-
Die Erfindung betrifft Scheinwerfer
für ein Fahrzeug,
welche sowohl sichtbares Licht als auch nichtsichtbare, infrarote
Strahlung aussenden, Scheinwerfersysteme mit solchen Scheinwerfern
sowie eine Anordnung zur Verbesserung der Sicht mit derartigen Scheinwerfern
bzw. Scheinwerfersystemen.
-
Aus der deutschen Patentanmeldung
DE 100 47 207 A1 und
der
DE 100 27 018
A1 sind Scheinwerfer für
Fahrzeuge nach dem Projektionsprinzip bekannt, die mittels einer
Lichtquelle, die sowohl sichtbares Licht als auch nichtsichtbare,
infrarote Strahlung aussendet, und optischer Elemente zur Strahlformung,
also zur Gestaltung der Lichtverteilung, beispielsweise in Form
von Reflektoren, Blenden, Filtern oder Sammellinsen die Umgebung
eines Fahrzeuges beleuchten können.
Die verwendeten Lichtquellen stellen Halogenlampen bzw. Gasentladungslampen
dar, die sowohl im sichtbaren wie im nichtsichtbaren Frequenzbereich
Strahlung aussenden.
-
Aus der deutschen Patentanmeldung
DE 43 35 244 A1 und
der
DE 100 55 462
A1 sind Scheinwerfer bekannt, die unter Verwendung von
Laserdioden entweder als Infrarotscheinwerfer oder als Scheinwerfer
für sichtbares
Licht ausgebildet sind. Dabei zeigt
DE 43 35 244 A1 eine Ausbildung des Scheinwerfers
für infrarote
Strahlung, der sich als sehr augensicher herausstellt.
-
Weiterhin ist bekannt, dass in ein
Fahrzeug ein Kommunikationsnetzwerk mit optischem Bus mit ringförmiger Topologie
zur Übertragung
von Steuer- und Kommunikationsdaten, insbesondere von Video- und
Audiodaten, eingebracht werden kann. Beispiele für diese Art von automobilen,
optischen Bussen sind der D2B-Optical-Bus oder auch der MOST-Bus.
Diese beiden Busse haben eine große Verbreitung erfahren. Beide
Busse verwenden Lichtwellenleiter, die ringförmig die verschiedenen Teilnehmer
des Kommunikationsnetzwerkes im Auto miteinander verbinden.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,
einen Scheinwerfer anzugeben, der sowohl sichtbares als auch nichtsichtbare
Strahlung von beachtlicher Lichtstärke abgibt und einen einfachen
Aufbau zeigt. Weiterhin liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
Scheinwerfersystem und eine Anordnung zur Verbesserung der Sicht
in Fahrzeugen anzugeben, die entsprechende Eigenschaften aufweisen.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch
einen Scheinwerfer mit den Merkmalen des Anspruches 1, ein Scheinwerfersystem
mit den Merkmalen des Anspruches 10 und eine Anordnung zur Verbesserung der
Sicht in Fahrzeugen mit den Merkmalen des Anspruches 12.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen sind
Gegenstand der Unteransprüche.
-
Die Erfindung betrifft einen Scheinwerfer
für ein
Fahrzeug, bei dem im Inneren des Gehäuses die Lichtquelle für Sicht
bares Licht angeordnet ist und außerhalb des Gehäuses, insbesondere
von dem Gehäuse
abgesetzt und getrennt davon, eine zweite Lichtquelle für infrarote
Strahlung vorgesehen ist. Die durch die zweite Lichtquelle generierte
infrarote Strahlung wird über
einen mit der zweiten Lichtquelle verbundenen und optisch gekoppelten
Lichtwellenleiter in das Gehäuse
geleitet. Dort tritt das Licht aus dem Lichtwellenleiter im Be reich
der Lichtquelle für das
sichtbare Licht aus und wird entsprechend dem sichtbaren Licht mittels
eines optischen Elementes, das beispielsweise als Reflektor, Sammellinse, Streulinse
Diffusorscheibe, Klarglasscheibe oder eine Kombination daraus ausgebildet
sein kann, durch den Scheinwerfer abgegeben. Durch das abgegebene
Licht, das bei Betrieb beider Lichtquellen, eine Überlagerung
von sichtbarem Licht und Infrarotstrahlung darstellt, ist es möglich, die
Umgebung eines Fahrzeuges zielgerichtet zu beleuchten.
