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DE102023212228A1 - Near-field projection device with pivoting mirror for a motor vehicle - Google Patents

Near-field projection device with pivoting mirror for a motor vehicle Download PDF

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DE102023212228A1
DE102023212228A1 DE102023212228.6A DE102023212228A DE102023212228A1 DE 102023212228 A1 DE102023212228 A1 DE 102023212228A1 DE 102023212228 A DE102023212228 A DE 102023212228A DE 102023212228 A1 DE102023212228 A1 DE 102023212228A1
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DE
Germany
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projection
mirror
light
image
actuator
Prior art date
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Pending
Application number
DE102023212228.6A
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German (de)
Inventor
Sebastian Groenewald
Stefan HOLDERRIED
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Stellantis Auto SAS
Original Assignee
Stellantis Auto SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Stellantis Auto SAS filed Critical Stellantis Auto SAS
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Erzeugen eines Projektionsbildes in der Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere auf einem Boden, aufweisend eine Bilderzeugungseinrichtung mit einer Lichtquelle (1) zum Abstrahlen eines Projektionslichts, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung einen schwenkbar gelagerten Spiegel (3) und zumindest einen mit dem Spiegel (3) verbundenen Aktor (5) zum Verschwenken des Spiegels (3) sowie eine Steuereinheit (7) zum Ansteuern des Aktors (5) aufweist, sodass das Projektionsbild aus dem von der Bilderzeugungseinrichtung abgestrahlten und an dem Spiegel (3) reflektierten Projektionslicht erzeugt wird und eine jeweils aktuelle Position des Projektionsbildes in der Umgebung abhängig von einer aktuellen Orientierung des Spiegels (3) ist.

Figure DE102023212228A1_0000
The invention relates to a projection device for a vehicle for generating a projection image in the surroundings of the vehicle, in particular on a floor, comprising an image generation device with a light source (1) for emitting a projection light, characterized in that the projection device has a pivotably mounted mirror (3) and at least one actuator (5) connected to the mirror (3) for pivoting the mirror (3) and a control unit (7) for controlling the actuator (5), so that the projection image is generated from the projection light emitted by the image generation device and reflected by the mirror (3), and a respective current position of the projection image in the surroundings is dependent on a current orientation of the mirror (3).
Figure DE102023212228A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Erzeugen eines Projektionsbildes in der Umgebung des Fahrzeugs, sowie ein Verfahren zum Kalibrieren einer Projektionsvorrichtung eines Fahrzeugs.The invention relates to a projection device for a vehicle for generating a projection image in the surroundings of the vehicle, as well as a method for calibrating a projection device of a vehicle.

Im Stand der Technik ist es bekannt, eine Grafik auf den Boden im Umfeld eines Fahrzeugs zu projizieren. Hierbei werden beispielsweise ansteuerbare licht-emittierende Dioden verwendet. Konventionelle Nahfeldprojektionseinrichtungen sind dazu ausgebildet, gegenüber einem Fahrzeug statische Projektionen abzugeben, d.h. mit einer solchen Projektionseinrichtung, d. h. dass die Projektionen an einem ebenen Untergrund an immer der gleichen Stelle relativ zum Fahrzeug erscheinen.It is known in the art to project a graphic onto the ground surrounding a vehicle. Controllable light-emitting diodes are used for this purpose, for example. Conventional near-field projection devices are designed to produce static projections relative to a vehicle, i.e., with such a projection device, the projections always appear at the same location relative to the vehicle on a flat surface.

Die DE 10 2020 132 520 A1 betrifft in diesem Zusammenhang eine Grafikprojektionsvorrichtung für ein Fahrzeug mit einer Lichtquelleneinrichtung, die ausgebildet ist, eine Lichtemission zu erzeugen, die eine Grafik beinhaltet, einer Steuereinrichtung, die mit der Lichtquelleneinrichtung datentechnisch gekoppelt ist und die ausgebildet ist, Grafikdaten zu erzeugen, durch welche die Lichtquelleneinrichtung veranlasst wird, die die Grafik enthaltende Lichtemission zu erzeugen, und einer Abbildungsoptik, die in Lichtemissionsrichtung der Lichtquelleneinrichtung angeordnet ist und mittels derer die Lichtemission der Lichtquelleneinrichtung mit der Grafik auf eine Fläche projizierbar ist, wobei die Lichtquelleneinrichtung ein monolithisches LED-Array mit einer Vielzahl von einzeln ansteuerbaren licht-emittierenden Dioden umfasst.The DE 10 2020 132 520 A1 In this context, relates to a graphic projection device for a vehicle with a light source device which is designed to generate a light emission which contains a graphic, a control device which is data-technically coupled to the light source device and which is designed to generate graphic data by means of which the light source device is caused to generate the light emission containing the graphic, and an imaging optic which is arranged in the light emission direction of the light source device and by means of which the light emission of the light source device with the graphic can be projected onto a surface, wherein the light source device comprises a monolithic LED array with a plurality of individually controllable light-emitting diodes.

