DE4317772C2 - Blendlichtsensor für Fahrzeuge - Google Patents
Blendlichtsensor für FahrzeugeInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Blendlichtsensor gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 zur Ermittlung vorfahrender Fahrzeuge in entgegengesetzter Richtung
fahrender Fahrzeuge, und von Verkehrsampeln, und insbesondere einen Blendlicht
sensor zur Ermittlung der Farben von Lichtstrahlen, die von der Vorderseite von
Fahrzeugen, von Verkehrsampeln oder dgl. ausgestrahlt werden.
Aus der EP 230 620 ist bereits ein solcher Sensor bekannt, der die durch eine Ver
kehrssituation ausgesandten Lichtstrahlen durch eine Aufnahmeoptik auf eine Di
odenmatrix als Bildpunkt abbildet, so dass eine Auswertung bezüglich ihrer Helligkeit
in einer angeschlossenen Rechnereinheit möglich ist. Der elektronische Rechner
vergleicht die erhaltenen Werte mit gespeicherten Parametern, um dementsprechend
die Lichtverteilung der Frontscheinwerfer an die Verkehrssituation anzupassen.
Aus der Druckschrift US 47 99 768 ist ein Lichtsensor bekannt, der aus einem Detek
tor und einem vorgeschalteten Filter besteht. Die spektrale Ansprechcharakteristik
des Detektors ist im UV-Bereich sehr gering und steigt über den gesamten sichtbaren
Bereich bis in den infraroten Bereich stetig an. Die Filtercharakteristik des vorgeschal
teten Filters entspricht der eines Grünfilters, der so ausgewählt ist, dass er vor allem
im nahen Infrarotbereich ab 720 nm keine Durchlässigkeit mehr aufweist. Eine derar
tige Kombination von spektraler Ansprechempfindlichkeit des Detektors und des Fil
ters soll in der Summe ein Ansprechverhalten bewirken, das der Empfindlichkeit des
menschlichen Auges möglichst gut angepaßt ist. Das vom Lichtsensor auf diese
Weise erhaltene Signal wird einer Kontrolleinheit zugeführt, die dementsprechend
einen Rückspiegel eines Autos abdunkelt.
Es gibt zahlreiche Vorschläge für auf Fahrzeugen angebrachte Vorrichtungen, wel
che automatisch die Intensität und/oder die Richtung von Lichtstrahlen ändern, so
dass die Fahrer vorfahrender Fahrzeuge und von sich in die entgegengesetzte
Richtung bewegenden Fahrzeuge nicht geblendet werden. Wenn ein sich in entge
gengesetzte Richtung bewegendes Fahrzeug vorhanden ist, so kippt die Vorrichtung
die Lichtstrahlen des Scheinwerfers nach links. Ist ein vorfahrendes Fahrzeug vor
handen, so werden die Lichtstrahlen weiter nach unten gekippt.
Zur Umschaltung des Lichtverteilungsmusters müssen die vorfahrenden Fahrzeuge
und die sich in entgegengesetzter Richtung bewegenden Fahrzeuge exakt vonein
ander unterschieden werden. Bei bislang bekannten Vorgehensweisen hängt die
Ermittlung der Unterscheidung derartiger Objekte von der Helligkeit auftreffenden
Lichts von dem Objekt ab. Allerdings kann eine derartige Vorgehensweise nicht Licht
von dem Fahrzeug von anderem Licht unterscheiden. Darüber hinaus ist es praktisch
unmöglich, ein vorfahrendes Fahrzeug von dem sich in entgegengesetzte Richtung
bewegenden Fahrzeug zu unterscheiden. Daher kann die Lichtverteilungseigenschaft
des Scheinwerfers nicht ordnungsgemäß eingestellt werden. Dies macht es schwie
rig, derartige Vorrichtungen in der Praxis einzusetzen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Blendlichtsensor zu schaffen,
der eine bessere Unterscheidung der unterschiedlichen Lichteinflüsse im Verkehr
ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des An
spruchs 1 gelöst.
Wie aus den voranstehenden Erläuterungen hervorgeht, besteht ein Vorteil der vor
liegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Blendlichtsensors, welcher vorfahren
de Fahrzeuge, in entgegengesetzter Richtung fahrende Fahrzeuge und andere,
Licht aussendende Objekte abgesehen von Fahrzeugen, beispielsweise Straßenbe
leuchtungslampen, Lampen von Wohnhäusern und Verkehrsampeln (als Verkehrs
ampeln und dgl. bezeichnet) so feststellen kann, dass sie voneinander unterscheid
bar sind.
Der Blendlichtsensor weist eine Lichtkondensoreinrichtung zum Bündeln von Licht
strahlen aus dem Vordergrund sowie Photosensorelemente zur Ermittlung der Licht
strahlen von der Lichtkondensoreinrichtung auf. Das Photosensorelement kann rotes
Licht von zumindest weißem Licht oder gelbem Licht unterscheiden.
Die Photosensorelemente sind in Matrixform angeordnet. Die Ausgangssignale der
Photodioden werden zur Erfassung der Richtung und der Farbe des Lichts einge
setzt, welches aus dem Vordergrund kommt. Daher kann der Blendlichtsensor vor
fahrende Fahrzeuge, in entgegengesetzter Richtung fahrende Fahrzeuge sowie Ver
kehrsampeln ermitteln.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbei
spiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen.
Es
zeigt:
Fig. 1A eine Querschnittsansicht eines optischen Systems eines Blendlichtsen
sors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 1B eine vergrößerte Querschnittsansicht eines Photosensorfeldes des
Blendlichtsensors;
Fig. 2 eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs, welches
einen erfindungsgemäßen Blendlichtsensor aufweist,
der an einem bestimmten Ort angebracht ist;
Fig. 3 eine Ansicht eines Modells für die Szene, die vor
einem Kraftfahrzeug vorhanden ist;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Modifikation des
Photosensorfeldes, welches bei der ersten
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
verwendet wird;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines optischen Systems
eines Blendlichtsensors gemäß einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6A eine Aufsicht auf ein optisches System eines
Blendlichtsensors gemäß einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 6B eine Seitenansicht des optischen Systems des
Blendlichtsensors von Fig. 5A;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht einer Abänderung des
optischen Systems des Blendlichtsensors von Fig.
6;
Fig. 8A eine Vorderansicht eines optischen Systems eines
Blendlichtsensors gemäß einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
Fig. 8B eine Aufsicht des optischen Systems des
Blendlichtsensors von Fig. 8A;
Fig. 8C eine Querschnittsansicht des optischen Systems des
Blendlichtsensors von Fig. 8A, gesehen von der
Seite;
Fig. 9A eine Aufsicht, die eine Lichtführungslinse zeigt,
die anstelle der Faseroptikpaare verwendet wird,
und welche eine Abänderung der Ausführungsform von
Fig. 8 bildet;
Fig. 9B eine Vorderansicht der Lichtführungslinse von Fig.
