WO2010057697A1 - Beleuchtungseinheit für ein fahrzeug, fahrzeug und verfahren hierfür - Google Patents

Beleuchtungseinheit für ein fahrzeug, fahrzeug und verfahren hierfür Download PDF

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WO2010057697A1
WO2010057697A1 PCT/EP2009/061896 EP2009061896W WO2010057697A1 WO 2010057697 A1 WO2010057697 A1 WO 2010057697A1 EP 2009061896 W EP2009061896 W EP 2009061896W WO 2010057697 A1 WO2010057697 A1 WO 2010057697A1
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WO
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vehicle
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light source
light
area
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Application number
PCT/EP2009/061896
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French (fr)
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Alexander Wuerz-Wessel
Bernhard Nixdorf
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/20—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof for generating image signals from infrared radiation only
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/56—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof provided with illuminating means
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
    • G02B27/01—Head-up displays
    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/0138—Head-up displays characterised by optical features comprising image capture systems, e.g. camera

Definitions

  • the invention relates to a lighting unit for a vehicle, comprising a first
  • the invention relates to a vehicle which comprises a lighting unit.
  • the invention relates to a method in which a first light source illuminates a first area in front of the vehicle with light in a visible wavelength range, and a second light source, which illuminates a second area in front of the vehicle with infrared light.
  • DE 40 32 927 C2 discloses a device for improving the visibility in a motor vehicle with an infrared-sensitive camera for detecting the field of vision of the driver and with a designed as a head-up display display device on which the image of the camera as a virtual image of the outer Landscape is visually superimposed.
  • the infrared-sensitive camera which detects the field of vision of the driver in the direction of travel of the motor vehicle, is arranged in the region of a rear-view mirror of the motor vehicle.
  • the vehicle further comprises at least one radiation source, which has an infrared radiation component and illuminates the field of vision detected by the driver or the infrared-sensitive camera.
  • EP 0 869 031 A2 further discloses a method for regulating headlight range and / or direction of headlamps in a vehicle, wherein sensors collect information about the vehicle and its surroundings, and based on this information, the current headlamp setting of the headlamps anticipates the requirements for illuminating the headlamps Roadway is adjusted. Against this background, there is a need for improved illumination of the area in front of the vehicle.
  • the invention provides a lighting unit according to claim 1, a vehicle according to claim 8 and a method according to claim 9.
  • a lighting unit of the aforementioned type in which the second area is arranged at least partially outside the first area.
  • the light cone of the first light source that is the headlights that emit light in the visible wavelength range, is therefore more or less straight forward, or directed down to shine as far as possible without dazzling oncoming traffic and usually protrudes only slightly over the edges of the road .
  • a second light source in the infrared range preferably in the near infrared range, ie with an infrared headlamp, to illuminate a second area which at least partially projects beyond the area illuminated by the first light source.
  • objects outside the visible light cone are also illuminated and can be detected by sensors. Since the infrared light is not visible to humans, the oncoming traffic is not dazzled by the wider beam of the infrared headlight, but objects outside of the area illuminated by the first light source can be detected. It should be noted at this point that the light cone of the first and / or second light source and the resulting first and / or second region are usually not sharply delimited.
  • the boundary of the first and / or second region is where the light intensity is less than 50% of the respective maximum intensity of the light. In particular, it can also be provided to lower the factor to 25% or 10%.
  • first and the second light source can be installed in a common housing.
  • a headlight for a vehicle can be both
  • LEDs Light Emitting Diode
  • white LEDs for the visible wavelength range
  • infrared LEDs include.
  • the part of the second area arranged outside the first area comprises 25% of the entire second area. It is even cheaper if this share is 50%. In a particularly favorable embodiment, this proportion is finally 75%.
  • the second region is arranged at least partially above and / or to the right of the first region.
  • the infrared light is directed (predominantly) to this area in order to utilize the electrical energy used as efficiently as possible.
  • the first and the second area have no overlapping area. Since the first region is in any case illuminated by light in the visible wavelength range, in this preferred variant of the invention the infrared light is directed onto the non-illuminated region in order to obtain a maximum efficiency of the electrical energy used.
  • the illumination unit has an additional camera, which is designed to be an image of at least the second - -
  • Range in the infrared wavelength range preferably in the near
  • Infrared wavelength range record and a display, which is designed to display the image. Infrared light is imperceptible to humans without any other adjuncts (except through the heat receptors in the skin). In addition to sensors which warn of non-visible objects, in particular also infrared cameras are considered, which record the scene in front of the vehicle and send it to a display unit, which displays the infrared image in the visible range.
  • CCD cameras Charge Coupled Device
  • CMOS cameras Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • the display can be designed as a commercially available LCD screen (liquid crystal display), TFT screen (thin-film transistor), picture tube or as a so-called head-up display (HUD). In the latter case, the image is (usually) projected onto the windshield of the vehicle and brought to coincidence with the scene normally perceived by the driver, that is to say without technical aids.
  • a processing unit which is prepared to attenuate image areas that are illuminated by the first and / or second light source and / or image areas that are not covered by the first and / or second light source is arranged between the camera and the display be lit up, amplify.
