DE19941125A1

DE19941125A1 - Optischer Blendungsbegrenzer

Info

Publication number: DE19941125A1
Application number: DE19941125A
Authority: DE
Inventors: Uwe Peter Braun
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-08-25
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2001-03-08
Also published as: EP1206370B1; HK1047568A1; KR100722951B1; DE20023070U1; CZ20014714A3; US6568738B1; CN1360547A; CN1209257C; HK1047568B; EP1206370A1; JP2003507249A; ATE230358T1; WO2001014168A1; RU2250839C2; AU7506200A; MXPA01013146A; DE10082452D2; SK18532001A3; CA2381440A1; BR0012214A

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen optischen Blendungsbegrenzer unter Verwendung einer elektrischen Stromquelle, wie er insbesondere für Kraftfahrzeuge einsetzbar ist, bestehend aus einem Lichtempfängerbaustein und einer Lichtquelle, wobei die Lichtstrahlung der Lichtquelle des Blendungsbegrenzers in Abhängigkeit von der Intensität der auf den Lichtempfängerbaustein fallenden Lichtstrahlung einer äußeren Blendungsquelle mittels einer elektronischen Steuerung so regelbar ist, daß das Licht im Gesichtsfeld des Fahrzeugführers eine geminderte Blendwirkung aufweist. DOLLAR A Das Gesichtsfeld des Fahrzeugführers wird bei Annäherung des blendenden Fahrzeuges zeitlich vorgelagert so aufgehellt, daß sich das Auge rechtzeitig an eine höhere Leuchtintensität gewöhnt und die Blendwirkung des entgegenkommenden Fahrzeuges nahezu kompensiert wird. Die rechtzeitig erzeugte Helligkeit im Gesichtsfeld des Fahrzeugführers läßt Leuchtdichteunterschiede des ansonsten blendenden Lichtes nur noch wesentlich eingeschränkt auf das menschliche Auge wirken. Die Anforderungen an die individuelle Adaptionsfähigkeit des menschlichen Auges werden deutlich herabgesetzt.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Blendungsbe grenzer, wie er insbesondere für Kraftfahrzeuge einsetzbar ist.

Es ist allgemein bekannt, daß die Fähigkeit des Sehorgans des Menschen, Helligkeits-, Farb- und For menstrukturen der Außenwelt mehr oder weniger schnell erfassen und wahrnehmen zu können, neben der Adap tionsfähigkeit des Auges wesentlich von der Leucht dichte der auf das Auge auftreffenden Strahlung und den Leuchtdichteunterschieden im Gesichtsfeld ab hängt. Bei zu hohen Leuchtdichten im Gesichtsfeld kann schließlich die Wahrnehmungsfähigkeit und damit auch die Sehleistung des Auges wesentlich beeinträch tigt werden. Ein solcher, die Grundfunktionen des Auges merklich beeinträchtigender Einfluß wird als Blendung bezeichnet.

Es ist des weiteren bekannt, daß im nächtlichen Straßenverkehr nicht wenige Verkehrsunfälle auf unterlassene oder falsche Reaktionen des Fahrzeugfüh rers aufgrund von Blendungen des menschlichen Auges zurückzuführen sind. Bei nächtlichen Fahrten ist die Ciliar-Muskulatur der Augen je nach dem Fixpunkt der Betrachtung mehr oder weniger angespannt. Die Pupille ist verhältnismäßig weit geöffnet und das Auge an die jeweils im Gesichtsfeld herrschende mittlere Leucht dichte angepaßt. Ändert sich zum Beispiel die mittle re Leuchtdichte durch das Licht eines entgegenkommen den Fahrzeuges, so benötigt der Vorgang der Adaption von einem Adaptionszustand zum anderen eine gewisse Zeit, die von der Vorbelichtung des Auges, der Rich tung der Adaption und der Differenz der Leuchtdichten vor und nach der Adaption abhängig ist. Je größer durch das Licht entgegenkommender Fahrzeuge die Diffe renz der Leuchtdichte vor der Adaption ist, um so stärker wird die Netzhaut gereizt, erhöhen sich die Anforderungen an die Geschwindigkeit der Hell- und Dunkeladaption und führt das im Augeninnern erzeugte Streulicht zu einem Schleier auf der Netzhaut und schließlich zu einer verminderten Sehleistung. Die Folgen sind unter anderem, daß entgegenkommende Fahrzeuge oft nur unscharf oder zu spät erkannt und Entfernungen falsch eingeschätzt und dadurch nicht angemessene Reaktionen des Fahrzeugführers ausgelöst werden.