9A;
Fig. 10A eine Querschnittsansicht eines Blendlichtsensors,
welcher die vorliegende Erfindung verwendet;
Fig. 10B eine Querschnittsansicht eines weiteren
Blendlichtsensors, welcher die vorliegende
Erfindung verwendet;
Fig. 11 eine schematische Darstellung eines
Kraftfahrzeugs, welches die in Fig. 10 gezeigten
Blendlichtsensoren aufweist, die an zwei
bestimmten Orten angebracht sind;
Fig. 12 einen Längsschnitt durch ein optisches System
eines Blendlichtsensors zur Verwendung bei einem
Kraftfahrzeug gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 13 eine vergrößerte Querschnittsansicht eines
Linsentreibeabschnitts des Blendlichtsensors von
Fig. 12;
Fig. 14 eine Vorderansicht des CCD-Bildaufnahmeelements,
welches in dem Blendlichtsensor verwendet wird;
Fig. 15 eine schematische Darstellung eines Bildes,
welches auf der Oberfläche des CCD-
Bildaufnahmeelements gebildet wird;
Fig. 16
A und B zusammen die Art und Weise der Messung der
Entfernung eines Kraftfahrzeugs zum nächsten;
Fig. 17 einen Längsschnitt eines Blendlichtsensors gemäß
einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 18 eine Querschnittsansicht des Blendlichtsensors von
Fig. 17;
Fig. 19 einen Längsschnitt eines Blendlichtsensors gemäß
einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 20 eine Querschnittsansicht des Blendlichtsensors von
Fig. 19;
Fig. 21 eine Perspektivansicht des Innenaufbaus eines
Scheinwerfers gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 22 eine Darstellung der Form einer Abschirmung;
Fig. 23 eine Ansicht eines Lichtverteilungsmusters des
Scheinwerfers von Fig. 21; und
Fig. 24 ein Blockschaltbild eines Motortreibers.
Wie in Fig. 1A gezeigt ist, welche im Querschnitt den Aufbau
eines Blendlichtsensors gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt, weist ein Blendlichtsensor 1,
der in einem rohrförmigen Gehäuse 5 enthalten ist, eine
Bilderzeugungslinse 2 zum Bündeln von Licht auf, welches von
dem Raum empfangen wird, der vor einem Fahrzeug gesehen
wird, und zum Fokussieren des empfangenen Lichts auf einer
Bildebene, eine Störlichtabschirmung 3, und ein
Photosensorfeld 4, welches auf der Bildebene der
Bilderzeugungslinse 2 angeordnet ist. Das Photosensorfeld 4
besteht, wie in Fig. 1B gezeigt, aus einer Anzahl kleiner
Photodioden 7, die in hoher Dichte in Matrixanordnung auf
einem ebenen Substrat 6 angeordnet sind. Die Photodioden 7,
deren spektrale Empfindlichkeit für weißes Licht im
wesentlichen gleich ist, erzeugen elektrische Signale
entsprechend der Helligkeit des Bildlichtes, welches durch
die Bilderzeugungslinse 2 erzeugt wird. Filter 8 in der
Farbe Blau, beispielsweise Cyan, sind auf den vorderen
Stirnflächen der ausgewählten Photodioden 7a angeordnet, die
alternierend angeordnet sind. Die Filter 8 schalten rotes
Licht aus, welches in bezug auf die Farbe Blau die Komple
mentärfarbe bildet. Daher sind die ausgewählten Photodioden
7a unempfindlich auf rotes Licht oder erzeugen nur kleine
elektrische Signale, wenn sie rotes Licht empfangen.
Der Blendlichtsensor 1, der auf diese Weise aufgebaut ist,
ist in der Nähe der vorderen Stoßstange eines Fahrzeugs C
angebracht, wie in Fig. 2 gezeigt ist. Licht, welches aus
dem Raum vor dem Fahrzeug herrührt, ist bezüglich seiner
Durchgangsfläche durch die Störlichtblende begrenzt, und
wird durch die Bilderzeugungslinse 2 auf dem Photosensorfeld
4 abgebildet. Beim Empfang des Bildlichtes erzeugen die
einzelnen Photodioden 7 des Photosensorfeldes 4 elektrische
Signale. In diesem Fall trifft das in dem empfangenen Licht
enthaltene weiße Licht direkt auf die Photodioden 7a und 7b
auf und veranlaßt diese so zur Erzeugung elektrischer
Signale, jedoch erreicht das rote Licht praktisch nicht die
Photodioden 7a, so daß diese höchstens zur Erzeugung kleiner
elektrischer Signale veranlaßt werden.
Durch die Messung der Amplitudenverteilungen elektrischer
Signale von den einzelnen Photodioden 7a durch die
Blaufilter und der Signale von den Photodioden 7b ohne
Filter ist es möglich, eine Unterscheidung der Arten des
Lichts vorzunehmen, welches aus dem Vorderraum kommt, des
Lichtes von dem Scheinwerfer eines Fahrzeuges, welches in
der entgegengesetzten Richtung fährt, des Lichtes von der
Rückleuchte des vorausfahrenden Fahrzeugs, oder des Lichtes
von einer Verkehrsampel.
In Fig. 3 ist beispielhaft eine Szene gezeigt, die vor einem
Fahrzeug vorhanden sein kann. Wie dort dargestellt, befinden
sich in entgegengesetzter Richtung fahrende Fahrzeuge C1 und
vorfahrende Fahrzeuge C2 unterhalb des Horizonts H, sowie
Verkehrsampeln L (einschließlich
Straßenbeleuchtungsleuchten) oberhalb des Horizonts H.
Unterhalb des Horizonts H sind zwei vorfahrende Fahrzeuge C2
nahe der vertikalen Zentrumslinie V und auf deren linker
Seite vorhanden, und zwei Fahrzeuge C1 bewegen sich auf der
rechten Seite der vertikalen Zentrumslinie V. Licht, welches
aus der Vordergrundszene kommt, welche die Fahrzeuge und
Verkehrsampeln umfaßt, wird durch die Photodioden 7
empfangen, die am Ort entsprechend dem Horizont H angeordnet
sind, also an der vertikalen Zentrumslinie V. Die Amplituden
der elektrischen Signale werden gemessen, die durch die
Photodioden 7 erzeugt werden. Daher enthalten die
elektrischen Signale, die von den Photodioden 7 erzeugt
werden, wenn diese das Licht von der Szene oberhalb des
Horizonts H empfangen, die Signale, welche weißes Licht und
gelbes Licht repräsentieren. Wenn die Amplituden der
elektrischen Signale, die von den Photodioden 7b ohne Filter
erzeugt werden, größer sind als die elektrischen Signale von
den bestimmten Photodioden 7a mit den Blaufiltern 8, so sind
die Signale vorhanden, welche rotes Licht repräsentieren.
Die elektrischen Signale, die von den Phtotdioden 7 erzeugt
werden, welche das Licht empfangen, das aus dem Bereich in
der Vorwärtsrichtung stammt, die unterhalb des Horizonts H
und auf der rechten Seite der vertikalen Zentrumslinie V
liegt, enthalten Farbinformation bezüglich Weiß und Gelb.
Das Licht in diesen Farben wird von den Scheinwerfern der
sich in der Gegenrichtung bewegenden Fahrzeuge ausgesandt.
Daher wird darauf hingewiesen, daß die sich in dieser
Richtung bewegenden Fahrzeuge in diesem Bereich in
Vorwärtsrichtung vorhanden sind. Die elektrischen Signale,
welche von den Photodioden 7 erzeugt werden, welche das
Licht empfangen, das aus einem anderen Bereich in der
Vorwärtsrichtung stammt, der sich unterhalb des Horizonts H
und auf der linken Seite der vertikalen Zentrumslinie V
befindet, enthalten Information bezüglich der Lichtfarbe,
die von Wohnhäusern ausgesandt wird, die auf der linken
Seite der Straße liegen. Wenn die Amplituden der elektri
schen Signale, die von den Photodioden 7b ohne Filter
ausgesandt werden, welche das Licht von diesem Bereich
empfangen, größer sind als die elektrischen Signale von den
spezifischen Photodioden 7a mit den Blaufiltern 8, so sind
offenbar die Rückleuchten der vorfahrenden Fahrzeuge
vorhanden.
