DE19539422A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Feststellung der Lichtdurchlässigkeit von lichtdurchlässigen Scheiben - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Feststel­ lung der Lichtdurchlässigkeit von lichtdurchlässigen Scheiben, insbesondere der Scheiben von Scheinwerfern an Kraftfahrzeugen, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchfüh­ rung des Verfahrens.

Durch Staub, Schmutz, Salz und dergleichen nimmt die Licht­ durchlässigkeit der Scheiben - es können sowohl besondere Streuscheiben als auch normale Abdeckscheiben sein - der Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen ab. Der Benutzer eines Kraftfahrzeuges ist also, um eine der Verkehrssicherheit entsprechende Lichtstärke seiner Scheinwerfer sicherzu­ stellen, genötigt, die Scheiben der Scheinwerfer zu rei­ nigen. Dem Benutzer eines Kraftfahrzeuges fällt damit die Aufgabe zu, den Verschmutzungsgrad der Scheinwerfer sei­ nes Kraftfahrzeuges zu überprüfen und aufgrund seiner Er­ fahrung abzuschätzen, ob eine Reinigung der Scheiben der Scheinwerfer seines Kraftfahrzeuges erforderlich ist und gegebenenfalls auch durchzuführen. Um dem Benutzer eines Kraftfahrzeuges den Reinigungsvorgang der Scheiben der Scheinwerfer zu ersparen, ist es bekannt, den Scheinwer­ fern von Kraftfahrzeugen Spritzdüsen zuzuordnen, über die ein Wasserstrahl, der einen besonderen Reinigungszusatz enthalten kann, mit hohen Druck gegen die Scheiben der Scheinwerfer gespritzt wird durch den die Scheiben gerei­ nigt werden. Dabei sind diese Spritzdüsen meist mit den Spritzdüsen der Reinigungsanlage für die Windschutz- bzw. Frontscheibe des Kraftfahrzeuges gekoppelt. Dies bedeutet, daß die Scheinwerferscheiben immer nur gemeinsam mit der Windschutz- bzw. Frontscheibe gereinigt werden. Die unter­ schiedliche Anordnung der Scheinwerfer und der Windschutz­ bzw. Frontscheibe bringt es jedoch mit sich, daß dieselben normalerweise niemals gleichmäßig verschmutzen, weil der Grad der durch die Verschmutzung hervorgerufenen Störung der Sicht des Kraftfahrers unterschiedlich zur Verschmut­ zung der Scheibe des Scheinwerfers sein kann. Hier wird also einerseits unnötiges Wasser und damit zusätzliches Reinigungsmittel verbraucht, welches in einem Kraftfahr­ zeug aufgrund des zur Verfügung stehenden Einbauraumes nur in einer begrenzten Menge vorhanden ist. Eine Trennung der beiden Reinigungsanlagen dürfte den Wasser- und Reinigungs­ mittelverbrauch kaum merkbar reduzieren. In beiden Fällen müßte sich jedoch der Benutzer eines Kraftfahrzeuges in gewissen Zeitabständen, die von der Witterung und dem Straßenzustand abhängig sind, die Mühe machen, den Ver­ schmutzungsgrad und damit die Lichtdurchlässigkeit der Scheiben der Scheinwerfer seines Kraftfahrzeuges zu über­ prüfen und in Abhängigkeit vom Ergebnis die Reinigung durchzuführen bzw. die Reinigungsanlage anzuschalten. Eine durch die Alterung der Scheiben von Scheinwerfern hervorgerufene Verringerung der Lichtdurchlässigkeit kann jedoch vom Benutzer eines Kraftfahrzeuges grundsätzlich nicht erkannt werden und läßt sich auch durch eine Rei­ nigungsanlage nicht beseitigen.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Ver­ fahren aufzuzeigen, mit dem die Lichtdurchlässigkeit von lichtdurchlässigen Scheiben, insbesondere der Scheiben der Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen, ohne allzu großen Auf­ wand festgestellt werden kann und mit dem in Abhängigkeit von der festgestellten Lichtdurchlässigkeit bzw. Verschmut­ zung der Scheiben ein Signal für einen Reinigungsvorgang abgegeben werden kann. Zusätzlich soll durch das Verfahren der Aufwand an Reinigungsmittel reduziert, die Reinigungs­ zeit verringert und die aktive Verkehrssicherheit erhöht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgeschlagen, daß mittels eines Strahlungssen­ ders die Innenfläche der Scheibe mit einer Strahlung in einem Wellenlängenbereich von etwa 700 bis 2000 nm beauf­ schlagt wird, daß ein Teil der Strahlung von der Scheibe reflektiert, einem Strahlungsempfänger zugeführt und in demselben die Größe der reflektierten Strahlung gemessen wird und daß in Abhängigkeit von der Größe der gemessenen Strahlung ein elektrisches bzw. elektronisches Signal ab­ gegeben wird.