  • the first and / or second light source results in very strong brightness differences in the image taken by the camera. Nearby areas are very bright, while long-range areas are very dark, even if objects with the same reflection characteristics are illuminated.
  • the luminous characteristic for example, the light intensity at different points in front of the vehicle can be measured, but also the inclusion of one of the
  • the processing unit is prepared to continuously adjust the attenuation and / or amplification to changing light conditions.
  • Modern lighting techniques such as adaptive cornering light
  • Headlamp leveling and the headlamps constructed with a large number of light-emitting diodes which allow an almost completely free adjustment of the light characteristic including the targeted illumination of individual objects ("spotting"), also require additional effort in the image processing Since the light distribution of the first and / or second light source Depending on the situation, the image processing must also be adapted to the respective situation, ie an adaptive weakening or amplification of individual image parts is to be carried out For this purpose, particularly bright or particularly dark regions in the image captured by the camera are determined and changed in the manner already mentioned For example, if the cone of light is pivoted to the left due to an approaching left turn, the increased brightness in the left area of the image captured by the camera is attenuated, whereas the now darker right area is enhanced For more complicated light distributions, proceed analogously.
  • the second light source is prepared to match the second range to a change of the first range.
  • the area radiated by the infrared light (continuous) is adapted to changes in the visible radiated area. For example, when the cone of visible light is pivoted to the right, the cone of infrared light is also pivoted to the right to continue to irradiate objects outside the visible light illuminated area.
  • the processing unit is prepared to obtain signals of the first and / or second light source via their emission characteristic and to use this for the attenuation / amplification of image areas.
  • the already mentioned adaptive attenuation or amplification of individual image parts can be carried out particularly well when signals from the first and / or second light source, which signals provide information on the currently prevailing light distribution, are processed. For this purpose, for example, measurement data of the light distribution, which were determined and stored in a test in various situations, retrieved and for the
  • Image processing can be used. But also the calculation of a new light distribution, for example with the help of the angle around which the headlamps are pivoted, is possible. It should be noted at this point that the variants addressed for the lighting unit as well as the resulting effects and advantages relate equally to the vehicle according to the invention and to the method according to the invention.
  • FIG. 1a shows a vehicle with a lighting unit according to the invention in plan view
  • Figure 1 b shows a vehicle with a lighting unit according to the invention in side view
  • FIG. 2 shows a vehicle with a lighting unit according to the invention in an enlarged view.
  • Figures 1 a (top view) and 1 b (side view) show a vehicle 1 on a roadway, which comprises a first light source 2 in the form of conventional headlamps and a second light source 3 in the form of an infrared headlamp.
  • a vehicle 1 comprises a camera 4 and a display unit 5.
  • the camera 4 may be a commercially available CMOS camera or CCD camera. However, a prerequisite is that it can also record infrared images.
  • the display unit 5 is designed in the present case as a projector of a head-up display.
  • the windshield thereby forms the projection surface on which the environment detected by the driver with the displayed image in a conventional manner are brought to coincide as possible. That is, for example, persons detected by the infrared camera 4 are displayed in the scene viewed through the windshield.
  • the first light source 2 ie the conventional headlights, illuminates a first area A (shown by solid lines) with visible light, which is therefore normally perceived by the driver.
  • the light cone is directed more or less straight forward or down and slightly protrudes beyond the right edge of the road. Objects that are outside of this cone of light, such as pedestrians or traffic signs on the right or above the road can not be perceived by the driver or difficult.
  • the infrared headlight 3 does not shine primarily on the road but also illuminates objects above the road. Objects outside of the first area A illuminated by the headlamps 2 are advantageously now also illuminated, which therefore can be detected by the camera 4 and displayed to the driver. Since the infrared light is not visible to humans, the oncoming traffic is not dazzled by the wider beam of the infrared headlamp 3.
  • the specified light distribution ie the shape and size of the areas A and B are only examples.
  • the second area B also projects beyond the first area A to the front, that is to say the roadway is transmitted further with infrared light than with visible light.
  • FIG. 2 shows an enlarged view of the vehicle 1, in which a processing unit 6 is shown in addition to the elements already mentioned with reference to FIGS. 1 a and 1 b.
  • the processing unit 6 is arranged between the camera 4 and the display unit 5, that is processes signals from the camera 4 and sends them to the
  • the processing unit 6 may process signals of the first and second light sources 2 and 3. For the following example, however, it is initially assumed that the processing unit 6 can not receive such signals.
  • the purpose of the processing unit 6 is to optimally prepare the image obtained by the camera 4 for the driver.
  • weakened and / or weak image components which are of interest to the driver, reinforced.
  • the former arise in the vicinity of the headlights 2 and 3, the latter in the long-range.
  • a pedestrian is only slightly illuminated at a great distance, whereas a (possibly smaller) object is irradiated very strongly in front of the vehicle, for example reflecting light Glass splinter on the roadway.
  • the first light source 2 that is to say the headlights, emit a not inconsiderable proportion of the radiated power in the infrared range.