-
Mit dieser Beleuchtung durch den
erfindungsgemäßen Scheinwerfer
ist es möglich,
einerseits die Umgebung für
das menschliche Auge sichtbar zu machen und andererseits die Umgebung
für ein
sog. Infrarotnachtsichtgerät
besser erfassbar zu machen. Der hierzu verwendete Scheinwerfer mit
der abgesetzten bzw. außerhalb
des Gehäuses
angeordneten Lichtquelle ermöglicht
es, die zweite Lichtquelle besonders auszuwählen und so anzuordnen, dass sie
eine sehr gute Lichtabgabe, z.B. im Sinne der Lichtstärke, der
Frequenzstabilität
oder der Langzeitstabilität,
aufweist. Erfindungsgemäß wird dies
dadurch möglich,
dass die einschränkenden
räumlichen und
thermischen oder sonstigen Bedingungen im Inneren des Gehäuses durch
die erfindungsgemäße Anordnung
der zweiten Lichtquelle nicht greifen.
-
Darüber hinaus ist durch diese
erfindungsgemäße Anordnung
sichergestellt, dass eine Beeinträchtigung der Lichtabgabe des
Scheinwerfers durch ein im Gehäuse
und damit im Bereich der Lichtführung
des sichtbaren Lichts im Gehäuse
keine zweite Lichtquelle gegeben ist, die für Abschattungen und sonstige
optische Behinderungen sorgt. Durch die erfindungsgemäße Verwendung
von zwei Lichtquellen, eine für
das sichtbare Licht und eine für
die infrarote Strahlung, ist darüber
hinaus gewährleistet, dass
beide Lichtquellen für
ihre Funktion optimiert ausgewählt
sein können
und somit durch den Scheinwerfer ein sehr wirkungsvolles sichtbares
Licht aber auch eine sehr wirkungsvolle, nichtsichtbare IR-Strahlung
abgegeben werden.
-
Durch die Verwendung dieses erfindungsgemäßen Scheinwerfers
gelingt es, einen Scheinwerfer anzugeben, der die Verkehrs Sicherheit
erhöht.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung ist das Ende des Lichtwellenleiters im Bereich der Lichtquelle
so angeordnet, dass die austretende Infrarotstrahlung in Richtung
des Reflektors oder der Sammellinse, insbesondere im wesentlichen
parallel zur optischen Achse des Scheinwerfers, abgegeben wird.
Hierdurch ist ein sehr einfacher Aufbau des erfindungsgemäßen Scheinwerfers
gegeben. Dieser zeigt typischerweise eine ausgesprochen große Reichweite
des infraroten Lichtes, das von der zweiten Lichtquelle erzeugt, über den
Lichtwellenleiter in das Gehäuse
eingebracht und über
die optischen Elemente, die vorzugsweise als Reflektor bzw. als
Sammellinse ausgebildet sind, zielgerichtet zusammen mit dem sichtbaren
Licht ausgesandt wird. Auf zusätzliche
optische Elemente ausschließlich
für die
Lichtführung
der infraroten Strahlung kann weitgehend oder vollständig verzichtet
werden.
-
Bei den optischen Elementen kann
es sich selbstverständlich
auch um eine Kombination mehrerer einzelner optischer Teilelemente
handeln, die gemeinsam zusammenwirken und ein gemeinsames optisches
Element bilden. Beispielsweise kann ein solches optisches Element
durch einen Reflektor und einen diesem zugeordneten Diffusor oder
eine Sammellinse gebildet sein. Durch derartige optische Elemente
aus mehreren optischen Teilelementen lassen sich sehr ausgeprägte Lichtverteilungen
gestalten, die sich durch sehr differenzierte räumliche Lichtverteilungen mit
ausgeprägten
Hell-/Dunkelgrenzen auszeichnen. Darüber hinaus gibt es verschiedene Arten
von Scheinwerfern, die einen erfindungsgemäßen Aufbau zeigen können. Beispiele
für derartige Scheinwerfer
sind insbesondere die Frontscheinwerfer, die das Fahr- und Fernlicht
bzw. das Abblendlicht zur Verfügung
stellen, aber auch Nebelscheinwerfer, Kurvenleuchten, Blinker oder
auch Rückfahrscheinwerfer
bzw. Bremslichter oder Nebelschlussleuchten können derartige erfindungsgemäße Scheinwerfer darstellen.