Durch ein solches Verfahren ist es möglich, unabhängig von der Form und der Geometrie der Scheibe eines Schein­ werfers deren Lichtdurchlässigkeit und damit deren Ver­ schmutzungsgrad zu messen und einen Reinigungsvorgang einzuleiten. Sollte die Reduzierung der Lichtdurchlässig­ keit auf eine Alterung des Scheibenwerkstoffes zurückzu­ führen sein, kann das Signal zum Anlaß genommen werden, die Scheibe bzw. den kompletten Scheinwerfer auswechseln.

Weitere Merkmale des Verfahrens gemäß der Erfindung sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis 18 offenbart.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 die Ausgestaltung eines Scheinwerfers zur Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 2 die Ausgestaltung eines optischen Elementes für das erfindungsgemäße Verfahren.

In der Fig. 1 der Zeichnung ist von einem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges nur der Reflektor 1 mit der Scheibe 2 gezeigt, die in vorteilhafter und an sich bekannter Wei­ se dichtend miteinander verbunden sind. Die Scheibe 2 kann dabei aus Glas oder Kunststoff gefertigt und als Streu­ scheibe oder einfache Abdeckscheibe ausgebildet sein. Im rückwärtigen Bereich des Reflektors 1 ist eine Fassung 3 eingesetzt, die zur Aufnahme einer Scheinwerferlampe 4, beispielsweise einer Xenon- oder Halogenlampe, dient. Die Scheinwerferlampe 4 gibt im eingeschalteten Zustand ihr Licht entsprechend den eingezeichneten Strahlen 5 ab.

Entsprechend der gewählten zeichnerischen Darstellung weist der Reflektor 1 unterhalb und oberhalb der Fassung 3 eine Öffnung 6, 7 auf, in die jeweils ein optisches Ele­ ment 8 eingesetzt ist. Die optischen Elemente 8 sind je­ weils aus blankgepreßtem, hochwertigem optischem Glas gefertigt und weisen im dargestellten Ausführungsbeispiel eine linsenförmige Gestaltung auf. Je nach den angestreb­ ten Strahlungswinkeln können die optischen Elemente 8 einzelne oder mehrere schräg und/oder rotationssymmetrisch verlaufende, meist kurvenförmig geformte, optische Flächen besitzen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die optisch wirksame Kurve bzw. Fläche, von einer glatten bzw. ebenen Rückseite 9 ausgehend, nach außen gerichtet. An die Rückseite 3 der optischen Elemente 8 schließt sich eine Platte 10 an, die in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls aus blankgepreßtem, hochwertigem optischem Glas besteht und einstückig mit dem optischen Element 8 gefertigt ist. Die Platte 1 weist in vorteilhafter Weise eine Außenkontur auf, die ein Einsetzen derselben in den Reflektor 1 des Scheinwerfers ermöglicht.

Die optisch wirksamen Kurven bzw. Flächen der beiden op­ tischen Elemente 8 sind in vorteilhafter Weise - aber nicht zwingend - gleich ausgebildet und so geformt, daß die von einem Strahlungssender 11 ausgehenden, optischen Strahlen 12 genau einen vorgegebenen Bereich erfassen bzw. Strahlen 13 von einem genau vorgegebenen Raum bzw. Be­ reich empfangen und einem Strahlungsempfänger 14 zuleiten können.

Dem in der Öffnung 6 angeordneten optischen Element 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel der Strahlungssender 11 zu­ geordnet, der vorteilhaft als Diode ausgebildet ist. Der Strahlungsempfänger 14 ist dem in der Öffnung 7 angeordne­ ten optischen Element 8 zugeordnet und entweder als Diode, Fototransistor oder Fotowiderstand ausgebildet. Durch ent­ sprechendes Neigen der optischen Elemente 8 kann in ein­ facher Weise eine Veränderung des Ausstrahlungswinkels und des Empfangswinkels erfolgen. Für die Durchführung des er­ findungsgemäßen Verfahrens ist es jedoch nicht unbedingt notwendig, den ganzen möglichen Winkel der Strahlenablen­ kung auszunutzen. Es ist daher möglich, die Lichtein­ trittsfläche oder die Lichtaustrittsfläche der optischen Elemente 8 durch eine oder mehrere andere Fläche(n) zu be­ grenzen.

Sowohl der Strahlungssender 11 als auch der Strahlungsemp­ fänger 14 sind für einen Wellenlängenbereich von etwa 700 bis 2000 nm, vorzugsweise 750 bis 1000 nm, ausgelegt. Da­ mit können Strahlen ausgesandt und empfangen werden, die unsichtbar sind und als nahes Infrarot bezeichnet werden.

