DE3101855A1 - Blendschutzscheinwerferanlage fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

• Blendschutzscheinwerferanlage für Kraftfahrzeuge
• Die Erfindung bezient sich auf eine Blendschutzschelnwerferanlage für Kraftfahrzeuge gemäG Patentanmeldung A.Z.: P 30 OL 247.8-31, bestehend aus einer Blenaschutzkamera, die von der durch den chelnwerfer der Anlage erleuchteten Szene auf der Fahrbahn ein Bild auf ihrer fotoelektrischen Schicht erzeugt. Durch eine Vielzahl von lichtempfindlichen Zellen der in senKrechte Streifen eingeteilen Schicht werden Signale gewonnen, die zur Steuerung einer Schattenprojektionsscheibe dienen. Diese ist in analoge senkrechte Streifen gleicher Anzahl und Raumzuordnung eIngeteilt, bei denen die Lichtemission in Form einer In Längsrichtung verschieblichen Grenze auf elektrische eise regelbar ist. Die Schattenprojektionsscheibe wird durcn den besonderen Scheinwerfer der Anlage nach vorn projiziert.
• Dabei werden mit den Steuersignalen der Blendschutzkamera rechteckige Schatten regelbarer Breite erzeugt, die an Raum oberhalb Jeder von anderen Kfz stammenden Lichtquelle Im Leuchtbereich der Scheinwerfer von der Beleuchtung ausschliessen, um Blendung zu reiden.
• Bekannt sind Ssheinwerfer, bei denen eine geradlinige Hell-Dunkelgrenze durch das Licht entgegenkommender Kfz so gesteuert wird, daß sie, von einer SeIte ausgehend, den Raum von der Beleuchtung ausschließt, aus aem das Licht kommt.
• Auch werden mehrere zusammengehörige Scheinwerfer dieser Art so steuert, daß die Hell-Dunkelgrenzen unabhängig voneinander verschiedene Bereiche erfassen.
• DE - PS 11 96 598 DE - AS 11 90 413 DE - OS 21 57 459 DL - OS 21 44 197 OH 4 95 235 Bei den Scheinwerfern, die eine lichtdurchlässige, beleuchtexte Scheibe nach vorn proJizieren, können festgelegte Bereiche durch elektrische Kräfte (z.B. Kerr-7ffekt) automatisch undurchsichtig gemacht werden.
• DE - OS 21 44 033 Die Scheinwerfer dieser Art bewirken, soweit sie richtungs mäßig steuerbar sind, die Abblendung eines wesentlich grösseren Teiles der Fahrbahn, als zur Ausschliessung der Blendung nötig wäre. zei Auslösung durch Lichtquellen, die nicht von Fahrzeugen stammen, kann es zu schädlichen Verdunklungen des Scheinwerferleuchtbereiches kommen. Zur Erzeugung einer ausreichend scharfen-lIell-Dunkeigrenze werden ferner beweglichte Teile benötigt. Sofern die Projektion einer ohne mechanische Teile veränderlichen Scheibe vorgesehen ist, lassen sich die erzeugten Abblendungsbereiche nicht richtungsmassig steuern.
• Die mit o.a. Anmeldung angestrebte Verbesserung der automatisch gesteuerten Abblendung erfordert einen höheren technischen Aufwand als notwendig. Auch geht bei der ProJektion das seitlich die Glühbirne verlassende Licht verloren. Ferner ist nicht mit Sicherheit auszuschließen, daß reflektiertes Licht der eigenen Scheinwerfer zu Storuneen aer Anlage führt.
• Aufgabe der Erfindung ist daher die Verbesserung und weitere Ausbildung der o.a. Patentanmeldung zugrundeliegenden Technik besonders in Richtung einer Vereinfachung und Verbesserung der Wirtschaftlichkeit.
• Die Lösung dieser Aufgabe wird durch eine Blendschutzkamera erreicht, bei der die dem Objektiv zugekehrte lichtempSindliche Schicht aus den Schmalseiten kleiner, rechteckiger Platten zusammengesetzt ist, die senkrecht dicht aneinander stehen und die notwendigen Schaltungen möglichst in integrierter Form tragen. Jede lichtempfindliche Schmalseite enthält dicht übereinander die notwendigen lichtempfindlichen Zellen.
• Bei der Bemessung der Größe der lichtempfindlichen Schicht Jeder einzelnen Zelle ist einerseits von den Grenzen auszugehen, die durch die Fertigungsmöglichkeiten besonders im Hinblick auf die angestrebte Miniaturisierung der rlendschutzkamera gegeben sind. Andererseits hat eine Aufteilung der llchtempfindllchen Schicht in möglichst viele kleine Bereiche zur Folge, daß großflächige Lichtquellen auf natürliche weise unterdrückt werden, weil ein Signal erst ausgelos+ wi-d, wenn jeder Teil großflächiger Lichtquellen, der in der Abbildung die Größe eines lihtempfindLichen tzereiches ha', genügend Licht abstrahlt.
