Verfahren zur drahtlosen Kommunikation mittels Lichtfeldkommunikation in und/oder an einem Fahrzeug

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur drahtlosen Kommunikation mittels Lichtfeldkommunikation (Li-Fi) in und/oder an einem Fahrzeug, wobei die Lichtfeldkommunikation durch eine Beleuchtungseinrichtung und/oder eine Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs mit mindestens einer einzeln ansteuerbaren Lichtquelle bereitgestellt wird.

In heutigen Fahrzeugen steigt die Zahl der digitalen Schnittstellen, über die mobile Endgeräte der Fahrzeuginsassen mit dem Fahrzeug verbunden werden können. Diese Verbindungen können beispielsweise drahtlos über Wi-Fi (WLAN) oder Bluetooth, aber auch kabelgebunden über USB-Schnittstellen erfolgen.

Die Verbindung mit dem Fahrzeug dient einerseits dazu, den Fahrzeuginsassen einen bequemen und bestenfalls kostenfreien Zugang zum Internet zu ermöglichen, aber auch um lokale Inhalte bereitzustellen. So ist es aus Flugzeugen und Zügen bekannt, dass dort mittels eines sogenannten Bordnetzes Filme und andere Unterhaltungsinhalte lokal über Wi-Fi angeboten werden. Aber auch die Steuerung von Fahrzeugfunktionen kann über mobile Endgeräte, die mit dem Fahrzeug verbunden sind, angedacht sein.

Problematisch ist jedoch die Datensicherheit insbesondere der drahtlosen Verbindungen mit lokalen Netzwerken in Fahrzeugen, da hierbei unbemerkt Inhalte abgefangen und/oder manipuliert werden können. Daher ist es für die Benutzer immer mit Risiken verbunden, solche öffentlichen Netzwerke zu nutzen. Dies kann so weit gehen, dass ein Fahrzeuginsasse das vorhandene Netzwerk nicht nutzt und die Zeit im Fahrzeug beispielsweise nicht zum Arbeiten nutzen kann, weil er mit sensiblen Daten arbeiten müsste.

Die DE 102 28625 A1 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung für den Innenraum von Kraftfahrzeugen, die eine Lichtfeldkommunikation verwirklicht. In EP 3 146652 B1 wird ebenfalls ein Beleuchtungssystem, hier in einem Flugzeug, offenbart, das mittels Lichtfeldkommunikation einen Datenaustausch ermöglicht. Jedoch ist auch diese Kommunikation mit Risiken verbunden.

Daher wäre es wünschenswert, eine Kommunikationsmöglichkeit in Fahrzeugen zu schaffen, die eine erhöhte Sicherheit vor unbefugtem Zugriff bietet. Vorteilhaft wäre zudem eine Bereitstellung von getrennten Kommunikationskanälen für verschiedene Benutzer oder Benutzergruppen. Die Aufgabe der Erfindung besteht also unter anderem darin, eine solche Kommunikationsmöglichkeit vorzuschlagen.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst mit einem Verfahren nach Anspruch 1. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.

Eine Vorrichtung zur Bereitstellung einer drahtlosen Kommunikation in und/oder an einem Fahrzeug mittels Lichtfeldkommunikation ist mit mindestens einer einzeln ansteuerbaren Lichtquelle des Fahrzeugs gebildet, die mit einer Steuereinrichtung zusammenwirkt, die mindestens eine Eigenschaft des Lichtes der mindestens einen Lichtquelle derart moduliert, dass anhand der mindestens einen modulierten Eigenschaft des Lichtes Daten in mindestens einem Kommunikationskanal an einen Benutzer bereitgestellt werden, wobei die bestimmungsgemäße Verwendung der Vorrichtung der einer Beleuchtungseinrichtung und/oder einer Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs entspricht. Eine zu modulierende Eigenschaft des emittierten Lichtes kann seine Amplitude, seine Phase und/oder seine Polarisation sein. Durch deren Veränderung, also die Modulation einer oder mehrerer der genannten Eigenschaften, können mit dem emittierten Licht Informationen übermittelt werden.

