichtsensor 16, aber in anderen Ausführungsformen gibt es mehr als den einen Innenraum-Lichtsensor 16, die innerhalb des Innenraums angebracht sind. Ein oder mehrere externe Lichtsensoren 18 werden in einigen Ausführungsformen bereitgestellt, wobei die externen Lichtsensoren 18 positioniert und konfiguriert sind, um die Lichtstärke außerhalb des Innenraums 12 zu erfassen. Der (die) Lichtsensor(en) 18 sind an einem oder mehreren der mehreren Orte positioniert, darunter unter anderem auch auf einem Kotflügel, auf dem Dach, oder an einer Seitenwand.
Der Lichtsensor 14 ist mit dem Leuchtenmodul 30 verbunden, wobei das Leuchtenmodul 30 innerhalb des Fahrzeugs positioniert ist 12. Der Lichtsensor 14 ist in vielen Ausführungsformen mit dem Leuchtenmodul 30 über einen Draht, ein optisches Kabel oder eine physikalische Verbindung verbunden, in anderen Ausführungsformen ist der Lichtsensor 14 aber drahtlos mit dem Leuchtenmodul 30, wie über Funkwellen, verbunden. Es wird in 3 auf die exemplarische Ausführungsform Bezug genommen, wobei weiterhin 1 und 2 Bezug genommen wird. Das Leuchtmodul 30 beinhaltet eine beliebige Kombination aus Hardware und Software, die konfiguriert sind, eine Leuchte zu steuern (nachstehend beschrieben). In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Leuchtenmodul 30 irgendeine Art von Prozessor 32 oder mehrere Prozessoren 32, integrierte Schaltungen, wie etwa einen Mikroprozessor oder irgendeine geeignete Anzahl an integrierten Schaltungsvorrichtungen und/oder Leiterplatten, die zusammenarbeiten, um die Funktionsfähigkeit des Leuchtenmoduls 30 zu erreichen. Das Leuchtenmodul 30 führt ein oder mehrere Programme aus, die in einer exemplarischen Ausführungsform innerhalb eines Leuchtenmodul-Speichers 34 gespeichert werden müssen. In einem Beispiel speichert der Leuchtenmodul-Speicher 34 auch verschiedene andere Daten, wie Informationen für andere Prozesse innerhalb des Fahrzeugs 12. In verschiedenen Ausführungsformen beinhaltet das Leuchtenmodul 30 oder hat Zugriff auf irgendeine Art von Leuchtenmodul-Speicher 34, einschließlich, aber nicht beschränkt auf: RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) und NVRAM (Non-Volatile Random Access Memory).
Das Leuchtenmodul 30 ist mit einer Leuchte 36 verbunden, die im Innenraum 12 positioniert ist und konfiguriert ist, innerhalb des Innenraums 12 Licht auszustrahlen. Das Leuchtenmodul 30 ist dazu konfiguriert, eine Dunkelheits-Beleuchtungsregelung auszulösen, wenn das Lichtstärkensignal vom Lichtsensor 14 schlechte Lichtverhältnisse angibt. Das Umgebungslicht verfügt über schlechte Lichtverhältnisse, wenn das Lichtsensor-Signal ein Umgebungslicht angibt, das sich unterhalb des Dunkelheits-Sollwerts befindet. Der eingestellte Dunkelheitswert ist in einigen Ausführungsformen einstellbar, aber der Dunkelheits-Sollwert ist in anderen Ausführungsformen konstant. In einer exemplarischen Ausführungsform beträgt der Dunkelheits-Sollwert etwa 0,001 cd/m² obwohl auch andere Werte möglich sind, wie etwa 0,002 cd/m², um 0,005 cd/m², um 0,01 cd/m², oder auch andere Werte. In einer optionalen Ausführungsform löst das Leuchtenmodul 30 eine Dämmerungs-Beleuchtungsregelung aus, wenn der Lichtsensor 14 das Umgebungslicht in einem Dämmerungsbereich angibt. Das Leuchtenmodul 30 ist dazu konfiguriert, das Umgebungslicht als sich in einem Dämmerungsbereich befindlich zu ermitteln, wenn das Lichtstärkensignal angibt, dass das Umgebungslicht