  • the processing unit 6 reinforces the pedestrian and / or weakens the glass splinters so as to draw the driver's attention away from the splinters toward the pedestrian. Essentially, the contrasts are reduced in the near range, whereas the contrasts are raised in the far range.
  • This consideration of the influence of the first and second light sources 2 and 3 is also called “near range lowering.” Since the luminous distribution of the headlamp 2 or of the infrared headlamp 3 is known per se, or can be measured, certain areas of the image captured by the camera 4 can accordingly be treated in a differentiated way, so outdoor areas become more of a
  • signals of the first and / or second light source 2 and 3 are received by the processing unit 6 and used for the already mentioned processing of the image received by the camera 4.
  • Modern lighting techniques such as adaptive headlights, headlamp leveling and built with a variety of LEDs headlamps that allow almost completely free adjustment of the light characteristic including the targeted lighting of individual objects ("spotting"), require additional effort in image processing If the light distribution of the headlights 2 and 3 is no longer fixed but is adapted to the situation, the image processing must also be adapted to the respective situation, ie an adaptive short-range reduction is to be carried out.
  • the signals from the first and / or second light source 2 and 3, which signals give information about the currently prevailing light distribution is processed, for example, if the light cone is pivoted to the left due to an approaching left-hand curve, the increased brightness in the left-hand area of the image recorded by the camera 4 becomes due This signal is attenuated, whereas the now darker right area is amplified.

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Abstract

Es wird eine Beleuchtungseinheit für ein Fahrzeug (1) angegeben, umfassend eine erste Lichtquelle (2), welche dazu vorbereitet ist, einen ersten Bereich (A) vor dem Fahrzeug (1) mit Licht in einem sichtbaren Wellenlängenbereich auszuleuchten, und eine zweite Lichtquelle (3), welche dazu vorbereitet ist, einen zweiten Bereich (B) vor dem Fahrzeug (1) mit Infrarotlicht auszuleuchten. Der zweite Bereich (B) ist dabei zumindest teilweise außerhalb des ersten Bereichs (A) angeordnet. Darüber hinaus wird ein Fahrzeug (1) mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit, sowie ein Verfahren für eine Beleuchtungseinheit angegeben.

Description

- -
Beschreibung
Titel
Beleuchtungseinheit für ein Fahrzeug, Fahrzeug und Verfahren hierfür
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinheit für ein Fahrzeug, umfassend eine erste
Lichtquelle, welche dazu vorbereitet ist, einen ersten Bereich vor dem Fahrzeug mit Licht in einem sichtbaren Wellenlängenbereich auszuleuchten, und eine zweite Lichtquelle, welche dazu vorbereitet ist, einen zweiten Bereich vor dem Fahrzeug mit Infrarotlicht auszuleuchten. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Fahrzeug, welches eine Beleuchtungseinheit umfasst. Schließlich betrifft die Erfindung ein Verfahren, bei dem eine erste Lichtquelle einen ersten Bereich vor dem Fahrzeug mit Licht in einem sichtbaren Wellenlängenbereich ausleuchtet, und eine zweite Lichtquelle, welche einen zweiten Bereich vor dem Fahrzeug mit Infrarotlicht ausleuchtet.
Stand der Technik
Die DE 40 32 927 C2 offenbart dazu eine Vorrichtung zur Verbesserung der Sichtverhältnisse in einem Kraftfahrzeug mit einer infrarotempfindlichen Kamera zur Erfassung des Sichtbereiches des Fahrers und mit einer als Head-Up-Display ausgebildeten Anzeigevorrichtung, auf der das Bild der Kamera als virtuelles Bild der äußeren Landschaft visuell überlagert wird. Dabei ist die infrarotempfindliche Kamera, welche den Sichtbereich des Fahrers in Fahrtrichtung des Kraftfahrzeuges erfasst, im Bereich eines Rückspiegels des Kraftfahrzeuges angeordnet. Das Fahrzeug umfasst weiterhin wenigstens eine Strahlungsquelle, welche einen Infrarotstrahlungsanteil aufweist und den vom Fahrer bzw. der infrarotempfindlichen Kamera erfassten Sichtbereich ausleuchtet.
Die EP 0 869 031 A2 offenbart weiterhin ein Verfahren zur Regulierung von Leuchtweite und/oder Leuchtrichtung von Scheinwerfern in einem Fahrzeug, wobei Sensoren Informationen über das Fahrzeug und seine Umgebung sammeln und aufgrund dieser Informationen die aktuelle Scheinwerfereinstellung der Scheinwerfer vorausschauend den Anforderungen für die Ausleuchtung der Fahrbahn angepasst wird. Vor diesem Hintergrund besteht Bedarf einer verbesserten Ausleuchtung des Bereichs vor dem Fahrzeug.
Offenbarung der Erfindung
Die Erfindung schafft eine Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1 , ein Fahrzeug nach Anspruch 8 und ein Verfahren nach Anspruch 9.
Demgemäß wird eine Beleuchtungseinheit der eingangs genannten Art vorgesehen, bei welcher der zweite Bereich zumindest teilweise außerhalb des ersten Bereichs angeordnet ist.