All diese erfindungsgemäßen Scheinwerfern
ist gemeinsam, dass sie sowohl sichtbares Licht als auch infrarote,
nichtsichtbare Strahlung ausstrahlen können und die infrarote Strahlung
durch eine zweite Lichtquelle, die nicht im Inneren des Gehäuses angeordnet
ist, zur Verfügung
gestellt bekommen.
-
Es hat sich besonders bewährt, den
Lichtwellenleiter zumindest im Bereich der Lichtquelle, die typischerweise
als Halogen- oder als Xenon-Lichtquelle ausgebildet ist, in Form
eines Glasfaserlichtwellenleiters auszubilden. Hierdurch ist sichergestellt,
dass die hohen Temperaturen, die durch die Lichtquelle für sichtbares
Licht erzeugt werden, keinen wesentlichen schädlichen Einfluss auf den Lichtwellenleiter
und somit die optischen Übertragungseigenschaften
des Lichtwellenleiters haben. Dies ist umso bedeutsamer, je näher das
Lichtwellenleiterende bzw. der Lichtwellenleiter der ersten Lichtquelle kommt.
Wird das Ende des Lichtwellenleiters sehr nahe an die erste Lichtquelle
angeordnet, so gelingt es, die auf die erste Lichtquelle optimierte
Anordnung aus den optischen Elementen und der erste Lichtquelle
auszunutzen und zu einer entsprechenden optimierten Anordnung und
damit Einkopplung der infraroten Strahlung der zweiten Lichtquelle
in den Strahlkegel des Scheinwerfers zu erreichen. Dabei hat es
sich besonders bewährt,
nicht nur den Endbereich des Lichtwellenleiters als Glasfaser-Lichtwellenleiter
auszubilden, sondern den gesamten Lichtwellenleiter als Glasfaser
auszubilden. Hierdurch wird eine sehr robuste Ausbildung des Lichtwellenleiters
für den
erfindungsgemäßen Scheinwerfer
geschaffen, der es ermöglicht,
die zweite Lichtquelle fernab von dem Gehäuse, insbesondere im Bereich des
Motorraums, des Innenraumes oder des Kofferraumes eines Fahrzeuges,
anzuordnen. Durch die Verwendung einer Glasfaser als Lichtwellenleiter
ist ein sehr dämpfungsarmes
und thermisch sowie mechanisch stabiles optisches Übertragungssystem
gegeben.
-
Nach einer bevorzugten Ausbildung
des Lichtwellenleiters wird ein Lichtwellenleiter gewählt, der
einen Durchmesser von 1 μm
oder mehreren 100 μm,
insbesondere von etwa 1 mm zeigt. Diese großen Durchmesser sind insbesondere
im Endbereich des Lichtwellenleiters von großer Bedeutung. Mithin ist es
möglich,
dass der Lichtwellenleiter aus mehreren Teilstücken besteht, von denen zumindest
der Endbereich einen solch ausgeprägten Durchmesser aufweist.
-
Es haben sich neben den Glaserfaser-Lichtwellenleitern
auch sog. Polymer-Clad-Silica bzw. polymerbeschichtete Glasfaser-Lichtwellenleiter,
auch PCS-Lichtwellenleiter genannt, bewährt. Diese zeigen bei geringerem
Durchmesser und damit erhöhter Flexibilität und Beweglichkeit
gegenüber
einem dickeren Glasfaser-Lichtwellenleiter eine vergleichbare Dämpfung,
was sie besonders interessant für
den Einsatz in einer automobilen Umgebung macht. Wie auch die Glasfaser-Lichtwellenleiter
sind auch diese polymerbeschichteten Glasfaser-Lichtwellenleiter
als Multimode-Lichtwellenleiter ausgebildet.