Die Fahrzeuge, die auf dieser Seite fahren, und das
vorausfahrende Fahrzeug können dadurch ermittelt werden, und
zwar auf die beschriebene Weise, daß das Licht festgestellt
wird, welches aus dem Vorderbereich eines Fahrzeugs stammt.
Wenn daher der Scheinwerfer vom Fernlicht zum Abblendlicht
umgeschaltet wird, entsprechend den
Lichtermittlungsergebnissen, so ist es möglich, das
Blendproblem für den Fahrer des sich in entgegengesetzter
Richtung bewegenden Fahrzeugs auszuschalten. Wenn der Licht
strahl des Scheinwerfers nach links und unten umgeschaltet
wird, so kann darüber hinaus die Beeinträchtigung für den
Fahrer des vorwärtsfahrenden Fahrzeugs minimalisiert werden.
Das Photosensorfeld des Blendlichtsensors kann so abgeändert
werden, daß sich die in Fig. 4 gezeigte Konstruktion ergibt.
Wie dort dargestellt, sind in einem Photosensorfeld 104 bei
der abgeänderten Ausführungsform Photodioden 7a mit
Blaufiltern 8 sowie Photodioden 7b mit Rotfiltern 9
alternierend angordnet. Wenn das Photosensorfeld 104 das
Licht von der Rückleuchte des vorherfahrenden Fahrzeugs
empfängt, so ergibt sich ein großes Verhältnis der
elektrischen Signale, die von den Photodioden 7a mit den
Blaufiltern 8 ausgesandt werden, zu denen von den Photo
dioden 7b mit Rotfiltern 9. Ein Vergleich dieser
Ausgangssignale stellt darüber hinaus eine verläßliche
Ermittlung der vorwärtsfahrenden Fahrzeuge und der Fahrzeuge
sicher, die auf dieser Seite fahren.
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht mit einer Darstellung
eines optischen Systems eines Blendlichtsensors gemäß einer
weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In
dieser Figur bezeichnet die Bezugsziffer 2 eine
Bilderzeugungslinse, und 3 eine Blendlichtblende. Ein
Strahlteiler 10, der beispielsweise aus einem
halbverspiegelten Element besteht, ist hinter der Blend
lichtblende 3 angeordnet. Der ankommende Lichtstrahl wird in
zwei Strahlen aufgeteilt, welche sich in zwei Richtungen so
ausbreiten, daß sie Photosensorfelder 204A und 204B
erreichen. Die Photosensorbereiche 204A und 204B bestehen
jeweils aus mehreren kleinen Photodioden, die matrixartig in
hoher Dichte angeordnet sind. Ein Filter 8 in blauer Farbe
ist vor dem Photosensorfeld 204A angeordnet. Vor dem
Photosensorfeld 204B ist kein Filter vorgesehen. Die
Bezugsziffer 205 bezeichnet ein Gehäuse.
Der auf diese Weise aufgebaute Blendlichtsensor kann, wie
bei der ersten Ausführungsform, vorherfahrende Fahrzeuge
ermitteln, sich in entgegengesetzte Richtung bewegende
Fahrzeuge, Verkehrsampeln udgl., und zwar durch Verwendung
der Ausgangssignale des Photosensorfeldes 204A, welches dem
Blaufilter 8 zugeordnet ist, und des Photosensorfeldes 204B,
dem kein Filter zugeordnet ist.
Es wird darauf hingewiesen, daß bei diesem Aufbau des Blend
lichtsensors die Signale, die von sämtlichen Photodioden der
Photosensorfelder abgegeben werden, verwendet werden können.
Daher ist der Signalpegel der Ausgangssignale dieser
Photosensorfelder hoch. Die Erfassung des Zustands des
Vordergrunds ist exakter und verläßlicher.
Der Strahlteiler 10 kann eine Wellenlängenauswahlfunktion
aufweisen. Wenn beispielsweise der Strahlteiler 10 so
ausgelegt ist, daß er den Durchgang von Licht der Farbe Blau
zuläßt, so kann das Blaufilter 8 weggelassen werden.
Die Fig. 6A und 6B sind eine Aufsicht und eine Seitenansicht
eines optischen Systems eines Blendlichtsensors gemäß einer
weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei
dieser Ausführungsform wird eine Fresnel-Linse 2A als
Bilderzeugungslinse verwendet. Die Endstirnflächen mehrerer
optischer Fasern 11 sind in Matrixanordnung auf der
Bilderzeugungsebene der Fresnel-Linse vorgesehen. Die
anderen Endstirnflächen der optischen Fasern 11 sind so
angeordnet, daß sie einem Photosensorfeld 4B gegenüber
liegen, beispielsweise paarweise vorgesehene Photodioden 7a
und 7b. Jedes Photodiodenpaar besteht aus einer Photodiode
7a mit einem Blaufilter 8, welches auf der Vorderseite
vorgesehen ist, und aus einer weiteren Photodiode 7b ohne
Filter.
Bei dem auf diese Weise aufgebauten Blendlichtsensor wird
ein durch die Fresnel-Linse 2A gebildetes Bildmuster durch
die optische Faser 11 umgeordnet, und das umgeordnete Muster
wird durch das Photosensorfeld 4B festgestellt. Daher sind
die ersten Endstirnflächen der optischen Fasern 11
matrixartig angeordnet, jedoch können ihre zweiten
Endstirnflächen ordnungsgemäß angeordnet sein. Daher können
die Photodioden 7 in dem Photosensorfeld 4B ordnungsgemäß
angeordnet sein.
Auch der Blendlichtsensor gemäß dieser Ausführungsform kann
die Objekte ermitteln, beispielsweise vorherfahrende
Fahrzeuge, sich in entgegengesetzter Richtung bewegende
Fahrzeuge, sowie Verkehrsampeln, indem Vorderbereich eines
Fahrzeugs.
Der Blendlichtsensor von Fig. 6 kann so abgeändert werden,
daß er den in Fig. 7 gezeigten Aufbau aufweist. Wie dort
dargestellt, wird bei diesem Blendlichtsensor eine normale
plankonvexe Linse 302 als Bilderzeugungslinse vorgesehen. Ein
Strahlteiler 12, beispielsweise ein Dreiecksprisma, ist so
angeordnet, daß er der zweiten Endstirnfläche einer
optischen Faser 311 gegenüberliegt. Die von dem Strahlteiler
12 ausgehenden Lichtstrahlen werden auf einem
Photosensorfeld 304A bzw. 304B fokussiert. In diesem Fall
ist vorzugsweise ein Blaufilter 308 auf der Vorderseite des
Photosensorfeldes 304B vorgesehen. In der Figur ist kein
Filter auf der Vorderseite des Photosensorfeldes 304A ge
zeigt. Falls erforderlich, kann dort ein Rotfilter
angeordnet werden.
Die Fig. 8A bis 8C zeigen eine Vorderansicht, eine Aufsicht
bzw. eine Querschnittsansicht eines optischen Systems eines
Blendlichtsensors gemäß einer weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform sind
mehrere Bilderzeugungslinsen 402 Seite an Seite auf die
dargestellte Weise angeordnet. Faseroptikpaare 411, die
jeweils aus optischen Fasern 411a und 411b bestehen, sind in
einem solchen Zustand angeordnet, daß die ersten
Endstirnflächen jedes Paars optischer Fasern der zugehörigen
Bilderzeugungslinse 402 gegenüberliegen, bzw. so, daß ihre
zweiten Endstirnflächen an die Strahlteiler 13 angekoppelt
sind. Photosensorfelder 404A und 404B, die in einem rechten
Winkel angeordnet sind, liegen auf die dargestellte Weise
den verschiedenen Seiten des Strahlteilers 13 gegenüber. Bei
diesem Aufbau werden Lichtstrahlen, die aus dem Vorderraum
eines Fahrzeugs in den unterschiedlichen Richtungen
herrühren, jeweils durch die verschiedenen optischen Fasern
411a und 411b auf die unterschiedlichen Photosensorfelder
404A und 404B geführt. Die Photodioden der Photosensorfelder
404A und 404B sind selektiv mit Blaufiltern und Rotfiltern
(nicht dargestellt) gekoppelt. Die Bezugsziffer 14
bezeichnet eine Faseroptikhalterung.
