DE69200688T2 - Blendschutzeinrichtung für Fahrzeug. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft eine Fahrzeug-Blendschutzeinrichtung sowie in einem solchen System zu verwendende Geräte.
• Bis heute ist das Problem noch nicht zufriedenstellend gelöst, das sich dann stellt, wenn Fahrer von Kraftfahrzeugen nachts von den Scheinwerfern entgegenkommender Fahrzeuge geblendet werden. Nichtsdestoweniger ist diese Blendung besonders störend, da sie selbst dann eine Ermüdung hervorruft und ein Unfallrisiko darstellt, wenn die Abblendlichter aller Fahrzeuge richtig eingestellt sind.
• Zur Lösung dieses Problems wurde bereits vorgeschlagen, daß die Scheinwerfer der Fahrzeuge ein zirkularpolarisiertes Licht aussenden und die Windschutzscheiben mit einem polarisierenden Schirm versehen sind, der das von den Scheinwerfern der entgegenkommenden Fahrzeuge ausgesendete Licht dämpft, ohne für den Fahrer die Helligkeit der von den Scheinwerfern seines eigenen Fahrzeugs beleuchteten Zone abzuschwächen. Da der Schirm das nichtpolarisierte Licht nicht dämpft, müßten alle Fahrzeuge damit ausgestattet sein, damit ein solches System von Interesse wäre. Um dieses Ergebnis zu erreichen, müßten alle Fahrzeuge in kürzester Zeit zwangsweise umgerüstet werden. Eine solche Maßnahme läßt sich schwer ins Auge fassen.
• Das Dokument US-A-4 286 308 aus dem Stand der Technik zeigt eine Fahrzeug-Blendschutzeinrichtung mit einem vor dem Fahrer angeordneten Schirm, dessen Durchlässigkeitskoeffizient variabel ist, sowie mit Mitteln, damit die Scheinwerfer periodische Lichtimpulse aussenden und der Durchlässigkeitskoeffizient geändert wird. Die bekannte Blendschutzeinrichtung zeigt auch einen Lichtdetektor. Liegt das erfaßte Niveau der Blendung unter einem vorbestimmten Schwellenwert, dann befindet sich der Schirm im durchlässigen Zustand. Nähert sich ein Fahrzeug und überschreitet das erfaßte Niveau der Blendung diesen Schwellenwert, dann verlängert die Einrichtung die Dauer, während der der Bildschirm undurchlässig ist.
• Die Erfindung stellt eine Blendschutzeinrichtung nach Anspruch 1 bereit, die von der Ausstattung der anderen Fahrzeuge unabhängig ist.
• Bei dem erfindungsgemäßen System sendet (senden) der (oder die) Scheinwerfer des Fahrzeugs periodische Lichtimpulse aus, deren Dauer bevorzugt gegenüber der Periode kurz ist, und vor dem Fahrer ist ein Schirm mit variablem Durchlässigkeitskoeffizienten so angeordnet, daß er während der Dauer der Lichtimpulse durchlässig ist und daß der Durchlässigkeitskoeffizient zwischen diesen Impulsen wesentlich kleiner ist.
• Damit wird die Helligkeit der beleuchteten Zone für den Fahrer praktisch nicht vermindert, denn diese Zone wird nur während der Perioden maximaler Durchlässigkeit des Schirms beleuchtet; mit anderen Worten, der Fahrer profitiert voll von der von seinem (oder seinen) Scheinwerfer(n) gelieferten Beleuchtung. Dagegen werden die Scheinwerfer der anderen Fahrzeuge oder andere Quellen, die kontinuierlich sichtbares Licht aussenden, gedämpft gesehen, da der Schirm meist einen relativ niedrigen Durchlässigkeitskoeffizienten aufweist und das Auge diesen Koeffizienten in der Zeit integriert. Diese Bemerkung gilt nicht nur für Quellen, die kontinuierlich Licht aussenden, sondern auch für andere Quellen, die Lichtimpulse aussenden, sofern diese Impulse nicht mit der Durchlässigkeitsperiode des Schirms übereinstimmen.
• Die Wahrscheinlichkeit, daß die Perioden maximaler Durchlässigkeit des Schirms mit den Sendeperioden von Lichtimpulsen durch die Scheinwerfer von entgegenkommenden Fahrzeugen zusammenfallen, ist zwar gering, aber diese Wahrscheinlichkeit bleibt dennoch nicht null. Tritt diese Übereinstimmung auf, dann verliert das System momentan seine Blendschutzwirkung. Deshalb ist erfindungsgemäß im Fahrzeug, z.B. an der Windschutzscheibe ein Detektor vorgesehen, der gegenüber den von den aus der Gegenrichtung kommenden Fahrzeugen erzeugten Lichtimpulsen empfindlich ist, und das von diesem Detektor gelieferte Signal wird von einer Steuerschaltung verwendet, um gegebenenfalls die Lichtimpulse und die Impulse zum Steuern der Durchlässigkeit des Schirms bezüglich der erfaßten Impulse phasenzuverschieben.
• Die Folgerate der Lichtimpulse ist bevorzugt so, daß der Impulscharakter oder der periodische Charakter der Lichtaussendung praktisch nicht wahrnehmbar ist. Diese Frequenz liegt beispielsweise bei wenigstens 200 Impulsen pro Sekunde, womit neben der direkten Wahrnehmung des periodischen Charakters die stroboskopischen Effekte vermieden werden.
• Bei einem Beispiel beträgt die Dauer jedes Impulses gleich 1/50tel der Folgeperiode oder weniger. Beträgt die Frequenz 200 Impulse, dann liegt die Impulsdauer bei maximal 100 Mikrosekunden.
• Bevorzugt ist beispielsweise ein vom Armaturenbrett gesteuertes Mittel vorgesehen, um den Schirm ständig transparent zu machen, z.B. in beleuchteten Zonen, auf schwach befahrenen Straßen oder auch am Tag.
• Als Variante oder komplementär dazu ist der Schirm umklappbar oder abnehmbar, so daß er am Tag oder in einer ausreichend beleuchteten Zone von den Augen des Fahrers entfernt werden kann. Dazu kann der Schirm analog zu einer Sonnenblende angeordnet sein.