Der wachsende Anteil von Kraftfahrzeugscheinwerfern auf Xenon-Basis verstärkt noch die Gefahren, die von den schädlichen Auswirkungen der höhere Leuchtkraft dieses Lampentyps im Verhältnis zu denen herkömmli cher Halogen-Scheinwerfer ausgehen. Untersuchungen haben ergeben, daß grundsätzlich und unabhängig von meßbaren Beeinträchtigungen der Sehkraft sich Testper sonen aller Altersgruppen von dem Xenon-Licht gestört fühlen. Vor allem ältere Menschen konnten bei Xe non-Gegenlicht bestimmte Kontraste nicht mehr erken nen (Der Spiegel, 7/1998, Seiten 168 ff).

Die Erfindung hat sich daher die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zu schaffen, die insbesondere mit optischen Mitteln die Blendwirkung äußerer Lichtquel len auf das menschliche Auge herabsetzt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen opti schen Blendungsbegrenzer mit den Merkmalen des Anspru ches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Blendungsbegrenzers ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 12.

Der erfindungsgemäße optische Blendungsbegrenzer hat den Vorteil, daß er auf recht einfache Art und Weise die Blendwirkung äußerer Lichtquellen wirksam herab setzt. Er ist deshalb für den Einsatz in Kraftfahrzeu gen besonders geeignet.

Bei Anwendung im nächtlichen Straßenverkehr werden die durch entgegenkommende Kraftfahrzeuge verursach ten Leuchtdichteunterschiede im Gesichtsfeld wesent lich gemindert und dadurch die Blendwirkung nahezu kompensiert. Die befahrene Straße ist deutlich zu erkennen und der Farhrzeugführer ist in der Lage, die Verkehrssituation real einzuschätzen.

Die Blendwirkung entgegenkommender Kraftfahrzeuge ist in der Regel in einem Abstandsbereich zwischen den Fahrzeugen beginnend ab ca. 75 m zu verzeichnen. Mitunter steuert der Fahrzeugführer des betroffenen Fahrzeuges, verursacht durch die Blendwirkung, sein Fahrzeug jedoch nahezu blind.

Durch den optischen Blendungsbegrenzer wird das Umfeld im Bereich des Gesichtsfeldes des Fahrzeugfüh rers bei Annäherung des ansonsten blendenden Fahrzeu ges zeitlich vorgelagert so aufgehellt, daß sich das Auge rechtzeitig an eine höhere Leuchtintensität gewöhnt und die Blendwirkung des entgegenkommenden Fahrzeuges im Blendbereich von ca. 75 m nur noch äußerst gering ist. Die rechtzeitig erzeugte Umfeld helligkeit des Gesichtsfeldes des Fahrzeugführers läßt Leuchtdichteunterschiede des Lichtes entgegenkom mender und ansonsten blendender Autoscheinwerfer nur noch wesentlich eingeschränkt auf das menschliche Auge wirken. Weder Blendung noch störender Glanz auf der Frontscheibe des Kraftfahrzeuges können insofern zu schädlichen Auswirkungen bezüglich der Sehleistung des Auges führen. Die Anforderungen an den Mechanis mus der Adaption des menschlichen Auges werden deut lich herabgesetzt. Das ist vor allem auch für ältere Kraftfahrzeugführer von Bedeutung, da mit zunehmendem Alter die für die Hell- und Dunkeladaption erforderli che Zeit bei sich ändernden optischen Wahrnehmungsbe dingungen zunimmt. Positive Wirkungen ergeben sich insbesondere auch für nervöse Kraftfahrer.

