DE19952945A1 - Dazzle prevention device esp. for motor vehicle driver - Google Patents
Dazzle prevention device esp. for motor vehicle driverInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zum Eli minieren von Blendungen einer eine Szene durch eine Scheibe hindurch beobachtenden Person. Die Erfindung betrifft weiter eine dafür geeignete Scheibe.The invention relates to a method and a system for Eli minimize glare from a scene through a pane person watching through. The invention further relates a suitable disc.
Im Straßenverkehr können Blendungen einer ein Fahrzeug füh renden Person, wie sie beispielsweise durch eine tiefstehende Sonne, durch Scheinwerfer entgegenkommender Fahrzeuge, durch eine Ausfahrt aus einem dunklen Tunnel in gleißendes Sonnen licht usw. bedingt sind, zu Unfällen führen.Glare can drive a vehicle in traffic person, such as that of a deep-seated person Sun, through headlights of oncoming vehicles, through an exit from a dark tunnel into blazing sun light, etc., lead to accidents.
Aus der US 2 206 793 ist eine strömungsgünstig geformte Son nenblende bekannt, die außen an einem Fahrzeug über Wind schutzscheibe beweglich angebracht wird und mit der Gegen licht abgeschattet werden kann, wie es beispielsweise durch eine tiefstehende Sonne gegeben ist. Die Wirksamkeit solcher Blenden ist jedoch auf den Bereich oberhalb des normalen Sichtfeldes des Fahrers beschränkt, in dem das Verkehrsge schehen beobachtet wird. Weiter sind im Fahrzeug angeordnete klappbare Sonnenblenden bekannt, mit denen Bereiche des Sichtbereiches ausgeblendet werden können, die nicht unmit telbar zur Beobachtung des Verkehrsgeschehens erforderlich sind.From US 2 206 793 a streamlined Son is nenblende known, the outside of a vehicle over wind Protective screen is attached movably and with the counter light can be shaded, such as by there is a low sun. The effectiveness of such However, aperture is on the area above normal The driver's field of vision is limited, in which the traffic area happen is observed. Next are arranged in the vehicle foldable sun visors known with which areas of the Field of view can be hidden, which are not immediately telbar required to observe the traffic situation are.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Blendungen einer eine Szene durch eine Scheibe hindurch beobachtenden Person, insbesondere einer ein Kraftfahrzeug führenden Person, weit gehend zu vermeiden, insbesondere solche Blendungen, die durch Objekte hervorgerufen sind, die sich in dem zur Beo bachtung des Verkehrsgeschehens erforderlichen Sichtfeld be finden. The invention has for its object glare a person watching a scene through a pane, especially a person driving a motor vehicle, far to avoid going, especially those glare that are caused by objects that are in the Beo observation of the traffic situation Find.
Eine erste Lösung der Erfindungsaufgabe wird mit den Merkma len des Anspruchs 1 gelöst.A first solution to the problem of the invention is the Merkma len of claim 1 solved.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zunächst diejeni gen Stellen der Scheibe ermittelt, durch die hindurch die Person blendendes Licht in die Augen der Person gelangt. Die Scheibe ist derart aufgebaut, daß ihre optischen Eigenschaf ten in den Durchtrittsstellen bzw. -bereichen des Lichtes derart verändert werden können, daß das durchtretende Licht abgeschwächt wird, so daß die Blendung der Person beseitigt oder zumindest vermindert ist, ohne daß die Beobachtbarkeit der Szene, soweit ihre Objekte nicht blenden, beeinträchtigt wird.With the inventive method, those are first positions of the disc through which the Person dazzling light enters the person's eyes. The The disc is constructed in such a way that its optical properties th in the passage points or areas of light can be changed so that the light passing through is weakened so that the glare of the person is eliminated or at least is reduced without the observability the scene, insofar as its objects are not dazzling becomes.
Eine zweite Lösung der Erfindungsaufgabe wird mit einem Sys tem gemäß Anspruch 2 erreicht.A second solution to the problem of the invention is a Sys tem reached according to claim 2.
Das erfindungsgemäße System wird mit den Merkmalen der auf den Anspruch 2 rückbezogenen Unteransprüche in vorteilhafter Weise weitergebildet.The system according to the invention is based on the features of the claim 2 related subclaims in an advantageous Trained further.
Die in den Ansprüchen 14 und 15 angegebenen Scheibe ist zur Vermeidung von Blendungen geeignet.The disc specified in claims 14 and 15 is for Avoid glare.
Mit der Erfindung kann eine Person, die eine Szene durch eine Scheibe hindurch beobachtet, vor Blendungen geschützt werden. Insbesondere eignet sich die Erfindung für solche Anwendun gen, bei denen die Position der Augen der vor Blendungen zu schützenden Person relativ zu der Scheibe jeweils bekannt ist, so daß aus den Durchtrittsstellen des blendenden Lichts zu einer Optikeinrichtung, die die Szene erfaßt, auf die Durchtrittsstellen geschlossen werden kann, durch die hin durch das blendende Licht zu der Person gelangt. Zu den An wendungsgebieten gehören stationäre Führerhäuser, beispiels weise von Kränen, ebenso wie Cockpits von Flugzeugen, Führer stände von Lokomotiven oder Schiffen sowie Kraftfahrzeuge. With the invention, a person who is a scene through a Observed through the pane, protected from glare. The invention is particularly suitable for such applications conditions where the position of the eyes is too dazzling protecting person known relative to the disk in each case is so that from the passage points of the blinding light to an optical device that captures the scene on the Entry points can be closed through reaches the person through the blinding light. To the An Areas of application include stationary cabs, for example wise of cranes, as well as cockpits of airplanes, guides stands of locomotives or ships as well as motor vehicles.
Die Erfindung wird im folgenden anhand schematischer Zeich nungen beispielsweise und mit weiteren Einzelheiten erläu tert.The invention is based on the schematic drawing for example and with further details tert.