• Auf diese weise kann verhindert werden, daß die Anlage durch Ivetlexionerl ihrer eigenen Scheinwerfer, z.B. durch einer hell gekleideten Fußgänger, ausgelöst wird, obwohl ihre Empfindlichkeit zur Auslösung bei Rücklichtern und entfernten, abgeblendeten Kfz. ausreicht.
• Die spezielle EmpfindlIchkeit für Rücklichter läßt sich durch die Verwendung von Zellen mit besonderer Empfindlichkeit für die passende Lichtwellenlänge oder Anordnung von Rotfiltern vor der lichtempfindlichen Schicht verbessern.
• Die Schaltung jeder Platte liefert ein Signal, das die Inforkation über die Lage des von Licht getroffenen Empfangselementes bzw. die Höhe enthält, in der die Platte von Licht getroffen wird und ein weiteres Signal, das die Information über die Intensität der stärksten auf ihrer Schmalseite abgebildeten Lichtquelle enthält.
• Jede Platte enthält ferner je ein Element einer Schaltung, die den ert des Möhenwinkelsignals an die benachbarten Platten weitergibt, um die Schattenbreite zu regeln. Dabei bestimmt das Intensltätsslgnal die Anzahl dieser Platten. In einer vereinfachten Ausführung wird auf die Regelung der Schattenbreite verzichtet und eine festliegende Platten- bzw. Streifenzahl ueber Zweigleitungen mit Dioden angesteuert.
• Die gleiche Wirkung kann auch durch Anordnung einer senkrecht zylIndrischen Linse unmittelbar vor oder hinter dem Objektiv erreicht werden, die jeden Lichtpunkt auf der lichtempfindlichen Schicht zu einem kleinen waagerechten Strich auseinanderzieht, wodurch mehrere Platten von Licht getroffen werden.
• Jede Platte der Blendschutzkamera ist in bekannter weise mit einem Streifen auf der Schattenprojektionsscheibe verbunden, der bei der Projektion den gleichen Raum erfaßt, wie der Abbildungsbereich des lichtempfindlichen Streifens auf der Platte. Die Streifen auf der Schattenprojektionsscheibe werden durch je eine streifenförmige optoelektrische Zelle gebildet, die in Abhängigkeit vom Steuersignal einen in der Länge veränderlichen Streifen der Undurchsichtigkeit hervorbringt, der von oben oder unter ausgeht. Die von den Platten kommenden Höhenwinkel signale steuern die zugehörigen Streifen so, daß die gewünschte Wirkung entsteht.
• Die zur Projektion der Schattenprojektionsscheibe benutzten Scheinwerfer sind entweder nach der in der o.a. Anmeldung angegebenen Art oder wie ein herkömmlicher Projektor aufgebaut.
• (Fig. 1). In Jedem Fall ist es zweckmässig, das seitlich die Lampe verlassende Licht, das nicht zur Projektion verwendet werden kann, auszunützen. Dieses geschieht durch einen geeigneten Reflektor 1, der die seitlichen Lichtstrahlen unter U-gehung der Projektionseinrichtung nach vorne leitet, wo sie als Streulicht austreten, das den weit seitlichen Nahbereich des Scheinwerfers aufhellt und zur Auslösung der Anlagen entgegenkommender Kfz dient.
• Die Blendschutzkamera 2 kann hinter der Vindschutzscheibe im Wischbereich der Scheibenwischer angebracht werden oder sie wird, bei ausreichender Kleinheit, gemäß Fig. 1 fest mit der Schattenprojektionsscheibe 3 verbunden. Diese Anordnun ist bei regennasser Straße günstig zur Abblendung der Scneinwerferspiegelbilder. Die Scheinwerfer sollten dafür nicht zu weit unterhalb der Augen der Fahrer angebracht sein. Der rechte Scheinwerfer kann den rechten und der linke Scheinwerfer den linken Teil des durch die Fahrzeugmittellinie geteilten Leuchtbereiches erfassen. Die Scheinwerfer sollten vor Verschmutzung geschützt werden.
• Unter ungünstigen Umständen, deren Eintritt nach bisherigen Versuchsergebnissen kaum zu befürchten ist, kann bei einer Leuchtstärke der Scheinwerfer das durch Reflexion zur Blendschutzkamera zurückkehrende Licht zu Störungen führen. In diesem Fall kann es erforderlich werden, die Leuchtkraft des Scheinwerfers während der Signalaufnahme zu reduzieren.
