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Beim
Fahren mit einem Kraftfahrzeug in der Nacht und insbesondere bei
nasser Fahrbahn ist die Fahrzeugführung durch die Blendwirkung
der Scheinwerfer entgegen kommender Kraftfahrzeuge stark beeinträchtigt.
Dies trifft im besondere Maße
für das
Führen
von Pkw's zu, da
der Fahrer nahezu in Höhe
der Scheinwerfer sitzt im Gegensatz zu LKW-Fahrern, die durch ihren
erhöhten
Sitz etwas außerhalb
der Lichtkegel sich befinden und unter einem steileren Winkel auf
die Fahrbahn blicken. Durch die tiefe Sitzlage der Pkw- Fahrer ist
auch der Anteil reflektierten Lichtes von einer nassen Fahrbahn hoch,
weil wegen des flachen Lichteinfalls auch dessen Intensität aus physikalischen
Gründen
hoch ist. Die Ursache für
die Blendwirkung durch Gegenlicht liegt in der Art der Signalverarbeitung
vom Auge und Gehirn. Nach dem Gesetz von Weber-Fechner ist die sinnliche
Wahrnehmung (W) dem Logarithmus des Reizes(R) proportional, also
W~, log R, d.h. die Empfindlichkeit E = dW/dR ist proportional l/R
und sinkt demzufolge mit steigender Intensität des Reizes. Durch intensives
Gegenlicht entgegenkommender Kraftfahrzeuge oder durch eine tief
stehende Sonne wird die Wahrnehmung schwacher Lichtsignale reduziert,
weil die Empfindlichkeit umgekehrt proportional zum Lichtreiz abnimmt.
Der Kraftfahrer ist „geblendet" und kann kaum noch
die vor ihm liegende Fahrbahn identifizieren, was ihm zuvor keine
Schwierigkeiten bereitete.
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Auf
die starke Lichteinstrahlung reagiert das Auge unter anderem mit
einer Verkleinerung der Iris, wodurch die Bestrahlungsstärke auf
der Netzhaut des Auges insgesamt abnimmt. Damit sinkt auch die Wahrnehmung
von Details auf der Fahrbahn. Manche Kraftfahrer glauben mit farblich
getönte
Brillengläser
(Sonnenbrillen) diesem Phänomen
begegnen zu können,
was aber die gleiche Wirkung wie die Verkleinerung des Irisdurchmessers
hat.: die Blendwirkung wird nur in einen anderen Intensitätsbereich verlagert,
während
das Intensitätsverhältnis erhalten bleibt
und damit auch die Wahrnehmung schwacher Lichtsignale.
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Hersteller
von Kraftfahrzeugen haben deshalb zum Schutz vor flach einfallender
Sonnenstrahlung sogenannte Sonnenblenden angebracht, die an der
oberen Kante der Windschutzscheibe befestigt sind und in das Gesichtsfeld
des Auges eingeschwenkt werden können.
Mit dieser Sonnenblende wird die obere Hälfte des Gesichtsfeldes abgedeckt und
das Auge vor der Sonneneinstrahlung geschützt, wobei die Blickrichtung
auf die Fahrbahn noch frei bleibt. Dadurch ist die Sehtüchtigkeit
des Kraftfahrers für
die Steuerung des Kraftfahrzeuges nahezu unbeeinflußt. Ein
Nachteil dieser Sonnenblende ist, daß man ihre Stellung öfter nachjustieren
muß, um
die Sonnenstrahlen weg zu blenden. Dieser Griff zur Sonnenblende
lenkt den Fahrer von der Kraftfahrzeugführung ab und beeinträchtigt kurzzeitig
seine Fahrsicherheit. Die Sonnenblende in Fahrzeugen ist deshalb
keine zufrieden stellende Lösung
und die Blendwirkung eines Kraftfahrers durch entgegen kommende
Kraftfahrzeuge bei Nacht und evtl. auch noch bei nasser Fahrbahn
ist letztlich immer noch ein ungelöstes Problem.
