DE10157028A1

DE10157028A1 - Sensoreinrichtung, insbesondere zur Steuerung von Beleuchtungseinrichtungen eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE10157028A1
Application number: DE10157028A
Authority: DE
Inventors: Gebhard Michenfelder; Andreas Schneider
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2001-11-21
Publication date: 2003-06-05
Also published as: JP2005510400A; WO2003045734A1; US7214918B2; US20040113053A1; KR20040062960A; EP1448406A1

Abstract

Es wird eine Sensoreinrichtung (10), insbesondere zur Steuerung von Beleuchtungseinrichtungen (30) eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem Empfänger (16, 18) zum Empfang von Strahlung aus mindestens einem Empfängerbereich und einer Steuereinrichtung (28) vorgeschlagen, die Peripherieeinrichtungen (30) zu steuern vermag, wobei ein auf eine Scheibe (14) ankoppelbares, diffraktives Element (12), das vorzugsweise als Hologramm ausgebildet ist, vorgesehen ist, das im Empfängerbereich des Empfängers (16, 18) angeordnet ist.

Description

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft eine Sensoreinrichtung, insbesondere zur Steuerung von Beleuchtungseinrichtungen eines Kraftfahrzeugs nach Gattung des unabhängigen Anspruchs.

Es sind schon zahlreiche Sensoreinrichtungen bekannt, die zur Steuerung von Beleuchtungseinrichtungen von Kraftfahrzeugen dienen. Eine solche Sensoreinrichtung ist beispielsweise mit der DE 199 33 642 bekannt geworden. Diese weist einen voluminösen Lichtleitkörper aus klarsichtigem Kunststoff auf, der über ein Koppelmedium auf der Scheibe eines Kraftfahrzeugs befestigt wird. Dieser Lichtleitkörper bildet die Lichtstrahlung aus verschiedenen Raumwinkelbereichen auf Empfänger ab, welche ihrerseits über eine geeignete Steuereinrichtung die Beleuchtungseinrichtungen steuern. Da zur Steuerung der Beleuchtungseinrichtungen die Beleuchtungsverhältnisse in Vorwärtsrichtung des Fahrzeugs besonders relevant sind, muss der Lichtleitkörper auf der Windschutzscheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet werden, was den Sichtbereich des Fahrers aufgrund der Ausdehnung der Sensoreinrichtung einschränkt.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Sensoreinrichtung mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat den Vorteil, dass durch ein diffraktives Element, welches vorzugsweise als Hologramm ausgebildet ist, eine sehr kleine und kompakte Sensoreinrichtung entsteht, die den Sichtbereich des Fahrers nicht einschränkt und trotzdem die Peripherieeinrichtungen optimal steuert. Das diffraktive Element ist dazu im Empfängerbereich eines Empfängers angeordnet, so daß der Empfänger Strahlung der Umgebung, beispielsweise Sonnenlicht oder künstliches Licht aus bestimmten relevanten Raumbereichen empfängt und an eine Steuereinrichtung vermittelt.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen ergeben sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.

Ist das diffraktive Element im Empfängerbereich der Empfänger derart ausgebildet, dass es Strahlung aus verschiedenen räumlichen Empfangsbereichen auf einen einzigen Empfänger abbildet, so ergibt sich ein optimales Ansprechverhalten der Sensoreinrichtung, da auf die verschiedenen Beleuchtungsverhältnisse in verschiedenen Richtungen um das Kraftfahrzeug differenziert reagiert werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn mehrere Empfänger vorgesehen sind, die Strahlung aus verschiedenen räumlichen Empfangsbereichen detektieren und ein einziges, diffraktives Element für alle Empfangsbereiche vorgesehen ist. Dadurch stehen die einzelnen Helligkeitssignale aus den verschiedenen räumlichen Empfangsbereichen jeweils einzeln zur Verfügung, wodurch die einzelnen Beleuchtungseinrichtungen oder sonstige Peripherieinrichtungen des Kraftfahrzeugs optimal gesteuert werden können. Dadurch, dass ein einziges diffraktives Element für alle Empfangsbereiche, insbesondere für eine Global- und Richtungssensorik vorgesehen ist, werden die Kosten einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung auf ein Minimum reduziert.

Besonders vorteilhaft ist es dabei, wenn der Empfänger ein lichtempfindliches Empfängerelement und einen Lichtleiter aufweist. Das Empfängerelement, welches typischerweise eine Halbleiterstruktur aufweist, kann so außerhalb der Scheibe des Kraftfahrzeugs angeordnet werden, dass im Sichtbereich des Fahrers lediglich das diffraktive Element und der Lichtleiter angeordnet sind, welche die Rundumsicht aus dem Fahrzeug nicht beeinträchtigen.