-
Es hat sich besonders bewährt, im
Inneren des Gehäuses
einen Lichtwellenleitertyp, insbesondere einen Glasfaser-Lichtwellenleiter
von großem Durchmesser,
insbesondere im Bereich von über
500 μm und
außerhalb
des Gehäuses
einen anderen Lichtwellenleiter vorzusehen, der insbesondere eine größere Flexibilität, leichte
Verbaubarkeit usw. aufweist. Um die Lichtwellenleiter im Gehäuse mit
dem Lichtwellenleiter außerhalb
des Gehäuses
sicher zu verbinden, wird in dem Gehäuse ein Verbindungselement
vorgesehen, das eine optische, lösbare
Kopplung zwischen dem inneren und dem äußeren Lichtwellenleiter ermöglicht.
Diese lösbare
Verbindung ermöglicht
ein sehr einfaches Integrieren des Scheinwerfers in ein Fahrzeug
bzw. in eine Fahrzeugkarosserie.
-
Hierdurch wird es in besonderem Maße möglich, eine
sehr wirksame Einkopplung der infraroten Strahlung der zweiten Lichtquelle
in den Lichtwellenleiter zu erreichen, da die Stirnfläche von
ausreichender Größe relativ
zu der Lichtaustrittsfläche
der zweiten Lichtquelle ist. Darüber
hinaus zeigt ein Lichtwellenleiter dieser Abmessung eine besondere
mechanische und thermische Stabilität. Durch die gewählte Abmessung
gelingt es, die Dämpfungsverluste
ausreichend gering zu halten, wodurch die zweite Lichtquelle entsprechend
kleiner in der Dimensionierung und damit in den Abmessungen sowie
den notwendigen lichtenergetischen Ressourcen für den Betrieb gewählt werden
kann. Dies führt
zu einem günstigeren
Scheinwerfer.
-
Von besonderer Bedeutung haben sich
Laser-Lichtquellen für
Infrarotstrahlung als zweite Lichtquelle herausgestellt. Diese Laser-Lichtquelle
haben sich durch ihre starken Lichtsignale von definierter Frequenz
bzw. Wellenlänge
besonders bewährt.
Der Nachteil, dass sie zur guten Funktionsfähigkeit thermisch kontrolliert
werden müssen,
und die dafür
notwendigen Vorkehrungen einen nicht unbeachtlichen Raum, Energie
und Kosten benötigen,
ist durch die erfindungsgemäße Anordnung
der zweiten Lichtquelle außerhalb
des Gehäuses
des Scheinwerfers von untergeordneter Bedeutung. Damit ist sichergestellt, dass
die Nachteile der Verwendung von Laser-Lichtquellen, die eine möglichst
geringe Temperaturschwankung von typisch unter +/– 15 °C für ihr gutes und
wirkungsvolles Funktionieren benötigen,
sich nicht wesentlich auf die Ausbildung und Wirkungsweise des Scheinwerfers
für sichtbares
Licht und nichtsichtbares, infrarote Strahlung auswirken.
-
Dabei hat es sich besonders bewährt, einen Infrarotlaser
zu verwenden, der Licht einer Wellenlänge von etwa 808 nm, 850 nm
bzw. 875 nm aussendet. Von den aktiven optischen Komponenten, die infrarote
Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen
780 nm und 1.000 nm, also im nichtsichtbaren Lichtbereich, ausstrahlen,
zeigen diejenigen, die etwa in den besonders bevorzugten Wellenlängenbereichen
arbeiten, eine besonders vorteilhafte Effizienz, beispielsweise
im Rahmen der Empfindlichkeit oder der Lichtausbeute. Daher haben
sich diese optischen Komponenten im Zusammenhang mit der Erfindung
als besonders vorteilhaft erwiesen. Diese genannten Wellenlängen haben
sich insbesondere für die
Verwendung im Zusammenhang mit einem Infrarotnachtsichtgerät, also
einer Vorrichtung zur Verbesserung der Sicht in Fahrzeugen, als
besonders geeignet herausgestellt. Wird die zweite Lichtquelle im Motorraum
oder im Kofferraum angeordnet, so wird es durch entsprechende Kopplung
an Rahmenteile oder andere Bauteile des Kofferraums oder Motorraums
möglich,
dass auf eine aufwendige insbesondere aktive Kühlung bzw. Temperierung der
Infrarot-Halbleiterlichtquelle verzichtet werden kann. Beispielsweise
hat es sich bewährt,
die z.B. als Halbleiterlaser ausgebildete zweite Lichtquelle thermisch und
mechanisch mit der Begrenzungswand vom Kofferraumes zum Fahrzeuginnenraum
und entsprechend vom Motorraum zum Innenraum zu verbinden und dadurch
von der Temperierung des Fahrzeuginnenraumes, die durch eine Heiz-
oder Klimatisierungsvorrichtung im Fahrzeug geschaffen wird, zu profitieren.