in etwa einen eingestellten Dämmerungswert oder weniger und einen höheren Wert als den Dunkelheits-Sollwert erreicht. Verschiedene Dämmerungs-Sollwerte sind in verschiedenen Ausführungsformen möglich, aber ein exemplarischer Dämmerungs-Sollwert beträgt etwa 3 cd/m². In noch einer weiteren optionalen Ausführungsform ist das Leuchtenmodul 30 dazu konfiguriert, zu ermitteln, ob sich das Umgebungslicht in einem Tageslichtbereich befindet, wenn das Lichtstärkensignal angibt, dass der Umgebungslichtwert höher als der Dunkelheits-Sollwert ist (für Ausführungsformen, in denen es keinen Dämmerungsbereich gibt), oder wenn der Umgebungslichtwert in Ausführungsformen, in denen es einen Dämmerungsbereich gibt, höher als der Dämmerungs-Sollwert ist. In Ausführungsformen mit einem Tageslichtbereich löst das Leuchtenmodul 30 eine Tageslichtbeleuchtungsregelung, wenn das Umgebungslicht sich im Tageslichtbereich befindet. In anderen Ausführungsformen löst das Leuchtenmodul 30 zusätzliche Beleuchtungsregelungen bei zusätzlichen Sollwerten aus.
Ein Diagramm, in dem Lichtlumen, oder Lichtstärke, gegenüber der Wellenlänge dargestellt werden, stellt im Allgemeinen eine Glockenkurve mit einer Spitze an der maximalen Lichtwellenlänge dar, wie dies in 4 und mit weiterer Bezugnahme auf 1-3 veranschaulicht wird. In einigen Ausführungsformen (nicht veranschaulicht) weist das Licht zwei oder mehreren Spitzen auf, wobei die höchste Spitze die maximale Lichtwellenlänge darstellt. Drei verschiedene Diagramme werden veranschaulicht, wobei eines ein Tageslichtspektrum 40 mit einer maximalen Tageslichtspektrumwellenlänge 42 von etwa 555 nm darstellt. Der vorliegende Bezug auf die maximale Lichtwellenlänge, die eine „ungefähre“ spezifische Wellenlänge aufweist, bedeutet dass die exakte maximale Lichtwellenlänge sich in einigen Ausführungsformen innerhalb von etwa 10 nm der referenzierten Wellenlänge, und in anderen Ausführungsformen sich innerhalb von 5 nm oder innerhalb von 2 nm befindet. Die genaue maximale Lichtwellenlänge für die Leuchte 36 kann je nach Temperatur oder Alter der Leuchte 36 variieren usw. Ein Dämmerungsspektrum 44 weist eine maximale Dämmerungswellenlänge 46 zwischen etwa 555 nm und etwa 505 nm auf und ein Dunkelheitsspektrum 48 weist eine maximale Dunkelheitswellenlänge 50 von etwa 505 nm auf. Andere maximale Lichtwellenlängen sind für das Tageslichtspektrum, das Dämmerungsspektrum, das Dunkelheitsspektrum, und zusätzliche Spektren in anderen Ausführungsformen möglich. Unter erneuter Bezugnahme auf 2 und 3 und unter weiterer Bezugnahme auf 1 und 4, emittiert die Leuchte 36 das Tageslichtspektrum 40 wenn das Leuchtenmodul 30 die Tageslicht-Beleuchtungsregelung auslöst, und die Leuchte 36 emittiert das Dunkelheitsspektrum 48 wenn das Leuchtenmodul 30 die Dunkelheits-Beleuchtungsregelung auslöst. In optionalen Ausführungsformen emittiert die Leuchte 36 das Dämmerungsspektrum 44, wenn das Leuchtenmodul 30 die Dämmerungs-Beleuchtungsregelung auslöst, und die Leuchte 36 emittiert zusätzliche Spektren, wenn das Leuchtenmodul 30 zusätzliche Beleuchtungsschemas auslöst. In einer exemplarischen optionalen Ausführungsform beinhaltet die Dämmerungs-Beleuchtungsregelung einen Geleitwert für die maximale Dämmerungslichtwellenlänge 46, je nach dem spezifischen Lichtsensorsignal, wobei die maximale Dämmerungslichtwellenlänge 46 zwischen den maximalen Wellenlängen für Tageslicht und Dunkelheit 42, 50 liegt.