Weist das diffraktive Element einen ersten Bereich auf, der in montierter Position Strahlung aus der Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs auf den Empfänger abbildet und einen zweiten Bereich, der in montierter Position Strahlung aus einem Winkelbereich, der etwa der normalen Richtung der Scheibe entspricht, auf den Empfänger, so kann einerseits die Gesamthelligkeit in der Fahrzeugumgebung erfasst werden und trotzdem auf vor dem Fahrzeug liegende Dunkelabschnitte, wie beispielsweise Tunnel- oder Brückendurchfahrten, reagiert werden.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn das diffraktive Element steuerbar ausgebildet ist, so dass der Empfangsbereich in Abhängigkeit von Steuersignalen einstellbar ist. Auf diese Weise kann beispielsweise abwechselnd in Vorwärtsrichtung und in normaler Richtung der Scheibe gemessen werden und so mit Hilfe eines einzigen Empfängers und eines einzigen diffraktiven Elementes aus mehreren, verschiedenen Empfangsbereichen Information bezogen werden. Dadurch ergibt sich eine genauere Steuerung der Peripherieeinrichtungen wobei die Kosten der Sensoreinrichtung nur wenig erhöht werden. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das diffraktive Element periodisch ansteuerbar ist.

Weiterhin ist es als Vorteil anzusehen, wenn das diffraktive Element einstückig mit einem weiteren diffraktiven Element eines Regensensors ausgebildet ist. So steht eine kompakte Baueinheit zur Steuerung einer Scheibenwischvorrichtung sowie zur Steuerung von Beleuchtungseinrichtungen zur Verfügung. Die vorgenannten Merkmale können natürlich auch auf eine Regensensoreinrichtung entsprechend übertragen werden.

Zeichnungen

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung in einer schematischen Querschnittsdarstellung und
Fig. 2 eine Variation einer erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung aus Fig. 1.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Sensoreinrichtung in einer schematischen Darstellung im Querschnitt gezeigt. Die Sensoreinrichtung 10 besteht dabei im wesentlichen aus einem diffraktiven Element 12, das als Hologrammfolie ausgebildet ist.
Als diffraktives Element 12 ist prinzipiell jedes Folien- oder Dünnschichtelement geeignet, welches diffraktive, also Lichtbrechende oder -beugende und lichtleitende Eigenschaften aufweist. Dazu können übliche Hologramme, die auf optischem oder mechanischem Wege - sogenannte Prägehologramme - hergestellt wurden verwendet werden.
Diese Hologrammfolie 12 ist auf eine Scheibe 14, beispielsweise der Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeuges, aufgeklebt oder in anderer Weise befestigt, natürlich kann das diffraktive Element 12 auch in der Scheibe 14 angeordnet sein oder selbst ein Teil der Scheibe 14 bilden. Dabei muß das diffraktive Element 12 grundsätzlich lediglich derart ausgebildet sein, daß es die Ein- und Auskopplung von Strahlung in/aus der Scheibe 14 zumindest teilweise ermöglicht.
Auf der der Scheibe 14 abgewandten Seite des diffraktiven Elementes 12 sind lichtempfindliche Empfangselemente 13 als Empfänger 16, 18 angeordnet. Das diffraktive Element 12 ist in einen ersten Bereich 20 und einen zweiten Bereich 22 geteilt und so ausgebildet, dass Licht aus der durch den Pfeil 24 angedeuteten Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeuges empfängt und auf dem ersten Empfänger 16 abbildet. Dadurch wird ein Öffnungskegel D mit der Breite von etwa 20° gebildet, der Strahlung aus der Vorwärtsrichtung detektiert. Vor einer Tunneleinfahrt wird hier somit weniger Lichtstrahlung detektiert als auf offener Straße.
Der zweite Bereich 22 des diffraktiven Elementes 12 ist derart ausgebildet, dass Strahlung aus der Normalenrichtung 26, die senkrecht auf der Scheibe 14 steht, auf den zweiten Empfänger abgebildet wird. Der Empfangsbereich ist dabei so gewählt, dass die Umgebungshelligkeit über dem Fahrzeug erfasst wird. Dazu weist der Kegel eine Unsymmetrie auf, so dass Strahlung aus bis zu ▱ = 45° zur normalen Richtung nach oben hin, und ▱ = 10° zur Normalenrichtung hin in unterer Richtung noch erfasst wird. Somit ergibt sich ein Gesamtöffnungskegel ▱ + ▱ von etwa 55°. Die beiden Empfänger 16, 18 sind mit einer Steuereinrichtung 28 verbunden, in der beispielsweise Schaltschwellen abgelegt sind, bei deren Unter- beziehungsweise Überschreiten Beleuchtungseinrichtungen 30 ein- beziehungsweise ausgeschaltet werden.
In Fig. 2 ist eine Variation der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung aus Fig. 1 dargestellt. Wiederum ist auf der Scheibe 14 die Hologrammfolie als diffraktives Element 12 aufgeklebt. Die Empfänger 16, 18 weisen vor ihren lichtempfindlichen Empfängerelementen 13 erste Lichtleiter 32 und zweite Lichtleiter 34 auf mit dem ersten Bereich 20 und zweiten Bereich 22 entsprechend verbunden, welche das Licht zu den Empfängerelementen 13 führen, die beispielsweise im Dach des Kraftfahrzeugs, außerhalb der Scheibe 14, angeordnet sind und damit für den Fahrer nicht sichtbar sind. Diese Empfänger 16, 18 sind wiederum mit der Steuereinrichtung 28 verbunden, die die Beleuchtungseinrichtungen 30 steuert.
Das diffraktive Element 12 kann in einer Variation der Erfindung so ausgebildet sein, daß es steuerbar ist. So kann der Empfangsbereich in Abhängigkeit eines Signales 5 von der Steuereinrichtung 28 eingestellt werden. Dies kann beispielsweise durch das Anlegen eines elektrischen Feldes geschehen, welches die optischen Eigenschaften des diffraktiven Elementes 12 beeinflusst. Wird an das diffraktive Element 12 periodisch eine Spannung angelegt, so wechselt somit der Empfangsbereich periodisch.
Selbstverständlich können beliebige andere Peripherieeinrichtungen 30 mit der erfindungsgemäßen Sensoreinrichtung 10 gesteuert werden. Hierzu bieten sich beispielsweise Schiebedächer, Jalousien, Cabrioletverdecke, Heizung, Lüftung, Klimaanlage, Umluftklappe und Scheibenwisch-/-wascheinrichtungen, aber auch Türschlösser beziehungsweise die Zentralverriegelung an. Außerdem ist es denkbar die Fahrzeuggeschwindigkeit zu begrenzen, wenn ein Tunnel erkannt wird oder die Beleuchtungsverhältnisse insgesamt schlechter werden. Weiterhin kann die Sensoreinrichtung 10 auch dazu verwendet werden, andere Einrichtungen des Kraftfahrzeugs zu programmieren. Dies kann zum Beispiel dadurch bewerkstelligt werden, dass auf das Fahrzeug im Bereich der Sensoreinrichtung 10 eine gezielt ansteuerbare Lichtquelle temporär angeordnet wird, welche über bestimmte Lichtsignale, die einer Kodierung entsprechen, angesteuert wird. Dadurch kann die Sensoreinrichtung 10 auch als Inputport für ein Kraftfahrzeug verwendet werden, der insbesondere dann von Vorteil ist, wenn das Kraftfahrzeug verschlossen ist. So kann es sinnvoll sein, durch die Zentralverriegelung das Kraftfahrzeug öffnen zu lassen, wenn durch den ersten Empfänger 16 und/oder den zweiten Empfänger 18 bestimmte Signale vermittelt werden oder die Seitenscheiben eines Kraftfahrzeugs bei Einfahrt in eine Waschstraße schließen zu lassen und die Antenne eines Funkempfängers oder -senders einfahren zu lassen.
Weiterhin ist es denkbar, daß eine Brückendurchfahrt ihre Durchfahrtshöhe an das Kraftfahrzeug mittels eines codierten Blinksignals vermittelt und im Kraftfahrzeug eine Warnung angezeigt oder das Fahrzeug stillgesezt wird, wenn die Durchfahrtshöhe nicht ausreicht.