• Dieses muß in für das Auge unsichtbar schneller Folge geschehen. Dabei muß während der Dunkelzeiten genügend Streulicht erhalten bleiben, sonst besteht die Gefahr des Aufblendens, wenn die verwendete Rechteckschwingung sich in Phasengleichheit zu der des Gegenverkehrs befindet.Bei genügender Schaltgeschwindigkeit der optoelektrischen Zellen kann die Lichtabschaltung durch impulsreihenartige Ganzauslösung aller Zellen der Schattenprojektionsscheibe geschehen. Sonst kommt die kurzzeitige Abschaltung einer geeigneten Projektionslampe, z.B.eine Quecksilberdampflampe oder die Anordnung einer geeigneten Drehblende in der Nähe der Lampe infrage.
• Die Vorteile der Erfindung bestehen in einer Vereinfachung der 31endschutzkamera und der Schattenproektionsscheibe, einer besseren Lichtausnutzung der Scheinwerfer und der Scnaffung einer sicheren Möglichkeit der Ausschaltung störender Reflexe.
• In dem folgenden Ausführungsbeispiel wird lediglich die Schaltung der Platten in der Blendschutzkamera und deren Anschluß an die Schattenprojektionsscheibe näher erläutert.
• Dabei kommt eine Gleichspannungsanalogsteuerung zur Anwendung.
• Die Fotowiderstände einer Platte sind in eine Schaltung eingefügt, die in Fig.2 ausschnittsweise für drei Schaltelemente dargestellt ist. Eine feste Spannung, z.B. 8 Volt, liegt an Anschluß 4, Anschluß 5 dient zur Sinstellung der Empfindlichkeit (7,5 - 12 Volt). Wird beispielsweise der Fotowiderstand 6 belichtet,erscheint am Anschluß 7 ein Signal, das durch den Spannungsteiler 8, der für jedes Element passend eingestellt ist, proportional zur Lage des Elementes auf der Platte bzw. zum Vertikalwinkel gemacht wird. Die Signal spannung steigt also von Element zu Element gleichmässig an und zwar so, daß die niedrigste Lichtquelle, die sich auf dem betreffenden Streifen abbildet, das Signal mit der höchsten Spannung erzeugt. Bei mehreren belichteten Fotowiderständen wird nur die höchste Spannung berücksichtigt.
• An Anschluß 9 wird ein invertiertes Signal gewonnen, das zur Lichtstärke auf dem am meisten beleuchteten Fotowiderstand der Platte proportional ist. Die Signale von Anschluß 7 werden, erforderlichenfalls nach Dämpfung zu schneller und sprunghafter Änderungen an Anschluß 10 der in Fig.3 auszugsweise dargestellten Schaltung geführt, von der jede Platte eines der drei dargestellten Schaltelemente enthält. Das Signal gelangt an Ausgang 11 und über Dioden an die beiden benachbarten Ausgänge. Das Signal von Anschluß 9 wird auf einen Spannungsspielraum zwischen 12 und 9 Volt eingestellt und an Anschluß 12 geführt. Von hier aus löst es über die an einem Spannungsteiler liegenden Transistoren die Weitergabe des Vertikalwinkelsignals bei steigender Lichtintensität an zwei oder vier weitere benachbarte Streifen aus. Vom Ausgang 11 gelangt das ertikalwinkelsignal evtl. nach Wechselrichtung an eine streifenförmige Flüssigkristallzelle, deren Durchslchtigkeitsgrenze sich proportional zur angelegten Spannung in Längsrichtung ändert. Die FK-Zellen befinden sich nebeneinander auf einer durchsIchtigen Platte und sind so angeordnet, daß bei Projektion dieser Platte die gewünschte wirkung entsteht.
• Bei einer abweichenden Ausführung der Schattenprojektionsscheibe stellt diese selbst die Projektionslichtqulle dar.
• Dazu ist eine flächenhafte Lichtquelle erforderlich, die das Licht möglichst senkrecht zur Fläche in eine Richtung abstrahlt. Die Lichtemission muß in senkrechte Streifen einteilbar sein, die sich in der Länge regeln lassen.
• Die Vorteile dieser Ausführung werden in einer Vereinfachung des Ueinwerfers durch Wegfall der Kondensorlinsen sowie in einer Verringerung der erforderlichen Einbautiefe gesehen.
• In einem Ausführungsbeispiel besteht diese Lichtquelle aus einer entsprechend gebauten Quecksilberhochdrucklampe, bei der die Gasentladung in streifenförmigen, senkrecht stehenden Kammern erfolgt. Durch geeignete evtl. gitterartige Elektroden dürfte sich die Streifenlänge regeln lassen. Diese Art Lampe läßt sich fast trägheitslos kurzzeitig abschalten.