Es stellen dar:They represent:
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugs, dessen Lenker von einem entgegenkommenden Fahrzeug geblendet wird, Fig. 1 is a side view of a vehicle whose steering is dazzled by an oncoming vehicle,
Fig. 2 eine Aufsicht auf eine typische Gegenverkehrsstra ßenszene, FIG. 2 is a plan view of a typical Gegenverkehrsstra ßenszene,
Fig. 3 ein Aufbauschema einer ersten Ausführungsform eines Systems, Fig. 3 shows a construction scheme of a first embodiment of a system
Fig. 4 und 5 Grafiken zur Erläuterung der Funktionsweise des Systems gemäß Fig. 3, FIGS. 4 and 5 graphics for explaining the operation of the system of Fig. 3,
Fig. 6 ein Blockschaltbild einer weiteren Ausführungsform des Systems, und Fig. 6 is a block diagram of another embodiment of the system, and
Fig. 7 eine Blenderfassungseinrichtung. Fig. 7 is a Blender capture device.
Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 2, dem sich ein nicht darge stelltes Fahrzeug mit einem fehlerhaft eingestellten Schein werfer 4 nähert. Der Scheinwerfer 4 ist in fehlerhafter Weise derart eingestellt, daß sein Lichtkegel den Fahrer 6 des Kraftfahrzeugs 2 blendet. Die Durchtrittsstelle des vom Scheinwerfer 4 abgestrahlten Lichts durch die Windschutz scheibe 8, das den Fahrer 6 blendet, ist mit 10 bezeichnet. Die Durchtrittsstelle des vom Scheinwerfer 4 ausgehenden Lichts, das auf eine oberhalb des Kopfes des Fahrers 6 im In nenraum des Kraftfahrzeugs 2 angebrachte Optikeinrichtung 12 trifft, ist mit 14 bezeichnet. Fig. 1 shows a motor vehicle 2 , which a Darge not presented vehicle with an incorrectly set headlamp 4 approaches. The headlight 4 is incorrectly set such that its light cone dazzles the driver 6 of the motor vehicle 2 . The point of passage of the light emitted by the headlight 4 through the windshield 8 , which dazzles the driver 6 , is denoted by 10. The point of passage of the light emanating from the headlight 4 , which strikes an optical device 12 mounted above the head of the driver 6 in the interior of the motor vehicle 2, is denoted by 14.
Wie ersichtlich, sind die Durchtrittsstellen 10 und 14 je nach Abstand zwischen der Optikeinrichtung 14 und den Augen des Fahrers sowie den jeweiligen Sehwinkeln mehr oder weniger weit voneinander entfernt oder überlappen sich.As can be seen, depending on the distance between the optical device 14 and the driver's eyes and the respective viewing angles, the passage points 10 and 14 are more or less far apart or overlap.
Fig. 2 zeigt eine weitere typische Verkehrsszene als Aufsicht auf eine Straße. FIG. 2 shows another typical traffic scene as a plan view of a road.
Das Kraftfahrzeug 2 nähert sich einem entgegenkommenden Kraftfahrzeug 16, dessen Scheinwerfer ein Leuchtfeld 18 der art hell ausleuchten, daß der Fahrer des Kraftfahrzeugs 16 die dort befindliche Szene einwandfrei sieht. Naturgemäß wird der Fahrer des entgegenkommenden Kraftfahrzeugs 2, insbeson dere wenn es sich um einen sehr niedrigen Sportwagen mit ent sprechend tief sitzendem Fahrer handelt, geblendet, sobald er in das Leuchtfeld 18 gelangt. Es versteht sich, daß das Leuchtfeld 18 mit zunehmendem Abstand vom Boden kleiner wird. Bei fehleingestellten Scheinwerfern kommt es jedoch vor, daß das Leuchtfeld 18 auch in Augenhöhe des Fahrers des entgegen kommenden Fahrzeugs die in Fig. 2 skizzierte Gestalt hat.The motor vehicle 2 approaches an oncoming motor vehicle 16 , the headlights of which illuminate a light field 18 of the kind bright that the driver of the motor vehicle 16 sees the scene located there perfectly. Naturally, the driver of the oncoming motor vehicle 2 , in particular if it is a very low sports car with a correspondingly deep-seated driver, is dazzled as soon as it enters the illuminated field 18 . It is understood that the illuminated field 18 becomes smaller as the distance from the ground increases. In the case of incorrectly adjusted headlights, however, the illuminated field 18 also has the shape sketched in FIG. 2 at eye level of the driver of the oncoming vehicle.
Fig. 3 zeigt ein Schema des Aufbaus eines Systems zur Lösung von Blendproblemen. Fig. 3 is a diagram showing the structure of a system for the solution of glare problems.
Für funktionsähnliche Bauteile bzw. -umfänge sind die glei chen Bezugszeichen wie in Fig. 1 verwendet.For functionally similar components or scopes, the same reference numerals are used as in Fig. 1.
Die Optikeinrichtung 12 ist beispielsweise durch eine CCD- Kamera 13 gebildet, deren Sehfeld etwa dem der Augen 20 des Fahrers entspricht. Durch Verstellung des Objektivs 22 der Kamera ist deren Brennweite veränderbar, so daß in der Bild ebene der Kamera, in der lichtempfindliche Elemente 24 mat rixartig angeordnet sind, unterschiedliche Ebenen der vor der Windschutzscheibe 8 befindlichen Szene scharf abbildbar sind. The optics device 12 is formed, for example, by a CCD camera 13 whose field of view corresponds approximately to that of the driver's eyes 20 . By adjusting the lens 22 of the camera, the focal length can be changed so that different planes of the scene in front of the windshield 8 can be depicted sharply in the image plane of the camera, in which photosensitive elements 24 are arranged in a matrix.
Mit der Kamera 13 ist eine elektronische Steuer- und Auswer teeinheit 26 verbunden, die einen Mikroprozessor mit zugehö rigen Speichereinrichtungen enthält.With the camera 13 , an electronic control and evaluation unit 26 is connected, which contains a microprocessor with associated storage devices.
