DE4215940A1

DE4215940A1 - Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge

Info

Publication number: DE4215940A1
Application number: DE4215940A
Authority: DE
Inventors: Frieder Ing Heizmann
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1992-05-14
Filing date: 1992-05-14
Publication date: 1993-11-18
Also published as: FR2691117B1; FR2691117A1; JPH0648248A

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Beleuchtungseinrichtung ist durch die DE 36 01 388 A1 bekannt. Diese Beleuchtungseinrichtung weist Scheinwerfer auf, die das Vorfeld des Fahrzeugs beleuchten und für die optische Mittel in Form von Linsen vorgesehen sind, durch die das ausgesandte Licht zur Bildung einer vorgeschriebenen Licht verteilung beeinflußt wird. Die Beleuchtungseinrichtung weist außerdem einen optoelektronischen Sensor auf, der die Verkehrs situation im Umfeld des Fahrzeugs registriert. Die Verkehrs situation wird dabei durch optische Elemente auf den Sensor abgebildet. Der Sensor ist mit einem Rechner verbunden, in dem die Signale des Sensors ausgewertet werden und durch den ab hängig vom Auswerteergebnis die optischen Mittel zur Änderung der Lichtverteilung beeinflußt werden. Der Sensor ist von den Scheinwerfern entfernt angeordnet und benötigt eigene optische Mittel zur Abbildung der Verkehrssituation, was die Beleuchtungseinrichtung verteuert.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge mit den Merkmalen des Anspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß für den Sensor keine eigenen optischen Mittel zur Abbildung der Verkehrssituation erforderlich sind und die Beleuchtungs einrichtung kostengünstig herstellbar ist.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gekennzeichnet. Bei der Aus gestaltung gemäß Anspruch 2 kann der Sensor entfernt von den Leuchten angeordnet sein und dennoch die optischen Mittel der Leuchten nutzen. Bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 4 ist für die Leuchte lediglich eine zentrale Lichtquelle erforderlich, was die Beleuchtungseinrichtung vereinfacht. Außerdem kann das Lichtwellenleiterbündel dabei für die Lichtleitung von der Lichtquelle zu der Leuchte und für die Lichtleitung von der Leuchte zum Sensor verwendet werden. Durch die Bewegbarkeit des Endabschnitts des Lichtwellenleiterbündels, wie im Anspruch 5 gekennzeichnet, oder die Bewegbarkeit des Sensors, wie im Anspruch 6 gekennzeichnet, kann zwischen der Lichtleitung von der Lichtquelle zur Leuchte und der Lichtleitung von der Leuchte zum Sensor umgeschaltet werden. Bei der im Anspruch 7 gekennzeichneten schnellwechselnden Umschaltung zwischen den beiden Stellungen kann abwechselnd die Beleuchtungsfunktion oder die Erkennungsfunktion realisiert werden. Bei der Aus gestaltung gemäß Anspruch 8 ist eine Bewegung des Sensors oder des Lichtwellenleiterbündels nicht erforderlich, die Beleuchtungsfunktion und die Erkennungsfunktion kann gleich zeitig erfolgen.

Zeichnung

Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Beleuchtungseinrichtung in schematischer Darstellung nach einem ersten Ausführungs beispiel, Fig. 2 eine erste Variante der Beleuchtungsein richtung von Fig. 1, Fig. 3 eine zweite Variante, Fig. 4 eine dritte Variante, Fig. 5 ein zweites Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinrichtung, Fig. 6 eine erste Variante und Fig. 7 eine zweite Variante der Beleuchtungseinrichtung von Fig. 5.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Eine in Fig. 1 dargestellte Beleuchtungseinrichtung für Fahr zeuge weist wenigstens eine Leuchte 10 auf, die als ein Schein werfer ausgebildet sein kann, der zur Beleuchtung des Vorfelds vor dem Fahrzeug dient, oder die als Signalleuchte ausgebildet sein kann, wie Blinkleuchte, Bremsleuchte oder Schlußleuchte, zur Anzeige für andere Verkehrsteilnehmer. Die Leuchte 10 weist bei einem ersten Ausführungsbeispiel eine Lichtquelle 12 und einen Reflektor 14 auf, der das von der Lichtquelle 12 ausge sandte Licht gerichtet reflektiert. Die Leuchte 10 weist außer dem optische Mittel 16 auf, die beispielsweise an einer Licht scheibe 18 angeordnet sein können. Durch die optischen Mittel 16 wird das vom Reflektor 14 reflektierte Licht beeinflußt und zur Erzielung einer bestimmten Lichtstärkeverteilung abgelenkt und/oder gestreut.