Die Möglichkeit einer Projektion von Projektionsbildern kann als Extra am Fahrzeug vorgesehen werden, um beispielsweise eine Marke des Fahrzeugs anzuzeigen, aber auch die Verkehrssicherheit erhöhen, wenn sicherheitsrelevante Informationen damit angezeigt werden.The possibility of projecting projection images can be provided as an extra on the vehicle, for example to display a vehicle make, but can also increase road safety if safety-relevant information is displayed.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine bekannte Nahfeldprojektionseinrichtung so zu modifizieren, dass die Projektionen flexibler ausgeführt werden können.The object of the invention is to modify a known near-field projection device so that the projections can be carried out more flexibly.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The invention is based on the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims.

Ein erster Aspekt der Erfindung betrifft eine Projektionsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Erzeugen eines Projektionsbildes in der Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere auf einem Boden, aufweisend eine Bilderzeugungseinrichtung mit einer Lichtquelle zum Abstrahlen eines Projektionslichts, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung einen schwenkbar gelagerten Spiegel und zumindest einen mit dem Spiegel verbundenen Aktor zum Verschwenken des Spiegels sowie eine Steuereinheit zum Ansteuern des Aktors aufweist, sodass das Projektionsbild aus dem von der Bilderzeugungseinrichtung abgestrahlten und an dem Spiegel reflektierten Projektionslicht erzeugt wird und eine jeweils aktuelle Position des Projektionsbilds in der Umgebung abhängig von einer aktuellen Orientierung des Spiegels ist.A first aspect of the invention relates to a projection device for a vehicle for generating a projection image in the surroundings of the vehicle, in particular on a floor, comprising an image generating device with a light source for emitting a projection light, characterized in that the projection device has a pivotably mounted mirror and at least one actuator connected to the mirror for pivoting the mirror and a control unit for controlling the actuator, so that the projection image is generated from the projection light emitted by the image generating device and reflected by the mirror and a respective current position of the projection image in the surroundings is dependent on a current orientation of the mirror.

Das Projektionslicht wird von der Lichtquelle ausgesendet, kann optische Elemente passieren wie eine Linse oder eine Lichtmaske zum Erzeugen der gewünschten Form des Projektionsbildes, wird anschließend am Spiegel reflektiert, und läuft von dort weiter in die Umgebung. Beim Auftreffen in der Umgebung wird das Projektionslicht für das menschliche Auge als Projektionsbild sichtbar.The projection light is emitted by the light source, can pass through optical elements such as a lens or a light mask to create the desired shape of the projection image, is then reflected by the mirror, and from there continues into the surrounding area. Upon impact with the surrounding area, the projection light becomes visible to the human eye as a projection image.

Das Verschwenken des Spiegels ändert die Orientierung des Spiegels und somit die Abstrahlrichtung des Spiegels des am Spiegel reflektierten Projektionslichts. Dies wiederum führt zu einer veränderten Position des Auftreffens des am Spiegel reflektieren Projektionslichts in der Umgebung.Swiveling the mirror changes its orientation and thus the direction of the reflected projection light. This, in turn, changes the position of the reflected projection light in the surrounding area.