-
Weiterhin hat es sich bewährt, die
zweite Lichtquelle im Bereich von thermisch geregelten Komponenten
anzuordnen, die eine Umgebungswärme
entsprechend dem bevorzugten Funktionsbereich der zweiten Lichtquelle
aufweisen. In diesem Fall wird von der geregelten Temperierung,
beispielsweise des Kühlwasserkreislaufes,
des Motors, Nutzen gezogen, und es gelingt dadurch, auf eigene Temperierung
der zweiten Lichtquelle zu verzichten. Dies führt dazu, dass eine sehr kostengünstige und funktionsfähige Ausbildung
des erfindungsgemäßen Scheinwerfer
geschaffen ist.
-
Als besonders vorteilhaft hat es
sich erwiesen, die zweite Lichtquelle, die insbesondere eine Laser-Lichtquelle
für infrarote
Strahlung darstellt, im Innenraum des Fahrzeuges, also in der Fahrgastzelle des
Fahrzeuges unterzubringen. Hierdurch gelingt es, auf eine aktive
Temperierung der zweiten Lichtquelle völlig zu verzichten, ohne dass
es zu einer merklichen oder wesentlichen Einschränkung der Funktionsfähigkeit
der zweiten Lichtquelle, und damit zu einer wesentlichen Veränderung
der Lichtabgabe des Scheinwerfers mit Infrarotstrahlung kommt. Dies wird
insbesondere dadurch ermöglicht,
dass der Fahrzeuginnenraum im Betrieb des Fahrzeuges eine für den Benutzer
angenehme Temperatur typisch im Bereich zwischen 15 °C und 35 °C aufweist,
was einer Temperatur entspricht, die einer typischen Betriebstemperatur
eines Infrarotstrahlungslasers entspricht. Auf eine zusätzliche,
aktive Temperiereinheit kann in diesem Fall völlig verzichtet werden. Durch eine
gute thermische Ankopplung der zweiten Lichtquelle an den Innenraum
des Fahrzeuges ist eine ausreichende Temperaturstabilität der zweiten
Lichtquelle, und damit der Emissionseigenschaften des Infrarotlasers,
als zweite Lichtquelle gegeben. Dies wirkt sich zudem vorteilhaft
auf die Langlebigkeit der zweiten Lichtquelle und damit auf den
Scheinwerfer aus.
-
Nach einer bevorzugten Ausbildung
der Erfindung wird die zweite Lichtquelle als gekapselte oder vergossene
Einheit realisiert. Hierdurch wird es in besonderem Maße möglich, die
zweite Lichtquelle in mechanisch und chemisch nicht so geschützten Umgebungen,
wie beispielsweise dem Motorraum eines Fahrzeuges oder im Bereich
der Außenhaut
des Fahrzeuges, unterzubringen. Die Anordnung der zweiten Lichtquelle,
beispielsweise im Motorraum, erweist sich aber von großem Vorteil,
da die zweite Lichtquelle von den Frontscheinwerfern nur wenig entfernt
ist und somit eine Übertragung
des durch die zweite Lichtquelle generierten Lichtes über den
Lichtwellenleiter zu dem Gehäuse
in den Bereich der ersten Lichtquelle ohne wesentliche Verluste
möglich
ist. Hierdurch kann die zweite Lichtquelle kleiner ausgebildet werden,
da sie geringere Verluste auf dem Weg zur Ausstrahlung der Infrarotstrahlung
durch den Scheinwerfer aufweist. Darüber hinaus erweist sich diese
vergossene oder gekapselte zweite Lichtquelle als besonders robust
und zeigt eine große
Lebensdauer, wodurch die Verfügbarkeit
des Scheinwerfers erhöht
wird, was sich wiederum in einer erhöhten Sicherheit niederschlägt.
-
Darüber hinaus betrifft die Erfindung
ein Scheinwerfersystem für
Fahrzeuge mit mehreren Scheinwerfern nach dem Projektionsprinzip
mit einem Gehäuse
und einer darin angeordneten Lichtquelle für sichtbares Licht und optischen
Elementen zur Festlegung der Lichtverteilung des sichtbaren Lichtes.