Die Vorrichtung soll also eine drahtlose Kommunikation bereitstellen, also ohne direkte physische Verbindung zwischen den Teilnehmern an der Kommunikation. Die Kommunikation soll in und/oder an einem Fahrzeug erfolgen, wobei ein Fahrzeug ein straßengebundenes Fahrzeug, ein schienengebundenes Fahrzeug, ein Wasserfahrzeug oder ein Luftfahrzeug sein kann, also beispielsweise Personenkraftwagen, ein E-Scooter, ein Fahrrad, ein Transporter, ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Zug, ein Jetski, ein Flugzeug. Mittels der bereitgestellten Kommunikationsmöglichkeit soll es ermöglicht werden, dass ein Benutzer sein mobiles Endgerät mit dem Fahrzeug verbindet, um dort Fahrzeugfunktionen zu steuern beziehungsweise zu beeinflussen, lokale Inhalte abzurufen und/oder auf diesem Wege eine Verbindung zum (mobilen) Internet herzustellen. Dies soll von innerhalb des Fahrzeuges, beispielsweise während der Fahrt, erfolgen und/oder von außerhalb des Fahrzeuges, beispielsweise während ein Benutzer neben einem Fahrzeug steht, das beispielsweise mit elektrischem Strom aufgeladen oder beladen wird.

Die drahtlose Kommunikation soll mittels Lichtfeldkommunikation, auch Li-Fi oder VLC (visible light communication, Kommunikation mittels sichtbarem Licht) genannt, erfolgen. Bei dieser Art der Kommunikation wird eine Lichtquelle sehr schnell geschaltet beziehungsweise moduliert, im einfachsten Falle zwischen den Stati „an“ und „aus“ hin und her geschaltet, um durch die Modulation des Lichtes beziehungsweise seiner Eigenschaften Amplitude, Phase und/oder Polarisation Informationen zu übermitteln, die von einem anderen Kommunikationsteilnehmer mit einer geeigneten Empfangseinrichtung und direktem Sichtkontakt zur emittierenden Lichtquelle empfangen und in elektrische Impulse gewandelt werden, aus denen daraufhin die übermittelten Daten gewonnen werden. Um diese Art der Lichtkommunikation zu verwirklichen, muss eine dafür verwendete Lichtquelle also sehr schnell schaltbar und modulationsfähig sein. Die Schaltung erfolgt dabei so schnell beziehungsweise erfolgt die Modulation derart, dass sie von einem Betrachter nicht wahrgenommen wird. Die Lichtfeldkommunikation kann auch bei reflektiertem und/oder gestreutem Licht wirksam sein, wenn die mindestens eine modulierte Eigenschaft des Lichtes beim Empfänger im reflektierten beziehungsweise gestreuten Licht ausreichend gut zu detektieren ist.

Dabei ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Bereitstellung der drahtlosen Kommunikation mittels Lichtfeldkommunikation mindestens eine einzeln ansteuerbare Lichtquelle aufweist, die Licht in einem Wellenlängenbereich emittiert und dem Fahrzeug zugeordnet ist. Die Anzahl der Lichtquellen und die Anzahl der damit bereitgestellten zu modulierenden Eigenschaften, insbesondere (aber nicht ausschließlich) der damit bereitgestellten Wellenlängenbereiche, kann abhängig von der Kommunikationsaufgabe oder der gewünschten Anzahl von Kommunikationskanälen gewählt werden, wie noch gezeigt wird. Auch die optische Ausrichtung der Lichtquelle(n) im Sinne eines Lichtkegels kann abhängig von der Kommunikationsaufgabe der räumlichen Situation an und/oder in dem Fahrzeug festgelegt werden.

Die mindestens eine Lichtquelle des Fahrzeugs wirkt mit einer Steuereinrichtung zusammen, die eine der Vorrichtung eigene Steuereinrichtung sein kann oder eine separate beziehungsweise anderweitig in dem Fahrzeug vorgesehene Steuereinrichtung. Die Steuereinrichtung dient dazu, das Licht der mindestens einen Lichtquelle beziehungsweise vielmehr deren mindestens eine zu modulierende Eigenschaft (Amplitude, Phase, Polarisation) entsprechend der zu übermittelnden Daten zu modulieren. Dabei soll jede für die Lichtfeldkommunikation genutzte Lichtquelle einzeln ansteuerbar sein, so dass in Abhängigkeit von weiteren Parametern mit jeder einzeln angesteuerten Lichtquelle ein eigener Kommunikationskanal eröffnet werden könnte. Ein Kommunikationskanal wird also durch moduliertes Licht von mindestens einer Lichtquelle mit gleicher beziehungsweise gemeinsamer Modulation des emittierten Lichtes definiert und mithin durch dessen modulierte Eigenschaft(en).