Demgemäß ist weiterhin vorgesehen, ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit auszustatten.
Schließlich wird demgemäß auch ein Verfahren der eingangs genannten Art vorgesehen, bei dem der zweite Bereich zumindest teilweise außerhalb des ersten Bereichs angeordnet ist.
In modernen Fahrzeugen wird die eingesetzte Leistung zur Lichterzeugung im Hinblick auf eine Effizienzsteigerung zunehmend gebündelt und im Wesentlichen nach vorne gerichtet. Der Leuchtkegel der ersten Lichtquelle, das heißt der Scheinwerfer, die Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich abstrahlen, ist daher mehr oder minder geradlinig nach vorne, beziehungsweise nach unten gerichtet, um möglichst weit zu leuchten ohne den Gegenverkehr zu blenden und ragt meist nurmehr geringfügig über die Fahrbahnränder. Objekte die sich außerhalb dieses Lichtkegels befinden, wie zum Beispiel Fußgänger oder Verkehrsschilder rechts oder oberhalb der Fahrbahn, können vom Fahrer daher nicht oder nur schwer wahrgenommen werden, was dem Zweck einer Beleuchtung zuwiderläuft. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, mit einer zweiten Lichtquelle im Infrarotbereich, vorzugsweise im nahen Infrarotbereich, das heißt mit einem Infrarotscheinwerfer, einen zweiten Bereich auszuleuchten, der den von der ersten Lichtquelle beleuchteten Bereich zumindest teilweise überragt. Vorteilhaft werden so auch Objekte außerhalb des sichtbaren Lichtkegels angestrahlt und können über Sensoren erfasst werden. Da das Infrarotlicht für den Menschen nicht sichtbar ist, wird auch der Gegenverkehr nicht durch den breiteren Lichtkegel des Infrarotscheinwerfers geblendet, dennoch können Objekte außerhalb des von der ersten Lichtquelle ausgeleuchteten Bereichs erkannt werden. An dieser Stelle wird angemerkt, dass der Lichtkegel der ersten und/oder zweiten Lichtquelle sowie sich der daraus ergebende erste und/oder zweite Bereich zumeist nicht scharf abgegrenzt sind. Es wird daher im Randbereich zu einer stetigen, wenn auch raschen Abnahme der Helligkeit kommen. Aus diesem Grund wird für die Belange der Erfindung definiert, dass die Grenze des ersten und/oder zweiten Bereichs dort liegt, wo die Lichtstärke kleiner als 50% der jeweiligen Maximalstärke des Lichts ist. Insbesondere kann auch vorgesehen sein, den Faktor auf 25% beziehungsweise 10% abzusenken.
Weiterhin wird angemerkt, dass die erste und die zweite Lichtquelle in einem gemeinsamen Gehäuse verbaut sein können. Etwa kann ein Scheinwerfer für ein Fahrzeug sowohl
LEDs (Light Emitting Diode) für den sichtbaren Wellenlängenbereich, also insbesondere weiße LEDs, als auch Infrarot-LEDs beinhalten.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren der Zeichnung.
Günstig ist es, wenn der außerhalb des ersten Bereichs angeordnete Teil des zweiten Bereichs 25% des gesamten zweiten Bereichs umfasst. Noch günstiger ist es wenn dieser Anteil bei 50% liegt. In einer besonders günstigen Ausführungsform liegt dieser Anteil schließlich bei 75%.
Günstig ist es, wenn der zweite Bereich zumindest teilweise oberhalb und/rechts des ersten Bereichs angeordnet ist. Üblicherweise ist dort der für den Fahrer am wichtigsten Bereich, da sich dort Fußgänger, Verkehrsschilder, abgestellte Fahrzeuge, und dergleichen befinden. Auch niedrige Unterführungen beziehungsweise Tunnels bilden eine Gefahrenquelle. Erfindungsgemäß wird das Infrarotlicht (vorwiegend) auf diesen Bereich gerichtet, um die eingesetzte elektrische Energie möglichst effizient auszunutzen.