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In
letzter Zeit ist von der Autoindustrie ein Verfahren vorgestellt
worden, wo die Straßenbeobachtung
durch den Kraftfahrer in den nahen infraroten Spektralbereich (NIR)
verlegt wurde: die Fahrbahn wird mit einem Infrarotscheinwerfer
ausgeleuchtet und das aus dem Fahrbereich reflektierte Licht wird
mit einer Infrarotkamera registriert und auf einen Monitor im Fahrzeug
sichtbar gemacht. Da das infrarote Licht von dem menschlichen Auge
nicht wahrgenommen wird, kann man auch mit vollem Scheinwerferlicht
die Fahrbahn ausleuchten, ohne entgegen kommende Kraftfahrer zu
blenden! Normaler Weise muß man
mit abgeblendeten Scheinwerfern fahren, damit dieser Fall nur im
begrenzten Maße
auftritt. Diese technische Lösung
ist sehr aufwendig und setzt voraus, daß andere Verkehrsteilnehmer
diese Ausrüstung
nicht besitzen. Andernfalls ist das Problem der gegenseitigen Beeinträchtigung durch
das Scheinwerferlicht dann nur in einen anderen Spektralbereich
verlagert worden.. Dieses Verfahren stellt deshalb keine allgemein
gültige
Lösung dar.
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In
einschlägigen
Patentschriften wird auch angeregt mit polarisiertem Licht zu arbeiten
(z.B. DPS 1 172 973/DAS 12 68 786/DPS 8 255 429). Im günstigsten
Fall erzeugt man mit einer Polarisationsfolie vor dem Scheinwerfer
polarisiertes Licht, dessen Polarisationsrichtung 45° zur Fahrbahnebene geneigt
ist und betrachtet das Licht durch eine Analysatorfolie z.B. an
der Windschutzscheibe mit ähnlicher
Orientierung, um das eigene Licht wahrnehmen zu können. Für ein Fahrzeug,
mit gleicher Anordnung von Polarisator- und Analysatorfolie, aber in entgegenkommender
Richtung fahrend, steht durch die Spiegelung der Bewegung die Polarisationsrichtung des
Lichtes senkrecht zu dem des ersten Fahrzeugs. Durch die gekreuzte
Anordnung von Polarisator und Analysator beider Fahrzeuge wird für beide
das Gegenlicht maximal ausgeblendet Ein erheblicher Nachteil dieser
Methode ist aber, dass mehr als die Hälfte des Scheinwerferlichtes
durch die Folien absorbiert wird, dass Blendlicht von der Sonne
oder anderer Leuchteinrichtungen davon unbeeinflußt bleibt, dass
Strukturen in der Windschutzscheibe aufgrund von Spannungen im polarisierten
Licht sichtbar werden, und dass generell alle Fahrzeuge mit dieser Technik
ausgerüstet
werden müßten!!
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Weitere
einfache Schutzvorrichtungen gegen Blendlicht sind in der Gebrauchsmuster-
und Patentliteratur beschrieben, die sich darauf reduzieren lassen,
dass der Kraftfahrer eine Brille tragen muß, wo in Teilbereichen das
Gesichtsfeld abgedunkelt ist: manche Brillen sind nur einseitig
nach oben als Sonnenblende (
DE
43 271 93 ) oder nur zur Seite mit senkrechter Trennlinie
(
DE 20 587 26 )
oder diagonal (
DE196
050 04 ) eingefärbt.
In der Schrift
DE
196 50 122 ist eine Brille beschrieben, an der seitliche
ausklappbare Filter angebracht sind („Scheuklappen"). Es wird auch vorgeschlagen
von der Mitte des Brillenglases zum Rand hin Segment oder einen
dunklen Streifen als Gegenlichtblende anzubringen (z.B.
DE 71 101 13 ),
mit dem das Licht aus Richtung Gegenfahrbahn abgeschwächt wird.