Auch könnten Lichtquellen zusammengeschaltet werden, um einen gemeinsamen Kommunikationskanal zu eröffnen. Durch die gemeinsame Nutzung mehrerer Lichtquellen kann unter anderem eine Raumwinkelerweiterung beziehungsweise eine Lichtkegelerweiterung erfolgen, so dass der räumliche Nutzungsbereich für die Lichtfeldkommunikation vergrößert wird. Demnach werden die Daten in Form des modulierten Lichtes beziehungsweise der modulierten Lichtintensität in mindestens einem Kommunikationskanal bereitgestellt, die ein Benutzer mit seinem mobilen Endgerät empfangen kann. Der Benutzer kann daher im weitesten Sinne auch als Empfänger bezeichnet werden.

Wesentlich ist, dass der Benutzer mit seinem mobilen Endgerät, das beispielsweise ein Mobiltelefon, ein Tablet, eine Notebook, aber auch ein sogenanntes Wearable wie eine smarte Uhr oder dergleichen sein kann, direkten Sichtkontakt zu der mindestens einen aussendenden Lichtquelle hat und/oder das Licht der mindestens einen Lichtquelle nach Reflektion und/oder Streuung an Oberflächen in der Umgebung mit gut detektierbaren modulierbaren Eigenschaften am Empfangsgerät eintrifft. Trennwände, Gegenstände, Personen und dergleichen, die den direkten Sichtkontakt unterbrechen, bewirken eine räumliche Begrenzung der Lichtfeldkommunikation. Sie kann damit auch als gerichtete Kommunikation betrachtet werden. Dies in Verbindung mit der begrenzten Reichweite der Lichtfeldkommunikation erhöht die Sicherheit dieser Kommunikationsart, da kein Fremder unbemerkt in den Kommunikationskanal eindringen kann, um Daten abzufangen und/oder zu manipulieren.

Die Vorrichtung ist nicht als eigenständige Vorrichtung vorgesehen, sondern als zusätzliche Nutzung einer bestehenden Vorrichtung, die eine Beleuchtungseinrichtung und/oder Anzeigeeinrichtung eines Fahrzeugs ist. Die hauptsächliche oder bestimmungsgemäße Funktion der Vorrichtung ist also die einer Beleuchtungseinrichtung und/oder einer Anzeigeeinrichtung eines Fahrzeugs, sie wird jedoch erfindungsgemäß (auch) für die Lichtfeldkommunikation im und/oder am Fahrzeug genutzt.

Eine Beleuchtungseinrichtung kann dabei jede Beleuchtungsfläche beziehungsweise Vorrichtung eines Fahrzeugs sein, die Licht bereitstellt, einschließlich sämtlicher Außenbeleuchtung einschließlich der Scheinwerfer und Beleuchtung für eine Umgebungserfassung des Fahrzeugs, der Innenraumbeleuchtung, einer Ambientebeleuchtung, einem Leselicht und dergleichen. Dabei ist die Erfindung nicht auf die Verwendung sichtbaren Lichtes beschränkt, auch die Ausleuchtung der Umgebung mittels Infrarot- Licht, beispielsweise für die Kameras des Fahrzeuges, zählen hierzu.

Eine Anzeigeeinrichtung kann jede Anzeigefläche, jedes Display in und/oder an dem Fahrzeug sein, wie beispielsweise das Center Infotainment Display in einem PKW oder das Display an der Rückseite des Vordersitzes in einem Flugzeug oder Zug.

Es müssen nicht alle verfügbaren Lichtquellen der Beleuchtungseinrichtung und/oder Anzeigeeinrichtung für die erfindungsgemäße Vorrichtung beziehungsweise für die Lichtfeldkommunikation gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens genutzt werden. Beispielhaft sei hier auf eine RGB-Anzeige verwiesen, bei der lediglich das Licht im Wellenlängenbereich des roten Lichtes für die Lichtfeldkommunikation genutzt wird.

Es werden also die eigentliche Funktion einer Beleuchtungs- und/oder Anzeigeeinrichtung eines Fahrzeugs mit der Bereitstellung der Lichtfeldkommunikation kombiniert, wobei beide Funktionen gleichzeitig erfüllt werden können. Beispielsweise kann auf einem Center Infotainment Display eines Autos primär eine Routenführung angezeigt werden, während gleichzeitig mittels Lichtfeldkommunikation Daten an einen Fahrzeuginsassen übermittelt werden, um zum Beispiel einen Film auf dessen mobilen Endgerät zu streamen. Durch die schnelle Modulation der mindestens einen Lichtquelle zur Modulation mindestens einer der Eigenschaften des Lichtes wird die bestimmungsgemäße Anzeigefunktion in diesem Beispiel dabei nicht wesentlich gestört beziehungsweise ist für den Benutzer nicht wahrnehmbar.