Günstig ist es weiterhin, wenn der erste und der zweite Bereich keinen Überlappungsbereich aufweisen. Da der erste Bereich ohnehin durch Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich ausgeleuchtet ist, wird in dieser bevorzugten Variante der Erfindung das Infrarotlicht auf den nicht ausgeleuchteten Bereich gerichtet, um eine maximale Effizienz der eingesetzten elektrischen Energie zu erhalten.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Beleuchtungseinheit eine zusätzliche Kamera auf, welche dazu ausgestaltet ist, ein Bild zumindest des zweiten - -
Bereichs im Infrarotwellenlängenbereich, vorzugsweise im nahen
Infrarotwellenlängenbereich, aufzuzeichnen und eine Anzeige, welche dazu ausgestaltet ist, das Bild anzuzeigen. Infrarotlicht ist ohne weitere Hilfsmittel für den Menschen (außer über die Wärmerezeptoren in der Haut) nicht wahrnehmbar. Neben Sensoren, welche vor nicht sichtbaren Objekten warnen, kommen insbesondere auch Infrarotkameras in Betracht, welche die vor dem Fahrzeug befindliche Szenerie aufnehmen und an eine Anzeigeeinheit senden, welche das Infrarotbild im sichtbaren Bereich darstellt. Als Kameras können hierfür etwa handelsübliche CCD-Kameras (Charge Coupled Device) oder CMOS- Kameras (Complementary Metal Oxide Semiconductor) verwendet werden. Die Anzeige kann dabei etwa als handelsüblicher LCD-Bildschirm (Liquid Crystal Display), TFT- Bildschirm (Thin-Film Transistor), Bildröhre oder auch als ein sogenanntes Head-Up- Display (HUD) ausgestaltet sein. Bei letzterem wird das Bild (meist) an die Windschutzscheibe des Fahrzeuges projiziert und mit der vom Fahrer normal, das heißt ohne technische Hilfsmittel, wahrgenommenen Szenerie nach Möglichkeit zur Deckung gebracht.
Vorteilhaft ist es weiterhin, wenn zwischen Kamera und Anzeige eine Verarbeitungseinheit angeordnet ist, welche dazu vorbereitet ist, Bildbereiche, die durch die erste und/oder zweite Lichtquelle ausgeleuchtet werden, abzuschwächen und/oder Bildbereiche, die durch die erste und/oder zweite Lichtquelle nicht ausgeleuchtet werden, zu verstärken. Durch die erste und/oder zweite Lichtquelle ergeben sich sehr starke Helligkeitsunterschiede in dem von der Kamera aufgenommenen Bild. Nahe Bereiche sind sehr hell, Fernbereiche dagegen sehr dunkel, auch wenn Gegenstände gleichen Reflexionsverhaltens beleuchtet werden. Zur Ermittlung der Leuchtcharakteristik kann beispielsweise die Lichtstärke an verschiedenen Punkten vor dem Fahrzeug gemessen werden, aber auch die Aufnahme eines aus der
Fotografie bekannten neutralgrauen Hintergrundes ist möglich. Kameras und Anzeigegeräte weisen einen nur begrenzten Dynamikumfang, also das Vermögen sehr helle und sehr dunkle Bildpartien aufzunehmen beziehungsweise darzustellen, auf. Kontraste sind in diesen Bereichen nur gering, weswegen Objekte vom Menschen nicht oder nur sehr schwer wahrgenommen werden, was dem eigentlichen Zweck einer Beleuchtung zuwiderläuft. Aus diesem Grund werden helle Bildpartien abgeschwächt und/oder dunkle Bildpartien verstärkt, sodass möglichst im gesamten Bildbereich Kontraste vorherrschen, die eine sichere Wahrnehmung von Objekten durch den Menschen ermöglichen. Diese Techniken sind an sich aus der Fotografie bekannt und werden hier nicht näher beschrieben. Beispielsweise wird auf das in der Fotografie angewandte HDR-Verfahren (High Dynamic Range) verwiesen, bei der mehrere Aufnahmen derselben Szenerie mit verschiedenen Belichtungseinstellungen erfolgen, welche anschließend zu einem einzigen Bild mit hohem Dynamikumfang verrechnet werden.
Vorteilhaft ist es auch, wenn die Verarbeitungseinheit dazu vorbereitet ist, die Abschwächung und/oder Verstärkung stetig an veränderliche Lichtverhältnisse anzugleichen. Moderne Beleuchtungstechniken, wie zum Beispiel adaptives Kurvenlicht,
Leuchtweitenregulierung und die mit einer Vielzahl von Leuchtdioden aufgebauten Scheinwerfer, welche eine fast völlig freie Einstellung der Leuchtcharakteristik inklusive der gezielten Beleuchtung einzelner Objekte („Spotten") ermöglichen, bedingen auch zusätzlichen Aufwand in der Bildbearbeitung. Da die Lichtverteilung der ersten und/oder zweiten Lichtquelle situationsbedingt angepasst wird, muss auch die Bildbearbeitung an die jeweilige Situation angepasst werden, dass heißt eine adaptive Abschwächung oder Verstärkung einzelner Bildpartien durchgeführt werden. Dazu werden besonders helle oder besonders dunkle Bereiche in dem von der Kamera aufgenommenen Bild ermittelt und in der bereits angesprochenen Weise verändert. Wird der Lichtkegel beispielsweise wegen einer herannahenden Linkskurve nach links verschwenkt, so wird die erhöhte Helligkeit im linken Bereich des durch die Kamera aufgenommenen Bildes abgeschwächt, wohingegen der nunmehr dunklere rechte Bereich verstärkt wird. Bei komplizierteren Lichtverteilungen ist analog vorzugehen.