Claims (3)

1. Patentansprüche: Blendschutzscheinwerferanlage für Kraftfahrzeuge bestehend aus einer Blendschutzkamera, die von der durch den Scheinwerfer der Anlage erleuchteten Szene auf der Fahrbahn ein Bild auf ihrer fotoelektrischen Schicht erzeugt. Durch eine Vielzahl von lichtempfindlichen Zellen der in senkrechte Streifen eingeteilten Schicht werden Signale gewonnen, die zur Steuerung einer Schattenprojektionsscheibe dienen.

   Diese ist in analoge senkrechte Streifen gleicher Anzahl und Raumzuordnung eingeteilt, bei denen die Lichtemission in Form einer in Längsrichtung verschieblichen Grenze auf elektrische Weise regelbar ist. Die Schattenprojektions scheibe wird durch den besonderen Scheinwerfer der Anlage nach vorn projiziert. Dabei werden mit den Steuersignalen der Blendschutzkamera rechteckige Schatten regelbarer Breite erzeugt, die den Raum oberhalb jeder von anderen Kfz stammenden Lichtquelle im Leuchtbereich der Scheinwerfer von der Beleuchtung ausschließen, um Blendung zu vermeiden, dadurch gekorlnzuicllnet, daß die Blendschutzkamera eine der erforderlichen treifenzahl entsprechende Menge kleiner, im wesentlicnen rechtekkiger Platten enthält, die auf oder in sich die zur Steuerung der Schattenprojektionsscheibe erforderlichen, möglicnst integrierten Schaltungen tragen. Die Platten stehen senkrecht dicht aneinander, jeweils eine Schmalseite ist dem in Brennweite davor befindlichen Objektiv zugekehrt und trägt die zu der Platte gehörigen Lichtempfänger, die in der erforderlichen Anzahl dicht übereinander angeordnet sind.

   Die lichtempfindliche Fläche der einzelnen Empfangselemente ist so klein, daß die Abbildung einer kleinen Lichtquelle schon den unteren Empfindlichkeitsgrenzwe:t überschreitet und signalauslösend wirit,während eine großlLiichige Lichtquelle tieichor intensi tüt unberücksichtigt bleibt.

   Die von der Blendschutzkamera gesteuerten Streifen auf der Schattenprojektionsscheibe sind je durch eine streifenförmige optoelektrische Zelle gebildet, die in Abhängigkeit vom Steuersignal einen in der Länge veränderlichen Streifen der Undurchsichtigkeit hervorbringt, der von einer Seite ausgeht.