Die Beleuchtungseinrichtung weist außerdem wenigstens einen optoelektronischen Sensor 20 auf, der die Verkehrssituation im Umfeld, beispielsweise im Vorfeld des Fahrzeugs registriert.

Dabei wird von außen auf die Leuchte 10 treffendes Licht durch die optischen Mittel 16 auf den innerhalb der Leuchte 10 ange ordneten Sensor 20 abgebildet. Als Sensor 20 können verschiede ne bekannte optoelektronische Sensoren verwendet werden, so zum Beispiel Fotodioden, PSD (Position Sensitive Device) oder CCD (Charge Coupled Device). Diese Sensoren besitzen eine licht empfindliche Meßfläche, die in einzelne Elemente unterteilt ist, so daß die Beleuchtungsstärke verschiedener Bereiche dieser Meßfläche ermittelt werden kann. Die Größe und Anordnung der einzelnen Elemente ist dabei an die zu gewinnende Infor mation angepaßt.

Der Sensor 20 ist mit einer Auswerteeinrichtung 22 verbunden, in der die Beleuchtungsstärkeverteilung der Meßfläche ver arbeitet wird. Die Auswerteeinrichtung 22 kann mit einer Anzeigevorrichtung 24 verbunden sein, auf der der Fahrzeug lenker über die Verkehrssituation informiert wird. Außerdem kann die Auswerteeinrichtung 24 mit einer Vorrichtung zur Beeinflußung der Lichtverteilung der Leuchte oder mit anderen Vorrichtungen verbunden sein, durch die auf das Fahrzeug Einfluß genommen wird, beispielsweise eine automatische Ab bremsung bewirkt wird, wenn ein Hindernis registriert wird.

Durch den Sensor 20 können verschiedene Erkennungsaufgaben ausgeführt werden, so beispielsweise Erkennen des Fahrbahn rands, der Funktion der Lichtquelle der Leuchte, der Licht verteilung, von Nebel, des Fahrzeugabstands oder eines Hinder nisses.

Bei einer in Fig. 2 dargestellten ersten Variante ist der Sensor 20 abweichend zum ersten Ausführungsbeispiel von der Leuchte 10 entfernt angeordnet. Dabei führt von der Leuchte 10 ein Lichtwellenleiterbündel 26 ab zum Sensor 20. Durch die optischen Mittel 16 der Leuchte 10 wird einfallendes Licht auf die in der Leuchte 10 angeordnete Eintrittsfläche 28 des Licht wellenleiterbündels 26 gerichtet und durch dieses zum Sensor 20 geleitet. Zwischen der Austrittsfläche 30 des Lichtwellen leiterbündels 26 und dem Sensor 20 können optische Mittel angeordnet sein, durch die das austretende Licht auf den Sensor 20 abgebildet wird. Die optischen Mittel sind bei der in Fig. 2 dargestellten ersten Variante eine Sammellinse 32. Bei der in Fig. 3 dargestellten zweiten Variante sind die optischen Mittel ein Umlenkspiegel 34 und eine Linse 36. Dabei braucht der Sensor 20 der Austrittsfläche 30 des Lichtwellenleiter bündels 26 nicht direkt gegenüberliegend angeordnet zu sein, da durch den Umlenkspiegel 34 eine Umlenkung des Lichts erreicht wird.