Dementsprechend sieht das erfindungsgemäße Verfahren zur Bereitstellung einer drahtlosen Kommunikation in und/oder an einem Fahrzeug mittels Lichtfeldkommunikation vor, dass eine Steuereinrichtung mindestens eine einzeln ansteuerbare Lichtquelle einer Beleuchtungseinrichtung und/oder einer Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs derart ansteuert, dass mindestens eine Eigenschaft des emittierten Lichtes moduliert wird und anhand der modulierten Eigenschaft des Lichtes Daten in mindestens einem Kommunikationskanal an einen Benutzer bereitgestellt werden. Die Ausführungen bezüglich der erfindungsgemäßen Vorrichtung gelten gleichwirkend für das Verfahren. Das Verfahren wird erfindungsgemäß nicht als alleiniges Kommunikationsverfahren in und/oder an einem Fahrzeug bereitgestellt. Es wird ergänzend zu einem anderen drahtlosen lokalen Netzwerk bereitgestellt . Ein anderes drahtloses Netzwerk in beziehungsweise von Fahrzeugen ist beispielsweise WLAN (englisch: wireless local area network, drahtloses lokales Netzwerk, auch „Wi-Fi“), aber auch Bluetooth kann als solches gelten. Die Lichtfeldkommunikation gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann ein bestehendes lokales Netzwerk ergänzen. Dies erweist sich dann als besonders vorteilhaft, wenn nicht alle Benutzer oder Nutzergruppen mit der notwendigen Technik ausgestattet sind, um die Lichtfeldkommunikation zu nutzen oder wenn nur bestimmte Nutzergruppen die Lichtfeldkommunikation nutzen sollen. Der Datenverkehr kann dabei auch auf beide Kommunikationswege aufgeteilt werden, so dass diese kombiniert genutzt werden können.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung wird es möglich, eine drahtlose Kommunikationsmöglichkeit in und/oder an Fahrzeugen bereitzustellen, die eine hohe Bandbreite und eine hohe Sicherheit mit sich bringt. Die Lichtfeldkommunikation erfolgt ohne dass sie optisch wahrnehmbar ist und vorrangig nur bei direktem Sichtkontakt zwischen Sender und Empfänger. Es werden keine weiteren Vorrichtungen benötigt, vielmehr können bestehende Vorrichtungen mit einzeln ansteuerbaren, schnell schaltbaren Lichtquellen dafür genutzt werden. Durch die Verwendung bestehender Anzeige- und/oder Beleuchtungseinrichtungen ist diese Kommunikationsform zudem energieschonend, da die Kommunikation als Zweitfunktion einer dieser Einrichtungen verwirklicht wird.

In einer ersten Ausgestaltung der Vorrichtung weist diese mindestens zwei Lichtquellen auf, die Licht verschiedener Wellenlängenbereiche emittieren und wobei jeder Wellenlängenbereich einen Kommunikationskanal bildet. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass mindestens eine erste Lichtquelle Licht in einem Wellenlängenbereich emittiert, der rotem Licht entspricht und mindestens eine zweite Lichtquelle Licht in einem Wellenlängenbereich emittiert, der grünem Licht entspricht. Dabei können Daten jeweils mittels Modulation des Lichts der mindestens einen ersten Lichtquelle und/oder der mindestens einen zweiten Lichtquelle bereitgestellt werden, die sich voneinander unterscheiden. Somit wird durch jeweils mindestens eine Lichtquelle und dem zugehörigen Wellenlängenbereich ein eigener Kommunikationskanal gebildet, auf dem separat Daten übermittelt werden können. Die dementsprechende Kommunikationsaufgabe wäre also, mindestens zwei verschiedene Kommunikationskanäle bereitzustellen. Vorzugsweise kann diese Ausgestaltung mittels einer sogenannten pLED (auch MikroLED, MLED oder mLED) verwirklicht werden, bei der einzelne LEDs in Rot, Grün und Blau in einer Matrix angeordnet sind. Jede dieser LEDs gilt dabei als eine Lichtquelle. Damit kann mit einer pLED jeweils ein Kommunikationskanal im roten Wellenlängenbereich, im grünen Wellenlängenbereich und/oder im blauen Wellenlängenbereich bereitgestellt werden.