   Die zur Projektion der Schattenprojektionsscheibe benutzten Scheinwerfer enthalten einen Reflektor ( 1 ), der so geformt ist, daß das nach hinten die Glühbirne verlassende Licht zur Ausnutzung bei der Projektion in bekannter Weise in Glühdrahtnähe gesammelt wird. Das seitlich die Glühbirne verlassende Licht, das bei der Projektion nicht verwendet werden kann,wird neben der Projektionseinrichtung nach vorne geführt und als Streulicht zur Fahrbahnerleuchtung mit herangezogen. Die Lichtquelle des Scheinwerfers kann in für das Auge unsichtbar kurzen Abständen kurzzeitig abgeschaltet, oder die Lichtemission des Scheinwerfers durch entsprechende kurzzeitige Aktivierung aller Streifen reduziert werden. Die Signalgewinnung erfolgt impulsartig während der Zeiten, in denen keine störenden Reflexionen durch den eigenen Scheinwerfer hervorgerufen werden können.
2. 2. Blendschutzscheinwerferanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die lichtempfindlichen Zellen an den Plattenschmalseiten Fotowiderstände ( 6 ) sind, von denen jeder über die Basis eines Transistors einen Schaltvorgang auslösen kann, der eine feste Bezugsspannung ( 4 ) an einen Spannungsteiler ( 8 ) legt. Die Spannungsteiler sind so eingeteilt, daß die abgegriffene Spannung zur Lage des betreffenden Qlementes auf der Platte proportional ist. Die Abgriffe sind über Dioden mit dem Ausgang ( 7 ) verbunden, die nur die höchste Spannung weitergeben. Die von der Lichtstärke abhängige Potentialverschiebung an den Fotowiderständen erzeugt das Signal der Intensität an Ausgang ( 9 ). Dieses Signal gelangt an die Basis von Transistoren, deren Emitter an einem festeingestellten Spannungsteiler iiegen und steuert die Weitergabe des Höhenwinkelsignals intensitätsabhängig an bestimnte Ebenen eines Diodennetzwerves, von denen jede die A n steuerung einer bestimmten Zahl benacnbarter Streifen bewirkt. Die Signale von Ausgang ( 11 )und den entsprechenden Ausgängen werden erforderlichenfalls nach Wechselrichtung und Glättung zur Steuerung streifenförmiger Flüssigkristallzellen mit spannungsabhängig verschieblicher Durchsichtigkeitsgrenze auf der SchattenproJektionssche be verwendet.
3. 3. Blendschutzscheinwerferanlage für Kraftfahrzeuge bestehena aus einer Blendschutzkamera, die von der durch den Scheinwerfer der Anlage erleuchteten Szene auf der Fahrbahn ein Bild auf ihrer fotoelektrischen Schicht erzeugt. Durch eine Vielzahl von lichtempfindlichen Zellen der in senkrechte Streifen eingeteilten Schicht werden Signale gewonnen, die zur Steuerung einer Schattenproektionsscheibe dienen.

   Diese ist in analoge senkrechte Streifen gleicher Anzahl und naumzuordnung eingeteilt, bei denen die Lichtemission in Form einer in Längsrichtung verschieblichen Grenze auf elektrische Weise regelbar ist. Die Schattenprojektionsscheibe wird durch den besonderen Scheinwerfer der Anlage nach vorn projiziert. Dabei werden mit den Steuersignalen der Blendschutzkamera rechteckige Schatten regelbarer breite erzeugt, die den Raum oberhalb jeder von anderen Kfz stammenden Lichtquelle im Leuchtbereich der Scheinwerfer von der Beleuchtung ausschließen, um Blendung zu vermeiden, dadurch gekennzeichnet, daß die Schattenprojektionsscheibe aus einer flächenhaften Lichtquelle, vorzugsweise aus einer Gasentladungslampe besteht, bei der die Lichtemission an beliebigen Stellen auf elektrische Weise unterbunden werden kann.

   Blendschutzscheinwerferanlage für Kraftfahrzeuge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine flächenhafte Quecksilberhochdrucklampe in senkrechte Kammern eingeteilt ist. Dabei läßt sich die Länge der einzelnen leuchtenden Quecksilberdampfsäulen durch geeignet angebrachte Elektroden regeln.