Besonders vorteilhaft ist es auch, wenn die zweite Lichtquelle dazu vorbereitet ist, den zweiten Bereich an eine Veränderung des ersten Bereichs anzugleichen. Hier wird der der vom Infrarotlicht ausgestrahlte Bereich (stetig) an Veränderungen des sichtbar ausgestrahlten Bereichs angepasst. Beispielsweise wird, wenn der Kegel des sichtbaren Lichts nach rechts verschwenkt wird, der Kegel des Infrarotlichts ebenfalls nach rechts verschwenkt, um nach wie vor Objekte außerhalb des mit sichtbarem Licht ausgeleuchteten Bereichs anzustrahlen.
Schließlich ist es vorteilhaft, wenn die Verarbeitungseinheit dazu vorbereitet ist, Signale der ersten und/oder zweiten Lichtquelle über deren Abstrahlcharakteristik zu erhalten und diese für die Abschwächung/Verstärkung von Bildbereichen heranzuziehen. Die bereits angesprochene adaptive Abschwächung oder Verstärkung einzelner Bildpartien kann dann besonders gut durchgeführt werden, wenn Signale von der ersten und/oder zweiten Lichtquelle, welche Signale Aufschluss auf die gerade herrschende Lichtverteilung geben, verarbeitet werden. Dazu können etwa Messdaten der Lichtverteilung, die in einem Versuch in verschiedenen Situationen ermittelt und abgespeichert wurden, abgerufen und für die
Bildverarbeitung verwendet werden. Aber auch die Berechnung einer neuen Lichtverteilung, etwa mit Hilfe des Winkels um den die Scheinwerfer geschwenkt werden, ist möglich. An dieser Stelle wird angemerkt, dass sich die für die Beleuchtungseinheit angesprochenen Varianten sowie die sich daraus ergebenden Effekte und Vorteile gleichermaßen für das erfindungsgemäße Fahrzeug sowie für das erfindungsgemäße Verfahren beziehen.
Die obigen Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung lassen sich auf beliebige Art und Weise kombinieren.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand der in den schematischen Figuren der Zeichnung angegebenen Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen dabei:
Figur 1a ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit in Draufsicht;
Figur 1 b ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit in Seitenansicht;
Figur 2 ein Fahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinheit in vergrößerter Darstellung.
In den Figuren der Zeichnung sind gleiche und funktionsgleiche Elemente und Merkmale - sofern nichts Anderes ausgeführt ist - mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figuren 1 a (Draufsicht) und 1 b (Seitenansicht) zeigen ein Fahrzeug 1 auf einer Fahrbahn, welches eine erste Lichtquelle 2 in Form von herkömmlichen Scheinwerfern und eine zweite Lichtquelle 3 in Form eines Infrarotscheinwerfers umfasst. In diesem Beispiel wird nur ein Infrarotscheinwerfer eingesetzt, da dieser die Funktion eines Begrenzungslichts des Fahrzeugs 1 nicht übernehmen muss. Selbstverständlich sind aber auch mehrere Infrarotscheinwerfer 3 denkbar. Des Weiteren umfasst das Fahrzeug 1 eine Kamera 4 sowie eine Anzeigeeinheit 5. Die Kamera 4 kann dabei eine handelsübliche CMOS-Kamera oder CCD-Kamera sein. Voraussetzung ist allerdings, dass diese auch Infrarotbilder aufzeichnen kann. Die Anzeigeeinheit 5 ist im vorliegenden Fall als Projektor eines Head-Up-Displays ausgestaltet. Die Windschutzscheibe bildet dabei die Projektionsfläche, auf der die vom Fahrer erfasste Umgebung mit dem angezeigten Bild in an sich bekannter Weise nach Möglichkeit zur Deckung gebracht werden. Das heißt, dass etwa Personen, die von der Infrarotkamera 4 erfasst werden in die durch die Windschutzscheibe betrachtete Szenerie eingeblendet werden. In dem gezeigten Beispiel leuchtet die erste Lichtquelle 2, also die herkömmlichen Scheinwerfer, einen ersten Bereich A (mit durchgehenden Linien dargestellt) mit sichtbarem Licht aus, der daher vom Fahrer normal wahrgenommen wird. Um die eingesetzte Leistung möglichst optimal auszunutzen und somit möglichst weit zu leuchten ohne den Gegenverkehr zu blenden, ist der Leuchtkegel mehr oder minder geradlinig nach vorne beziehungsweise nach unten gerichtet und ragt geringfügig über den rechten Fahrbahnrand. Objekte die sich außerhalb dieses Lichtkegels befinden, wie zum Beispiel Fußgänger oder Verkehrsschilder rechts oder oberhalb der Fahrbahn können vom Fahrer daher nicht oder nur schwer wahrgenommen werden. Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, mit dem Infrarotscheinwerfer 3 einen zweiten Bereich B (mit strichlierten Linien dargestellt) auszuleuchten, der den ersten Bereich A zumindest teilweise überragt. Im gezeigten Beispiel ist der zweite Bereich B deutlich breiter aber auch kürzer als der erste Bereich A. Auch strahlt der Infrarotscheinwerfer 3 nicht vorrangig auf die Fahrbahn sondern beleuchtet auch Objekte oberhalb der Fahrbahn. Vorteilhaft werden nun auch Objekte außerhalb des durch die Scheinwerfer 2 ausgeleuchteten ersten Bereichs A angestrahlt, welche daher von der Kamera 4 erfasst und dem Fahrer angezeigt werden können. Da das Infrarotlicht für den Menschen nicht sichtbar ist, wird auch der Gegenverkehr nicht durch den breiteren Lichtkegel des Infrarotscheinwerfers 3 geblendet.