Den Scheinwerfern ist wenigstens eine zweite, weitere Lichtquelle
für infrarote
Strahlung, die insbesondere als Infrarot-Laserlichtquelle ausgebildet ist, zugeordnet.
Das durch die eine oder mehreren zweiten Lichtquellen generierte
infrarote Licht wird über
ein Netzwerk aus Lichtwellenleitern in das Innere der Gehäuse geleitet
und dort im Bereich der Lichtquellen für sichtbares Licht so abgegeben,
dass es mit dem sichtbaren Licht überlagert werden kann und gemeinsam
mit diesem zur Beleuchtung der Umgebung des Fahrzeuges verwendet
wird. Das erfindungsgemäße Scheinwerfersystem
zeichnet sich dadurch aus, dass wenige zweite Lichtquellen ausreichen,
mehrere Scheinwerfer zielgerichtet mit infrarotem Licht zu versorgen
und die Möglichkeit
zu schaffen, neben dem sichtbaren Licht auch unsichtbare, infrarote
Strahlung über
dieselben, gemeinsamen optischen Elemente zur Beleuchtung der Fahrzeugumgebung
zu verwenden. Dies führt
zu einer sehr einfachen, kostengünstigen
und infrarotstrahlungsoptimierten Anordnung von Scheinwerfern, die
sowohl sichtbares Licht als auch Infrarotstrahlung ausstrahlen.
-
Dabei ist das Netzwerk aus mehreren
Lichtwellenleitern aufgebaut, die abhängig von der Anzahl der im
Scheinwerfersystem vorhandenen Scheinwerfer mit Strahlteilern, sog.
Splittern, bzw. gegebenenfalls Strahlungsvereinigern versehen sind.
Durch die Verwendung von Strahlteilern gelingt es, die Länge der
verwendeten Lichtwellenleiter zu reduzieren und dadurch die Kosten
einerseits für
die Lichtwellenleiter als solches und andererseits für die erforderliche
Verlegung der Lichtwellenleiter zu reduzieren. Um dies in besonderem
Maße zu
er reichen, werden die zweiten Lichtquellen bevorzugt im Bereich
zwischen den Gehäusen
der Scheinwerfer eines Scheinwerfersystems angeordnet, so dass die
Länge der
verwendeten Lichtwellenleiter, und damit die Verluste an Lichtintensität, möglichst
gering gehalten werden kann.
-
Nach einer besonderen Ausbildung
des Scheinwerfersystems ist das Netzwerk in Form eines Ringes oder
Teilringes ausgebildet, von dem einzelne Stichleitungen zu den einzelnen
Scheinwerfern abzweigen. Hierdurch gelingt es, in besonders vorteilhafter
Weise den Aufwand für
die Integration der Lichtwellenleiter im Fahrzeug zu reduzieren
und dadurch die Einsetzbarkeit des Systems in einem Fahrzeug zu
verbessern oder überhaupt
erst zu ermöglichen.
Der für
die Ringleitung verwendete Lichtwellenleiter wird bevorzugt als
Lichtwellenleiter mit einem Durchmesser von über 1 mm ausgewählt, von dem
eine Auskopplung zu den einzelnen Scheinwerfern besonders einfach
mit geringer Dämpfung
ermöglicht
ist.
-
Darüber hinaus betrifft die Erfindung
eine Anordnung zur Verbesserung der Sicht in Fahrzeugen mit einem
Scheinwerfer oder einem Scheinwerfersystem, die neben einer Lichtquelle
für sichtbares Licht
eine von dem Gehäuse
des Scheinwerfers abgesetzte, außerhalb des Gehäuses angeordnete zweite
Lichtquelle für
die Generierung der Infrarotstrahlung mit einem dieser zugeordneten
Lichtwellenleiter zur Übertragung
der IR-Strahlung
von der zweiten Lichtquelle in den Bereich der Lichtquelle für sichtbares
Licht aufweist. Dieser Scheinwerfer bzw. das Scheinwerfersystem
sendet sowohl sichtbares Licht als auch unsichtbare, infrarote Strahlung
zur Beleuchtung der Umgebung des Fahrzeuges aus. Diese beleuchtete
Umgebung wird mit einer Kamera erfasst und die erfassten Bilddaten
ohne weitere Bearbeitung oder nach einer Aufbereitung durch eine Bildverarbeitungseinheit
mittels einer Bildwiedergabeeinheit dem Benutzer des Fahrzeuges
zur Verfügung
gestellt. Die beschriebene Anordnung zur Verbesserung der Sicht,
bspw. auch Infrarot-Nachtsichtgerät genannt, erweist sich als
sehr wirkungsvolle und einfache Anordnung zur Verbesserung der Sicht.