Die einzelnen Kommunikationskanäle können gleichzeitig genutzt werden oder unabhängig voneinander.

Eine zweite Ausgestaltung der Vorrichtung besteht darin, dass die Vorrichtung eine Empfängereinrichtung aufweist, um mittels Lichtfeldkommunikation emittierte Daten zu empfangen. Eine solche Empfängereinrichtung kann eine Photodiode umfassen, die das von einer (anderen) Lichtquelle emittierte, modulierte Licht empfängt und in Zusammenwirkung mit der Steuereinrichtung die übermittelten Daten bereitstellt. Alternativ dazu kann eine LED- Lichtquelle bei entsprechender Ausgestaltung als Phototransistor und mithin als Detektor für auftreffendes Licht verwendet werden und als Bestandteil der Empfängereinrichtung wirken. Eine solche LED-Lichtquelle kann dabei insbesondere bidirektional, also wechselnd als Lichtquelle und als Detektor, verwendet werden.

Durch die Ausgestaltung der Vorrichtung mit einer Empfängereinrichtung wird bei entsprechender Ausbildung aller beteiligten Geräte beziehungsweise Vorrichtungen eine bidirektionale Kommunikation des Empfängers beziehungsweise seines mobilen Endgerätes mit der Vorrichtung bereitgestellt, so dass nicht nur das Übermitteln von Medien an einen Empfänger, sondern auch dessen Interaktion mit der sendenden Vorrichtung ermöglicht.

Die Empfängereinrichtung kann eine in die Vorrichtung integrierte Empfängereinrichtung sein, sie kann aber auch als zusätzliche Einrichtung mit der Vorrichtung verbunden werden, um die Empfangsfunktionalität zu verwirklichen, beispielsweise in Form eines Plug-In-Devices. Dies erweist sich beispielsweise als sinnvoll, wenn die Empfängereinrichtung an eine spezifische Sendeeinheit angepasst wurde, insbesondere hinsichtlich des verwendeten Wellenlängenbereiches.

Insbesondere kann diese Empfängereinrichtung einen Filter aufweisen, um mittels Lichtfeldkommunikation emittierte Daten in einem vorgegebenen Wellenlängenbereich zu separieren. Ziel ist es dabei, nur das Licht in einem durch den Filter vorbestimmten Wellenlängenbereich, Polarisation, Phase und/oder Amplitude zu demodulieren, um die übermittelten Daten zu gewinnen. Das Licht, bei dem der Wellenlängenbereich und/oder die zu modulierende(n) Eigenschaft(en) von den vorbestimmten Eigenschaften abweichen, bleibt für die Demodulation unberücksichtigt. Dies kann sich als vorteilhaft erweisen, wenn durch einzelne Wellenlängenbereiche einzelne Kommunikationskanäle eröffnet werden, die auch separat genutzt werden sollen, beispielsweise wenn für jeden Benutzer im Umfeld einer Beleuchtungs- und/oder Anzeigeeinrichtung im und/oder am Fahrzeug ein eigener Kommunikationskanal bereitgestellt wird. Auch kann so Licht, das bei der bestimmungsgemäßen Funktion der Vorrichtung emittiert wird, unberücksichtigt bleiben.

Der Filter kann softwarebasiert umgesetzt werden, um einen vordefinierten Datenstrom im empfangenen Licht zu erkennen und auszuwerten. Es wird also gezielt anhand der vorgegebenen Eigenschaften nach aufmodulierten Informationen im auftreffenden Licht gesucht. Der Filter kann auch als Hardware-Komponente verwirklicht sein, insbesondere als separate Komponente, die nach Bedarf an die Vorrichtung angebaut und abgebaut werden kann. Ist der Filter als Hardware-Komponente mit schaltbaren LC-Schichten oder dergleichen ausgebildet, kann der Filter auch entsprechend der Kommunikationsaufgabe angepasst werden. Dies ist eine Ausgestaltung, die insbesondere, aber nicht ausschließlich für fest verbaute Filter geeignet ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann dahingehend weitergebildet sein, dass bei Vorhandensein von mindestens zwei Lichtquellen, die Licht in verschiedenen Wellenlängenbereichen emittieren, für jeden Wellenlängenbereich ein Kommunikationskanal verwirklicht wird, der einer Nutzergruppe zugeordnet ist. Auch hierin kann eine eigene Kommunikationsaufgabe liegen.