Vorteilhaft können mit der erfindungsgemäßen Projektionsvorrichtung dynamische Projektionen im näheren Umfeld des eigenen Fahrzeugs vorgenommen werden, ohne dabei beispielsweise kostenintensive Videoprojektoren zu verwenden. Außerdem kann so auf Stellschrauben verzichtet werden, die unter Umständen mit der Zeit nachgestellt werden müssen. So können beispielsweise dynamisch Fahrtrichtungsanzeiger oder Rückfahrscheinwerfer an unterschiedlichen Positionen am Untergrund angezeigt werden; aber auch um eine Animation wie eine Willkommensanimation einem Fahrer des Fahrzeugs zu präsentieren, um diesen positiv zu beeindrucken beispielsweise wenn dieser sich dem Fahrzeug nähert, kann die Projektion ausgegeben werden.Advantageously, the projection device according to the invention allows dynamic projections to be made in the immediate vicinity of the vehicle without, for example, the use of costly video projectors. Furthermore, this eliminates the need for adjustment screws that may need to be readjusted over time. For example, direction indicators or reversing lights can be dynamically displayed at different positions on the ground. The projection can also be used to present an animation such as a welcome animation to a driver of the vehicle to positively impress them, for example, when they approach the vehicle.

Die Projektionsvorrichtung ist bevorzugt eine Nahfeldprojektionseinrichtung. Wird per Rechtsnorm vorgegeben, in welchem Bereich um ein Fahrzeug eine Projektion auf den Untergrund erfolgen darf, so kann dieser Bereich exakt eingestellt werden und maximal ausgenutzt werden. Ändert sich beispielsweise die Rechtsnorm oder wird in ein anderes Territorium mit anderen Werten in der dort geltenden Rechtsnormen eingefahren, so kann entsprechend eine Anpassung erfolgen.The projection device is preferably a near-field projection device. If a legal standard specifies the area around a vehicle within which projection onto the ground is permitted, this area can be precisely adjusted and maximized. If, for example, the legal standard changes or the vehicle enters a different territory with different legal standards, the system can be adjusted accordingly.

Im einfachsten Fall wird genau ein Aktor verwendet, um den Spiegel um eine einzige Achse rotieren zu können. In einer weitergehenden Ausführungsform werden mehrere Aktoren verwendet, um den Spiegel um zwei Achsen rotieren zu können, und somit die Position des Projektionsbildes im Umfeld des Fahrzeugs nicht nur entlang einer Koordinatenachse zu verändern, beispielsweise um eine zur Fahrbahn laufende Projektion in Form einer Animation darzustellen, sondern die Position der Projektion mit Bezug zu zwei aufeinander senkrecht stehenden Koordinatenachsen, beide in der Ebene des Bodens, ändern zu können.In the simplest case, exactly one actuator is used to rotate the mirror around a single axis. In a more advanced embodiment, multiple actuators are used to to be able to rotate the mirror around two axes and thus to change the position of the projection image in the surroundings of the vehicle not only along one coordinate axis, for example to display a projection running towards the roadway in the form of an animation, but to be able to change the position of the projection with reference to two mutually perpendicular coordinate axes, both in the plane of the ground.

Die Verwendung elektrischer Aktoren zum Bewegen des Spiegels erlaubt eine kompakte Bauweise der Projektionsvorrichtung, und darüber hinaus die Fähigkeit zur Anpassung der Abstrahlrichtung der Projektion, ohne mechanische Eingriffe vornehmen zu müssen. Vielmehr kann die Anpassung und Kalibrierung durch Ansteuerung der Aktoren erfolgen, um den Spiegel in seiner Orientierung entsprechend anzupassen. Eine solche Kalibrierung kann beispielsweise in Kombination mit externen Kameras oder Kameras des Fahrzeugs selbst erfolgen, sodass keine weiteren Werkzeuge oder manuellen Einstellungen notwendig sind.The use of electric actuators to move the mirror allows for a compact design of the projection device and, in addition, the ability to adjust the projection direction without the need for mechanical intervention. Rather, adjustment and calibration can be performed by controlling the actuators to adjust the mirror's orientation accordingly. Such calibration can be performed, for example, in combination with external cameras or cameras on the vehicle itself, so no additional tools or manual adjustments are necessary.

Die Steuereinheit kann auch dazu ausgeführt sein, während der Ausgabe des Projektionsbildes die Aktoren des Spiegels anzusteuern, um ein bewegtes Bild auf den Untergrund um das Fahrzeug zu projizieren. Sind die Aktoren entsprechend hochauflösend ansteuerbar, kann so ein sehr glattes Bewegungsverhalten der Projektion mit nahezu beliebigen Geschwindigkeiten und Richtungen erreicht werden.The control unit can also be configured to control the mirror's actuators during the projection image output to project a moving image onto the ground around the vehicle. If the actuators can be controlled with appropriate high resolution, a very smooth projection motion behavior at virtually any speed and direction can be achieved.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der zumindest eine Aktor ein elektromechanischer Aktor.According to an advantageous embodiment, the at least one actuator is an electromechanical actuator.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der zumindest eine Aktor mit einem Schneckengetriebe mechanisch an den Spiegel gekoppelt.According to a further advantageous embodiment, the at least one actuator is mechanically coupled to the mirror by a worm gear.