Die Minimierung der Leuchtdichteunterschiede im Ge sichtsfeld hat zudem den Vorzug, daß das Auge und der Kraftfahrer weniger schnell ermüden, mit dem sich daraus ergebenden positiven emotionalen Einfluß auf die Stimmung und die Leistungsfähigkeit des Kraftfah rers.

Eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Blendungsbegrenzers sieht vor, durch Gewährleistung einer Grundhelligkeit die Pupille wie bei einer homogenen Raumbeleuchtung auf einem durchschnittli chen Leuchtdichteniveau zu halten, das dem Wachzu stand des Menschen am Tage nahe kommt, so daß die Pupille auch bei dem ansonsten unterschiedlicher Leuchtdichte des Lichtes entgegenkommender Fahrzeuge keinen krassen Wechseln ausgesetzt ist.

Im folgenden soll der optische Blendungsbegrenzer an Hand von Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 - die Seitenansicht eines aus der Sonnen blende eines Kraftfahrzeuges ausgeklapp ten optischen Blendungsbegrenzers

Fig. 2 - Draufsicht auf den konstruktiven Aufbau eines optischen Blendungsbegrenzers mit geteilter Ausstrahlungscharakteristik

Fig. 3 - die Seitenansicht eines am Himmel eines Kraftfahrzeuges angebrachten optischen Blendungsbegrenzer

Fig. 4 - die Seitenansicht eines PKW mit instal liertem optischen Blendungsbegrenzer.

Fig. 1 zeigt einen aus einer Sonnenblende 9 eines Kraftfahrzeuges ausgeklappten optischen Blendungsbe grenzers im Betriebszustand, bestehend aus einem in einem Gehäuse 5 angeordneten Lichtempfängerbaustein 4 sowie einem ebenfalls in dem Gehäuse 5 angeordneten Reflektor 3 mit Prisma 1' und einem vor dem Prisma 1' angeordneten Diffuser 1. Der Reflektor 3 ist hier als asymmetrischer Reflektor ausgebildet. Ziffer 6 weist auf die elektronische Steuerung und Ziffer 7 auf den hier 4-stufig ausgebildeten Schalter für die Inbe triebnahme des Blendungsbegrenzers hin, dessen Ruhe schalter mit dem Bezugszeichen 11 beziffert ist.

Das Gehäuse 5 ist aus der für den Ruhezustand des Blendungsbegrenzers vorgesehenen Aussparung 10 durch Betätigung des Schalters 11 in den in Fig. 1 abgebil deten Betriebszustand ausgeklappt worden.

Als Lichtempfängerbaustein 4 wird eine Fotodiode verwendet. Hierfür sind jedoch auch Fototransistoren, Fotowiderstände, Licht/Frequenzwandler, Licht/Span nungswandler, Fluoreszens-Kollektoren oder Solarzel lenleisten geeignet.

Das Prisma 1' ist als Längsprisma mit gegenläufig in Sägezahnform angeordneten Prismen, hier nicht zu erkennen, ausgebildet. Auch andere Prismen, wie zum Beispiel Fresnellprismen, können hierfür eingesetzt werden. Als Lichtquelle 2 wird eine handelsübliche Glassockellampe Osram 2723/12 V, 2,3 Watt verwendet. Hierfür können auch Leuchtdioden, wie zum Beispiel eine Aluminium-Indium-Gallium-Phosphat Leuchtdiode mit 6500 mcd, Typ Alln Gap-LED, eingesetzt werden. Als Diffuser 1 wird eine opale Scheibe bekannter Art verwendet, die 20% bis 80% des Lichtes, vorzugswei se 30% adsorbiert.

Die Stromversorgung erfolgt mit der Bordspannung des Kraftfahrzeuges.