Das Lichtwellenleiterbündel 26 kann zumindest bereichsweise in seinem Querschnitt kohärent oder inkohärent ausgebildet sein. Bei einer kohärenten Ausbildung sind bestimmte Bereiche der Eintrittsfläche 28 bestimmten Bereichen der Austrittsfläche 30 zugeordnet, so daß das aus dem Lichtwellenleiterbündel 26 zum Sensor 20 hin austretende Licht die gleiche Lichtstärke verteilung aufweist wie das in das in der Eintrittsfläche 28 eintretende Licht. Das Lichtwellenleiterbündel 26 besteht aus einer Vielzahl von einzelnen Lichtwellenleitern, wobei bei einer kohärenten Ausbildung die Lichtwellenleiter in der Ein trittsfläche 28 und in der Austrittsfläche 30 in der gleichen Verteilung angeordnet sind. Bei einer inkohärenten Ausbildung des Lichtwellenleiterbündels 26 besteht keine bestimmte Zu ordnung zwischen der Anordnung der Lichtwellenleiter in der Eintrittsfläche 28 und der Austrittsfläche 30. Hierbei weist das aus dem Lichtwellenleiterbündel 26 zum Sensor 20 hin aus tretende Licht nicht mehr die Verteilung des in das Licht wellenleiterbündel 26 eintretenden Lichts auf. Die Information über die Verkehrssituation im Umfeld des Fahrzeugs liegt bei inkohärenter Ausbildung des Lichtwellenleiterbündels 26 am Sensor 20 in codierter Form vor. Das Lichtwellenleiterbündel 26 kann auch in einem Teil seines Querschnitts kohärent und im übrigen Teil seines Querschnitts inkohärent ausgebildet sein.

Bei inkohärenter Ausbildung des Lichtwellenleiterbündels 26 kann, bei einer in Fig. 4 dargestellten dritten Variante als optisches Mittel zwischen der Austrittsfläche 30 des Licht wellenleiterbündels 26 und dem Sensor 20 ein Lichtleitelement 38 angeordnet sein. Durch das Lichtleitelement 38 kann auch eine Umlenkung des Lichts erreicht werden, so daß der Sensor 20 der Austrittsfläche 30 nicht direkt gegenüberliegend angeordnet zu sein braucht.

Bei der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungs beispiel oder einer der Varianten der Fig. 2 bis 4 kann gleichzeitig die Leuchte 10 betrieben werden und durch den Sensor 20 die Verkehrssituation registriert werden, da beide Funktionen voneinander unabhängig sind.

In Fig. 5 ist ein zweites Ausführungsbeispiel der Beleuchtungseinrichtung dargestellt. Die Leuchte 10 weist hier keine eigene Lichtquelle auf, sondern ist über ein Lichtwellen leiterbündel 40 mit einer zentralen Lichtquelle 42 verbunden, durch die noch andere Leuchten mit Licht versorgt werden können. Die zentrale Lichtquelle 42 weist einen Reflektor 44 auf, in dem ein Leuchtkörper 46 angeordnet ist, der eine Glüh lampe oder eine Gasentladungslampe sein kann. Durch den Reflektor 44 wird das vom Leuchtkörper 46 ausgesandte Licht auf die Stirnfläche 48 des Lichtwellenleiterbündels 40 gerichtet, wobei der Reflektor 40 hierfür vorzugsweise als Ellipsoid aus gebildet ist. Der Leuchtkörper 46 ist dabei im Bereich des ersten Brenn punkts des Reflektors 40 angeordnet und die Stirnfläche 48 im Bereich des zweiten Brennpunkts. In der Leuchte 10 sind wie beim ersten Ausführungsbeispiel optische Mittel 16 vorgesehen, durch die das aus dem Lichtwellenleiterbündel 40 austretende Licht hindurchtritt und zur Bildung einer bestimmten Licht stärkeverteilung abgelenkt und/oder gestreut wird.