Manche Erfinder schlagen eine Einschränkung des Gesichtsfeldes vor,
in dem eine Sonnenbrille nur in der Mitte einen runden, durchsichtigen
Bereich besitzt (
DE
29 44 791 ) oder die Brille mit aufgesetzten Rohren (
DE 20 140 54 ) versehen
wird. Es werden auch Brillen beschrieben, bei denen die Transparenz
ihrer Gläser
elektronischen in Teilbereichen gesteuert werden kann oder die Brille
mit parallel zueinander ausgerichteten Plättchen ausgestattet wird („Sonnenjalousie"), die den Blick
in Richtung geradeaus freigeben, was sicherlich in der Herstellung
sehr aufwendig ist und leicht beschädigt werden kann.
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Ein
wesentlicher Nachteil dieser Vorschläge ist, dass der Kraftfahrer
eine Brille tragen muß und auch
die freie Sicht ihm immer nur durch Kunststoff- oder Glasflächen gegeben
ist. Das hat zur Folge, daß durch
das ständig
eingeschränkte
Gesichtsfeld der Kraftfahrer zusätzlich
belastet und auch die freie Sicht durch Streulicht von Staub oder
Kratzern auf den Brillengläsern
behindert wird. Bei Brillenträger kommt
noch hinzu, dass sie eine Spezialbrille oder derer zwei tragen müssen. Deshalb
sind in den beiden Schriften
DE
26 026 74 und
DE 33
09 113 spezielle Haltevorrichtung für den Blendschutzfilter beschrieben
worden, die unabhängig
von einer Brille getragen werden können. Aber auch in diesen Fällen wird
der gleichmäßigen Belastung
der Augen durch die Einschränkung
des Gesichtsfeldes kaum Rechnung getragen. Es muß deshalb immer ein Kompromiß gefunden
werden zwischen maximalem Blendschutz und geringster Sehbehinderung.
In keiner Weise wird bei den Vorschlägen der Tatsache Rechnung getragen,
dass die individuellen Eigenschaften der Kraftfahrer (Augenabstand,
Sehgewohnheiten) unterschiedlich sind, und deshalb die Möglichkeit
gegeben werden muß,
den Blendschutz den Gegebenheiten anzupassen. All diese Gesichtspunkte
werden hier bei der Konstruktion einer Blendvorrichtung berücksichtigt
durch Verwendung einer Filterscheibe mit einer Transparenz unter
50% mit bestimmten Aussparungen. Die Aussparungen gewähren die freie
Sicht der Augen auf das Armaturenbrett und auf die Fahrbahn ohne
Streulicht. Da die Filterscheibe klappbar an einem Kopfband in einem
gewissen Abstand von den Augen befestigt ist, kann die Blendschutzvorrichtung
auch von Brillenträger
verwendet werden. Die farblich getönte Filterscheibe setzt zwar den
Lichteinfall außerhalb
des freien Gesichtsfeldes herab, liefert aber noch ausreichend Informationen über Vorgänge im abgeblendeten
Bereich, die für Entscheidungen
des Kraftfahrers hilfreich sein können.
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Der
Aufbau Blendschutzvorrichtung soll im folgenden anhand der 1 näher erläutert werden: Das
Kopfband besteht aus einem flexiblen Flachband 1 aus Kunststoff,
das mit einem Gummiband 2 zu einem Ring geschlossen und
als Band über
den Kopf gezogen wird. Das Flachband 1 ist innen mit Filz oder
Moosgummi belegt, um einen festen Sitz bei geringem Andruck zu gewähren. Im
Stirnbereich, ungefähr
an der Stelle 3, ist das Flachband 1 mit einer etwa
10 mm breiten (der Abstand ist ausreichend für eine Brille zwischen Augen
und Filterscheibe) und 180 mm langen Schiene 4 verbunden,
die senkrecht zum Flachband steht und an jeder Seite mit den Lagerböcken 5a, 5b endet.