Ein Schneckengetriebe ist vorteilhaft selbsthemmend, sodass äußere Kräfte, die auf den Spiegel einwirken, nicht zur Verstellung des Spiegels mitsamt dem Aktor führen. Außerdem weist ein Schneckengetriebe vorteilhaft ein hohes Übersetzungsverhältnis auf, sodass ein drehender Aktor deutlich weitere Winkelbereiche ausführen muss, um relativ kleine Winkelbereiche einer Orientierungsänderung des Spiegels zu erwirken. Dies ist der Genauigkeit bei der Einstellung der Orientierung des Spiegels dienlich.A worm gear is advantageously self-locking, so external forces acting on the mirror do not cause the mirror and actuator to shift. Furthermore, a worm gear advantageously has a high gear ratio, so a rotating actuator must cover significantly larger angular ranges to achieve relatively small angular changes in the mirror's orientation. This contributes to the accuracy of adjusting the mirror's orientation.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu ausgeführt, während der Erzeugung des Projektionsbildes in der Umgebung des Fahrzeugs den Aktor anzusteuern, um die Position des Projektionsbildes zumindest zeitweise in Bewegung gegenüber der Umgebung zu halten.According to a further advantageous embodiment, the control unit is designed to control the actuator during the generation of the projection image in the surroundings of the vehicle in order to keep the position of the projection image at least temporarily in motion relative to the surroundings.

Während das Projektionslicht erzeugt wird und vom Spiegel umgelenkt wird, ändert sich hierbei die Orientierung des Spiegels. Es wird so ein flüssiger Verlauf des Projektionsbilds auf dem Untergrund erreicht.As the projection light is generated and deflected by the mirror, the mirror's orientation changes. This creates a smooth transition of the projection image across the surface.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Bilderzeugungseinrichtung eine Lichtmaske auf, die Licht der Lichtquelle außerhalb des zu bildenden Projektionsbildes abschirmt.According to a further advantageous embodiment, the image generation device has a light mask which shields light from the light source outside the projection image to be formed.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist die Lichtmaske eine für Licht teildurchlässige Folie. Die Teildurchlässigkeit wird dadurch gebildet, dass in manchen geometrischen Bereichen das Projektionslicht durch die Lichtmaske verlaufen kann, in anderen geometrischen Bereichen jedoch abgeschirmt wird. Somit ergeben sich die Konturen des Projektionsbildes.According to a further advantageous embodiment, the light mask is a partially transparent film. The partial transparency is achieved by allowing the projection light to pass through the light mask in some geometric regions, but shielding it in other geometric regions. This results in the contours of the projection image.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Bilderzeugungseinrichtung eine Linse auf.According to a further advantageous embodiment, the image generating device comprises a lens.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Projektionsvorrichtung weiterhin zwei von der Steuereinheit unabhängig voneinander ansteuerbare Lichtquellen auf, wobei vor jeder Lichtquelle eine individuelle Lichtmaske angeordnet ist, sodass zwei unterschiedliche Projektionsbilder erzeugt werden können.According to a further advantageous embodiment, the projection device further comprises two light sources that can be controlled independently of one another by the control unit, wherein an individual light mask is arranged in front of each light source so that two different projection images can be generated.

Die zwei Lichtquellen werden bevorzugt als jeweilige LEDs ausgeführt. Es können auch mehr als zwei Lichtquellen vorgesehen werden, vor die entsprechende Lichtmasken und besonders bevorzugt entsprechende Linsen angeordnet werden, bevor deren jeweiliges Projektionslicht auf den Spiegel trifft.The two light sources are preferably implemented as LEDs. More than two light sources can also be provided, in front of which corresponding light masks and, particularly preferably, corresponding lenses are arranged before their respective projection light strikes the mirror.