Weiter ist mit der Steuer- und Auswerteeinheit 26 eine Posi tionserfassungseinrichtung 28 verbunden, die die Stellung ei nes Sitzes erfaßt, auf dem die Person sitzt, so daß die Posi tion der Augen 20 der Person in einem Koordinatensystem 30 bekannt ist. Der Nullpunkt des Koordinatensystems 30 liegt beispielsweise in einem Bezugspunkt der Kamera 13. Die X- Richtung ist die Längsrichtung des Fahrzeugs, die Y-Richtung die Breitenrichtung und die Z-Richtung die Hochrichtung.Furthermore, a position detection device 28 is connected to the control and evaluation unit 26 , which detects the position of a seat on which the person is sitting, so that the position of the eyes 20 of the person in a coordinate system 30 is known. The zero point of the coordinate system 30 lies, for example, in a reference point of the camera 13 . The X direction is the longitudinal direction of the vehicle, the Y direction the width direction and the Z direction the vertical direction.
Die Scheibe 8 besteht aus einem Material, dessen optische Ei genschaften durch Bestrahlung mit Strahlung in einem nicht sichtbaren Frequenzbereich (beispielsweise UV oder Infrarot) veränderbar ist. Das optisch veränderbare Material kann das Grundmaterial der Scheibe sein, eine spezielle Schicht oder eine Beimengung zum Grundmaterial. Die optische Eigenschaft, die verändert wird, kann beispielsweise das Reflexionsvermö gen oder das Absorptionsvermögen der Scheibe sein.The disc 8 consists of a material whose optical properties can be changed by irradiation with radiation in a non-visible frequency range (for example UV or infrared). The optically changeable material can be the base material of the pane, a special layer or an addition to the base material. The optical property that is changed can be, for example, the reflectivity or the absorptivity of the pane.
Gemäß Fig. 3 ist eine Strahlungsquelle 30 zum Emittieren ei ner Strahlung 32 mit kleinem Öffnungswinkel und Querschnitts fläche vorgesehen, die mittels eines oder mehrerer nicht dar gestellter Motoren räumlich verschwenkbar ist. Die Strah lungsquelle 30 ist mit der Steuer- und Auswerteeinheit 26 verbunden.Referring to FIG. 3, a radiation source 30 for emitting area ei ner radiation 32 with a small opening angle and cross-section provided, which by means of one or more non represents asked motors is spatially pivoted. The radiation source 30 is connected to the control and evaluation unit 26 .
Der Aufbau und die Funktion der genannten Elemente sind an
sich bekannt, so daß im vorliegenden nur deren Zusammenwirken
beschrieben wird:
Von der als Erfassungseinrichtung dienenden Kamera 13 wird
die vor der Windschutzscheibe 8 befindliche Szene laufend
aufgenommen. Dabei werden durch Veränderung der Brennweite
der Kamera Schnittbilder der Szene aufgenommen, deren Hellig
keitsverlauf durch selektive Auswertung des auf die lichtemp
findlichen Elemente 24 fallenden Lichts ausgewertet wird. Bei
beispielsweise angenommen, daß sich für einen bestimmten Wert
von X bzw. für eine bestimmte eingestellte Entfernung bezüg
lich Y und Z eine Helligkeitsverteilung gemäß Fig. 4 ergibt.
Der Helligkeitsverlauf für ein bestimmtes lichtempfindliches
Element, das gemäß Fig. 4 im hellen Bereich liegt, habe für
unterschiedliche eingestellte Entfernungen x beispielsweise
den Verlauf gemäß Fig. 5. Aus der Auswertung des Helligkeits
verlaufes einzelner Bilder und der Veränderung der Helligkeit
bestimmter Bildelemente mit Veränderung der Entfernung kann
somit bei bekannter Position der Kamera und bekannten Abbil
dungseigenschaften des Objektivs 22 die Position eines hellen
Bildpunktes in der Szene errechnet werden. Aus der Absolut
helligkeit, dem Kontrast und der Helligkeit nur wenig be
leuchteter Bildpunkte kann darauf geschlossen werden, ob von
einem Objektpunkt der Szene eine Blendung ausgeht. Die Steu
er- und Ausgabeeinheit 26 bildet somit eine Blendbestimmungs
einrichtung, mit der der oder die Orte einer Szene, von denen
eine Blendung ausgeht, lokalisiert werden.The structure and function of the elements mentioned are known per se, so that only their interaction is described here:
The scene in front of the windshield 8 is continuously recorded by the camera 13 serving as the detection device. By changing the focal length of the camera, sectional images of the scene are taken, the brightness of which is evaluated by selective evaluation of the light falling on the light-sensitive elements 24 . Assuming, for example, that a brightness distribution according to FIG. 4 results for a certain value of X or for a certain set distance with respect to Y and Z. The brightness curve for a specific light-sensitive element, which according to FIG. 4 lies in the bright area, has, for different set distances x, for example the curve according to FIG. 5. From the evaluation of the brightness curve of individual images and the change in the brightness of certain image elements with a change in Distance can thus be calculated with a known position of the camera and known imaging properties of the lens 22, the position of a bright pixel in the scene. From the absolute brightness, the contrast and the brightness of only slightly illuminated pixels, it can be concluded whether there is glare from an object point of the scene. The control and output unit 26 thus forms a glare determination device with which the location or locations of a scene from which glare is emitted are localized.
Wenn das oder die blendenden Objekte lokalisiert ist bzw. sind, kann aus der Position des bzw. der Augen 20, die mit Hilfe der Positionserfassungseinrichtung 28 bekannt ist, und der Position der Windschutzscheibe 8 auf die Durchtrittsstel le(n) 10 geschlossen werden, durch die das von dem blenden den Objekt 4 kommende Licht durch die Windschutzscheibe 8 hindurchtritt und auf das bzw. die Augen 20 fällt. Diese Durchtrittsstellen 20 können anschließend durch Verschwenken der Strahlungsquelle 30 und Steuern der Leistung der Strah lungsquelle 30 entsprechend der ermittelten Blendung be strahlt werden, so daß das durch die Durchtrittsstelle 10 durchtretende Licht derart abgeschwächt wird, daß die Blen dung beseitigt ist. Der Durchtritt des Lichtes durch die Scheibe außerhalb der Durchtrittsstellen 10, d. h. dort, wo keine Blendgefahr besteht, wird dadurch nicht beeinträchtigt, so daß die Szene weiterhin einwandfrei beobachtet werden kann.If the dazzling object or objects are located, the position of the eye or eyes 20 , which is known with the aid of the position detection device 28 , and the position of the windshield 8 can be used to infer the passage point (s) 10 that the light coming from the dazzling object 4 passes through the windshield 8 and falls on the eye or eyes 20 . These passages 20 can then be irradiated by pivoting the radiation source 30 and controlling the power of the radiation source 30 according to the determined glare, so that the light passing through the passage 10 is weakened in such a way that the ble is eliminated. The passage of the light through the pane outside the passage points 10 , ie where there is no risk of glare, is not impaired by this, so that the scene can continue to be observed perfectly.