• Die im Fahrzeug verwendeten Lampen sind beispielsweise vom "Blitzlicht"-Typ.
• Bei einer Ausführungsform ist der Schirm vom Typ mit einem insbesondere ferroelektrischen Flüssigkristall. Zur Bildung dieses Schirms läßt sich beispielsweise das Produkt verwenden, das von der Fa. MERCK unter der Bezeichnung ZLI 4237 verkauft wird, wobei dieser Schirm zwischen zwei Polarisatoren angeordnet ist.
• Zur Veränderung des Durchlässigkeitskoeffizienten dieses Schirms mit ferroelektrischem Flüssigkristall genügt es, zwischen den beiden Flächen des Schirms eine relativ niedrige Steuerspannung in der Größenordnung von einigen Volt anzulegen. Die Umschaltzeit liegt unter 40 Mikrosekunden. Die angelegte Spannung verändert die Polarisation des durchgelassenen Lichts und damit die Transparenz der durch den Schirm und die beiden Polarisatoren gebildeten Baueinheit.
• Zur Steuerung des Umschaltens reicht es aus, zwei Elektroden, eine an jeder Fläche, vorzusehen.
• Der Schirm weist beispielsweise die Form eines Rechteckes mit 30 cm auf 15 cm auf.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich bei der Beschreibung einer ihrer Ausführungsformen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen; darin sind:
• - Fig. 1 ein Schema eines Systems nach der Erfindung und
• - Fig. 2a und 2b Diagramme zur Veranschaulichung der Betriebsweise des Systems von Fig. 1.
• Das nun beschriebene Beispiel betrifft ein Kraftfahrzeug mit zwei Scheinwerfern 10 und 11. Jeder Scheinwerfer weist einen Reflektor 12 und wenigstens eine Blitzlampe 13, 13' auf.
• Jede Blitzlampe wird durch die Sekundärwicklung 14, 14' eines spannungserhöhenden Transformators 15, 15' versorgt. Die Primärwicklungen 16, 16' der Transformatoren 15, 15' sind mit dem Ausgang eines Leistungsverstärkers 17 verbunden, dessen Eingang 17&sub1; die von einer Generatorschaltung 18 gelieferten Impulse liefert.
• Vor den Augen des Fahrers ist ein Schirm 20 aus einem Material mit ferroelektrischem Flüssigkristall mit einer Vorderseite 21, die mit einer transparenten Elektrode überdeckt ist, die mit Masse verbunden ist, und einer Rückseite 22 angeordnet, die mit einer weiteren transparenten Elektrode überdeckt ist, die mit dem Ausgang des Impulsgenerators 18 verbunden ist.
• Ein Detektor 30 ist in der Nähe des Schirms angeordnet und mit der Impulsgeneratorschaltung 18 verbunden.
• Ein Polarisator 23 ist vor der Fläche 21 des Schirms 20 angeordnet, und ein Polarisator 24 ist in der Nachbarschaft der Fläche 22 dieses Schirms 20 angeordnet.
• Die Polarisatoren 23 und 24 müssen beispielsweise um einen Winkel von etwa 10 vom völligen Verlöschen verschoben sein, damit die Scheinwerfer der entgegenkommenden Fahrzeuge vom Fahrer gesehen werden können. Es können auch Polarisatoren verwendet werden, die absichtlich etwas unvollkommen sind.
• Der Flüssigkristall dreht nämlich die Polarisationsebene des Lichts. Sind die Polarisatoren 23 und 24 nicht verschoben, dann dreht der Flüssigkristall die Polarisationsebene um 90º, wodurch der (aus dem eigentlichen Schirm 20 und den Polarisatoren 23 und 24 gebildete) Schirm völlig undurchlässig wird. Damit läßt die Schirm-Baueinheit mit der leichten Verschiebung oder mit den leicht unvollkommenen Polarisatoren selbst im nichttransparenten Zustand Licht so durch, daß die Scheinwerfer der entgegenkommenden Fahrzeuge gesehen werden können.
• Die von dem Generator 18 erzeugten Impulse sind in Fig. 2a dargestellt. Bei diesem Beispiel weist jeder Impuls 25 eine Dauer von 100 Millisekunden auf, und die zwei Impulse 25 trennende Periode T beträgt 5 Millisekunden (200 Impulse pro Sekunde). Damit beträgt die Dauer des Impulses 25 1/50tel der Periode T.
• In Fig. 2b ist der von den Impulsen 25 des Schirms 20 gesteuerte Durchlässigkeitskoeffizient dargestellt. Der Schirm 20 weist während der Dauer des Anlegens der Impulse 25 einen hohen Durchlässigkeitskoeffizienten CTMAX und zwischen den Impulsen 25 einen niedrigen Durchlässigkeitskoeffizienten CTMIN auf.
• Die Leistung der Scheinwerfer wird für den Fahrer voll ausgenützt, da der Schirm 20 während der Lichtsendeperioden transparent ist. Dagegen sieht er die kontinuierlichen Lichtquellen der entgegenkommenden Fahrzeuge nur mit einem mittleren Durchlässigkeitskoeffizienten CTMOY des Schirms, der unwesentlich über CTMIN liegt.
• Der Generator 18 weist einen Phasenschieber auf, um die Impulse 25 zeitlich zu verschieben, wenn die von dem Detektor 30 gelieferte Information zeigt, daß das entgegenkommende Fahrzeug Lichtimpulse aussendet und diese Impulse wenigstens teilweise in der Zeit mit den Impulsen des Generators 18 übereinstimmen. Diese Phasenverschiebung der Impulse 25 stellt aufgrund ihrer geringen Dauer bezüglich der Periode T kein Problem dar.
• Die Blendschutzeinrichtung läßt sich prinzipiell zur Ausstattung von Kraftfahrzeugen aller Typen verwenden: Pkws, Lastwagen, Busse usw.
• Zweiräder könnten möglicherweise mit einem Schirm ausgestattet werden, der beispielsweise am Visier des Helms angebracht ist.