Je nachdem, welche der Lichtquellen aktiv ist, wird ein entsprechend durch ein jeweilige Lichtmaske definiertes Projektionsbild am Untergrund erzeugt. Durch Einstellung einer gewünschten Orientierung des Spiegels kann somit beispielsweise an einer ersten Position ein erstes Projektionsbild relativ zum Fahrzeug erzeugt werden, und das zweite Projektionsbild in einer zweiten Position relativ zum Fahrzeug. Es können auch beide Projektionsbilder gleichzeitig dargestellt werden. Grundsätzlich liegt der Vorteil der Verwendung zweier Lichtquellen darin, dass lediglich durch Ansteuerung der Lichtquellen verschiedene Projektionsbild erzeugt werden können, die durch unterschiedliche Lichtmasken definiert sind.Depending on which of the light sources is active, a projection image defined by a respective light mask is generated on the background. By setting a desired orientation of the mirror, for example, a first projection image can be generated at a first position relative to the vehicle, and the second projection image in a second position relative to the vehicle. Both projection images can also be displayed simultaneously. The fundamental advantage of using two light sources is that different projection images defined by different light masks can be generated simply by controlling the light sources.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform weist die Projektionsvorrichtung weiterhin einen Sensor zum Erfassen des Projektionsbildes in der Umgebung des Fahrzeugs auf, wobei die Steuereinheit dazu ausgeführt ist, eine tatsächliche Position des erfassten Projektionsbildes mit einer Soll-Position zu vergleichen, um mittels einer Regelung durch Anpassen einer Orientierung des Spiegels als Stellgröße das Projektionsbild zur Soll-Position zu führen.According to a further advantageous embodiment, the projection device further comprises a sensor for detecting the projection image in the surroundings of the vehicle, wherein the control unit is designed to compare an actual position of the detected projection image with a target position in order to guide the projection image to the target position by means of a control by adjusting an orientation of the mirror as a manipulated variable.

Als Sensor wird bevorzugt eine Kamera, besonders bevorzugt eine 3D- Kamera, verwendet, um möglichst zuverlässig und genau Positionsinformationen des Projektionsbilds in der Umgebung des Fahrzeugs zu erhalten.A camera, particularly preferably a 3D camera, is preferably used as the sensor in order to obtain position information of the projection image in the surroundings of the vehicle as reliably and accurately as possible.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kalibrieren einer Projektionsvorrichtung eines Fahrzeugs, wobei von einer Bilderzeugungseinrichtung mit einer Lichtquelle Projektionslicht auf einen Spiegel abgestrahlt wird und das am Spiegel reflektierte Projektionslicht ein Projektionsbild in der Umgebung des Fahrzeugs erzeugt, wobei der Spiegel durch einen Aktor in verschiedene Orientierungen schwenkbar ist, wobei von einem Sensor eine tatsächliche Position des Projektionsbilds in der Umgebung erfasst wird und an eine Steuereinheit übermittelt wird, wobei von der Steuereinheit mittels der Kenntnis der tatsächlichen Position des Projektionsbilds und der Kenntnis einer Orientierung des Spiegels oder einer Stellung des Aktors eine Ansteuerung des Aktors kalibriert wird.A further aspect of the invention relates to a method for calibrating a projection device of a vehicle, wherein projection light is emitted onto a mirror from an image generation device having a light source, and the projection light reflected at the mirror generates a projection image in the surroundings of the vehicle, wherein the mirror can be pivoted into different orientations by an actuator, wherein an actual position of the projection image in the surroundings is detected by a sensor and transmitted to a control unit, wherein the control unit calibrates a control of the actuator by means of the knowledge of the actual position of the projection image and the knowledge of an orientation of the mirror or a position of the actuator.

Auch hier wird bevorzugt als Sensor bevorzugt eine Kamera, besonders bevorzugt eine 3D- Kamera, verwendet, um möglichst zuverlässig und genau Positionsinformationen des Projektionsbilds in der Umgebung des Fahrzeugs zu erhalten. Die Kamera kann eine Kamera des Fahrzeugs sein - eine externe Kamera ist in diesem Fall nicht notwendig.Here, too, a camera, particularly preferably a 3D camera, is used as the sensor to obtain position information of the projection image in the vehicle's surroundings as reliably and accurately as possible. The camera can be a camera of the vehicle; an external camera is not necessary in this case.

Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen des vorgeschlagenen Verfahrens ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der im Zusammenhang mit der vorgeschlagenen Projektionsvorrichtung vorstehend gemachten Ausführungen.Advantages and preferred developments of the proposed method result from an analogous and analogous transfer of the statements made above in connection with the proposed projection device.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features, and details will become apparent from the following description, in which at least one embodiment is described in detail—possibly with reference to the drawings. Identical, similar, and/or functionally equivalent parts are provided with the same reference numerals.

Es zeigen:

  • 1: Eine Projektionsvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
  • 2: Eine Projektionsvorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung in einem ersten Zustand.
  • 3: Die Projektionsvorrichtung der 2 in einem zweiten Zustand.
They show:
  • 1 : A projection device according to an embodiment of the invention.
  • 2 : A projection device according to a further embodiment of the invention in a first state.
  • 3 : The projection device of the 2 in a second state.

Die Darstellungen in den Figuren sind schematisch und nicht maßstäblich.The representations in the figures are schematic and not to scale.

1 zeigt eine Projektionsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Erzeugen eines Projektionsbildes auf einem Boden in der näheren Umgebung des Fahrzeugs. Eine Bilderzeugungseinrichtung mit einer LED Lichtquelle 1 strahlt hierbei das Projektionslicht ab. Das Projektionslicht läuft von der Lichtquelle 1 ausgehend durch eine Lichtmaske 9, die geometrische Teilbereiche lichtdurchlässig und andere geometrische Teilbereiche lichtundurchlässig aufweist. Durch die Lichtmaske 9 erhält das Projektionslicht seine gewünschte Kontur. Durch eine Linse 11 wird ferner das Projektionslicht gebündelt und verläuft danach auf den Spiegel 3. Der Spiegel 3 ist in seiner Orientierung veränderbar gelagert. Die Orientierung des Spiegels 3 wird dabei durch einen Aktor 5 eingestellt, der von einer Steuereinheit 7 angesteuert wird. Die Steuereinheit 7 dient außerdem zum Ansteuern der Lichtquelle 1. Der Aktor 5 ist ein elektrischer Aktor mit einem Gleichstrommotor, oder einem Schrittmotor oder alternativ ein Piezoaktor. Trifft das Projektionslicht nach Reflexion am Spiegel 3 auf eine Oberfläche in der unmittelbaren Umgebung des Fahrzeugs, so ist dort für den Betrachter die durch die Lichtmaske 9 bestimmte Form als Projektionsbild erleuchtet sichtbar. Während das Projektionsbild in der Umgebung erscheint, kann der Aktor 5 den Spiegel 3 in seiner Orientierung ändern, sodass sich das Projektionsbild währenddessen fließend über die Umgebung wie beispielsweise die Fahrbahn bewegt. So kann ein Fahrtrichtungsanzeiger als flüssige Animation für das Verkehrsumfeld des Fahrzeugs dargestellt werden, um in diesem Beispiel eine Abbiegerichtung des Fahrzeugs animiert anzuzeigen. Die Steuereinheit 7 koordiniert hierbei die Aktivierung der Lichtquelle 1 und die Bewegung des Aktors 5, um eine sinnhafte Animation zu erzeugen. Im Beispiel der 1 ist das Projektionsbild als Stern skizziert, während die Bewegungsrichtung des Projektionsbild auf der Fahrbahn mit jeweiligen gestrichelten Pfeilen skizziert ist. 1 shows a projection device for a vehicle for generating a projection image on a floor in the immediate vicinity of the vehicle. An image generation device with an LED light source 1 emits the projection light. The projection light, starting from the light source 1, passes through a light mask 9, which has geometric partial areas that are translucent and other geometric partial areas that are opaque. The light mask 9 gives the projection light its desired contour. The projection light is further bundled by a lens 11 and then passes onto the mirror 3. The mirror 3 is mounted so that its orientation can be changed. The orientation of the mirror 3 is adjusted by an actuator 5, which is controlled by a control unit 7. The control unit 7 also serves to control the light source 1. The actuator 5 is an electric actuator with a DC motor, a stepper motor, or alternatively a piezo actuator. If the projection light, after being reflected by the mirror 3, hits a surface in the immediate vicinity of the vehicle, the shape determined by the light mask 9 is visible to the observer as an illuminated projection image. While the projection image appears in the environment, the actuator 5 can change the orientation of the mirror 3 so that the projection image moves fluidly across the environment, such as the roadway. In this way, a direction indicator can be displayed as a fluid animation for the traffic environment of the vehicle, in this example to animatedly display the turning direction of the vehicle. The control unit 7 coordinates the activation of the light source 1 and the movement of the actuator 5 to create a meaningful animation. In the example of the 1 the projection image is sketched as a star, while the direction of movement of the projection image on the road is sketched with respective dashed arrows.