In einer exemplarischen Ausführungsform ist die Leuchte 36 eine steuerbare Leuchte 36 wobei die maximale Lichtwellenlänge der Leuchte 36 gesteuert werden kann. In einem Beispiel beinhaltet die Leuchte 36 eine Vielzahl von lichtemittierenden Dioden 52 (LEDs), wobei die Vielzahl von LEDs 52 LEDs 52 beinhaltet, die Licht bei unterschiedlichen Wellenlängen emittieren. Die maximale Lichtwellenlänge der Leuchte 36 wird durch Anpassen des Stroms, das den verschiedenen LEDs 52 bereitgestellt wird, gesteuert, wobei den LEDs 52 mit der exakten oder ungefähren angestrebten maximalen Lichtwellenlänge, mehr Strom bereitgestellt wird und den LEDs 52 deren Licht der angestrebten maximalen Lichtwellenlänge weniger gut entspricht, wird weniger Strom bereitgestellt. Andere Arten von steuerbaren Leuchten 36, wie Leuchten 36 mit variablen Farbfiltern (nicht veranschaulicht) werden in anderen Ausführungsformen verwendet.
In einer anderen Ausführungsform ist die Leuchte 36 nicht steuerbar, und die Leuchte 36 ist dazu konfiguriert, das Dunkelheitsspektrum 48 jedes Mal zu emittieren, wenn die Leuchte 36 aktiviert wird. in einem Beispiel ist die Leuchte 36 eine Leselampe innerhalb des Fahrzeugs 10, weswegen die Leuchte 36 hauptsächlich während den dunklen Perioden benötigt wird. In diesem Beispiel ist es nicht vorteilhaft das von der Leuchte 36 emittierte Licht zum Tageslichtspektrum 40 oder zum Dämmerungsspektrum 44 hinzu steuern, damit nur die Leuchte 36, die das Dunkelheitsspektrum emittiert 48 für die Passagiere des Fahrzeugs 10 von Vorteil ist. In einigen Ausführungsformen, in denen die Leuchte 36 nicht steuerbar ist und die Leuchte 36 nur das Dunkelheitsspektrum aussendet 48, wird das Leuchtenmodul 30 weggelassen, weswegen die Leuchte 36 jedes Mal wenn sie aktiviert wird, das Dunkelheitsspektrum 48 emittiert.
Eine Stromversorgung der Leuchte 54 ist innerhalb des Fahrzeugs positioniert 10 und die Stromversorgung der Leuchte ist mit der Leuchte 36 elektrisch verbunden. Die Stromversorgung der Leuchte 54 stellt Strom zum Einschalten der Leuchte 36 bereit. In einer Ausführungsform ist die Stromversorgung der Leuchte 54 eine Batterie, aber die Stromversorgung der Leuchte 54 ist in alternativen Ausführungsformen ein Kondensator, eine Brennstoffzelle oder einer anderen Art von Spannungsversorgung. Die Stromversorgung der Leuchte 54 ist in einigen Ausführungsformen wie veranschaulicht, mit der Leuchte 36 durch das Leuchtenmodul 30 verbunden, aber die Stromversorgung der Leuchte 54 umgeht das Leuchtenmodul 30 in anderen Ausführungsformen, um eine Verbindung zur Leuchte 36 herzustellen. Die Leuchte 36 ist ein Teil eines Schaltkreises, der eine Stromversorgung der Leuchte 54 beinhaltet.