Claims (11)

1. Fahrzeug-Blendschutzeinrichtung mit einem vor dem Fahrer angeordneten Schirm (20) sowie Mitteln, um zu veranlassen, daß der (die) Scheinwerfer (10, 11) des Fahrzeuges periodische Lichtimpulse (25) mit einer gegenüber ihrer Periode kurzen Dauer aussendet (aussenden), gekennzeichnet durch Mittel zum Ändern des Durchlässigkeitskoeffizienten des Schirmes in der Weise, daß dieser während der Dauer der Lichtimpulse durchlässig ist und zwischen diesen Impulsen einen wesentlich kleineren, jedoch von null verschiedenen Durchlässigkeitskoeffizienten hat.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis zwischen der Dauer jedes Impulses (25) und der Periode 1/50tel oder weniger beträgt.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Impulse wenigstens 200 Impulse pro Sekunde beträgt.

4. System nach den Ansprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (20) auf jedes seiner Flächen (21, 22) transparente Elektroden aufweist.

5. Einrichtung nach einem der vorgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material des Schirmes (20) ein vorzugsweise ferroelektrischer Flüssigkristall ist.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß dem Flüssigkristallschirm zwei Polarisatoren (23, 24) zugeordnet sind, die so eingestellt sind, daß ohne an den Schirm (20) angelegte Spannung die Baueinheit aus dem Schirm und den zwei Polarisatoren einen von null verschieden Durchlässigkeitskoeffizienten hat.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Beleuchtungsmittel des Fahrzeuges mit Blitzlampen ausgestattet sind.

8. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Mittel enthält, um den Schirm ständig transparent zu machen.

9. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (20) umklappbar ist.

10. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schirm (20) die Form eines Rechteckes hat.

11. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Detektor (30), der für Quellen empfindlich ist, die Licht periodisch aussenden, und ein für das von diesem Detektor (30) empfindliches Mittel zum Bestimmen, ob die Sendeperioden der festgestellten Quellen mit dem ausgesendeten Licht übereinstimmen und um im Falle der Übereinstimmung die ausgesendeten Impulse (25) bezüglich der Sendeperioden zu verschieben.