Bei dem voranstehend geschilderten Aufbau des
Blendlichtsensors ist es möglich, das weiße oder gelbe Licht
von dem roten Licht zu unterscheiden, um so die Richtung des
ankommenden Lichtes zu ermitteln, sowie der sich in
entgegengesetzter Richtung bewegenden Fahrzeuge, der
vorwärtsfahrenden Fahrzeuge, und von Verkehrsampeln, auf der
Grundlage der Ausgangssignale der Photodioden mit den Blau-
und Rot-Filtern.
Bei dem Blendlichtsensor von Fig. 8 kann das Faseroptikpaar
durch eine Lichtführungslinse 15 ersetzt werden, die aus
einem transparenten Harz besteht. Linsenabschnitte, welche
die Lichtführungslinse 15 bilden, sind zickzackartig
angeordnet, wenn sie, wie dargestellt, von vorne betrachtet
weden. Die Photodioden, die jeweils gegenüberliegend den
Linsenstücken angeordnet sind, können Lichtstrahlen
empfangen, die durch den Vorderraum in unterschiedlichen
Richtungen ankommen. Die Bezugsziffer 16 bezeichnet einen
Lichtabschirmungsfilm.
Fig. 11 ist eine schematische Ansicht eines Fahrzeugs,
welches die in Fig. 10 gezeigten Blendlichtsensoren
aufweist, die an zwei bestimmten Orten angebracht sind. In
Fig. 10 sind zwei Arten von Blendlichtsensoren gezeigt. Der
erste Blendlichtsensor 1A, der in Fig. 10A dargestellt ist,
besteht aus einer Bilderzeugungslinse 2, einer
Störlichtblende 3, und einem Photosensorfeld 4. Der zweite
Blendlichtsensor 1B, der in Fig. 10B gezeigt ist, besteht
aus einer Bilderzeugungslinse 2, einer Störlichtblende 3,
einem Blaufilter 8, und einem Photosensorfeld 4. Die
Photosensorfelder dieser Blendlichtsensoren können so
ausgebildet sein, wie dies in Fig. 1B oder 4 gezeigt ist.
Der Blendlichtsensor 1B mit dem Blaufilter, und der
Blendlichtsensor 1A, welcher kein Filter aufweist, können
jeweils an einem Ort der vorderen Stoßstange eines Fahrzeugs
C bzw. an einem Ort nahe der Windschutzscheibe angeordnet
sein, wie in Fig. 11 gezeigt.
Die Bilderzeugungslinsen 2 der Blendlichtsensoren 1A und 1B
sind in die Fahrrichtung gerichtet. Der Blendlichtsensor 1B
mit dem Blaufilter empfängt den oberen Lichtstrahl, wogegen
der Blendlichtsensor 1A ohne Filter sowohl den oberen als
auch den unteren Lichtstrahl empfängt. Auf diese Weise
können die aus dem Vorderraum eines Fahrzeugs stammenden
Lichtstrahlen besser ermittelt werden.
In den Fig. 12 bis 14, die einen Blendlichtsensor gemäß
einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
zeigen, stellt Fig. 12 einen Längsschnitt durch ein
optisches System eines Blendlichtsensors dar, welcher bei
einem Kraftfahrzeug einsetzbar ist, gemäß einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 13 ist eine
vergrößerte Querschnittsansicht mit einer Darstellung eines
Linsentreiberabschnitts des Blendlichtsensors von Fig. 12.
Ein Zoomobjektiv 501, welches in einen rohrförmigen
Abschnitt 503 eines Gehäuses 502 eingepaßt ist, weist ein
erstes Linsensystem auf, welches am Vorderende des
rohrförmigen Abschnitts 503 befestigt ist, sowie ein zweites
Linsensystem, welches in bezug auf das erste Linsensystem
durch einen Linsentreiber 504 bewegt wird. Das erste
Linsensystem besteht aus einer fixierten Linse 505, einer
Plankonvexlinse. Das zweite Linsensystem weist eine
bewegbare Linse 507 auf, nämlich eine plankonvexe Linse, die
an einem Gleitrohr 506 befestigt ist. Das Gleitrohr 506 ist
parallel zur optischen Achse L der festen Linse 505 in Bezug
auf den rohrförmigen Abschnitt 503 beweglich.
Das Gleitrohr 506 ist entlang der optischen Achse L durch
einen Linsentreiber 504 bewegbar, welcher nachstehend
erläutert wird. Er bewegt die bewegliche Linse 507 entlang
der optischen Achse L in bezug auf die feste Linse 505, um
so die Brennpunktlage des Zoomobjektivs 501 zu ändern. Das
erste Linsensystem und das zweite Linsensystem des
Zoomobjektivs 501 können entsprechend kombiniert werden. Bei
der vorliegenden Ausführungsform wird die plankonvexe Linse
als feste Linse 505 des ersten Linsensystems verwendet, und
die plankonvexe Linse als die bewegliche Linse 507 bei dem
zweiten Linsensystem, und zwar zur Ausschaltung der Farb-
Aberration.
Ein Strahlteiler 508, der durch einen Halbspiegel mit einem
Mehrschichtaufbau gebildet wird, ist auf der Rückseite der
festen Linse 505 sowie auf der optischen Achse L vorgesehen.
Der Strahlteiler 508 ist in einem Winkel von 45° bezüglich
der optischen Achse L geneigt. Ein CCD-Bildaufnahmeelement
510 liegt auf der optischen Achse L1 auf der Rückseite des
Strahlteilers 508. Ein Rotfilter 509 ist vor dem CCD-
Bildaufnahmeelement 510 angeordnet. Ein weiteres CCD-
Bildaufnahmeelement 512 liegt auf einer weiteren optischen
Achse L2 auf der Rückseite des Strahlteilers 508. Ein
Blaufilter 511 ist vor dem CCD-Bildaufnahmeelement 512
angeordnet. Die Bildaufnahmeoberfläche jedes der CCD-
Bildaufnahmeelemente 510, 512 weist vorzugsweise eine
derartig rechteckige Form auf, daß diese in bezug auf die
Horizontalachse H unsymmetrisch ist, so daß also ihr
Oberteil größer als der Unterteil ist, wie in Fig. 14
gezeigt.
Die Innenoberfläche der festen Linse 505 ist mit einem
Infrarotstrahlung abschneidenden Film 513 als Dünnfilm
derart beschichtet, welcher es zuläßt, daß durch den
Dünnfilm selektiv Licht hindurchgelassen wird.
Der Aufbau des Linsentreibers 504 ist nachstehend angegeben.
Ein Koppelstift 514 steht von einem Gleitrohr 506 aus vor.