Der Sensor 20 ist im Bereich der zentralen Lichtquelle 42 an geordnet, beispielsweise neben dieser. Der Endabschnitt 50 des Lichtwellenleiterbündels 40 ist zwischen zwei Stellungen mittels einer Vorrichtung 51 bewegbar. In einer ersten Stellung ist dessen Stirnfläche 48 vor der zentralen Lichtquelle 42 angeordnet und in einer zweiten, in Fig. 5 gestrichelt ein gezeichneten Stellung, ist dessen Stirnfläche 48 auf den Sensor 20 gerichtet. In der ersten Stellung dient dabei das Licht wellenleiterbündel 40 zur Lichtleitung von der zentralen Licht quelle 42 zur Leuchte 10 und in der zweiten Stellung zur Licht- und Informationsleitung von der Leuchte 10 zum Sensor 20. Zwischen der Stirnfläche 48 des Lichtwellenleiterbündels 40 und dem Sensor 20 können wie beim ersten Ausführungsbeispiel optische Mittel angeordnet sein. Die Beleuchtungsfunktion und die Erkennungsfunktion können hier nur abwechselnd realisiert werden, wozu ein schnelles Umschalten zwischen diesen Funktionen erforderlich ist, was durch eine Steuereinrichtung 52 bewirkt werden kann. Die Bewegung des Endabschnitts 50 des Lichtwellenleiterbündels 40 kann durch verschiedene bekannte Vorrichtungen bewirkt werden, wie beispielsweise elektro magnetisch arbeitende Vorrichtungen.

Für die Beleuchtungsfunktion ist es unter Umständen vorteilhaft ein inkohärentes Lichtwellenleiterbündel 40 zu verwenden, um bei der Beleuchtung der Stirnfläche 48 durch die zentrale Lichtquelle 42 eventuell vorhandene Ungleichmäßigkeiten nicht auf die Leuchte 10 zu übertragen, wenn ein möglichst gleich mäßiger Lichtaustritt gewünscht wird. Andererseits ist es für die Erkennungsfunktion unter Umständen vorteilhaft ein kohärentes Lichtwellenleiterbündel 40 zu verwenden, um am Sensor 20 direkt Informationen über die Verkehrssituation zu erhalten. Um beide Funktionen ausreichend zu erfüllen kann es vorteilhaft sein, wie beim ersten Ausführungsbeispiel beschreiben, das Lichtwellenleiterbündel 40 für die Beleuchtungsfunktion bereichsweise inkohärent auszubilden und für die Erkennungsfunktion bereichsweise kohärent auszubilden. Beispielsweise kann der zentrale Bereich des Lichtwellenleiter bündels 40 kohärent ausgebildet sein, während der äußere Bereich inkohärent ausgebildet ist. Zur Beleuchtungsfunktion wird dabei der gesamte Querschnitt des Lichtwellenleiterbündels 40 genutzt, während für die Erkennungsfunktion nur der zentrale Bereich genutzt wird und das aus dem äußeren Bereich des Licht wellenleiterbündels 40 austretende Licht durch eine Blende 54 abgeschirmt wird und nicht auf den Sensor 20 trifft.

In Fig. 6 ist eine erste Variante der Beleuchtungseinrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei der nicht Sensor 20 bewegbar ist. In der ersten Stellung für die Beleuchtungsfunktion ist der Sensor 20 von der Stirnfläche 48 des Lichtwellenleiterbündels 40 entfernt angeordnet, so daß das Licht der zentralen Lichtquelle 42 ungehindert auf die Stirn fläche 48 treffen kann. In der zweiten Stellung für die Erkennungsfunktion ist der Sensor 20 zwischen der zentralen Lichtquelle 42 und der Stirnfläche 48 angeordnet, so daß aus dem Lichtwellenleiterbündel 40 austretendes Licht auf den Sensor 20 trifft. Die Bewegung des Sensors 20 kann ebenfalls durch bekannte Vorrichtungen, die von einer Steuereinrichtung 52 angesteuert werden, bewirkt werden.

In Fig. 7 ist eine zweite Variante der Beleuchtungseinrichtung nach dem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt, bei der eine Bewegbarkeit des Lichtwellenleiterbündels 40 oder des Sensors 20 nicht erforderlich ist. Das Lichtwellenleiterbündel 40 weist hier zwei Endabschnitte 56 und 58 auf, die sich zur Leuchte 10 hin zu dem einzigen Lichtwellenleiterbündel 40 vereinigen. Der Endabschnitt 56 ist dabei der zentralen Lichtquelle 42 zuge ordnet und der Endabschnitt 58 ist dem Sensor 20 zugeordnet. Dabei kann es bei bestimmten Erkennungsaufgaben vorteilhaft sein, wenn der Lichteintritt von der zentralen Lichtquelle 42 in den Endabschnitt 56 verhindert wird, was durch eine bewegli che Blende 60 vor der Stirnfläche des Endabschnitts 56 erreicht werden kann.