Ein Kippschalter 56 ist in einigen Ausführungsformen mit der Leuchte 36 verbunden. In einem Beispiel aktivierte Kippschalter 56 die Leuchte 36 und die Leuchte 36 emittiert das Spektrum, das mit der durch das Leuchtenmodul 30 ausgelöste Beleuchtungsregelung korreliert. Als solche emittiert die Leuchte 36 sobald die Leuchte aktiviert wird, Licht gemäß den Anweisungen vom Leuchtenmodul 30. In einer exemplarischen Ausführungsform leuchtet die Leuchte 36 nicht, wenn der Kippschalter 56 offen ist und die Leuchte 36 deaktiviert. Als solche ist die Leuchte 36 dazu konfiguriert, das angestrebte Spektrum (Tageslicht-, Dämmerungs- oder Dunkelheitsspektrum 40, 44, 48) zu emittieren, das durch das Leuchtenmodul 30 ausgelöst wird, wenn die Leuchte 36 aktiviert wird. In einer anderen Ausführungsform wird die Leuchte 36 durch das Leuchtenmodul 30 aktiviert, weswegen das Aktivieren und das angestrebte Spektrum durch das Leuchtenmodul 30 gesteuert werden. In einer noch weiteren Ausführungsform werden zwei Kippschalter 56 zum Aktivieren der Leuchte 36 und/oder des Leuchtenmoduls 30 auf viele verschiedene Arten verwendet. Das Leuchtenmodul 30 beinhaltet mehreren Faktoren, die beeinflussen, wie die Leuchte 36 in einigen Ausführungsformen betrieben wird. In einem Beispiel ist die Leuchte 36 eine Leselampe innerhalb eines Fahrzeugs 10, und das Leuchtenmodul 30 aktiviert die Leuchte 36 wenn eine Tür geöffnet ist. Eine Armaturenbeleuchtung ist ein mögliches Beispiel einer Ausführungsform ohne Kippschalter 56, wobei das Leuchtenmodul 30 das Aktivieren der Leuchte 36 speichert.
Wie vorstehend erwähnt, kann es mehr als eine Leuchte 36 geben, und verschiedene Leuchten 36 sind in einigen Ausführungsformen innerhalb des Fahrzeugs 10 unterschiedlich konfiguriert. In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet die Leuchte 36 eine Armaturenbeleuchtung 37 und eine Leselampe 38. In diesem Beispiel ist die Leuchte 37 keine steuerbare Leuchte 36, und das Leuchtenmodul 30 ist dazu konfiguriert, die Dunkelheits-Beleuchtungsregelung für die Armaturenbeleuchtung 37 auszulösen, wenn der externe Lichtsensor 18 Werte misst, die um den Dunkelheits-Sollwert herum oder darunter liegen. Das Leuchtenmodul 30 ist dazu konfiguriert, ein Tageslicht-Beleuchtungsschema und/oder ein Dämmerungs-Beleuchtungsschema für zusätzliche Leuchten 36 auszulösen, die nicht steuerbar sind, und die, je nach dem Lichtstärkensignal vom externen Lichtsensor 18, jeweils konfiguriert sind, das Tageslichtspektrum 40 und/oder das Dämmerungsspektrum 44 zu erzeugen. In diesem Beispiel ist die Leselampe 38 eine steuerbare Leuchte 36 und das Leuchtenmodul 30, ist dazu konfiguriert, die Dunkelheits-Beleuchtungsregelung für die Leselampe 38 auszulösen, wenn der Innenraum-Lichtsensor 16 ein Lichtstärkensignal bereitstellt, das einen Wert um den Dunkelheits-Sollwert herum oder einen sich darunter befindlichen Wert misst. Viele andere Beispiele sind möglich.