-
Der beschriebenen Erfindung in den
verschiedenen Ausprägungen
ist gemeinsam, dass sie sich als sehr augensicher erweist. Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung,
bei der das sichtbare Licht und die unsichtbare, infrarote Strahlung,
welche eine unbemerkte Augenschädigung
herbeiführen kann,
mithilfe der gemeinsamen optischen Elemente gemeinsam von dem Scheinwerfer
ausgestrahlt werden, wird auf einfache und wirksame Weise gewährleistet,
dass ein durch das sichtbare Licht geblendeter Verkehrsteilnehmer
sich durch die Blendung des sichtbaren Lichtes abwendet, die Augen
schließt oder
anderweitig eine Blendung durch das sichtbare Licht verhindert,
was gleichzeitig dazu führt,
dass die Exposition der Augen durch die nichtsichtbare, infrarote
Strahlung begrenzt ist. Diese Begrenzung ermöglicht es, die Gefahr einer
Schädigung
der Augen durch ein zu starkes Aussetzen mit starker infraroter Strahlung
erheblich abgesenkt ist. Durch diese Absenkung ist mit keiner beachtlichen
Schädigung
zu rechnen, auch wenn sehr leistungsstarke zweite Lichtquellen,
insbesondere Infrarot-Laserlichtquellen,
verwendet werden.
-
Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung eines
Scheinwerfers, eines Scheinwerfersystems oder einer Anordnung zur
Verbesserung der Sicht, ist eine sehr hohe Augensicherheit bei einfachem
Aufbau eines Scheinwerfers, eines Scheinwerfersystems oder einer
Vorrichtung zur Verbesserung der Sicht erreicht worden. Auf großflächige optische
Elemente, wie große
Frontlinsen für
die Scheinwerfer, die sich negativ auf ein Design eines Fahrzeuges auswirken,
kann erfindungsgemäß verzichtet
werden.
-
Im folgenden wird die Erfindung anhand
einer beispielhaften Ausführung,
welche in den Figuren dargestellt ist, beschrieben.
-
Dabei zeigen:
-
1 ein
Fahrzeug mit einer beispielhaften Ausbildung eines erfindungsgemäßen Scheinwerfers und
-
2 den
Aufbau des Gehäuses
eines beispielhaften erfindungsgemäßen Scheinwerfers im Längsschnitt.
-
In 1 ist
ein Fahrzeug 1 dargestellt, das einen Frontscheinwerfer 2 zeigt,
der nachfolgend anhand der 2 näher erläutert wird.
Im Innenraum 1a des Fahrzeuges 1, welches dazu
verwendet wird, den Fahrer und Beifahrer des Fahrzeuges aufzunehmen,
ist eine Lichtquelle 3 für infrarote, nichtsichtbare Strahlung
angeordnet. Diese Infrarot-Laserlichtquelle 3 benötigt keine
aktive Temperierung, die typischerweise für derartige Module in Form
von Peltier-Elementen und entsprechenden Ansteuerungen und Regelkreisen
ausgebildet sind, und somit mit erheblichen Kosten verbunden sind.
Diese Lichtquelle 3 ist ausschließlich mit dem Fahrzeuginnenraum 1a thermisch
und mechanisch gekoppelt, so dass sie die Temperatur des Fahrzeuginnenraumes 1a annimmt. Da
der Fahrzeuginnenraum 1a im Fahrzeugbetrieb eine Temperatur
von typisch 20 °C
+/– 5 °C aufweist, ist
sichergestellt, dass diese Lichtquelle 3 für infrarote Strahlung
in ihrem optimalen oder in einem sehr gut geeigneten Betriebsbereich
arbeitet und somit ein sehr stabiles und leistungsstarkes Signal
mittels infraroter Strahlung abgibt.