Das Bestimmungssystem kann in vielfältiger Weise abgeändert werden. Beispielsweise kann die Strahlungsquelle 30, die bei spielsweise durch einen Laser gebildet ist, die berechnete Durchtrittsstelle 10 permanent beleuchten, zeilen- und spal tenweise abtasten oder einzelne Rasterpunkte statistisch an strahlen, so daß die Durchtrittsstelle 10 insgesamt im zeit lichen Mittel gleichmäßig beleuchtet ist. Die Frequenz bzw. Wellenlänge der von der Strahlungsquelle abgestrahlten Strah lung und das Material der Scheibe sind vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, daß die Strahlungsfrequenz im Bereich des Empfindlichkeitsmaximums der Scheibe liegt. Vorzugsweise liegt die Frequenz im nicht sichtbaren Bereich.The determination system can be modified in a variety of ways. For example, the radiation source 30 , which is formed, for example, by a laser, permanently illuminate the calculated passage point 10 , scan line by line and column by column, or statistically radiate individual grid points, so that the passage point 10 is uniformly illuminated as a whole over time. The frequency or wavelength of the radiation emitted by the radiation source and the material of the disk are preferably matched to one another such that the radiation frequency is in the range of the maximum sensitivity of the disk. The frequency is preferably in the invisible range.
Das Material der Scheibe 8 bzw. deren Beschichtung kann der art sein, daß bei Bestrahlung eine chemische Reaktion ab läuft, die nach dem Ende der Bestrahlung in umgekehrter Rich tung abläuft, d. h. reversibel ist. Das Material kann auch derart sein, daß es seine Polarisationseigenschaften ändert. Die photochromen Materialien, die das durchgelassene Licht schwächen, können jedwelcher bekannter Art sein. Es können elektrochrome Materialien verwendet werden, die ihre opti schen Eigenschaften in Abhängigkeit bestimmter physikalischer Parameter verändern, beispielsweise in Abhängigkeit von einem elektrischen oder magnetischen Feld usw.The material of the disk 8 or its coating can be such that a chemical reaction takes place during irradiation, which takes place in the opposite direction after the end of the irradiation, ie is reversible. The material can also be such that it changes its polarization properties. The photochromic materials that weaken the transmitted light can be of any known type. Electrochromic materials can be used which change their optical properties as a function of certain physical parameters, for example as a function of an electrical or magnetic field, etc.
Es können gleichzeitig mehrere einzelne, scharf lokalisierte Durchtrittsstellen 10 abgedunkelt werden, wie es zur Vermei dung von von verschiedenen Objekten ausgehenden Blendungen erforderlich ist. Es kann auch mehr oder weniger das gesamte Gesichtsfeld vor dem Fahrer abgedunkelt werden, wenn bei spielsweise auf eine insgesamt extrem helle Szene (beleuchte te Schneelandschaft) zu gefahren wird. Several individual, sharply localized passages 10 can be darkened at the same time, as is necessary to avoid glare from different objects. It is also more or less possible to darken the entire field of vision in front of the driver if, for example, an extremely bright scene (illuminated snow landscape) is approached.
Von einer gemeinsamen Kamera 13 und der Steuer- und Auswerte einheit 26 können mehrere Strahlungsquellen 30 angesteuert werden, beispielsweise eine, die die Scheibe im Bereich vor dem Fahrer bestrahlt und ihn vor Blendung schützt, und eine weitere, die den Bereich der Scheibe vor dem Beifahrer an strahlt und ihn vor Blendungen schützt.A common camera 13 and the control and evaluation unit 26 can be used to control a plurality of radiation sources 30 , for example one which irradiates the pane in the area in front of the driver and protects it from glare, and another which covers the area of the pane in front of the passenger shines on and protects him from glare.
Die Scheibe 8 muß nicht über ihre gesamte Fläche elektrochrom bzw. photochrom ausgebildet sein, sondern nur in denjenigen Bereichen, die normalerweise das Gesichtsfeld des Fahrers oder Beifahrers bilden.The pane 8 does not have to be electrochromic or photochromic over its entire surface, but only in those areas which normally form the field of vision of the driver or front passenger.
Der Grad der erforderlichen Abdunklung kann aus einem in der Steuer- und Auswerteinheit gespeicherten Kennfeld ausgelesen werden und/oder kann dynamisch angepaßt werden, indem bei spielsweise die Strahlungsquelle 30 kurzzeitig die Durch trittsstelle 14 vor der Kamera 13 bestrahlt, so daß das durchtretende Licht entsprechend abgedunkelt wird und anhand der Überprüfung der Bildkontraste ermittelt wird, ob keine Blendgefahr mehr besteht.The degree of darkening required can be read from a map stored in the control and evaluation unit and / or can be adapted dynamically by, for example, the radiation source 30 briefly irradiating the passage point 14 in front of the camera 13 so that the light passing through is darkened accordingly is checked and the check of the image contrasts determines whether there is no longer any risk of glare.
Zur Positionsbestimmung der vor einer Blendung zu schützenden Augen 20 können optische Systeme verwendet werden, die die Position des Kopfes bzw. einer Person unmittelbar bestimmen. Solche Systeme können beispielsweise in Insassenschutzsyste men vorhanden sein, bei denen die Auslösung eines Airbags von der Position der zu schützenden Person abhängt. Weitere ver wendbare Systeme sind Systeme zur Müdigkeitserkennung, bei denen eine Kamera unmittelbar die Augenbewegungen einer Per son überwacht.To determine the position of the eyes 20 to be protected from glare, optical systems can be used which directly determine the position of the head or a person. Such systems can be present, for example, in occupant protection systems in which the deployment of an airbag depends on the position of the person to be protected. Other usable systems are systems for fatigue detection, in which a camera directly monitors a person's eye movements.