Ein Langloch 515, welches seine Längserstreckung in der
optischen Achse L aufweist, ist in dem rohrförmigen
Abschnitt 503 des Gehäuses vorgesehen. Ein schraubenförmiges
Rohr 516 mit einer helixförmigen Nut 517 ist drehbar an den
rohrförmigen Abschnitt 503 angekoppelt. Der Koppelstift 514
steht aufrecht und ragt durch das Langloch 515 durch, und
steht in Gleiteingriff mit der Helix-Nut 517. Ein Zahnrad
518 ist auf der Außenoberfläche des Endes des helixförmigen
Rohrs 516 vorgesehen. Ein Antriebszahnrad 520 ist an der
Antriebswelle eines umkehrbaren Motors 519 befestigt,
welcher auf dem Gehäuse 502 über Schrauben fest angebracht
ist. Das Zahnrad 518 steht in Eingriff mit dem
Antriebszahnrad 520. Wenn sich der Steuermotor 519 dreht, so
bewegt sich der Koppelstift 514, der an die helixförmige Nut
517 angepaßt ist, über die Zahnradanordnung. Dies führt
dazu, daß die bewegliche Linse 507 entlang der optischen
Achse L nach vorn und nach hinten bewegt wird.
Im Betrieb des auf diese Weise aufgebauten Blendlichtsensors
bewegt der Linsentreiber 504 die bewegliche Linse 507 des
Zoomobjektivs 501 entsprechend einer Entfernung zwischen
einem messenden Fahrzeug und einem gemessenen Fahrzeug.
Durch die Bewegung der beweglichen Linse 507 wird die
Brennpunktlage der Linse so eingestellt, daß Bilder auf den
CCD-Bildaufnahmeelementen 510 und 512 (Fig. 15) gebildet
werden. Die Entfernung von Fahrzeug zu Fahrzeug wird durch
ein mit Infrarotstrahlen arbeitendes Ent
fernungsmeßinstrument 521 gemessen. Eine Steuer- oder
Regeleinrichtung 522 steuert den Steuermotor 519 so, daß
sich dieser um einen Winkel dreht, welcher von dem Meßwert
abhängt. Dies führt dazu, daß die bewegliche Linse 507 durch
den helixförmigen Mechanismus in eine vorbestimmte Position
bewegt wird.
Weiterhin führt die Steuerung die nachstehend angegebenen
Steuervorgänge aus. Wenn das CCD-Bildaufnahmeelement 510,
welches auf der optischen Übertragungsachse L1 liegt, ein
Lampenbild TL aufnimmt, so wird der Lichtstrahl vom
Scheinwerfer des messenden Fahrzeugs nach unten gekippt.
Wenn das CCD-Bildaufnahmeelement 512, welches auf der
optischen Reflexionsachse L2 liegt, ein Lampenbild HL
aufnimmt, so erkennt die Steuerung dies als "Scheinwerfer
eines in entgegengesetzter Richtung fahrenden Fahrzeugs" und
verkippt den Lichtstrahl des Scheinwerfers des messenden
Fahrzeugs nach links (bei Rechtsverkehr).
Das mit Infrarotstrahlen arbeitende Entfernungsmeßinstrument
521 arbeitet wie folgt. Ein Sende-/Empfangsabschnitt des
Instruments 521 sendet nach vorn einen gepulsten Laserstrahl
im nahen Infrarotbereich aus und empfängt einen Laserstrahl,
der vom Reflektor der Rückseite eines vorherfahrenden
Fahrzeugs oder der Vorderseite eines in entgegengesetzte
Richtung fahrenden Fahrzeugs reflektiert wurde. Das
Entfernungsmeßinstrument 521 halbiert die Zeit zwischen dem
Aussenden und dem Empfang des Laserstrahls, und gibt diese
als die Entfernung zwischen dem messenden Fahrzeug und dem
gemessenen Fahrzeug aus.
Wenn sich ein zu messendes Fahrzeug in einer großen
Entfernung befindet, so wird die bewegliche Linse 507 so
gesteuert, daß sie sich an die feste Linse 505 annähert (wie
durch eine durchgezogene Linie in Fig. 12 angedeutet), und
das Abbild der Lampe des vorherfahrenden Fahrzeugs oder des
in Gegenrichtung fahrenden Fahrzeugs auf den CCD-
Bildaufnahmeelementen 510 und 512 bildet. Eine derartige
Steuerung der beweglichen Linse 507 führt dazu, daß die
Bilder auf den CCD-Bildaufnahmeelementen klar werden.
Darüber hinaus wird das Bild des gemessenen Fahrzeugs, wenn
sich dieses in großer Entfernung befindet, vergrößert. In
dieser Hinsicht wird die Objektunterscheidungsleistung
verbessert.
Das mit Infrarotstrahlen arbeitende Entfernungsmeßinstrument
521 wird für die Entfernungsmessung zwischen Fahrzeugen
verwendet. Im Falle der vorliegenden Ausführungsform sind
das vorherfahrende Fahrzeug und das in entgegengesetzter
Richtung fahrende Fahrzeug als Meßfahrzeuge vorhanden. Die
Entfernung D kann auch dadurch erhalten werden, daß das Bild
auf dem CCD-Bildaufnahmeelement 510 verwendet wird, welches
auf der optischen Sendeachse L1 liegt (Fig. 16).
Unter der Annahme, daß die Brennlänge der festen Linse 505
f1 beträgt, die Brennlänge der beweglichen Linse 507 f2, und
die Entfernung zwischen beiden Linsen d, so ergibt sich die
Brennlänge f' der beweglichen Linse 507, wenn beide Linsen
kombiniert werden, aus
1/f' = 1/(f1 - d) + 1/f2/
Die theoretische Entfernung f ist
1/f = 1/f1 + 1/f2 - d/f1 × f2
In einem Fall, in welchem, wie in Fig. 16A gezeigt, ein
Lampenbild G an einem Ort h vorhanden ist, der höher als der
Horizont H ist, der durch die optische Achse O der
Oberfläche des CCD-Bildaufnahmeelements 510 geht, gelten
folgende Gleichungen:
f × tan θ = h
tan θ = (HS - HL)/D
tan θ = (HS - HL)/D
wobei HS die Höhe des angebrachten Sensors bezeichnet, und
HL die Höhe der angebrachten Lampe.
Durch Auflösen der voranstehenden Gleichungen nach der
Entfernung D zwischen dem messenden und dem gemessenen
Fahrzeug erhält man die Entfernung D. Unter Steuerung durch
die Steuereinrichtung 522 wird der Linsentreiber 507 so
getrieben, daß er die bewegliche Linse 507 in eine
gewünschte Position bringt.
Bei der Messung der Entfernung D unter Verwendung des CCD-
Bildaufnahmeelements 510 tauchen mehrere Licht emittierende
Objekte (Lampen) häufig auf der Oberfläche des CCD-
Bildaufnahmeelements 510 auf. In diesem Fall wird das Bild,
welches die höchste Helligkeit aufweist, ausgewählt und
bearbeitet, und dann wird der Entfernungs- und
Berechnungsvorgang ausgeführt.
Ein Blendlichtsensor gemäß einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird nunmehr unter bezug auf die
Fig. 17 und 18 beschrieben.
Der Blendlichtsensor gemäß dieser Ausführungsform besteht
aus drei Sensorabschnitten, einem Sensorabschnitt für große
Entfernung, einem Sensorabschnitt für mittlere Entfernung,
und einem Sensorabschnitt für kurze Entfernung.
