DE3101855C2

DE3101855C2 - Durch Gegenlicht steuerbare Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE3101855C2
Application number: DE19813101855
Authority: DE
Inventors: Werner 5216 Niederkassel Bruhn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-02-06
Filing date: 1981-01-22
Publication date: 1984-12-13
Also published as: DE3101855A1

Abstract

Anlage, bei der die Abblendung von Kfz-Scheinwerfern mittels einer besonderen Kamera elektronisch so gesteuert wird, daß nur der Raum oberhalb der Lichtquellen entgegenkommender Kfz von der Beleuchtung ausgeschlossen bleibt. Die lichtempfindliche Schicht der Kamera und eine vom Scheinwerfer nach vorn projizierte Scheibe sind in einander zugeordnete senkrechte Streifen eingeteilt. Kleine, senkrecht nebeneinander stehende Platten bilden mit ihren Schmalseiten die lichtempfindliche Schicht der Kamera und enthalten die erforderlichen Schaltungen. Eine Gleichstromsteuerung regelt die verschiebliche Durchsichtigkeitsgrenze von streifenförmigen optoelektrischen Zellen auf der Projektionsscheibe so, daß oberhalb jeder Lichtquelle im Scheinwerferbereich ein rechteckiger, in Breite und Höhe gesteuerter Schatten entsteht. Das nicht zur Projektion genutzte Licht des Scheinwerfers bildet die weit seitlichen Teile des Scheinwerferleuchtbereiches. Projektionsscheibe und -lampe können durch eine in entsprechende Streifen aufgeteilte und projizierte Lichtquelle ersetzt werden. Erforderlichenfalls wird die Lichtquelle für unsichtbar kurze Zeiten in schneller Folge abgeschaltet, während die Kamera die Steuersignale aufnimmt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge nach Patent 30 04 247 gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Mit einer derartigen Einrichtung wird der Bildinhalt einer Projektionsscheibe so gesteuert, daß das bei der Projektion dieser Scheibe entstehende Scheinwerferlicht stets den Raumbereich oberhalb der empfangenen Lichtquelle von der Beleuchtung ausnimmt. Die so projizierten Schatten vermeiden die Blendung entgegenkommender Fahrer.

Die mit o. a. Hauptpatent angestrebte Verbesserung der automatischen Abblendung erfordert besonders bei Benutzung einer Fernsehkamera einen höheren technischen Aufwand als notwendig.

Bei der dort beschriebenen optischen Einrichtung des Scheinwerfers geht das seitlich die Glühbirne verlassende Licht verloren.

Das Erfordernis des Ansprechens der Einrichtung auf entfernte, abgeblendete Kraftfahrzeuge und Rücklichter bedingt deren hohe Lichtempfindlichkeit, so daß bei größerer Leuchtstärke die von den eigenen Scheinwerfern zurückkehrenden Reflexe zu Störungen führen können.

Die Aufgabe der Erfindung besteht daher in der Vereinfachung und Verbesserung der im Hauptpatent dargelegten Technik. Hauptsächlich soll durch weitere Ausgestaltung der fotoelektrischen Bildplatte eine fernsehkameraartige Vorrichtung überflüssig gemacht werden.

Außerdem soll eine bessere Lichtausnülzung erreicht werden. Ferner sollen Vorrichtungen geschaffen werden, die entweder mit geringem Aufwand oder, falls höherer Aufwand unumgänglich ist, dafür sicher die Störung der Beleuchtungseinrichtung durch zurückkehrende Reflexe verhindern.

Die Lösung dieser Aufgabe wird durch eine Kamera erreicht, bei der die dem Objektiv zugekehrte lichtempfindliche Schicht aus den Schmalseiten kleiner, lechiekkiger Plättchen zusammengesetzt ist, die senkrecht dicht aneinander stehen und die notwendigen integrierten Schaltungen tragen. Jede lichtempfindliche Schmal-

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seile ist mit den dicht übereinander angeordneten einzelnen lichtempfindlichen Zellen bedeckt.

Die Schaltung jedes Plättchens liefert ein Signal, das die Information über die Lage der höchsten von Licht getroffenen Zelle und damit die Höhe enthält, in der das Plättchen von Licht getroffen wird und ein weiteres Signal, das die Information über die Lichtintensität der stärksten auf der betreffenden Schmalseite abgebildeten Lichtquelle enthält.

Jedes Plättchen enthält ferner ein Schaltelement, das den Wert lies Höhenwinkelsignals an die benachbarten Schaltelemente weitergibt, um die Schattenbreite in bekannter Weise zu regeln. Dabei bestimmt das Intensitätssignal die Anzahl dieser Elemente.

In einer vereinfachten Ausführung wird auf die Regelung der Schattenbreite verzichtet und eine festliegende Streifenzahl auf der Projektionsscheibe über 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 uuseinandcrziehl, wodurch stets gleichzeitig mehrere Plättchen vom Licht der gleichen Lichtquelle gclroffcn werden.

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.