Die Strahlungsquelle 30 kann derart ausgebildet sein, daß die Durchtrittsstelle 10 nicht durch Verschwenken der ein paral leles Strahlungsbündel mit kleinem Querschnitt erzeugenden Strahlungsquelle 30 bestrahlt wird, sondern dadurch, daß die Strahlungsquelle 30 ein Strahlungsbündel mit großem Quer schnitt abgibt, dessen Kontur durch verstellbare Blenden be stimmt wird.The radiation source 30 can be designed such that the passage point 10 is not irradiated by pivoting the radiation source 30 producing a parallel beam bundle with a small cross-section, but in that the radiation source 30 emits a radiation beam with a large cross-section, the contour of which can be adjusted by adjustable diaphragms is true.
Vorteilhaft ist, gemäß Fig. 3a zwischen der Scheibe 10 und der Strahlungsquelle 30 eine Korrektureinrichtung 33 anzu bringen, mit der aus der unterschiedlichen Position der Strahlungsquelle 30 und des bzw. der Augen 20 herrührende Parallaxenfehler und/oder durch die Krümmung der Scheibe 10 bedingte Unterschiede ausgeglichen werden können. Im darge stellten Beispiel enthält die Korrektureinrichtung 33 zwei Spiegel 33a und 33b, die beispielsweise nicht planar sind und im Winkel zueinander angeordnet sind. Der eine Spiegel kann eine leicht parabolische Form aufweisen, wodurch der Projek tionsbereich der Strahlungsquelle 30 gestaucht wird, und der zweite Spiegel ist im Winkel derart angeordnet, daß der von der Strahlungsquelle 30 beleuchtete Bereich je nach räumli cher Beziehung zwischen Strahlungsquelle 30 und Augen 20 ho rizontal und/oder vertikal verschoben wird.It is advantageous, according to FIG. 3a, to bring a correction device 33 between the pane 10 and the radiation source 30 , with which parallax errors resulting from the different position of the radiation source 30 and the eye (s) 20 and / or differences caused by the curvature of the pane 10 can be compensated. In the example shown, the correction device 33 contains two mirrors 33 a and 33 b, which are, for example, not planar and are arranged at an angle to one another. One mirror can have a slightly parabolic shape, whereby the projection area of the radiation source 30 is compressed, and the second mirror is arranged at an angle such that the area illuminated by the radiation source 30 depending on the spatial relationship between the radiation source 30 and eyes 20 ho is shifted horizontally and / or vertically.
Es versteht sich, daß in der Korrektureinrichtung anstelle von Spiegeln auch Linsen verwendet werden können.It is understood that instead of in the correction device lenses can also be used by mirrors.
Eine Korrektureinrichtung zum Ausgleich von Parallaxenfehlern und/oder durch die Scheibenkrümmung bedingten Abweichungen kann auch zwischen der Scheibe 10 und der Kamera 13 (Fig. 3) angeordnet sein, wodurch die in der Steuer- und Ausgabeein heit durchzuführenden Berechnungen vereinfacht werden.A correction device for compensating for parallax errors and / or deviations caused by the curvature of the pane can also be arranged between the pane 10 and the camera 13 ( FIG. 3), as a result of which the calculations to be carried out in the control and output unit are simplified.
Wenn das Austrittsbündel der Strahlungsquelle 30 sehr scharf begrenzt ist, kann es vorteilhaft sein, die Korrektureinrich tung 33 mit einer Streuscheibe zu ergänzen, die für fließende Übergänge zwischen dem abgedunkelten Bereich und dem un beeinflußten Bereich sorgt.If the exit beam of the radiation source 30 is very sharply delimited, it may be advantageous to supplement the correction device 33 with a lens which ensures smooth transitions between the darkened area and the unaffected area.
Wegen der großen Entfernungen lichtstarker bzw. blendender Objekte von der Optikeinrichtung 12 (Fig. 1) ist es in der Praxis häufig schwierig, die Entfernung der Objekte genau zu ermitteln. Des weiteren ist die dreidimensionale Auswertung der von der Kamera 13 (Fig. 3) erzeugten Bilder (flächige Ab tastung) der lichtempfindlichen Elemente 24 bei verschiedenen Brennweiten aufwendig.Because of the large distances of bright or dazzling objects from the optical device 12 ( FIG. 1), it is often difficult in practice to determine the distance of the objects precisely. Furthermore, the three-dimensional evaluation of the images generated by the camera 13 ( FIG. 3) (flat scanning) of the photosensitive elements 24 at different focal lengths is complex.
Fig. 6 zeigt eine abgeänderte Ausführungsform des Systems. Fig. 6 shows a modified embodiment of the system.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist die Optikeinrichtung durch ein Array 34 lichtempfindlicher Sensoren 36 mit sehr kleinem Öffnungswinkel der Empfindlichkeit gebildet. Die lichtempfindlichen Sensoren 36 sind derart angeordnet, daß ihre Empfindlichkeitsrichtungen einander parallel sind. Das gesamte Array 34 kann mit Hilfe eines oder mehrerer Motoren 38 räumlich verschwenkt und optional mit Hilfe eines oder mehrerer Motoren 40 in einer Fläche senkrecht zur Empfind lichkeitsrichtung bewegt werden. Die lichtempfindlichen Sen soren 36 und die Motoren 38 und 40 sind an die Steuer- und Auswerteeinheit 26 angeschlossen.In the embodiment according to FIG. 6, the optical device is formed by an array 34 of light-sensitive sensors 36 with a very small opening angle of sensitivity. The photosensitive sensors 36 are arranged such that their directions of sensitivity are parallel to each other. The entire array 34 can be spatially pivoted with the help of one or more motors 38 and optionally moved with the help of one or more motors 40 in a surface perpendicular to the direction of sensitivity. The light-sensitive sensors 36 and the motors 38 and 40 are connected to the control and evaluation unit 26 .