2 zeigt eine alternative Ausführung zu der Projektionsvorrichtung der 1: hierbei wird eine erste Lichtquelle 1A und eine zweite Lichtquelle 1 B vorgesehen, die von der Steuereinheit 7 unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Jede der Lichtquellen 1A, 1B weist ihre eigene Lichtmaske 9A, 9B auf, sowie eine eigene Linse 11A, 11B. Damit lassen sich zwei unterschiedliche Projektionen erzeugen, die beispielhaft in 2 und 3 für die beiden Zustände „erste Lichtquelle 1A wird angesteuert“ und „zweite Lichtquelle 1B wird angesteuert“ dargestellt sind, wobei die unterschiedlichen Projektionsbilder durch Stern und Spirale unterschieden werden können. Indem die Orientierung des Spiegels 3 entsprechend angepasst wird, können an verschiedenen Orten die animierten Projektionsbilder dargestellt werden, beispielsweise ein Fahrtrichtungsanzeiger zum einen und ein Rückfahrlicht zum anderen als jeweiliges Projektionsbild. 2 shows an alternative embodiment to the projection device of 1 : Here, a first light source 1A and a second light source 1B are provided, which can be controlled independently of each other by the control unit 7. Each of the light sources 1A, 1B has its own light mask 9A, 9B and its own lens 11A, 11B. This allows two different projections to be created, which can be seen for example in 2 and 3 for the two states "first light source 1A is activated" and "second light source 1B is activated," whereby the different projection images can be distinguished by a star and a spiral. By adjusting the orientation of the mirror 3 accordingly, the animated projection images can be displayed at different locations, for example, a direction indicator on the one hand and a reversing light on the other as a respective projection image.

Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen, beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente, vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehende Erläuterungen in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been illustrated and explained in detail by means of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of protection of the invention. It is therefore clear that a multitude of possible variations exist. It is also clear that embodiments mentioned by way of example really only represent examples that are not to be understood in any way as limiting the scope of protection, possible applications, or configuration of the invention. Rather, the foregoing description and the description of the figures enable those skilled in the art to specifically implement the exemplary embodiments. The skilled person, with knowledge of the disclosed inventive concept, can make various changes, for example with regard to the function or the arrangement of individual elements mentioned in an exemplary embodiment, without departing from the scope of protection defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanations in the description.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
Lichtquellelight source
33
SpiegelMirror
55
AktorActuator
77
SteuereinheitControl unit
99
Lichtmaskelight mask
1111
Linselens

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES CONTAINED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10 2020 132 520 A1 [0003]DE 10 2020 132 520 A1 [0003]

Claims (10)