Wie bereits mit Bezug zu der Vorrichtung erläutert, kann jeweils mindestens eine Lichtquelle Licht eines Wellenlängenbereiches emittieren und je Wellenlängenbereich ein Kommunikationskanal eröffnet werden. Gemäß dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird ein jeder der Wellenlängenbereiche einer Nutzergruppe zugeordnet. Eine beispielhafte Anwendung ist eine Bereitstellung in und/oder an einem Mietfahrzeug, bei dem ein erster Wellenlängenbereich als Kommunikationskanal für den Betreiber bereitgestellt wird und ein zweiter Wellenlängenbereich als Kommunikationskanal für die Fahrzeugmieter. In Abhängigkeit vom genutzten Kommunikationskanal können zudem Rechte für die Verbindung mit dem Fahrzeug verliehen werden, beispielsweise um Daten auszulesen und/oder Funktionen des Fahrzeugs zu steuern, aber auch Abomodelle oder Bezahlfunktionen sowie eine Limitierung einer zur Verfügung gestellten Datenrate könnten auf diesem Wege verwirklicht werden. Ein anderes Anwendungsbeispiel für diese Ausgestaltung ist die Verwendung in einem Zug oder Flugzeug, bei dem ein erster Kommunikationskanal in einem ersten Wellenlängenbereich für das Bordpersonal bereitgestellt wird und ein zweiter Kommunikationskanal in einem zweiten Wellenlängenbereich für die Insassen beziehungsweise Fahrgäste. Selbstverständlich kann auch jeweils mehr als ein Kommunikationskanal bereitgestellt werden, so könnten zum Beispiel ein zweiter und ein dritter Kommunikationskanal in einem zweiten und einem dritten Wellenlängenbereich den Kunden der ersten und zweiten Klasse zugeordnet werden.

Eine andere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass bei Vorhandensein von mindestens zwei Lichtquellen, die Licht in verschiedenen Wellenlängenbereichen emittieren und somit mindestens zwei Kommunikationskanäle bilden, das Licht von mindestens zwei der verfügbaren Lichtquellen derart moduliert wird, dass diese eine gemeinsame Datenmenge bereitstellen.

Die unterschiedlichen Kommunikationskanäle werden in diesem Fall nicht zu verschiedenen Zwecken genutzt, sondern gemeinsam zur Übertragung einer gemeinsamen Datenmenge, insbesondere gleichzeitig (Kommunikationsaufgabe). Es werden also mindestens zwei Kommunikationskanäle zur Übermittlung von Daten genutzt, die derselben Datenquelle oder demselben Datenstrom entstammen. Dieses Verfahren entspricht dem sogenannten „Multiplexing“ zur Bandbreitenerhöhung bei der Datenübertragung mittels des hier offenbarten Verfahrens. Die ohnehin schon hohe Bandbreite und damit Übertragungsgeschwindigkeit der Lichtfeldkommunikation kann auf diese Weise weiter vergrößert werden.

In einer weiteren Ausgestaltung des Verfahrens wird die Lichtfeldkommunikation bereitgestellt, ohne die bestimmungsgemäße Funktion der Beleuchtungseinrichtung und/oder der Anzeigeeinrichtung auszuführen. Dies deckt Anwendungsfälle ab, bei denen die Anzeigeeinrichtung und/oder Beleuchtungseinrichtung als solche nicht benutzt beziehungsweise nicht gebraucht wird. In diesen Fällen wird die jeweilige Einrichtung nicht komplett ausgeschaltet, sondern deren bestimmungsgemäße Funktion nicht verwirklicht.

Eine Anzeigeeinrichtung ist dabei also nicht ausgeschaltet, es wird jedoch kein anzuzeigender Inhalt bereitgestellt. Sie wirkt also, als ob sie ausgeschaltet wäre. Bei einer Beleuchtungseinrichtung gilt vergleichbar, dass sie zwar nicht ausgeschaltet ist, jedoch kein Licht zur Beleuchtung einer Umgebung bereitstellt. In diesem Zustand, der am ehesten mit einem Standby-Betrieb vergleichbar ist, können die Lichtquellen gemäß des erfindungsgemäßen Verfahrens geschaltet werden, um die Lichtfeldkommunikation über die Anzeigeeinrichtung und/oder die Beleuchtungseinrichtung zu verwirklichen. Da die Schaltungen der Lichtquellen zu schnell für das menschliche Auge erfolgen, bemerkt ein Betrachter nicht, dass Daten übertragen werden.