In weiterer Abänderung zur Ausführungsform gemäß Fig. 3 ist die Scheibe 8 zumindest in dem engeren Gesichtsfeldbereich des bzw. der Augen 20 mit durchsichtigen Elektroden 42 verse hen, die zumindest einseitig in einem Array angeordnet sind. Das Material der Scheibe ist derart, daß es die Durchlässig keit für durch die Scheibe von außen hindurchtretendes Licht bei Beaufschlagung der jeweiligen Elektrode mit einer Span nung ändert. Beispielsweise ist die Scheibe mit einem ent sprechenden Array von LCD-Elementen versehen, die jeweils se lektiv über ein Elektrodenelement angesteuert werden können und die ihre Transemissionen spannungsabhängig ändern.In a further modification to the embodiment according to FIG. 3, the pane 8 is provided with transparent electrodes 42, at least in the narrower field of view of the eye or eyes 20 , which are arranged at least on one side in an array. The material of the disk is such that it changes the permeability speed for light passing through the disk from the outside when the respective electrode is subjected to a voltage. For example, the pane is provided with a corresponding array of LCD elements, each of which can be selectively controlled via an electrode element and which change their transmission emissions depending on the voltage.
Die Funktion der Anordnung gemäß Fig. 6 ist folgende:
Durch Verschwenken des Arrays 34 mit Hilfe des oder der Moto
ren 38 wird ermittelt, ob sich in einer bestimmten räumlichen
Richtung vor dem Array 34 bzw. vor einzelnen lichtempfindli
chen Elementen 36 des Arrays 34 ein Objekt befindet, von dem
eine Blendgefahr ausgeht. Die Entscheidung, ob eine Blendge
fahr vorhanden ist, geschieht durch Auswertung des Verlaufes
der auf die einzelnen lichtempfindlichen Elemente 36 fallen
den Lichtintensitäten in Abhängigkeit von deren Verschwenkung
und jeder durch Vergleich der auf die einzelnen lichtempfind
lichen Elemente fallenden Lichtintensitäten bei gleichem
Schwenkwinkel. Durch Auswertung der Intensitätsverläufe in
Abhängigkeit vom Schwenkwinkel (Empfindlichkeitsrichtung) und
dem betroffenen lichtempfindlichen Element läßt sich die
Durchtrittsstelle 14 der Lichtstrahlen, von denen (für das
Array 34) eine Blendung herrührt, genau ermitteln. Wenn über
den Abstand des Objekts, von dem die Blendung ausgeht, keine
Informationen vorliegen, wird in erster Näherung angenommen,
daß vor dem bzw. den Augen 20, dessen bzw. deren räumliche
Beziehung zu dem Array 34 bekannt ist, die gleichen geometri
schen Verhältnisse vorherrschen, so daß die Durchtrittsstel
len 10 des das oder die Augen blendenden Lichts errechnet
werden können und die Elektroden 42 entsprechend angesteuert
werden können.The function of the arrangement according to FIG. 6 is as follows:
By pivoting the array 34 with the help of the motor (s) 38 , it is determined whether there is an object in a certain spatial direction in front of the array 34 or in front of individual photosensitive elements 36 of the array 34 from which there is a risk of glare. The decision as to whether there is a risk of glare is made by evaluating the course of the individual light-sensitive elements 36 , the light intensities as a function of their pivoting and each by comparing the light intensities falling on the individual light-sensitive elements with the same swivel angle. By evaluating the intensity curves as a function of the swivel angle (direction of sensitivity) and the light-sensitive element concerned, the passage point 14 of the light rays, from which (for the array 34 ) glare, can be determined precisely. If there is no information about the distance of the object from which the glare originates, it is assumed in a first approximation that the same geometrical conditions are known in front of the eyes 20 , whose spatial relationship to the array 34 is known prevail so that the Durchgangsstel len 10 of the or the eyes dazzling light can be calculated and the electrodes 42 can be controlled accordingly.
Bei einer vereinfachten Ausführungsform der Fig. 6 kann mit nur einem einzigen lichtempfindlichen Sensor 36 gearbeitet werden, der mit Hilfe des oder der Motoren 38 verschwenkbar und gegebenenfalls mit Hilfe des oder der Motoren 40 in einer Fläche verschiebbar ist.In a simplified embodiment of FIG. 6, only a single light-sensitive sensor 36 can be used, which can be pivoted with the aid of the motor (s) 38 and, if appropriate, can be displaced in one area with the aid of the motor (s) 40 .
Eine in ihrem Aufbau besonders einfache Erfassungseinrichtung 44 ist in Fig. 7 dargestellt. Auf einer um eine Achse A in Richtung des Doppelpfeils verschwenkbaren Platte 46 sind im Abstand von der Achse A zwei lichtempfindliche Sensoren 48 und 50 angebracht, deren bevorzugte Empfindlichkeitsrichtun gen etwa parallel zueinander gemäß Fig. 7 nach links gerich tet sind. Die Öffnungswinkel der Empfindlichkeit der beiden Sensoren sind einander gleich und liegen bevorzugt im Bereich von einigen Grad. Mit den Sensoren 48 und 50 ist über ein Differenzglied 52 ein Elektromotor 54 verbunden, mit Hilfe dessen die Platte 46 um die Achse A verschwenkbar ist. A particularly simple design of the detection device 44 is shown in FIG. 7. On a pivotable about an axis A in the direction of the double arrow plate 46 are mounted at a distance from the axis A, two photosensitive sensors 48 and 50 , the preferred sensitivity directions are approximately parallel to each other according to FIG. 7 to the left direction. The opening angles of the sensitivity of the two sensors are the same and are preferably in the range of a few degrees. An electric motor 54 is connected to the sensors 48 and 50 via a differential element 52 , by means of which the plate 46 can be pivoted about the axis A.