Der Sensorabschnitt für große Entfernung umfaßt eine feste
Linse 501a (Plankonvexlinse) für die Messung großer
Entfernungen, einen Strahlteiler 508, und 2 CCD-
Bildaufnahmeelemente 510 und 512. Die feste Linse 501a dient
als ein Objektiv, welches dem Zoomobjektiv in der vorherigen
Ausführungsform entspricht. Der Strahlteiler 508 und die
CCD-Bildaufnahmeelemente 510 und 512 sind auf der Rückseite
des Objektivs angeordnet, wie bei der vorherigen
Ausführungsform. Der Sensorabschnitt für mittlere
Entfernungen, und der Sensorabschnitt für kurze Entfernungen
enthalten feste Linsen 501b und 501c (plankonvexe Linsen)
als Objektive, und sind so aufgebaut wie der Sensorabschnitt
für große Entfernung.
Bei dem Blendlichtsensor, welcher die festen Linsen 501a,
501b und 501c als Objektive verwendet, sind Bildwinkel ω1,
ω2 und ω3 unterschiedlich, abhängig von der Entfernung
zwischen dem messenden Fahrzeug und dem gemessenen Fahrzeug
(der Bildwinkel für große Entfernungen ist größer als der
für mittlere und kurze Entfernungen). Die sich ergebenden
Bilder weisen im wesentlichen dieselbe Größe auf.
Die Sensorabschnitte für große, mittlere bzw. kurze
Entfernungen werden selektiv eingesetzt, abhängig von der
Entfernung von Fahrzeug zu Fahrzeug, so daß die auf den
Oberflächen der CCD-Bildaufnahmeelemente 510 und 512
erzeugten Bilder immer klar sind. Darüber hinaus wird das
Bild des gemessenen Fahrzeugs, welches sich in einer großen
Entfernung befindet, nicht in seiner Größe reduziert, wenn
es auf der Oberfläche des CCD-Elements gebildet wird. Daher
wird die Objektunterscheidungsleistung verbessert.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 19 und 20 ein
Blendlichtsensor gemäß einer weiteren Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform koppeln mehrere optische Fasern
523 (die durch die Lichtführungslinse ersetzt werden können)
optisch die Brennebenenlagen (die durch Pfeile A angedeutet
sind) der festen Linsen 501a und 501b mit dem Strahlteiler
508. Der Blendlichtsensor besteht aus einem Paar von
Sensorabschnitten für große Entfernungen und einem Paar von
Sensorabschnitten für kurze Entfernungen.
Bei dieser Ausführungsform stellen die optischen Fasern 523
Lichtwege zwischen den Brennebenenpositionen der festen
Linsen 501a und 501b und dem Strahlteiler 508 zur Verfügung.
Wenn sich die Brennebenenposition A des
Sensorabschnittspaares für große Entfernungen von der des
Sensorabschnittspaares für kurze Entfernungen unterschiedet,
kann daher die Lichtmenge, die auf die CCD-
Bildaufnahmeelemente 510 und 512 durch den Strahlteiler 508
auftrifft, im wesentlichen konstant gehalten werden.
Fig. 21 ist eine Perspektivansicht mit einer Darstellung des
Innenaufbaus eines Scheinwerfers gemäß einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Fig. 22 ist eine
Darstellung der Form eines Abschirmteils. Fig. 23 ist eine
Ansicht eines Lichtverteilungsmusters des Scheinwerfers von
Fig. 21. Fig. 24 ist ein Blockschaltbild, welches einen
Motortreiber zeigt.
In diesen Figuren ist eine Lichtprojektionseinheit 610,
gehaltert durch eine Zieleinrichtung (nicht gezeigt) in
einem kapselartigen Lampengehäuse (nicht gezeigt) enthalten.
Obwohl dies nicht dargestellt ist, kann die
Lichtprojektionseinheit 610 durch die Zieleinrichtung
vertikal und horizontal verkippt werden. Daher kann die
Richtung des Lichtstrahls, der von der
Lichtprojektionseinheit 610 ausgesandt wird, also die
Lichtprojektionsachse (optische Achse) des Scheinwerfers
durch Betätigung der Zieleinrichtung vertikal und horizontal
verkippt werden.
In der Lichtprojektionseinheit 610 bilden ein Reflektor 614
und eine Projektionslinse 616 eine einzelne Einheit. Der
Reflektor 614, der im wesentlichen elliptisch ausgebildet
ist, nimmt eine Entladungslampe 612 auf. Die
Projektionslinse 616 ist vor dem Reflektor 614 angeordnet.
Die Projektionslinse 616 wird durch einen Linsenhalter,
nicht dargestellt, gehaltert, der an dem Reflektor 614 durch
Schrauben befestigt ist. Aluminium ist auf die Innenseite
des Reflektors 614 aufgedampft, wodurch eine elliptische,
reflektierende Oberfläche 615 gebildet wird. Die ellip
tische, reflektierende Oberfläche 615 ist vom bekannten Typ
und weist eine erste Brennlänge F1 sowie eine zweite
Brennlänge F2 auf. Ein Entladungsabschnitt der
Entladungslampe 612 ist am Ort der ersten Brennlänge F1
angeordnet. Abschirmteile 621 und 622 sind an der
Brennpunktposition der Projektionslinse 616 und nahe der
zweiten Brennentfernung F2 vorgesehen. Diese Abschirmteile
bilden klar abgeschnittene Linien von Unterstrahlen, durch
Anschneiden eines Teils der Lichtstrahlen, die von dem
Reflektor 614 reflektiert und in Richtung auf die
Projektionslinse 616 gerichtet werden. Von der
Entladungslampe 612 ausgesandte Lichtstrahlen werden durch
die elliptische reflektierende Oberfläche 615 reflektiert
und nach vorn gerichtet, und durch die Projektionslinse 616
gebündelt. Dann werden von der Projektionslinse 616 des
Scheinwerfers die nunmehr im wesentlichen parallel
verlaufenden Lichtstrahlen nach vorn ausgestrahlt.
Das Abschirmteil 621 ist mit einem Zahnrad 627 versehen, und
das Abschirmteil 622 mit einem Zahnrad 628. Die Zahnräder
627 und 628 stehen jeweils im Eingriff mit
Antriebszahnrädern 629 bzw. 630, die an den Ausgangswellen
von Motoren M1 und M2 befestigt sind. Durch Antrieb durch
die Motoren M1 und M2 drehen sich die Abschirmteile 621 und
622 unabhängig voneinander.
Bei dieser Ausführungsform ist nur das rechte Abschirmteil
622 in bezug auf eine horizontale Haltewelle 623
exzentrisch. Wird das linke Abschirmteil 621 gedreht, so ist
die klar abgeschnittene Linie entsprechend dem linken
Abschirmteil 621 unbeweglich. Wenn das rechte Abschirmteil
622 gedreht wird, so bewegt sich die klar abgeschnittene
Linie entsprechend dem rechten Abschirmteil, also die klar
abgeschnittene Linie auf der linken Seite der Vertikallinie
V auf dem Lichtverteilungsschirm vertikal innerhalb des
Bereiches zwischen den Linien A3 und A4.