Die Leuchte 36 stellt, wie vorstehend beschrieben, eine Beleuchtung im Dunkelheitsspektrum 48 während Zeiträumen mit schlechten Lichtverhältnissen bereit. Das menschliche Auge bringt während Zeiträumen mit schlechten Lichtverhältnissen eine bessere Leistung im Dunkelheitsspektrum 48, da Blenden und Blinzeln verringert werden. Während Zeiträumen mit schlechten Lichtverhältnissen, wie etwa wenn das Umgebungslicht etwa 0,001 cd/m² oder weniger beträgt, ist das menschliche Auge bei geringeren Lichtstärken im Dunkelheitsspektrum 48 eigentlich leistungsfähiger, als dies bei hohen Lichtstärken im Tageslichtspektrum 50 der Fall ist. Daher ist weniger Lichtstärke erforderlich, um die Leuchte 36 zu beleuchten und die Sicht wird verbessert. Dementsprechend ist die Strommenge, die von der Stromversorgung der Leuchte 54 an Leuchte 36 bereitgestellt wird, im Vergleich zur Strommenge, die von der Stromversorgung der Leuchte 54 an zur Verwendung bei Tageslicht gedachten Leuchte 36 bereitgestellt wird, geringer. In einer exemplarischen Ausführungsform ist die an die Leuchte 36 bereitgestellte Strommenge in der Dunkelheit-Beleuchtungsregelung auf etwa 2 Watt oder weniger beschränkt. Die verringerte der Leuchte 36 zugeführte Strommenge reduziert die Belastung der Leuchtenstromquelle 54 (die in einigen Ausführungsformen neben der Energieversorgung der Leuchte auch noch für andere Zwecke verwendet wird), und die geringere Lichtstärke strengt die Augen nicht so sehr an. Eine Steuereinheit 58 der Energieversorgung dient in einigen Ausführungsformen zum Steuern und zum Begrenzen der der Leuchte 36 zugeführten Energie. Die Steuereinheit 58 der Energieversorgung ist in einer exemplarischen Ausführungsform ein Widerstand, aber in anderen Ausführungsformen ist die Steuereinheit 58 der Energieversorgung eine oder mehrere aus einer integrierten Schaltung, einen Regler oder anderen Steuervorrichtungen der Energieversorgung. In einer anderen Ausführungsform ist die Stromversorgung der Leuchte 54 in das Leuchtenmodul 30 integriert, und die Leuchte 36 wird vom Leuchtenmodul 30 gesteuert und mit Strom versorgt.
In anderen Ausführungsformen wird das System zum Steuern des vorstehend beschriebenen Lichts wie in 5 veranschaulicht, für andere Zwecke als für ein Fahrzeug 10 verwendet. Das Lichtsteuersystem wird in einer exemplarischen Ausführungsform zum Steuern von Licht in einem Innenraum 70, wie einem Zimmer in einem Haus oder einem Geschäft, verwendet. Der Innenraum 70 ist in einer anderen Ausführungsform, wie vorstehend beschrieben, eine Fahrgastzelle 12 eines Fahrzeugs 10, und in anderen Ausführungsformen ist der Innenraum 70 ein anderer Ort, der zum Besetzen durch eine Person konfiguriert ist. Das Lichtsteuersystem beinhaltet, wie vorstehend beschrieben, den Lichtsensor 14, das Leuchtenmodul 30, die Stromversorgung der Leuchte 54 und die Leuchte 36. Die Leuchte 36 und der Lichtsensor 14 befinden sich im Innenraum 70, in dem eine gesteuerte Beleuchtung erwünscht ist. In einigen Ausführungsformen befinden sich das Leuchtenmodul 30 und/oder die Stromversorgung der Leuchte 54 außerhalb des Innenraums 70, sind aber mit der Leuchte 36 und/oder dem Lichtsensor 14, wie mit einem oder mehreren Drähten verbunden. Die Leuchtenmodul 30 und/oder die Stromversorgung der Leuchte 54 befinden sich in einigen Ausführungsformen im Innenraum 70. Der optionale Kippschalter 56 oder andere vorstehend beschriebene optionale Komponenten sind, wie dies erwünscht ist, auf eine ähnliche Weise wie vorstehend beschrieben, in das Lichtsteuersystem zum Steuern des Lichts integriert.