Von dem Strahlungssender 11 wird nun über das optische Element 8 eine Strahlung 15 auf die Scheibe 2 aufgebracht, die gemäß einer optischen Berechnung entweder die gesamte Scheibe 2 oder, wie dargestellt, nur einen begrenzten Be­ reich erfassen kann. Ein Teil der ausgesandten Strahlung 15 wird nun von der Scheibe 2 reflektiert und über das op­ tische Element 8 dem Strahlungsempfänger 10 zugeleitet. Die Stärke dieser reflektierten Strahlung 13 ist vom Zu­ stand der Scheibe 2 abhängig. Ist die Scheibe 2 von außen, beispielsweise durch eigentlichen Schmutz, Staub oder Salz verschmutzt, nimmt die Stärke der reflektierten Strahlung 13 ab, was durch den Strahlungsempfänger 14 feststellbar ist bzw. gemessen werden kann. Der Strahlungsempfänger 14 ist nun so ausgebildet, daß er dann, wenn die Größe bzw. Stärke der reflektierten Strahlung 13 einen Wert unter­ schreitet, ein elektrisches bzw. elektronisches Signal ab­ gibt, welches zum Anschalten der Scheinwerfer-Reinigungs­ anlage genutzt werden kann. Dabei ist es grundsätzlich möglich, die Scheinwerfer-Reinigungsanlage nach einer vor­ gegebenen Zeit wieder abzuschalten oder die Abschaltung erst dann vorzunehmen, wenn der Strahlungsempfänger 14 aufgrund der reflektierten Strahlung 13 die angestrebte Reinigung erreicht hat.

Die vorbeschriebene Vorrichtung ist dann besonders wirk­ sam, wenn die Scheinwerferlampe 4 angeschaltet ist, d. h., immer dann, wenn auch das Licht des Scheinwerfers ge­ braucht wird.

In der Fig. 2 der Zeichnung sind zwei optische Elemente 8 gezeigt, die mit einer gemeinsamen Platte 10 verbunden sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, den Strahlungs­ sender 11 und den Strahlungsempfänger 14 nebeneinander, beispielsweise in einem Gehäuse, anzuordnen.

Bedarfsweise ist es möglich, den optischen Elementen 8 einen Filter zuzuordnen oder dieselben aus einem Filter­ werkstoff, beispielsweise Filterglas, herzustellen. In weiterer Abänderung der erläuterten Ausführungsbeispiele ist es möglich, den Strahlungssender 11 und den Strah­ lungsempfänger 14 an anderer, jedoch geeigneter und das Scheinwerferlicht nicht beeinträchtigender Stelle anzu­ ordnen.

Claims (18)

1. Verfahren zur Feststellung der Lichtdurchlässigkeit von lichtdurchlässigen Scheiben, insbesondere der Scheiben von Scheinwerfern an Kraftfahrzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß mittels eines Strahlungssenders die Innenfläche der Scheibe mit einer Strahlung in einem Wellenlängenbe­ reich von etwa 700 bis 2000 nm beaufschlagt wird, daß ein Teil der Strahlung von der Scheibe reflektiert, einem Strahlungsempfänger zugeführt und in demselben die Größe der reflektierten Strahlung gemessen wird und daß in Abhängigkeit von der Größe der gemessenen Strah­ lung ein elektrisches bzw. elektronisches Signal abge­ geben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strahlung des Strahlungssenders über ein op­ tisches Element der Scheibe zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die reflektierte Strahlung über ein optisches Ele­ ment dem Strahlungsempfänger zugeführt wird.

4. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Fläche der Scheibe mit der Strahlung beaufschlagt wird.

5. Verfahren nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein begrenzter Teil der Scheibe mit der Strahlung beaufschlagt wird.

6. Vorrichtung zur Feststellung der Lichtdurchlässigkeit von lichtdurchlässigen Scheiben, insbesondere der Scheiben von Scheinwerfern an Kraftfahrzeugen, insbe­ sondere zur Durchführung des Verfahrens nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen mit Abstand von der Rückseite der Scheibe ange­ ordneten und gegen die Scheibe gerichteten Strahlungs­ sender und einen Strahlungsempfänger für eine Strahlung in einem Wellenbereich von etwa 700 bis 2000 nm sowie einer dem Empfänger zugeordneten Einrichtung zur Mes­ sung der Größe der reflektierten Strahlung und zur Ab­ gabe eines elektrischen bzw. elektronischen Signals.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Strahlungssender (11) und der Schei­ be (2) und zwischen der Scheibe (2) und dem Strah­ lungsempfänger (14) jeweils ein optisches Element (8) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (8) eine Linsenform, eine Kegelform, eine keglige Kurvenform oder eine aus die­ sen Formen abgeleitete Freiform aufweisen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (8) zumindest auf einer Seite einer Platte (10), beispielsweise einer blankge­ preßten Platte, ausgebildet sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) aus zwei mit Abstand voneinander angeordneten Teilplatten gebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilplatten durch ein Zwischenstück miteinander verbunden sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß einer Teilplatte der Strahlungssender (11) und der anderen Teilplatte der Strahlungsempfänger (14) zuge­ ordnet ist.

13. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (8) und die Platte (10) bzw. die Teilplatten aus Glas oder Kunststoff gebil­ det sind.

14. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Platte (10) bzw. jeder Teilplatte ein Filter vor- und/oder nachgeordnet ist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter fest mit der Platte (10) bzw. den Teilplatten verbunden ist.

16. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) bzw. jede Teilplatte aus einem Filterwerkstoff, beispielsweise Filterglas, gebildet ist.

17. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssender (11 ) aus mindestens einer Diode und der Strahlungsempfänger (14) aus mindestens einer Diode oder mindestens einem Transistor gebildet ist.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssender (11) und/oder der Strahlungs­ empfänger (14) den Flächen der optischen Elemente (8) zugeordnet sind.