Die Lichtmenge, die von dem Photosensor empfangen wird, ist
proportional zur Entfernung zwischen dem Photosensor und dem
in entgegengesetzter Richtung fahrenden Fahrzeug oder dem
vorherfahrenden Fahrzeug. Wenn das Ausgangssignal des
Photosensors einen vorbestimmten Wert überschreitet, so kann
das Fernlicht, welches von dem messenden Fahrzeug ausgesandt
wird, eine direkte Blendwirkung für den Fahrer des sich in
entgegengesetzte Richtung bewegenden Fahrzeugs hervorrufen,
oder durch den Rückspiegel für den Fahrer des
vorherfahrenden Fahrzeugs. Eine Steuereinheit 650 überprüft,
ob das Sensorausgangssignal den vorbestimmten Wert
überschreitet oder nicht, oder ob es über eine Zeitdauer
länger als ein vorbestimmter Zeitraum andauert,
beispielsweise 1 s oder mehr. Falls das
Sensorausgangssignal, welches größer als der vorbestimmte
Wert ist, länger als der vorbestimmte Zeitraum andauert, so
stellt die Steuereinheit fest, daß die Fahrer der Fahrzeuge
durch Blendlicht beeinträchtigt werden könnten. Bei dieser
Feststellung gibt die Steuereinheit ein Befehlssignal an
Motortreiberschaltungen 651 und 652 aus, so daß durch
Drehung der Abschirmteile 621 und 622 die
Scheinwerferstrahlen zu den Abblendlichtstrahlen
umgeschaltet werden. Genauer gesagt, reagiert, wenn das sich
in entgegengesetzte Richtung bewegende Fahrzeug einen Ort
erreicht, an welchem es zu nahe an dem messenden Fahrzeug
ist, der Photosensor S1 auf den Scheinwerfer von dem in
entgegengesetzte Richtung fahrenden Fahrzeug, und die
Steuereinheit 650 gibt ein Signal an die Treiberschaltungen
651 und 652 aus, welches wiederum die Abschirmteile 621 und
622 dreht. Dies führt dazu, daß das Lichtverteilungsmuster
von dem Fernscheinwerfermuster umgeschaltet wird, bei
welchem die klar abgeschnittene Linie durch die Linie A4 und
B in Fig. 23 bestimmt ist, und zwar auf das
Abblendlichtmuster, bei welchem die klar abgeschnittene
Linie durch die Linien A3 und B festgelegt ist. Erreicht das
vorherfahrende Fahrzeug einen Ort, an welchem es zu nahe an
dem messenden Fahrzeug ist, so reagiert der Sensor auf das
Licht von der Rücklichtlampe des vorherfahrenden Fahrzeugs,
und das Fernscheinwerfermuster wird wie voranstehend
beschrieben auf das Abblendlichtmuster umgeschaltet. P1 und
P2 sind Drehwinkeldetektoren, beispielsweise Drehkodierer
und Positionsmeßgeräte. Die Detektoren, deren Zahnräder in
Eingriff mit den Zahnrädern 627 und 628 stehen, stellen
Drehwinkel der Abschirmteile 621 und 622 fest, welche auf
die Steuereinheit 650 rückgekoppelt werden.
Bei den voranstehend geschilderten Ausführungsformen können
Filter in grüner Farbe vor den Photodioden angeordnet sein,
also unmittelbar hinter der Bilderzeugungslinse. Durch
Bereitstellung der Grünfilter ist die spektrale
Empfindlichkeit der Photodioden des Sensorfeldes und des
Photosensors gleich der spektralen Empfindlichkeit der Augen
eines Menschen.
Die Photodioden der Photosensoren können durch CCD-Elemente
ersetzt werden.
Wie voranstehend erläutert, kann das Photosensorelement zur
Erfassung von Licht, welches aus dem Vorderraum kommt, rotes
Licht gegenüber weißem Licht oder gelbem Licht
unterscheiden, wenn es ankommendes Licht feststellt. Daher
lassen sich die Richtung und die Farbe des ankommenden
Lichtes aus den Ausgangssignalen des Photosensorelements
ermitteln. Daher kann der Blendlichtsensor gemäß der
vorliegenden Erfindung exakt die vorherfahrenden Fahrzeuge,
in entgegengesetzte Richtung fahrende Fahrzeuge, und Ver
kehrsampeln ermitteln. Auf diese Weise kann der
Blendlichtsensor ordnungsgemäß und automatisch die
Lichtverteilungseigenschaften des Scheinwerfers des
messenden Fahrzeugs einstellen, so daß die Fahrer
vorherfahrender Fahrzeuge und in entgegengesetzte Richtung
fahrender Fahrzeuge nicht geblendet werden.
Weiterhin werden bei dem Blendlichtsensor gemäß der
Erfindung die Zoomlinse oder mehrere Linsen für das Objektiv
zum Bündeln der Lichtstrahlen von den Lampen der Fahrzeuge
verwendet, die sich im Vorderraum bewegen, wenn die Farbe
des ankommenden Lichts durch die CCD-Bildaufnahmeelemente
ermittelt wird. Daher kann das vergrößerte Bild eines
Fahrzeugs, welches sich in großer Entfernung bewegt, auf der
CCD-Elementoberfläche gebildet werden. Dies verbessert das
Signal/Rauschverhältnis. Darüber hinaus kann die Farbe des
ankommenden Lichts von den Objekten unabhängig von der
Entfernung der Objekte festgestellt werden, was gute
Objektunterscheidungsleistungen sicherstellt.
Claims (34)
1. Blendlichtsensor, der eine auf die Vorderseite eines Fahrzeuges wirkende Lichtquel
le detektiert, mit einer auf dem Fahrzeug angebrachten Halteeinrichtung, in der eine
Linseneinrichtung zum Sammeln einfallenden Lichtes und eine zur Auswertung des
auftreffenden Lichtes vorgesehene Detektoreinrichtung angeordnet sind, und einer
Einrichtung, um während des Betriebes ein Lichtverteilungsmuster des Scheinwerfers
des Fahrzeuges entsprechend einem Detektorsignal zu ändern,
dadurch gekennzeichnet, daß die Detektoreinrichtung (4, 104, 204, 304, 404, 510,
512) eine erste Detektorelementengruppe (7a, 204A, 304A, 404A, 512) und eine
zweite Detektorelementengruppe (7b, 204B, 304B, 404B, 510) umfaßt, und daß
Blaufilter (8, 308, 511) für jedes der ersten Detektorelemente (7a, 204A, 304A, 404A,
512) vorgesehen sind.
2. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der De
tektorelemente (7a, 7b, 204 A/B, 304 A/B, 404 A/B, 512, 510) der ersten und zweiten
Gruppe eine im wesentlichen gleiche spektrale Empfindlichkeit bezüglich weißer Far
be aufweist, und daß das Detektorelement (7a, 7b, 204 A/B, 304 A/B, 404 A/B, 512,
510) das elektrische Detektorsignal ausgibt.
3. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Detek
toreinrichtung (4, 104, 204, 304, 404, 510, 512) ein ebenes Substrat (6) aufweist,
und daß die Detektorelemente (7a, 7b, 204 A/B, 304 A/B, 404 A/B, 512,
510) auf dem Substrat (6) in Form einer Matrix in hoher Dichte angeordnet sind.
4. Blendlichtsensor nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Detek
toreinrichtung (4, 104, 204, 304, 404) eine Photodiode umfaßt.
5. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten De
tektorelemente (7a, 204A, 304A, 404A, 512) und die zweiten Detektorelemente (7b,
204B, 304B, 404B, 510) alternierend zueinander angeordnet sind.
6. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin ein
zwischen der Linseneinrichtung (2, 302, 2A, 402, 501) und der Detektoreinrichtung 4,
104, 204, 304, 404, 510, 512) angeordneter Strahlteiler (10, 12, 15, 508) vorgesehen
ist.
7. Blendlichtsensor nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Ele
mentengruppe (7a, 204A, 304A, 404A, 512) in einer ersten Position der Halteeinrich
tung (5, 205, 502) angeordnet ist, daß die zweite Elementengruppe (7b, 204B, 304B,
404B, 510) in einer zweiten Position der Halteeinrichtung (5, 205, 502) angeordnet
ist, und daß die durch den Strahlteiler (10, 12, 15, 508) aufgespaltenen Lichtstrahlen
sowohl in die erste Position als auch in die zweite Position der Halteeinrichtung (5,
205, 502) gerichtet werden.