Es wird auf 6 Bezug genommen, wobei weiterhin auf 1-5 Bezug genommen wird. In einer Ausführungsform ermittelt das Beleuchtung Steuersystem (1) das Umgebungslicht 72 in einem Innenraum 70, wie etwa mithilfe des Lichtsensors 14. Ein Leuchtenmodul 30 stellt dann (2) das Beleuchtungsspektrum 72 für den Innenraum 70 ein. Wenn (a) das Umgebungslicht etwa gleich oder kleiner als ein Dunkelheits-Sollwert 76 ist, (3) dann emittiert die Leuchte 36 ein Dunkelheitsspektrum 78. Wenn (b) das Umgebungslicht etwa gleich oder größer als ein Dämmerungs-Sollwert 80 ist, dann (4) emittiert die Leuchte 36 ein Tageslichtspektrum 82. Wenn (C) das Umgebungslicht sich in etwa zwischen dem Dunkelheit-Sollwert 76 Und dem Dämmerungs-Sollwert 80 befindet, dann (5) emittiert die Leuchte 36 ein Dämmerungsspektrum 86, wie vorstehend näher beschrieben. In einer alternativen Ausführungsform emittiert die Leuchte 36 ein Dunkelheitsspektrum 48 oder ein Tageslichtspektrum 40 je nachdem, ob das Umgebungslicht sich über oder unter dem Dunkelheits-Sollwert 76 befindet und es keine Dämmerungsbestimmung und kein Emittieren des Dämmerungsspektrums 86 gibt. Ebenfalls wie vorstehend beschrieben, beträgt das maximale Beleuchtungsspektrum für das Dunkelheitsspektrum 48 weniger als das Tageslichtspektrum 40. Die maximalen Lichtwellenlängen des Beleuchtungsspektrums sind wie vorstehend beschrieben.
Während mindestens ein exemplarischer Aspekt in der vorstehenden ausführlichen Beschreibung dargestellt worden ist, sollte darauf hingewiesen werden, dass eine große Anzahl an Variationen existiert. Es versteht sich weiterhin, dass der exemplarische Aspekt bzw. die exemplarischen Aspekte lediglich Beispiele sind und den Umfang, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird die vorstehende ausführliche Beschreibung den Fachleuten eine bequeme Roadmap zur Implementierung eines exemplarischen Aspektes der Erfindung zur Verfügung stellen. Es versteht sich, dass verschiedene Änderungen an der Funktion und der Anordnung von Elementen vorgenommen werden können, die in einem exemplarischen Aspekt beschrieben sind, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, wie in den beigefügten Ansprüchen dargelegt.

Claims

Fahrzeug, umfassend: einen Fahrzeuginnenraum einen Lichtsensor, der innerhalb des Fahrzeugs positioniert ist, worin der Lichtsensor konfiguriert ist, ein Lichtstärkensignal auszusenden; ein innerhalb des Fahrzeugs positioniertes Leuchtenmodul, worin der Lichtsensor mit dem Leuchtenmodul verbunden ist, worin das Leuchtenmodul konfiguriert ist, eine Dunkelheits-Beleuchtungsregelung auszulösen, wenn das Lichtstärkensignal in etwa einen Dunkelheits-Sollwert oder einen geringeren Wert erreicht; und eine Leuchte, die innerhalb des Innenraums positioniert ist, worin die Leuchte mit dem Leuchtenmodul verbunden ist, worin die Leuchte dazu konfiguriert ist, ein Dunkelheitsspektrum zu emittieren, wenn die Leuchte aktiviert ist, und wenn das Leuchtenmodul eine Dunkelheit-Beleuchtungsregelung auslöst, und worin das Dunkelheitsspektrum eine maximale Lichtwellenlänge aufweist, die weniger als etwa 555 Nanometer beträgt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die Leuchte eine steuerbare Leuchte umfasst, worin die maximale Lichtwellenlänge der Leuchte gesteuert werden kann.