Die Funktion der Anordnung ist wie folgt:
Die Polungen seien derart, daß der Motor 54 die Platte 46 in
Gegenuhrzeigerrichtung verschwenkt, wenn das Ausgangssignal
des Sensors 50 größer ist als das des Sensors 48, d. h. der
Sensor 50, wie im dargestellten Beispiel, mehr Licht emp
fängt. Im dargestellten Beispiel wird die Platte 46 somit so
lange in Gegenuhrzeigerrichtung verschwenkt, bis die Aus
gangssignale der Sensoren 48 und 50 einander gleich sind,
d. h. die Senkrechte der Platte 46 etwa auf das Helligkeitsma
ximum zentriert ist. Die beschriebene Anordnung kommt gänz
lich ohne "Wissen" aus, d. h. benötigt zur Ausrichtung auf ei
ne Stelle maximaler Helligkeit keinerlei Prozessor, Speicher
usw. Die Anordnung der Fig. 7 kann durch kardanische Aufhän
gung der Platte 46 mittels zwei weiterer Sensoren und zugehö
rigem Stellmotor zu einer sich selbsttätig räumlich ausrich
tenden Anordnung ergänzt werden. Mit den Anordnungen gemäß
Fig. 6 und Fig. 5 kann die Richtung, aus der sehr helles bzw.
blendendes Licht kommt, genau erfaßt werden. Wenn zum Paral
laxenausgleich zusätzlich die Entfernung erfaßt werden soll,
kann dazu beispielsweise ein an der Vorderseite des Fahrzeugs
befindliches Abstandsmeßsystem benutzt werden, dessen Abtast
pegel ggf. entsprechend der Richtung, aus der das hellste
Licht kommt, gerichtet werden kann.The function of the arrangement is as follows:
The polarities are such that the motor 54 pivots the plate 46 counterclockwise when the output signal of the sensor 50 is greater than that of the sensor 48 , ie the sensor 50 , as in the example shown, receives more light. In the example shown, the plate 46 is thus pivoted in the counterclockwise direction until the output signals from the sensors 48 and 50 are equal to one another, ie the vertical of the plate 46 is approximately centered on the maximum brightness. The arrangement described does entirely without "knowledge", ie does not require any processor, memory, etc. for alignment with a point of maximum brightness. The arrangement of FIG. 7 can by gimbal suspension of the plate 46 by means of two further sensors and associated servomotor be added to an automatically spatially aligning arrangement. With the arrangements according to FIG. 6 and FIG. 5, the direction coming out of the very light or glare can be accurately detected. If, in addition, the distance is to be compensated for parallax, a distance measuring system located at the front of the vehicle can be used, for example, the scanning level of which may be directed according to the direction from which the brightest light comes.
Ein abgeändertes Sytem arbeitet nur mit einem Sensor mit kleinem Öffnungswinkel, der mittels zweier Stellmotoren in zwei unterschiedliche Richtungen in einer Ebene etwa senk recht zur Beobachtungsrichtung bewegbar ist. Alternativ kann der lichtempfindliche Sensor ortsfest sein und es kann ein verstellbares Spiegel- oder Linsensystem verwendet werden, wobei das auf das Spiegel- oder Linsensystem fallende Licht jeweils auf dem Sensor abgebildet wird. Zur Messung werden vier "Meßpunkte" festgelegt, die zwei mit den obigen Bewe gungsrichtungen identische Vektoren festlegen. Der Gradient der sich bei einer Bewegung ergebenden Meßsignale wird mit geeignetem Vorzeichen auf den jeweiligen Verstellmotor als Stellsignal rückgekoppelt, wobei dem Stellsignal vorteilhaft erweise ein Rauschen überlagert wird, um das Problem des Null-Eingangssignals zu umgehen. Durch diese Rückkopplung zentriert sich das Erfassungssystem selbstätig auf ein Inten sitätsmaximum. Nach Abdunklung dieses Maximums mittels der Abdunklungseinrichtung beginnt ein weiterer Meßzyklus der Er fassungseinrichtung, innerhalb dessen ein weiteres Maximum angesteuert wird und so weiter. Eine solche selbstregelnde bzw. rückkoppelnde Erfassungseinrichtung kommt, ähnlich wie die der Fig. 7, ohne aufwendige Informationsverarbeitung aus und ist somit kostengünstig herstellbar.A modified system works only with a sensor with a small opening angle, which can be moved in two different directions in one plane approximately perpendicular to the direction of observation by means of two servomotors. Alternatively, the light-sensitive sensor can be stationary and an adjustable mirror or lens system can be used, the light falling on the mirror or lens system being imaged on the sensor in each case. For the measurement four "measuring points" are defined, which define two vectors identical to the above directions of movement. The gradient of the measurement signals resulting from a movement is fed back with a suitable sign to the respective adjusting motor as a control signal, the control signal advantageously being superimposed on noise in order to avoid the problem of the zero input signal. This feedback means that the detection system automatically centers on an intensity maximum. After darkening this maximum by means of the darkening device, another measurement cycle of the detection device begins, within which another maximum is controlled and so on. Such a self-regulating or feedback detection device, like that of FIG. 7, does not require any complex information processing and is therefore inexpensive to manufacture.
Wenn mit einer bewegten Erfassungseinrichtung (optische Kame ra, Sensor oder Sensor-Array) und mit einer bewegten Strah lungsquelle zur Abdunklung der Scheibe gearbeitet wird, kann es vorteilhaft sein, die Bewegung der Erfassungseinrichtung unmittelbar mit der Bewegung der Strahlungsquelle zur Abdunk lung zu koppeln, wobei zwischen der Strahlungsquelle und der Scheibe vorteilhafterweise zusätzlich eine Korrektureinrich tung entsprechend der Korrektureinrichtung 33 (Fig. 3a) ange ordnet ist. Auf diese Weise kann ein Mikroprozessor zur Be rechnung der Durchtrittsstellen des die Augen blendenden Lichtes eliminiert werden, da sich die Position der Durch trittsstellen des die Augen blendenden Lichtes in Relation zu den Stellen der Scheibe, durch die das von der Erfassungsein richtung erfaßte, blendende Licht durchtritt, in der Winkel beziehung zwischen Stellung des Sensors und Stellung der Strahlungsquelle ausdrückt. Bei der Festlegung der Beziehung zwischen Strahlungsquelle und Sensor bzw. Einstellung einer Korrektureinrichtung kann die Kopfstellung des Fahrers be rücksichtigt werden.When working with a moving detection device (optical camera, sensor or sensor array) and with a moving radiation source for darkening the pane, it can be advantageous to couple the movement of the detection device directly with the movement of the radiation source for darkening, wherein between the radiation source and the disk advantageously a correction device according to the correction device 33 ( FIG. 3a) is additionally arranged. In this way, a microprocessor for calculating the points of passage of the eyes blinding light can be eliminated, since the position of the points of passage of the eyes blinding light in relation to the locations of the disc through which the detected by the detection device, blinding light passes through, expresses in the angle relationship between the position of the sensor and the position of the radiation source. When determining the relationship between the radiation source and the sensor or setting a correction device, the driver's head position can be taken into account.