8. Blendlichtsensor nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler
(10, 12, 15, 508) einen Halbspiegel umfaßt, der um 45° geneigt ist.
9. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin Rotfil
ter (9, 509) vorgesehen sind, die jedem der zweiten Detektorelemente (7b, 510) ge
genüberliegen.
10. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine
zwischen der Linseneinrichtung (2, 302, 2A, 402, 501) und der Detektoreinrichtung
(4, 104, 204, 304, 404, 510, 512) angeordnete optische Übertragungseinrichtung (11,
311, 411, 523) vorgesehen ist.
11. Blendlichtsensor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen
einrichtung (2, 302, 2A, 402, 501) eine Fresnel-Linse aufweist, und daß die optische
Übertragungseinrichtung (11, 311, 411, 523) optische Fasern aufweist, die in Form
einer Matrix angeordnet sind, wobei ein Ende jeder der optischen Fasern in einer Bil
derzeugungsebene des zugehörigen Abschnitts der Fresnel-Linse angeordnet ist,
und daß das andere Ende jeder der optischen Fasern einem Paar der ersten und zweiten
Detektorelemente (7a, 7b, 204A, 204B, 304A, 304B, 404A, 404B, 512, 510) gegen
überliegt.
12. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Lin
seneinrichtung (2, 302, 2A, 402, 501) mehrere Bilderzeugungslinsen auf einer Quer
linie angeordnet sind.
13. Blendlichtsensor nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin
eine optische Übertragungseinrichtung (11, 311, 411, 523) vorgesehen ist, die zwi
schen den Bilderzeugungslinsen (2, 302, 2A, 402, 501) und der Detektoreinrichtung
(4, 104, 204, 304, 404, 510, 512) angeordnet ist, und daß ein Strahlteiler (10, 12, 15,
508) vorgesehen ist, der zwischen der optischen Übertragungseinrichtung (11, 311,
411, 523) und der Detektoreinrichtung (4, 104, 204, 304, 404, 510, 512) angeordnet
ist.
14. Blendlichtsensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die optische
Übertragungseinrichtung (11, 311, 411, 523) mehrere optische Fasern aufweist.
15. Blendlichtsensor nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest
einige der optischen Fasern an ihrem einen Ende jeweils der zugehörigen Bilderzeu
gungslinse (2, 302, 2A, 402, 501) gegenüberliegen, und daß die anderen Enden der
mehreren optischen Fasern dem Strahlteiler (10, 12, 15, 508) gegenüberliegen, wo
durch Lichtstrahlen sowohl zur ersten als auch zur zweiten Detektorelementengruppe
(7a, 7b, 204 A/B, 304 A/B, 404 A/B, 512, 510) übertragen werden.
16. Blendlichtsensor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die optische
Übertragungseinrichtung (11, 311, 411, 523) eine Lichtleitlinse aufweist, die einstüc
kig aus einem transparenten Kunstharz gebildet ist, und daß Enden der Lichtleitlinse
an einer Vorderoberfläche vertikal in bezug auf eine Axiallinie der Lichtleitlinse ver
schoben sind.
17. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteein
richtung (5, 205, 502) einen Gehäusekörper zur Aufnahme sowohl der ersten als
auch der zweiten Detektorelementengruppe (7a/b, 204 A/B, 304 A/B, 404 A/B, 512,
510) aufweist.
18. Blendlichtsensor nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehäu
sekörper auf einem Fahrzeug (C) in der Nähe von dessen vorderer Stoßstange an
gebracht ist.
19. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteein
richtung (5, 205, 502) einen ersten Gehäusekörper (1B) zur Aufnahme der ersten
Detektorelementengruppe (7a, 204A, 304A, 404A, 512) sowie einen zweiten Gehäu
sekörper (1A) zur Aufnahme der zweiten Detektorelementengruppe (7b, 204B, 304B,
404B, 510) aufweist.
20. Blendlichtsensor nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß der erste
Gehäusekörper (1B) auf dem Fahrzeug (C) in der Nähe von dessen vorderer Stoß
stange angebracht ist, und daß der zweite Gehäusekörper (1A) in der Nähe einer
Windschutzscheibe angebracht ist.
21. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen
einrichtung (2, 302, 2A, 402, 501) eine stationäre Linsenreihe (505) aufweist, die an
der Halteeinrichtung (5, 205, 502) befestigt ist, sowie eine bewegliche Linsenreihe
(507), die gleitbeweglich an der Halteeinrichtung (2, 205, 502) angebracht ist, wobei
eine optische Achse der stationären Linsenreihe (505) mit der optischen Achse der
beweglichen Linsenreihe (507) zusammenfällt, und weiterhin eine Einrichtung (504)
zum Antrieb der beweglichen Linsenreihe (507) vorgesehen ist.
22. Blendlichtsensor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die stationä
re Linsenreihe (505) oder Linsengruppe zumindest eine Konvexlinse aufweist, und
daß die bewegliche Linsenreihe (507) oder Linsengruppe zumindest eine Konkavlin
se aufweist.
23. Blendlichtsensor nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß die An
triebseinrichtung (504) der beweglichen Linse die bewegliche Linsenreihe (507) ent
sprechend einer Entfernung zum zu erfassenden Objekt gleitbeweglich verschiebt.
24. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Linsen
einrichtung (2, 302, 2A, 402, 501) mehrere Konvexlinsen aufweist, deren Brennlänge
voneinander verschieden ist.
25. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Detek
torsignal ein elektrisches Signal ist, dessen Intensität der Farbe entspricht.
26. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß weiterhin eine
Blende (3) vorgesehen ist, die in der Halteeinrichtung (5, 205, 502) zwischen der Lin
seneinrichtung (2, 302, 2A, 402, 501) und der Detektoreinrichtung (4, 104, 204, 304,
404, 510, 512) angeordnet ist.
27. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Bilder
zeugungsebene durch eine
Horizontallinie und eine zentrale Vertikallinie des Fahrzeugs in vier Ebenen aufgeteilt
ist.
28. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteein
richtung (5, 205, 502) ein zylindrisches Gehäuse umfaßt.
29. Blendlichtsensor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteein
richtung (5, 205, 502) ein T-förmiges, zylindrisches Gehäuse umfaßt.
30. Blendlichtsensor nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Detektion der Farbe und/oder der Rich
tung des einfallenden Lichtes vorgesehen ist.
31. Blendlichtsensor nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ände
rungseinrichtung für das Lichtverteilungsmuster vorgesehen ist, die den Lichtstrahl
ändert, der von dem Scheinwerfer ausgesandt wird, und zwar zwischen einem norma
len Lichtstrahl und einem links oder unten verschobenen Strahl.
32. Blendlichtsensor nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Ände
rungseinrichtung für das Lichtverteilungsmuster eine Einrichtung zur Bewegung eines
Abschirmteils (621, 622) aufweist, welches vor einer Lichtquelle (612) des Scheinwer
fers angeordnet ist, und zwar nach oben und unten.
33. Blendlichtsensor nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, daß der Schein
werfer einen im wesentlichen ovalförmigen Reflektor (614) aufweist, und daß die Än
derungseinrichtung für das Lichtverteilungsmuster eine Einrichtung zur Bewegung
eines Abschirmteils, welches an einem zweiten Brennpunkt des ovalen Reflektors
(614) angeordnet ist, nach oben und unten aufweist.
34. Blendlichtsensor nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß das Ab
schirmteil (621, 622) in zwei Abschnitte unterteilt ist, von denen sich jeder unabhän
gig horizontal dreht.
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