Jedes Plättchen bzw. jedes Schaltelement der Kamera ist in bekannter Weise mit je einem Streifen auf der Projektionsscheibe verbunden, der bei der Projektion den gleichen Raum erfaßt, wie der Abbildungsbereich des lichtempfindlichen Streifens auf der Plättchenschmalseite. Die Streifen auf der Projektionsscheibe können durch je eine streifenförmige optoelektrisch^ Zelle gebildet werden, die in Abhängigkeit vom Steuersignal einen in der Länge veränderlichen Streifen der Undurchsichtigkeit hervorbringt, der, je nach Projektionseinrichtung, von oben oder unten ausgeht. Die von den Plättchen bzw. Schaltelementen kommenden Höhenwinkclsignale steuern die zugehörigen Streifen so, daß die gewünschte Wirkung entsteht und der Schattenwmrf beispielsweise die in F i g. 4 durch Schraffierung angedeutete Kontur annimmt.

Die zur Projektion der Projektionsscheibe benutzten Scheinwerfer sind entweder nach der im Hauptpatent angegebenen Art oder wie ein herkömmlicher Projektor gem. F i g. 1 aufgebaut. 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 Umgehung der Projektionseinrichtung nach vorne leitet, wo sie als Streulicht austreten, das den weit seitlichen Nahbereich des Scheinwerfers aufhellt und zur Auslösung der Anlagen entgegenkommender Kraftfahrzeuge dient.

Die Kamera 2 kann hinter der Windschutzscheibe im Wischbereich der Scheibenwischer angebracht werden oder sie wird, bei ausreichender Kleinheit, gemäß Fig. 1, fest mit der Schattenprojektionsscheibe 3 verbunden. Diese Anordnung ist bei regennasser Straße günstig zur Abblendung der Scheinwerferspiegelbilder. Die Scheinwerfer sollten dafür nicht zu weit unterhalb (Jit Augen des Fahrers angebracht sein. Der rechte Scheinwerfer k;inn den rechten und der linke Scheinwerfer den linken Teil des durch die Fahrzeugmittellinie geteilten Leuchtbereichs erfassen. Die Scheinwerfer sollten vor Verschmutzung geschützt werden.

Unter ungünstigen Umständen kann bei hoher Leuchtstärke der Scheinwerfer das durch Reflexion zur Kamera zurückkehrende eigene Licht zu Störungen führen. Um das zu verhindern, muß bei der Bemessung der Größe der lichtempfindlichen Schicht jeder einzelnen Zelle zwar einerseits von den Grenzen der Fertigungsmöglichkeiten, besonders im Hinblick auf die angestrebte Miniaturisierung der Kamera, ausgegangen werden, andererseits hat eine Aufteilung der lichtempfindlichen Schicht in möglichst viele kleine Bereiche zur Folge, daß großflächige Lichtquellen auf natürliche Weise unterdrückt werden, weil deren Abbildung sich dann auf mehrere Bereiche verteilt und der Empfindlicbkeitsgrenzwert jedes einzelnen Bereichs noch nicht überschritten wird, während die Abbildung einer kleinen Lichtquelle gleicher Intensität, die sich auf nur einen Bereich konzentriert, schon signalauslösend wirkt. So kann vermieden werden, daß die Beleuchtungseinrichtung durch Reflexion ihres eigenen Lichtes, z. B. an einem hellgekleideten Fußgänger, ausgelöst wird, obwohl ihre Empfindlichkeit zur Auslösung bei Rücklichtern und entfernten, abgeblendeten Kraftfahrzeugen atisreicht.

Sollten sich die Störungen durch diese Maßnahme nicht befriedigend ausschalten lassen, 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 impulsreihen-gesteuerte Ganzauslösung aller Zellen der Schattenprojektionsscheibe geschehen. Sonst kommt die kurzzeitige Abschaltung einer geeigneten Projektionslampe, z. B. eine Quecksilberlampe oder die Anordnung einer geeigneten Drehblende in der Nähe der Lampe in Frage.

In dem folgenden Ausführungsbeispiel wird lediglich die Schaltung der Plättchen in der Kamera und deren Anschluß an die Projektionsscheibe naher erläutert. Dabei kommt eine Glcichspannungsanalogsteuerung zur Anwendung. Die Fotowiderstände eines Plättchens sind in eine Schaltung eingefügt, die in F i g. 2 ausschnittsweise-für drei Schaltelemente dargestellt ist. Eine feste Spannung, z. B. 8 Volt, liegt an Anschluß 4, Anschluß 5 dient zur Einstellung 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 dem Plättchen bzw. zum Vertikalwinkel gemacht wird. Die Signalspannung steigt also von Element ?.u 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 infolge der Dioden nur die höchste Spannung berücksichtigt.

An Anschluß 9 wird ein Signal gewonnen, das zur Liditstärke auf dem am meisten beleuchteten Foiowib5 derstand des Plättchens etwa umgekehrt proportional ist.

Die Signale von Anschluß 7 werden, erforderlichenfalls nach Dämpfung zu schneller und sprunghafter An-

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derung, an Anschluß 10 der in F i g. 3 auszugsweise dargestellten Schaltung geführt, von der zu jedem Plättchen eines der drei dargestellten Schaltelemente gehört. Das Signal gelangt an Ausgang 11 und über Dioden stets an die beiden benachbarten Ausgänge.