Um keinen Kommunikationskanal bereitzustellen, wo er nicht benötigt wird, kann die Bereitstellung der Lichtfeldkommunikation abhängig von einer Sitzplatzbelegung in unmittelbarer Umgebung der emittierenden Beleuchtungseinrichtung und/oder Anzeigeeinrichtung sein. Es soll also nur dort die Lichtfeldkommunikation eröffnet werden, wo auch ein (potenzieller) Benutzer anwesend ist. Dies trägt zudem der Energieschonung bei. In Fahrzeugen aller Art erfolgt die Fortbewegung in der Regel im Sitzen, daher kann anhand einer Sitzplatzbelegung auf die Anwesenheit eines potenziellen Benutzers geschlossen werden. Die Erkennung einer Sitzplatzbelegung kann mittels Belegungssensoren und/oder einer Innenraumüberwachung des Fahrzeugs erfolgen, wie sie an sich aus dem Stand der Technik bekannt ist.

Ist ein Sitzplatz in unmittelbarer Umgebung einer Beleuchtungseinrichtung und/oder Anzeigeeinrichtung, die die beschriebene Lichtfeldkommunikation bereitstellt, belegt, wird diese auch tatsächlich initiiert, andernfalls erfolgt keine Bereitstellung. Die unmittelbare Umgebung eines Sitzplatzes zu einer Beleuchtungseinrichtung und/oder Anzeigeeinrichtung bedingt einen ununterbrochenen Sichtkontakt zwischen einem mobilen Endgerät des Benutzers und der bereitstellenden Beleuchtungseinrichtung und/oder Anzeigeeinrichtung des Fahrzeugs. Diese können also ohne Weiteres einem oder mehreren Sitzplätzen zugewiesen werden, um die Notwendigkeit einer Bereitstellung der Lichtfeldkommunikation zu bewerten.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Vorrichtung wird die eingangs gestellte Aufgabe der Erfindung gelöst und eine schnelle und sichere Kommunikationsmöglichkeit geschaffen. Wie bereits ausgeführt, müssen keine separaten Geräte dafür bereitgestellt werden, sondern bestehende Anzeige- und/oder Beleuchtungseinrichtungen eines Fahrzeuges können genutzt werden. Die Kommunikation erfolgt lokal stark begrenzt und ist durch den erforderlichen direkten Sichtkontakt sicher gegen das Eindringen Dritter.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar. Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine Innenansicht eines Fahrzeugs und die dort bereitgestellte Kommunikation per Lichtfeldkommunikation,

Figur 2 eine alternative Bereitstellung der Lichtfeldkommunikation und

Figur 3 ein dritte beispielhafte Anwendung der Lichtfeldkommunikation gemäß erfindungsgemäßem Verfahren und Vorrichtung.

Figur 1 zeigt die Innenansicht eines Fahrzeugs 30 mit Blick auf das Armaturenbrett. Das Fahrzeug 30 bewegt sich im autonomen Modus, daher ist das Lenkrad in einer Ruheposition versenkt. Ein Benutzer 20 sitzt mit einem mobilen Endgerät 22 in Form eines Tablets auf dem Beifahrersitz und möchte einen Film sehen. Auf dem Infotainment Center Display 12 als Anzeigeeinrichtung werden Fahrt- und Routeninformationen angezeigt. Um dem Benutzer 20 nun das Anschauen eines Films (oder beliebiger anderer Inhalte) zu ermöglichen, wird dieser mittels Lichtfeldkommunikation auf das mobile Endgerät 22 übertragen.

Dazu ist die Anzeigeeinrichtung 12 im Sinne der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 mit mindestens einer einzeln ansteuerbaren, insbesondere einer Vielzahl einzeln ansteuerbarer Lichtquellen 16 ausgebildet, die mit einer Steuereinrichtung Zusammenwirken (nicht gezeigt), die das Licht der Lichtquellen 16 so moduliert, dass das modulierte Licht die Daten überträgt, die den Film bilden. Die Übertragung erfolgt also per Lichtkommunikation. Dabei wird durch das modulierte Licht ein Datenkanal 24 eröffnet beziehungsweise gebildet.

Da die Vorrichtung 10 zudem mit einer Empfängereinrichtung 18 ausgebildet ist und zudem das mobile Endgerät mit einer Einrichtung zur Verwirklichung der Lichtfeldkommunikation (nicht gezeigt) ausgebildet ist, kann der Kommunikationskanal 24 bidirektional genutzt werden, also auch Daten und/oder Steuerungssignale vom mobilen Endgerät 22 an die Vorrichtung 10 übertragen.