An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass die angegebene Lichtverteilung, also die Form und Größe der Bereiche A und B nur beispielhaft sind. Insbesondere ist denkbar, dass der zweite Bereich B den ersten Bereich A auch nach vorne hin überragt, das heißt die Fahrbahn mit Infrarotlicht weiter ausgestrahlt wird als mit sichtbarem Licht.
Figur 2 zeigt eine vergrößerte Darstellung des Fahrzeuges 1 in dem zusätzlich zu den bereits zu den Figuren 1 a und 1 b angeführten Elementen eine Verarbeitungseinheit 6 dargestellt ist. Die Verarbeitungseinheit 6 ist dabei zwischen Kamera 4 und Anzeigeeinheit 5 angeordnet, das heißt verarbeitet Signale der Kamera 4 und schickt sie an die
Anzeigeeinheit weiter. Zusätzlich kann die Verarbeitungseinheit 6, Signale der ersten und zweiten Lichtquelle 2 und 3 verarbeiten. Für das nun folgende Beispiel wird aber vorerst davon ausgegangen, dass die Verarbeitungseinheit 6 keine solchen Signale empfangen kann.
Die Verarbeitungseinheit 6 hat den Zweck, das von der Kamera 4 erhaltene Bild optimal für den Fahrer aufzubereiten. Insbesondere werden hierfür dominierende Bildbestandteile, welche aber von wenig Interesse für den Fahrer sind, abgeschwächt und/oder schwache Bildbestandteile, welche von Interesse für den Fahrer sind, verstärkt. Erstere entstehen im Nahbereich der Scheinwerfer 2 und 3, letztere im Fernbereich. Etwa wird ein Fußgänger in großer Entfernung nur wenig angestrahlt wohingegen ein (unter Umständen nur kleiner) Gegenstand direkt vor dem Fahrzeug sehr stark angestrahlt wird, etwa reflektierende Glassplitter auf der Fahrbahn. Dieser Effekt wird noch dadurch verstärkt, dass die erste Lichtquelle 2, also die Scheinwerfer einen nicht unerheblichen Anteil der abgestrahlten Leistung im Infrarotbereich emittieren. Dies führt ohne weitere Bildverarbeitung dazu, dass der angesprochene kleine Gegenstand vor dem Fahrzeug, welcher ohnehin durch die erste Lichtquelle sichtbar wird, sehr stark im Infrarotbild erscheint, wohingegen der Fußgänger, auf den die Aufmerksamkeit des Fahrers eigentlich gerichtet werden sollte, nur schwach im Infrarotbild erscheint. Aus diesem Grund verstärkt die Verarbeitungseinheit 6 den Fußgänger und/oder schwächt die Glassplitter ab, um so die Aufmerksamkeit des Fahrers weg von den Splittern hin zum Fußgänger zu lenken. Im Wesentlichen werden die Kontraste im Nahbereich gesenkt, wohingegen die Kontraste im Fernbereich angehoben werden. Diese Berücksichtigung des Einflusses der ersten und zweiten Lichtquelle 2 und 3 wird auch „Nahbereichsabsenkung" genannt. Da die Leuchtverteilung der Scheinwerfer 2 beziehungsweise des Infrarotscheinwerfers 3 an sich bekannt ist, beziehungsweise gemessen werden kann, können bestimmte Bereiche des von der Kamera 4 erfassten Bildes entsprechend differenziert behandelt werden. Außenbereiche werden also eher eine
Verstärkung, Innenbereiche des Bildes dagegen eine Abschwächung erfahren wobei die Grenzen - analog zur meist stufenlosen Leuchtverteilung - fließend sind.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung werden Signale der ersten und/oder zweiten Lichtquelle 2 und 3 von der Bearbeitungseinheit 6 empfangen und für die bereits angesprochene Bearbeitung des durch die Kamera 4 empfangenen Bildes herangezogen. Moderne Beleuchtungstechniken, wie zum Beispiel adaptives Kurvenlicht, Leuchtweitenregulierung und die mit einer Vielzahl von Leuchtdioden aufgebauten Scheinwerfer, welche eine fast völlig freie Einstellung der Leuchtcharakteristik inklusive der gezielten Beleuchtung einzelner Objekte („Spotten")ermöglichen, bedingen zusätzlichen Aufwand in der Bildbearbeitung. Da die Lichtverteilung der Scheinwerfer 2 und 3 nun nicht mehr fix ist, sondern situationsbedingt angepasst wird, muss auch die Bildbearbeitung an die jeweilige Situation angepasst werden, dass heißt eine adaptive Nahbereichsabsenkung durchgeführt werden. Dazu können die Signale von der ersten und/oder zweiten Lichtquelle 2 und 3, welche Signale Aufschluss auf die gerade herrschende Lichtverteilung geben, verarbeitet werden. Wird der Lichtkegel beispielsweise wegen einer herannahenden Linkskurve nach links verschwenkt, so wird die erhöhte Helligkeit im linken Bereich des durch die Kamera 4 aufgenommenen Bildes aufgrund dieses Signals abgeschwächt, wohingegen der nunmehr dunklere rechte Bereich verstärkt wird. Bei komplizierteren Lichtverteilungen ist analog vorzugehen. An dieser Stelle wird angemerkt, dass sich die Erfindung - obgleich sie nur für Landkraftfahrzeuge beschrieben wurde - gleichermaßen auch für Wasserfahrzeuge und Luftfahrzeuge eignet. Da bei Wasserfahrzeugen und Luftfahrzeugen Gegenverkehr nur selten auftritt, kann der Einsatz der Erfindung auch auf diese Situationen beschränkt werden, beim Schiff etwa auf das Manövrieren in einem stark frequentierten Hafen, beziehungswese beim Flugzeug auf das Rollen auf der Taxiway.