Das Signal von Anschluß 9 wird auf einen Spannungsbereich 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 und damit abnehmender Signalspannung an zwei oder vier weitere benachbarte Ausgänge 11 aus.

Von jedem Ausgang 11 gelangt das Höhenwinkelsignal, evtl. nach Wechselrichtung, an den zugehörigen Streifen der Projektionsscheibe, beispielsweise an eine Flüssigkristallzelle.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

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Claims

31 Ol Patentansprüche:

1. Beleuchtungseinrichtung für Kraftfahrzeuge mit einer fotoelelctrischen Empfangseinrichtung, die s das aus dem Scheinwerferleuchtbereich einfallende Gegenlicht in Teilbereichen getrennt aufnimmt, die etwa lotrechten Raumstreifen entsprechen, um dadurch die Lichtausstrahlung der eigenen Scheinwerfer in seitlicher Richtung so zu steuern, daß der Raumstreifen von der Beleuchtung ausgenommen wird, aus dem das Gegenlicht kommt, wobei mit einer fotoelektrischen Kamera und dazugehörigen elektronischen Schaltelementen aus der Abbildung der im Scheinwerferleuchtbereich liegenden Lichtquellen diejenigen ausgewählt werden, die von der Beleuchtung anderer Kraftfahrzeuge stammen, um daraus Steuersignale zu gewinnen, die unter anderem die Höhen der Lichtquellen in den einzelnen Raumstreifenbereichen enthalten und dazu dienen, auf einer Scheibe, durch die Licht durch einen geeigneten Scheinwerfer der Einrichtung zur Beleuchtung der Fahrbahn nach vorn projiziert wird, denjenigen elektronisch veränderlichen Teilbereich lichtundurchlässig zu machen, der einen Schatten in den Raum oberhalb jeder auslösenden Lichtquelle projiziert, der gerade ausreichend groß ist, um Blendung zu vermeiden, und wobei eine fotoelektrische Bildplatte in der Kamera auf der Vorderseite mit lichtempfindlichen Zellen bedeckt ist, durch die mit Schaltelementen auf der Rückseite Eigenschaften und Winkeldaten der abgebildeten Lichtquellen ermittelt werden, nach Patent 30 04 247. dadurch gekennzeichnet, daß die fotoelektrische Bildplatte der Kamera aus kleinen Plättchen besteht, die senkrecht dicht aneinanderstehen und deren Schmalseiten, die dem Objektiv zugekehrt sind, in Form und Zahl den Raumstreifen entsprechen und mit lichtempfindlichen Zellen bedeckt sind, und von denen jedes eine Schaltung trägt, die ein Signal für die Lage der vom Licht der untersten Lichtquelle in dem Raumstreifen getroffenen Zelle und damit für den Höhenwinkel dieser Lichtquelle in bezug auf die Fahrzeuglängsachse erzeugt, das zur Steuerung der Durchsichtigkeitsgrenze des zugehörigen Streifens der Projektionsscheibe dient, und ein weiteres Signal erzeugt für die Lichtintensität der am stärksten von Licht getroffenen Zelle auf der Plättchenschmalseite, das zur Steuerung der Schattenbreite dient.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede lichtempfindliche Zelle (6) bei Lichteinfall einen Transistor durchschaltet und dadurch eine feste Bezugsspannung (4) an einen Spannungsteiler (8) gelegt wird, der für jede Zelle so eingestellt ist, daß die daran über Dioden abgegriffene Spannung (7) proportional zur Höhe der niedrigsten, sich auf der Plättchenschmalseite abbildenden Lichtquelle ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Lichteinfall an Fotowiderständen (6) hervorgerufene stärkste Potentialverschiebung über Dioden ermittelt wird und als Signal der Intensität (9 und 12) mittels einer Transistorschaltung bei steigender Leuchtkraft der abgebilde- b5 ten Lichtquellen die Weitergabe des Höhenwinkelsignals an eine steigende Zahl von Ebenen eines Diodennetzwerkes auslöst, wobei das Höhenvvinkelsignal von jeder weiteren Ebene aus eine zunehmende Zahl benachbarter Streifen (11) erreicht

4. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Projektion nicht auenutzbare, seitlich die Lichtquelle verlassende Licht durch einen Reflektor (1) neben der Projektionseinrichtung nach vorn geleitet und als Streulicht mit zur Erleuchtung der Fahrbahn herangezogen wird.

5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vermeidung von Störungen durch Reflexion die lichtempfindliche Fläche der einzelnen Empfangselemente so klein gemacht wird, daß die Abbildung einer kleinen Lichtquelle schon .signalauslösend wirkt, während eine großflächige Lichtquelle gleicher Gesamtintensität wegen der Verteilung des Lichtes auf mehrere Empfangselemente unberücksichtigt bleibt

6. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu;· Vermeidung von Störungen durch Reflexion die Lichtemission des Scheinwerfers in für das Auge unsichtbar kurzen Zeitabständen kurzzeitig reduziert wird, um während der Dunkclzeil mit der Kamera die Signale zu gewinnen.