-
Die von der Infrarot-Lichtquelle 3 generierte Strahlung
wird über
ein mit der Lichtquelle 3 verbundenes Netzwerk 4,
von dem hier in 1 nur
ein Lichtwellenleiter 4 dargestellt ist, dem Gehäuse 5 des erfindungsgemäßen Scheinwerfers 2 zugeführt. Der Lichtwellenleiter 4 ist
in den Innenraum des Gehäuses 5 geführt, wobei
sein Ende nahe der Lichtquelle 6 für sichtbares Licht angeordnet
ist. Der verwendete Lichtwellenleiter 4 stellt einen etwa
1 mm im Durchmesser starken Glas faser-Lichtwellenleiter 4 dar,
der sich einerseits durch besondere mechanische Stabilität und chemische
Robustheit auszeichnet. Darüber hinaus
erweist er sich aber auch als thermisch sehr stabil. Dies führt dazu,
dass er auch in ungünstigen Positionen
des Fahrzeuges, beispielsweise im Motorraum oder durch den Motorraum,
verlegt werden kann. Die besondere Temperaturstabilität ermöglicht es
auch, den Lichtwellenleiter 4 sehr nahe der Halogen-Lichtquelle 6 zu
bringen. Im Bereich der Halogen-Lichtquelle 6 werden sehr
hohe Temperatur erreicht, die gerade durch den Glasfaser-Lichtwellenleiter 4 gut
verkraftet werden können.
Ein vorzeitiges Altern oder eine Beschädigung des Lichtwellenleiters 4 durch
die Temperatur im Inneren des Gehäuses 5 im Bereich der ersten
Lichtquelle 6 ist somit nicht zu befürchten. Mithin erweist sich
diese Anordnung als besonders langzeitstabil.
-
Die infrarote Strahlung der Infrarot-Laserlichtquelle 3 tritt
am Ende des Glasfaser-Lichtwellenleiter 4 im Bereich der Halogen-Lichtquelle 6 aus.
Dabei strahlt die infrarote, nichtsichtbare Strahlung, wie in 2 dargestellt, entsprechend
dem durch die Halogen-Lichtquelle 6 ausgestrahlten sichtbaren
Licht nach oben und überlagert
sich mit dem sichtbaren Licht. Durch die enge Nachbarschaft des
Endes des Lichtwellenleiters 4 und der Halogen-Lichtquelle 6 gelingt
es, die auf die Position der Halogen-Lichtquelle 6 optimierten
optischen Elemente des Scheinwerfers 2 besonders wirksam
und effektiv zu nutzen. Von besonderer Bedeutung ist hierbei der
Reflektor 5a, der in seiner Gestalt der Position der Lichtquelle 6 für sichtbares
Licht optimal angepasst ist.
-
Wie aus 2 ersichtlich ist, überlagern sich die sichtbare
Strahlung mit der Infrarotstrahlung. Dies stellt in besonders einfacher
und wirkungsvoller Weise sicher, dass ein Schädigen der Augen eines durch
den erfindungsgemäßen Scheinwerfer 2 geblendeten
Passanten weitgehend ausgeschlossen ist. Dies wird dadurch erreicht,
dass der Passant durch das sichtbare Licht für ihn erkennbar geblendet wird
und er durch Abwenden des Kopfes, durch Vorhalten der Hand vor die
Augen, durch Schließen
der Lider und ähnliche
Maßnahmen,
ein Blenden durch die sichtbare Lichtstrahlung verhindert und damit gleichzeitig
automatisch ein Schädigen
der Augen, insbesondere der Sehnerven, durch die nichtsichtbare
infrarote Strahlung verhindert wird.
-
Durch die gemeinsame Verwendung der
optischen Elemente ist ein sehr einfacher und kostengünstiger
Aufbau des erfindungsgemäßen Scheinwerfers 2 gegeben.
Darüber
hinaus wird durch die abgesetzte Realisierung der zweiten Lichtquelle 3 für Infrarotstrahlung
im Fahrzeuginnenraum 1a eine Beschränkung der Ausbildung der zweiten
Lichtquelle 3 durch beschränkende Einflüsse einer
Integration in das Gehäuse 5 des
Scheinwerfers 2 verhindert (z.B. zur Verhinderung von Abschattungen),
so dass eine besonders wirksame zweite Lichtquelle 3 realisiert werden
kann.