Claims

Ansprüche:
1. Beleuchtungseinheit für ein Fahrzeug (1 ), umfassend eine erste Lichtquelle (2), welche dazu vorbereitet ist, einen ersten Bereich (A) vor dem Fahrzeug (1 ) mit Licht in einem sichtbaren Wellenlängenbereich auszuleuchten, und eine zweite Lichtquelle (3), welche dazu vorbereitet ist, einen zweiten Bereich (B) vor dem Fahrzeug (1 ) mit Infrarotlicht auszuleuchten, wobei der zweite Bereich (B) zumindest teilweise außerhalb des ersten Bereichs (A) angeordnet ist.
2. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (B) zumindest teilweise oberhalb und/rechts des ersten Bereichs (A) angeordnet ist.
3. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Bereich (A, B) keinen Überlappungsbereich aufweisen.
4. Beleuchtungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet, durch eine zusätzliche Kamera (4), welche dazu ausgestaltet ist, ein Bild zumindest des zweiten Bereichs (B) im Infrarotwellenlängenbereich aufzuzeichnen und eine Anzeige (5), welche dazu ausgestaltet ist, das Bild anzuzeigen.
5. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Kamera (4) und Anzeige (5) eine Verarbeitungseinheit (θ)angeordnet ist, welche dazu vorbereitet ist, Bildbereiche, die durch die erste und/oder zweite Lichtquelle (2, 3) ausgeleuchtet werden, abzuschwächen und/oder Bildbereiche, die durch die erste und/oder zweite Lichtquelle (2, 3) nicht ausgeleuchtet werden, zu verstärken.
6. Beleuchtungseinheit nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungseinheit (6) dazu vorbereitet ist, die Abschwächung und/oder Verstärkung stetig an veränderliche Lichtverhältnisse anzugleichen und/oder dass die Verarbeitungseinheit (6) dazu vorbereitet ist, Signale der ersten und/oder zweiten Lichtquelle (2, 3) über deren Abstrahlcharakteristik zu erhalten und diese für die Abschwächung/Verstärkung von Bildbereichen heranzuziehen. - -
7. Beleuchtungseinheit nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Lichtquelle (3) dazu vorbereitet ist, den zweiten Bereich (B) an eine Veränderung des ersten Bereichs (A) anzugleichen.
8. Fahrzeug, umfassend eine Beleuchtungseinheit nach einem der vorgehenden Ansprüche.
9. Verfahren für die Frontbeleuchtung eines Fahrzeugs (1 ), bei dem eine erste Lichtquelle (2) einen ersten Bereich (A) vor dem Fahrzeug (1 ) mit Licht in einem sichtbaren Wellenlängenbereich ausleuchtet, und eine zweite Lichtquelle (3), die einen zweiten Bereich (B) vor dem Fahrzeug (1 ) mit Infrarotlicht ausleuchtet, wobei der zweite Bereich (B) zumindest teilweise außerhalb des ersten Bereichs (A) angeordnet ist.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (B) zumindest teilweise oberhalb und/rechts des ersten Bereichs (A) angeordnet ist.
1 1. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Bereich (A, B) keinen Überlappungsbereich aufweisen.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Bild zumindest des zweiten Bereichs (B) im Infrarotwellenlängenbereich aufgezeichnet und dem
Fahrer angezeigt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Anzeigen des Bilds Bildbereiche, die durch die erste und/oder zweite Lichtquelle (2, 3) ausgeleuchtet werden, abgeschwächt und/oder Bildbereiche, die durch die erste und/oder zweite Lichtquelle (2, 3) nicht ausgeleuchtet werden, verstärkt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschwächung und/oder Verstärkung stetig an veränderliche Lichtverhältnisse angeglichen wird, und das insbesondere für die Abschwäch un g/Verstärkung von Bildbereichen Signale der ersten und/oder zweiten Lichtquelle (2, 3) über deren Abstrahlcharakteristik herangezogen werden.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Bereich (B) an eine Veränderung des ersten Bereichs (A) angeglichen wird.
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