In den Lagerböcken
stecken die Achsstummel 6a, 6b von der Klemmvorrichtung 7,
die die Filterscheibe 8 festhält. Die Filterscheibe sollte
wegen Verletzungsgefahr bei Unfällen
aus einer Kunststofffolie bestehen. Sie ist etwa 180 mm lang und
bis zur Augenlinie ca. 40 mm breit. Bei geeigneter Wahl der Drehlager 5,6 kann
man erreichen, daß die
Filterscheibe 8 nach unten senkrecht zur Schiene 4 steht
und nach oben um ca. 270° gedreht werden
kann. Bei einer Drehung um mehr als 180° liegt die Filterscheibe auf
dem Kopf auf und befindet sich vollständig aus dem Gesichtsfeld.
Bei einer Drehung von 270° liegt
die Filterscheibe mit dem Kopfband in einer Ebene und kann dann
Platz sparend in einer Ablage deponiert werden.
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Da
die Filterscheibe sich in einem gewissen Abstand vor den Augen befindet,
kann man den Sehwinkel der Augen (das Gesichtsfeld) durch geometrischen
Aussparungen festlegen.
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Gegen
Sonneneinstrahlung muß man
die Gesichtshälfte
oberhalb der Augenlinie 9 abdunkeln. Durch Neigung des
Kopfes kann man dann die Augen vor intensives Sonnenlicht mit der
Filterscheibe schützen
und trotzdem noch uneingeschränkt
Fahrbahn und Armaturenbrett einsehen.
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Um
sich gegen das Blendlicht entgegen kommender Fahrzeuge zu schützen, muß für das linke
Auge die linke Seite zusätzlich
mit einer Abdeckung unterhalb der Sonnenblende versehen werden,
die in ihrer Ausdehnung in Höhe
und Breite etwa der Breite der Sonnenblende entspricht. Nach der rechten
Seite hin wäre
die Sonnenblende für
das linke Auge ein ausreichender Schutz (bei Rechtsverkehr). Um
auch das rechte Auge vor Blendlicht zu schützen, muß jedoch wieder linksseitig
eine Abdeckung erfolgen. Die müßte bei
einem Winkel Δφ beginnen,
der gleich dem Winkel für
das linke Auge ist und durch die linksseitige Abdeckung vom linken Auge
gegeben ist. Da der Abstand der Augen für jeden Kraftfahrer ein anderer
ist, muß man
diesen Winkel gesondert bestimmen. Dafür peilt man einen entfernten
Gegenstand mit dem linken Auge an und bringt ihn mit der rechten
Grenze der Abdeckung in Übereinstimmung.
Jetzt prüft
man mit dem rechten Auge, ob sich eine ähnlich Situation für die linksseitige
Abdeckung des rechten Auges ergibt. Falls das nicht der Fall ist,
muß man
gegebenenfalls die Filterscheibe justieren. Dazu muß sie entlang
der Trennlinie 10 auseinander geschnitten und in der Klemmleiste
so lange verschoben werden, bis das Ziel erreicht ist. Wegen der
Nase kann die Abdeckung für das
rechte Auge nicht so tief gezogen werden wie für das linke und auch nicht
nach links beliebig ausgedehnt werden, weil sonst das Gesichtsfeld
des linken Auges rechtsseitig zu stark eingeschränkt wird. Die Abdeckung für das rechte
Auge wird also durch die des linken Auges festgelegt. Das ist besonders
wichtig, um eine Belastung der Augen durch ungleiche Sehwinkel gering
zu halten. Durch Drehbewegung des Kopfes kann man jetzt die Störstrahlung
immer in den Bereich der Filterscheibe legen und damit ihre Blendwirkung
stark reduzieren. Dagegen gewähren die
Aussparungen in der Filterscheibe einen ungehinderten Blick auf
die Fahrbahn und das Armaturenbrett.
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Die
Beschreibung der Blendschutzvorrichtung erfolgte aus der Sicht des
Kraftfahrers bei Rechtsverkehr. Bei Linksverkehr braucht die Filterscheibe
nur in der Klemmvorrichtung gedreht werden.