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin: das Leuchtenmodul dazu konfiguriert ist, eine Tageslicht-Beleuchtungsregelung auszulösen, wenn das Lichtstärkensignal mehr als der Dunkelheits-Sollwert beträgt; und worin die Leuchte dazu konfiguriert ist, ein Tageslichtspektrum zu emittieren, wenn die Leuchte aktiviert ist und wenn das Leuchtenmodul die Tageslicht-Beleuchtungsregelung auslöst, und worin die maximale Lichtwellenlänge des Tageslichtspektrums etwa 555 Nanometern beträgt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin der Dunkelheits-Sollwert etwa 0,001 Candela pro Quadratmeter beträgt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin die maximale Lichtwellenlänge des Dunkelheit-Spektrums etwa 505 Nanometer beträgt.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin: der Lichtsensor einen Innenraumsensor und einen externen Sensor umfasst, worin der Innenraumsensor innerhalb des Innenraums positioniert ist und der externe Sensor positioniert ist, um das sich außerhalb des Fahrzeugs befindliche Licht zu erfassen; die Leuchte eine Leselampe und eine Armaturenbeleuchtung umfasst; das Leuchtenmodul dazu konfiguriert ist, die Dunkelheits-Beleuchtungsregelung für die Armaturenbeleuchtung auszulösen, wenn das Lichtstärkensignal des externen Sensors ungefähr genauso hoch oder geringer als der Dunkelheits-Sollwert ist; und das Leuchtenmodul dazu konfiguriert ist, die Dunkelheits-Beleuchtungsregelung für die Leselampe auszulösen, wenn das Lichtstärkensignal des Innenraum-Sensors ungefähr genauso hoch oder geringer als der Dunkelheits-Sollwert ist.
Fahrzeug nach Anspruch 1, worin: das Leuchtenmodul dazu konfiguriert ist, eine Dämmerungs-Beleuchtungsregelung auszulösen, wenn das Lichtstärkensignal mehr als der Dunkelheits-Sollwert beträgt und etwa genauso hoch wie oder geringer als ein Dämmerungs-Sollwert ausfällt; und worin die Leuchte dazu konfiguriert ist, ein Dämmerungsspektrum zu emittieren, wenn die Leuchte aktiviert ist und wenn das Leuchtenmodul die Dämmerungs-Beleuchtungsregelung auslöst, und worin die maximale Lichtwellenlänge des Dämmerungsspektrums zwischen etwa 505 Nanometer und etwa 555 Nanometer beträgt.
System zur Steuerung von Licht, umfassend: einen Innenraum, der zur Besetzung durch eine Person konfiguriert ist; einen Lichtsensor, der innerhalb des Innenraums positioniert ist, worin der Lichtsensor dazu konfiguriert ist, ein Lichtstärkensignal auszusenden; ein mit einem Lichtsensor verbundenes Leuchtenmodul, worin das Leuchtenmodul konfiguriert ist, eine Dunkelheits-Beleuchtungsregelung auszulösen, wenn das Lichtstärkensignal in etwa einen eingestellten Dunkelheitswert oder einen geringeren Wert erreicht; und eine mit dem Leuchtenmodul verbundene Leuchte, worin die Leuchte mit dem Leuchtenmodul verbunden ist, worin die Leuchte dazu konfiguriert ist, ein Dunkelheitsspektrum zu emittieren, wenn die Leuchte aktiviert ist, und wenn das Leuchtenmodul eine Dunkelheit-Beleuchtungsregelung auslöst, worin das Dunkelheitsspektrum eine maximale Lichtwellenlänge aufweist, die weniger als etwa 505 Nanometer beträgt.
Verfahren zur Steuerung von Licht, umfassend: das Ermitteln einer Umgebungslichtstärke in einem Innenraum; und das Einstellen eines Lichtspektrums im Innenraum, worin eine Leuchte ein Tageslichtspektrum emittiert, wenn die Umgebungslichtstärke größer als ein Dunkelheits-Sollwert ausfällt, und die Lampe ein Dunkelheitsspektrum emittiert, wenn die Umgebungslichtstärke gleich hoch oder geringer als der Dunkelheits-Sollwert ausfällt, worin das Tageslichtspektrum sich vom Dunkelheitsspektrum unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 9, worin das Einstellen des Lichtspektrums das Angleichen des Lichtspektrums an das Dunkelheitsspektrum umfasst, worin eine maximale Lichtwellenlänge des Dunkelheitsspektrums etwa 505 Nanometer beträgt.