Claims

1. Beleuchtungseinrichtung für Fahrzeuge mit wenigstens einer Leuchte (10), für die optische Mittel (16) vorgesehen sind, durch die das durch diese hindurchtretende Licht zur Erzeugung einer bestimmten Lichtstärkeverteilung beeinflußt wird, und mit wenigstens einem optoelektronischen Sensor (20), der die Verkehrssituation im Umfeld des Fahrzeugs anhand von auf diesen treffendem Licht registriert, das durch optische Mittel zumindest mittelbar auf den Sensor (20) abgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abbildung der Verkehrssituation auf den Sensor (20) wenigstens ein Teil der optischen Mittel (16) der Leuchte (10) verwendet wird.

2. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß von der Leuchte (10) wenigstens ein Lichtwellen leiterbündel (26) abführt, auf dessen in der Leuchte (10) ange ordnete Eintrittsfläche (28) die Verkehrssituation abgebildet wird und durch das das Licht zum von der Leuchte (10) entfernt angeordneten Sensor (20) geleitet wird.

3. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß das aus dem Lichtwellenleiterbündel (26) aus tretende Licht durch optische Mittel (32; 34, 36; 38) auf den Sensor (20) abgebildet wird.

4. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß für die Leuchte (10) eine zentrale Licht quelle (42) vorgesehen ist, wobei durch das Lichtwellenleiter bündel (40) das von der zentralen Lichtquelle (42) ausgesandte Licht zur Leuchte (10) geleitet wird.

5. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der der zentralen Lichtquelle (42) und dem Sensor (20) zugeordnete Endabschnitt (50) des Lichtwellenleiterbündels (40) zwischen einer Stellung für eine Beleuchtungsfunktion, in der dessen Stirnfläche (48) vom Licht der zentralen Lichtquelle (42) beaufschlagt ist, und einer Stellung für eine Erkennungs funktion, in der dessen Stirnfläche (48) auf den Sensor (20) gerichtet ist, bewegbar ist.

6. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der Sensor (20) zwischen einer Stellung für eine Beleuchtungsfunktion, in der er von der Stirnfläche (48) des Lichtwellenleiterbündels (40) entfernt angeordnet ist, und einer Stellung für eine Erkennungsfunktion, in der er vor der Stirnfläche (48) angeordnet ist, bewegbar ist.

7. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Endabschnitts (50) des Lichtwellenleiters (40) bzw. des Sensors (20) zwischen der Stellung für die Beleuchtungsfunktion und der Stellung für die Erkennungsfunktion in kurzen Zeitabständen erfolgt.

8. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekenn zeichnet, daß der zentralen Lichtquelle (42) und dem Sensor (20) jeweils ein Endabschnitt (56; 58) des Lichtwellenleiter bündels (40) zugeordnet ist, wobei sich beide Endabschnitte zur Leuchte (10) hin zu einem Lichtwellenleiterbündel vereinigt.

9. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtwellenleiterbündel (26; 40) aus einer Vielzahl einzelner Lichtwellenleiter besteht und zumindest bereichsweise kohärent ausgebildet ist, wobei die Anordnung der Lichtwellenleiter in der Eintrittsfläche und deren Anordnung in der Austrittsfläche in einer bestimmten Zuordnung zueinander stehen.

10. Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichtwellenleiterbündel (26; 40) aus einer Vielzahl einzelner Lichtwellenleiter besteht und zumindest bereichsweise inkohärent ausgebildet ist, wobei zwischen der Anordnung der Lichtwellenleiter in der Eintritts fläche und deren Anordnung in der Austrittsfläche keine bestimmte Zuordnung besteht.