Aus Fig. 2 ist in Draufsicht der konstruktive Aufbau eines optischen Blendungsbegrenzers mit geteilter Aus strahlungscharakteristik schematisch abgebildet. Das Prisma 1' ist hier als Längsprisma 19 mit gegen läufig in Sägezahnform angeordneten Prismen ausge führt, vor denen der Diffuser 8 angeordnet ist. Durch das Längsprisma 19 mit den gegenläufig in Sägezahn form angeordneten Prismen wird eine Ablenkung des Lichtes 13 der Lichtquelle 2 zu zwei Lichtströmen 20 mit gleicher Leuchtdichte bewirkt.

Die Lichtquelle 2 kann jedoch auch so angeordnet werden, daß deren Licht zunächst auf eine reflektie rende Fläche trifft und das von dieser Fläche reflek tierte Licht das Gesichtsfeld 12 breitflächig und gleichmäßig ausleuchtet und eine geminderte Blendwir kung bewirkt.

Fig. 3 zeigt einen am Himmel 15 eines Kraftfahrzeuges angebrachten optischen Blendungsbegrenzer mit dem Lichtempfängerbaustein 4 im Betriebszustand. Mittels des Schalters 6 sind mehrere Schaltstufen wählbar. Unabhängig von der Stand-by-Stellung kann durch Wahl einer anderen Schaltstufe eine Grundhelligkeit der Lichtquelle 2 von ca. 30% erzeugt werden. Des weite ren ist es möglich, die Grundhelligkeit der Lichtquel le 2 im Gesichtsfeld entsprechend der individuellen optischen Wahrnehmungsfähigkeit im Bereich zwischen 0% und 100% manuell einzustellen.

Sobald das blendend wirkende Licht entgegenkommender Fahrzeuge auf den Lichtempfängerbaustein 4 trifft, wird in Abhängigkeit von dessen Leuchtdichte die Lichtquelle 2 des Blendungsbegrenzers heller oder dunkler und verringert sich dadurch der Leuchtdich teunterschied zwischen dem Licht der äußeren Licht quelle 18 und der bis dahin gegebenen mittleren Leuchtdichte im Gesichtsfeld des Fahrzeugführers.

Das Umfeld im Bereich des Gesichtsfeldes 12 kann durch die unterschiedlichen Schalterstellungen nicht nur den individuellen Sehgewohnheiten angepaßt wer den, sondern es ist zugleich gewährleistet, daß weder eine ansich durch das Scheinwerferlicht entge genkommender Kraftfahrzeuge hervorgerufene Reizung der Netzhaut des Auges noch störender Glanz, zum Beispiel durch spiegelnde Frontscheiben, die Wahrneh mungsfähigkeit und Sehleistung des menschlichen Auges in einem nicht vertretbarem Maß einschränken.

Die erzeugte Umfeldhelligkeit des Gesichtsfeldes 12 läßt die direkten Leuchtdichteunterschiede des Lich tes entgegenkommender Fahrzeuge nahezu verschwinden.

In Fig. 4 ist die Seitenansicht eines PKW mit instal liertem optischen Blendungsbegrenzer abgebildet. Um durch den erfindungsgemäßen Blendungsbegrenzer nicht die Ursache für eigene Blendungen ähnlich der Fahrzeuginnenbeleuchtung zu setzen, ist dessen richti ge Positionierung im Fahrzeuginnenraum wegen der unterschiedlichen Größe der Fahrzeugführer von beson derer Bedeutung. Der Blendungsbegrenzer wird dazu durch leichtes Zurücknehmen aus der 90° Betriebsstel lung so in Richtung der Verschlußposition 10 gebracht und manuell justiert, daß die Lichtstrahlung der Lichtquelle 2 das Gesichtsfeld 12 des Fahrzeugführers breitflächig und möglichst gleichmäßig ausleuchtet.

Statt der in den Figuren genannten Anordnungen und Ausgestaltungen des optischen Blendungsbgrenzers können selbstverständlich auch andere geeignete Anordnungen seiner Baugruppen beispielsweise in Abhängigkeit vom jeweiligen Fahrzeugtyp gewählt werden, wenn sie den gewünschten Zweck erfüllen.