Claims

1. Sensoreinrichtung, insbesondere zur Steuerung von Beleuchtungseinrichtungen eines Kraftfahrzeugs, mit mindestens einem Empfänger (16, 18) zum Empfang von Strahlung aus mindestens einem Empfängerbereich und einer Steuereinrichtung (28) die Peripherieeinrichtungen (30), insbesondere eines Kraftfahrzeugs zu steuern vermag, dadurch gekennzeichnet, daß ein auf eine Scheibe (14) ankoppelbares, diffraktives Element (12), das vorzugsweise als Hologramm ausgebildet ist, vorgesehen ist, das im Empfängerbereich des Empfängers (16, 18) angeordnet ist.

2. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das diffraktive Element (12) im Empfängerbereich derart ausgebildet ist, daß es Strahlung aus verschiedenen, im wesentlichen abgegrenzten räumlichen Empfangsbereichen auf einen einzigen Empfänger (16) abbildet.

3. Sensoreinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Empfänger (16, 18) vorgesehen sind, die Strahlung aus verschiedenen räumlichen Empfangsbereichen detektieren und ein einziges diffraktives Element (12) für alle Empfangsbereiche vorgesehen ist.

4. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Empfänger (16) ein lichtempfindliches Empfängerelement (13) und einen Lichtleiter (32, 34) aufweist.

5. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das diffraktive Element (12) mindestens einen ersten Bereich (20) aufweist, der in montierter Position Strahlung aus der Vorwärtsrichtung des Kraftfahrzeugs, auf den Empfänger (16) abbildet und einen zweiten Bereich (22) aufweist, der in montierter Position Strahlung aus einem Winkelbereich auf den oder einen weiteren Empfänger (16, 18) abbildet, der etwa der Normalenrichtung der Scheibe entspricht.

6. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das diffraktive Element (12) steuerbar ausgebildet ist, so daß der Empfangsbereich in Abhängigkeit von Steuersignalen (S) einstellbar ist.

7. Sensoreinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das diffraktive Element (12) periodisch ansteuerbar ist.

8. Sensoreinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das diffraktive Element (12) einstückig mit einem weiteren diffraktiven Element eines Regensensors ausgebildet ist.