Es versteht sich, daß das anhand von Ausführungsbeispielen beschriebene System in vielfältiger Weise abgeändert werden kann. Für die Anordnung der Erfassungseinrichtung(en) und/oder der Strahlungsquelle(n) bieten sich unterschied lichste Plätze an; z. B. zwischen der Scheibe und einem Rück spiegel, hinter einer Instrumentenkonsole, im Dachbereich, ggfs. in Form eines Moduls, das weitere Einheiten, beispiels weise eine Projektionseinheit eines Nachtsichtgerätes, ent hält, usw. Allen Systemen gemeinsam ist, daß eine Erfassungs einrichtung vorhanden ist, die eine vor der Scheibe befindli che Szene erfaßt. Aus der erfaßten Szene werden diejenigen Orte der Szene bestimmt, von denen eine Blendung ausgeht. Die Scheibe wird dann im Bereich der Durchtrittsstellen der von den Blendorten ausgehenden, auf die Augen der hinter der Scheibe befindlichen Person treffenden Lichtstrahlen mit Hil fe einer Abdunklungseinrichtung derart beeinflußt, daß das durch die Durchtrittsstellen hindurchtretende, blendende Licht entsprechend der Blendgefahr abgeschwächt wird.It is understood that this is based on exemplary embodiments described system can be modified in many ways can. For the arrangement of the detection device (s) and / or the radiation source (s) differ easiest places; e.g. B. between the disc and a back mirror, behind an instrument panel, in the roof area, possibly in the form of a module, the further units, for example have a projection unit of a night vision device holds, etc. All systems have in common that an acquisition device is present, one in front of the disc che scene captured. The captured scene becomes those Determines the locations of the scene from which there is glare. The The disc is then in the area of the passage points of the blind spots, on the eyes of the behind the Slice of person hitting light rays with Hil fe influenced a darkening device so that the dazzling passing through the passage points Light is weakened according to the risk of glare.
Das System kann in weiterer Ausgestaltung auch derart aufge baut sein, daß die Scheibe strahlungsempfindliches Material enthält, welches, ähnlich wie eine "adaptive Sonnenbrille", das durch die Scheibe hindurchgelassene Licht über die gesam te Fläche der Scheibe oder im normalen Sichtwinkelbereich vor dem Fahrer bei Überschreiten bestimmter Strahlungsintensitä ten reversibel abschwächt. Zusätzlich zu dieser passiv er folgenden Adaption der Scheibe an die Gesamtumgebungshellig keit kann gezielt mit der vorstehend erläuterten Blenderfas sung und Beeinflussung der Durchtrittsstellen des den Fahrer blendenden Lichts im Sinne von dessen Abschwächung gearbeitet werden.In a further embodiment, the system can also be opened in this way builds that the disc is radiation sensitive material contains, which, similar to "adaptive sunglasses", the light let through the pane over the whole or the normal viewing angle range the driver when certain radiation intensity is exceeded reversibly weakened. In addition to this he passive following adaptation of the pane to the overall environment speed can be targeted with the Blenderfas explained above Solution and influencing the passage points of the driver dazzling light worked in the sense of its attenuation become.
Die Erfindung ist nicht nur auf die Windschutzscheibe anwend bar; sie kann auch verwendet werden, um durch ein Seitenfens ter, beispielsweise das im Bereich des Rückblickspiegels hin durchtretende Licht, abzuschwächen, und dadurch Blendungen des Fahrers vom Rückblickspiegel her zu vermeiden, ohne die im Rückblickspiegel erfaßte Szene insgesamt zu stark abzudun keln.The invention is not only applicable to the windshield bar; it can also be used to pass through a side window ter, for example in the area of the rearview mirror passing light, diminish, and thereby glare of the driver from the rearview mirror without avoiding the Too much of the scene captured in the rearview mirror keln.
Claims (15)
eine Blendbestimmungseinrichtung (26) zur Bestimmung der Blendorte (4) der Szene, von denen eine Blendung ausgeht, eine Positionsbestimmungseinrichtung (26) zur Bestimmung der Durchtrittsstellen (10) der Scheibe, durch die das von den Blendorten abgestrahlte Licht auf die Augen (20) der Person trifft, und
eine Abdunklungseinrichtung (30; 42) zur Veränderung von op tischen Eigenschaften der Durchtrittsstellen der Scheibe der art, daß das von den Blendorten kommende, durch die Durch trittsstellen hindurchtretende und auf die Augen der Person treffende Licht abgeschwächt wird.2. System for eliminating glare from a person watching a scene through a pane ( 8 ), in particular a person driving a motor vehicle, comprising a detection device ( 12 ; 24 ; 34 ; 4 ) for detecting the scene,
a glare determination device ( 26 ) for determining the glare locations ( 4 ) of the scene from which glare is emitted, a position determination device ( 26 ) for determining the passage points ( 10 ) of the pane through which the light emitted by the glare locations reaches the eyes ( 20 ) the person meets, and
a darkening device ( 30 ; 42 ) for changing the optical properties of the passage points of the disc in such a way that the light coming from the blind spots, passing through the passage points and striking the eyes of the person is weakened.
wobei die Erfassungseinrichtung wenigstens einen lichtemp findlichen Sensor (36) mit kleinem Öffnungswinkel enthält, der räumlich verschwenkbar und/oder in einer etwa senkrecht zur Beobachtungsrichtung der Szene stehenden Ebene beweglich ist, und
die Blendbestimmungseinrichtung (26) die Stellung(en) des Sensors (36) bestimmt, in der (denen) die aus der Szene auf den Sensor gelangende Lichtmenge maximal ist.5. System according to claim 2,
wherein the detection device contains at least one light-sensitive sensor ( 36 ) with a small opening angle, which is spatially pivotable and / or movable in a plane approximately perpendicular to the direction of observation of the scene, and
the glare determination device ( 26 ) determines the position (s) of the sensor ( 36 ) in which the maximum amount of light reaching the sensor from the scene.
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