Projektionsvorrichtung für ein Fahrzeug zum Erzeugen eines Projektionsbildes in der Umgebung des Fahrzeugs, insbesondere auf einem Boden, aufweisend eine Bilderzeugungseinrichtung mit einer Lichtquelle (1) zum Abstrahlen eines Projektionslichts, dadurch gekennzeichnet, dass die Projektionsvorrichtung einen schwenkbar gelagerten Spiegel (3) und zumindest einen mit dem Spiegel (3) verbundenen Aktor (5) zum Verschwenken des Spiegels (3) sowie eine Steuereinheit (7) zum Ansteuern des Aktors (5) aufweist, sodass das Projektionsbild aus dem von der Bilderzeugungseinrichtung abgestrahlten und an dem Spiegel (3) reflektierten Projektionslicht erzeugt wird und eine jeweils aktuelle Position des Projektionsbildes in der Umgebung abhängig von einer aktuellen Orientierung des Spiegels (3) ist.Projection device for a vehicle for generating a projection image in the surroundings of the vehicle, in particular on a floor, comprising an image generation device with a light source (1) for emitting a projection light, characterized in that the projection device has a pivotably mounted mirror (3) and at least one actuator (5) connected to the mirror (3) for pivoting the mirror (3) and a control unit (7) for controlling the actuator (5), so that the projection image is generated from the projection light emitted by the image generation device and reflected by the mirror (3) and a respective current position of the projection image in the surroundings is dependent on a current orientation of the mirror (3). Projektionsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Aktor (5) ein elektromechanischer Aktor (5) ist.Projection device according to Claim 1 , wherein the at least one actuator (5) is an electromechanical actuator (5). Projektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Aktor (5) mit einem Schneckengetriebe mechanisch an den Spiegel (3) gekoppelt ist.Projection device according to one of the preceding claims, wherein the at least one actuator (5) is mechanically coupled to the mirror (3) by means of a worm gear. Projektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (7) dazu ausgeführt ist, während der Erzeugung des Projektionsbildes in der Umgebung des Fahrzeugs den Aktor (5) anzusteuern, um die Position des Projektionsbildes zumindest zeitweise in Bewegung gegenüber der Umgebung zu halten.Projection device according to one of the preceding claims, wherein the control unit (7) is designed to control the actuator (5) during the generation of the projection image in the surroundings of the vehicle in order to keep the position of the projection image at least temporarily in motion relative to the surroundings. Projektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bilderzeugungseinrichtung eine Lichtmaske (9) aufweist, die Licht der Lichtquelle (1) außerhalb des zu bildenden Projektionsbildes abschirmt.Projection device according to one of the preceding claims, wherein the image generating device comprises a light mask (9) which shields light from the light source (1) outside the projection image to be formed. Projektionsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Lichtmaske (9) eine für Licht teildurchlässige Folie ist.Projection device according to Claim 5 , wherein the light mask (9) is a film partially transparent to light. Projektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bilderzeugungseinrichtung eine Linse (11) aufweist.Projection device according to one of the preceding claims, wherein the image generating device comprises a lens (11). Projektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, aufweisend zwei von der Steuereinheit (7) unabhängig voneinander ansteuerbare Lichtquellen (1), wobei vor jeder Lichtquelle (1) eine individuelle Lichtmaske (9) angeordnet ist, sodass zwei unterschiedliche Projektionsbilder erzeugt werden können.Projection device according to one of the preceding claims, comprising two light sources (1) which can be controlled independently of one another by the control unit (7), wherein an individual light mask (9) is arranged in front of each light source (1) so that two different projection images can be generated. Projektionsvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin aufweisend einen Sensor zum Erfassen des Projektionsbildes in der Umgebung des Fahrzeugs, wobei die Steuereinheit (7) dazu ausgeführt ist, eine tatsächliche Position des erfassten Projektionsbildes mit einer Soll-Position zu vergleichen, um mittels einer Regelung durch Anpassen einer Orientierung des Spiegels (3) als Stellgröße das Projektionsbild zur Soll-Position zu führen.Projection device according to one of the preceding claims, further comprising a sensor for detecting the projection image in the surroundings of the vehicle, wherein the control unit (7) is designed to compare an actual position of the detected projection image with a desired position in order to guide the projection image to the desired position by means of a control by adjusting an orientation of the mirror (3) as a manipulated variable. Verfahren zum Kalibrieren einer Projektionsvorrichtung eines Fahrzeugs, wobei von einer Bilderzeugungseinrichtung mit einer Lichtquelle (1) Projektionslicht auf einen Spiegel (3) abgestrahlt wird und das am Spiegel (3) reflektierte Projektionslicht ein Projektionsbild in der Umgebung des Fahrzeugs erzeugt, wobei der Spiegel durch einen Aktor (5) in verschiedene Orientierungen schwenkbar ist, wobei von einem Sensor eine tatsächliche Position des Projektionsbilds in der Umgebung erfasst wird und an eine Steuereinheit (7) übermittelt wird, wobei von der Steuereinheit (7) mittels der Kenntnis der tatsächlichen Position des Projektionsbilds und der Kenntnis einer Orientierung des Spiegels (3) oder einer Stellung des Aktors (5) eine Ansteuerung des Aktors (5) kalibriert wird.Method for calibrating a projection device of a vehicle, wherein projection light is emitted from an image generation device having a light source (1) onto a mirror (3) and the projection light reflected at the mirror (3) generates a projection image in the surroundings of the vehicle, wherein the mirror can be pivoted into different orientations by an actuator (5), wherein an actual position of the projection image in the surroundings is detected by a sensor and transmitted to a control unit (7), wherein the control unit (7) calibrates a control of the actuator (5) by means of knowledge of the actual position of the projection image and knowledge of an orientation of the mirror (3) or a position of the actuator (5).
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