Bezugszeichenaufstellung

1

Diffuser

1

' Prisma

2

Lichtquelle

3

Reflektor

4

Lichtempfängerbaustein

5

Gehäuse

6

elektronische Steuerung

7

Schalter

8

Diffuser

9

Sonnenblendenbefestigung

10

Aussparung

11

Ruheschalter

12

Gesichtsfeld

13

Lichtstrahlung

14

Gesichtsfeld

15

Himmel

16

Blendungsbegrenzer

17

Frontscheibe

18

äußere Blendungsquelle

19

Längsprisma

20

Ausstrahlungscharakteristik

Claims

1. Optischer Blendungsbegrenzer unter Verwendung einer elektrischen Stromquelle, dadurch gekenn zeichnet, daß der Blendungsbegrenzer aus einem Lichtempfängerbaustein (4) und einer Lichtquel le (2) besteht, wobei die Lichtstrahlung (13) der Lichtquelle (2) in Abhängigkeit von der Intensität der auf den Lichtempfängerbaustein (4) fallenden Lichtstrahlung einer äußeren Blen dungsquelle (18) mittels einer elektronischen Steuerung (6) so regelbar ist, daß die Licht strahlung (13) im Gesichtsfeld (12) eine gemin derte Blendwirkung aufweist.

2. Optischer Blendungsbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) mit einem Reflektor (3) und einem Prisma (1') versehen ist und zusammen mit dem Lichtempfän gerbaustein (4) in einem Gehäuse (5) angeordnet ist.

3. Optischer Blendungsbegrenzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Prisma (1') als Längsprisma (19) mit vorzugsweise in Sägezahn form ausgebildeten und gegenläufig angeordneten Prismen ausgeführt ist, die die Lichtstrahlung (13) der Lichtquelle (2) in zwei Lichtströme (20), vorzugsweise zwei Lichtströme gleicher Leuchtdichte, ablenken.

4. Optischer Blendungsbegrenzer nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Prisma (1', 19) ein Diffuser (1, 8) vorgesetzt ist.

5. Optischer Blendungsbegrenzer nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Diffuser (1, 8) eine opale Scheibe bekannter Art ist, die 20% bis 80% des Lichtes der Lichtquelle (2), vorzugsweise 30% adsorbiert.

6. Optischer Blendungsbegrenzer nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Reflektor (3) asymmetrisch ausgebildet ist.

7. Optischer Blendungsbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) so angeordnet ist, daß deren Licht (13) auf eine reflektierende Fläche trifft und das von dieser Fläche reflektierte Licht im Gesichtsfeld (12) eine geminderte Blendwirkung aufweist.

8. Optischer Blendungsbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfän gerbaustein (4) ein Bauelement ist, dessen elektrische Ausgangsgröße in Abhängigkeit von der Intensität der Lichtstrahlung der äußeren Blendungsquelle (18) sich reproduzierbar hinrei chend stark ändert.

9. Optischer Blendungsbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Lichtempfängerbaustein (4) eine Fotodiode, ein Fototransistor, ein Fotowiderstand, ein Licht/Frequenzwandler, ein Licht/Spannungswand ler, ein Fluoreszens-Kollektor oder eine Solar zellenleiste ist.

10. Optischer Blendungsbegrenzer nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) ihr Spektrum im sichtbaren Bereich hat und mit der abgestrahlten Lichtenergie eine Adaption des menschlichen Auges erreicht.

11. Optischer Blendungsbegrenzer nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Lichtquelle (2) eine Glühlampe bekannter Art, eine Leuchtdiode, beispielsweise eine Aluminium-Indium-Galli um-Phosphat Leuchtdiode ist.

12. Optischer Blendungsbegrenzer nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß er in einem Kraftfahrzeug so angeordnet ist, daß er möglichst breitflächig und gleichmäßig das Gesichtsfeld ausleuchtet, und dazu vorzugs weise schwenkbar- oder ausklappbar an oder in der Sonnenblende des Kraftfahrzeuges und in der optischen Achse des Fahrzeugführers angeordnet ist.