Optional kann die Vorrichtung 10 dieser Ausgestaltung so genutzt werden, dass eine Anzahl von Lichtquellen 16 in der Anzeigeeinrichtung 12, die Licht im roten Wellenlängenbereich bereitstellen, für den Beifahrer 20 genutzt werden kann und einen ersten Kommunikationskanal 24 bilden, eine Anzahl von Lichtquellen 16, die Licht im grünen Wellenlängenbereich bereitstellen, als zweiter Kommunikationskanal 26 für weitere Mitfahrer und eine Anzahl von Lichtquellen 16, die Licht im blauen Wellenlängenbereich bereitstellen, als dritten Kommunikationskanal für den Fahrer genutzt werden. Sind keine weiteren Insassen im Fahrzeug 30 und/oder soll eine größere Datenmenge übertragen werden, können die drei beispielhaft genannten Kommunikationskanäle auch gemeinsam diese Datenmenge übertragen.

Wird die Anzeigeeinrichtung 12 nicht genutzt, um Informationen oder anderes anzuzeigen, kann sie dennoch für die Lichtfeldkommunikation genutzt werden. Zwar werden keine Inhalte angezeigt, dennoch können die Lichtquellen 16 angesteuert werden, um Daten zu übermitteln. Durch das schnelle Schalten der Lichtquellen 16 ist dies jedoch nicht wahrnehmbar.

Figur 2 zeigt eine alternative Ausgestaltung für das erfindungsgemäße Verfahren und/oder die erfindungsgemäße Vorrichtung 10 in einem Fahrzeug 30. Dabei wird die Lichtfeldkommunikation mittels des Leselichtes 14 und der darin verbauten Lichtquellen 16 verwirklicht. Das Licht des Leselichtes 14 wird als Kommunikationskanal 24 genutzt. Dieses Leselicht 14 kann zudem optional mit einer Empfängereinrichtung 18 ausgebildet sein, um eine bidirektionale Kommunikation zu ermöglichen.

Die Funktionsweise entspricht sinngemäß der von Figur 1. Ein Benutzer mit einem mobilen Endgerät (hier nicht gezeigt) kann also Daten empfangen, die mittels der Vorrichtung 10 übertragen werden. Vorzugsweise wird dieser Kommunikationskanal 24 nur dann initiiert, wenn ein Benutzer auf dem Sitz Platz nimmt. Dies kann durch eine Innenraumüberwachung und/oder eine Sensorik zur Erkennung einer Sitzplatzbelegung erkannt und dann an die Steuereinrichtung übertragen werden, die die Lichtquellen 16 ansteuert. Bleibt der Sitz leer, wird die Vorrichtung 10 nicht zur Kommunikation genutzt.

Figur 3 zeigt ausschnittsweise ein Fahrzeug 30 in Form eines Zuges. Dort sind zwei Fahrgäste 20.1 und 20.2 sowie eine Person 20.3 des Bordpersonals zu erkennen. Alle haben ein mobiles Endgerät 22.1 , 22.2 und 22.3 bei sich. Das mobile Endgerät 22.3 des Bordpersonals 20.3 dient unter anderem der Fahrkartenkontrolle und dem Abruf von Reiseinformationen. Über den Sitzplätzen sind Vorrichtungen 10 vorgesehen, die primär der Beleuchtung 14 dienen. Sie werden zur Bereitstellung von Kommunikationskanälen 24.1 , 24.2 für Fahrgäste 20.1, 20.2 und eines Kommunikationskanals 26 für das Bordpersonal 20.3 genutzt. Für die Fahrgäste sollen vor allem lokale Inhalte, wie Filme oder Hörbücher bereitgestellt werden. Da die Vorrichtungen 10 zudem mit Empfängereinrichtungen 18 ausgebildet sind, kann die so bereitgestellte Lichtfeldkommunikation auch zur Nutzung des (mobilen) Internets genutzt werden. Für alle Fahrgäste, die keine mobilen Endgeräte besitzen, die für die Lichtfeldkommunikation ausgerüstet sind, steht das bordeigene WLAN zur Verfügung.

Bezugszeichenliste Vorrichtung Anzeigeeinrichtung Beleuchtungseinrichtung Lichtquelle Empfängereinrichtung Benutzer mobiles Endgerät erster Kommunikationskanal zweiter Kommunikationskanal Fahrzeug