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Die
vorliegende Erfindung betrifft Nachtsichtassistenzsysteme für Fahrzeuge.
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Gemäß der
FR-2 705 293 ist ein Nachtsichtassistenzsystem
für Fahrzeuge
bekannt, das einen Infrarot-Scheinwerfer umfasst, der eine nach
außen vor
das Fahrzeug gerichtete Strahlung aussendet, sowie eine Infrarot-Kamera
und ein System zur Übermittlung
eines von der Kamera aufgenommenen Bildes in sichtbarer Form an
den Fahrer. Der Scheinwerfer weist eine Weißlichtquelle und einen Filter
auf, der einen sichtbaren Teil der Strahlung der Strahlungsquelle
unterdrückt
und den im Infrarot-Bereich gelegenen Teil überträgt.
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Ein
derartiger Filter lässt
jedoch in der Praxis oft einen Teil der sichtbaren, insbesondere
im roten Farbbereich gelegenen Strahlung passieren. Bei einem Scheinwerfer
sind jedoch derartige rote Durchlassstrahlungen, egal wie intensiv
sie sind, störend, da
sie für
andere Fahrer zu einer Verwechslung zwischen Vorder- und Rückseite
des Fahrzeugs führen können. Die
Verbesserung der Filter in dieser Hinsicht, jedoch unter Beibehaltung
des nützlichen
Teils der Infrarot-Strahlung, d. h. des Strahlungsbereichs zwischen
800 nm und 1.200 nm, ist allerdings sehr teuer.
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Die
EP 0479634 A1 zeigt
andererseits auch eine Infrarot-Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit
wenigstens einer Strahlungsquelle und einem Filter, wobei die Vorrichtung
so ausgebildet ist, dass in einer Achse dieser Vorrichtung eine
weiße
und infrarote Strahlung in einem Wellenlängenbereich ab 800 nm ausgesandt
wird.
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Gegenstand
der Erfindung ist eine Strahlungsvorrichtung zur Unterstützung der
Nachtsicht, die an der Vorderseite des Fahrzeugs ohne Verwechslungsgefahr
verwendet werden kann und die nicht sehr teuer ist.
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Gegenstand
der Erfindung ist eine Signalgebungsvorrichtung, etwa eine Leuchte,
oder eine Infrarot-Beleuchtungsvorrichtung, etwa ein Kraftfahrzeugscheinwerfer,
mit wenigstens einer Strahlungsquelle und einem Filter, wobei die
Vorrichtung längs einer
Achse der Vorrichtung eine weiße
und infrarote Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 800 und
1.200 nm zu emittieren vermag, wobei die weiße Strahlung eine Strahlungsintensität von weniger
als 2.000 Cd hat, wobei die Strahlungsquelle und der Filter so gewählt sind,
dass die Infrarot-Strahlung eine Intensität von mehr als 25 W/sr hat,
und dass die Strahlungsquelle die einzige Strahlungsquelle der Vorrichtung
ist.
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Gegenstand
der Erfindung ist auch eine Signalgebungsvorrichtung, etwa eine
Leuchte, oder eine Infrarot-Beleuchtungsvorrichtung, etwa ein Kraftfahrzeugscheinwerfer,
mit wenigstens einer Strahlungsquelle und einem Filter, wobei die
Vorrichtung längs einer
Achse der Vorrichtung eine weiße
und infrarote Strahlung in einem Wellenlängenbereich von 800 bis 1.200
nm zu emittieren vermag, wobei die weiße Strahlung eine Strahlungsintensität von weniger
als 2.000 Cd hat, wobei die Strahlungsquelle und der Filter so gewählt sind,
dass die Infrarot-Strahlung eine Intensität von mehr als 25 W/sr hat,
wobei die Vorrichtung, da die Strahlungsquelle eine erste Strahlungsquelle
ist, eine zweite Strahlungsquelle umfasst, wobei die Vorrichtung
so ausgebildet ist, dass aus der Synthese eines durch den Filter übertragenen
sichtbaren Lichts der ersten Strahlungsquelle und eines sichtbaren
Lichts der zweiten Strahlungsquelle ein weißes Licht entsteht, wobei das
sichtbare Licht der zweiten Strahlungsquelle zu dem durch den Filter übertragenen
sichtbaren Licht komplementär ist.
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Es
ist bekannt, dass das weiße
Licht einer vorderen Signalleuchte, wie zum Beispiel einer Positionsleuchte,
eine Farbmetrik hat, die aus Sicht der Vorschriften über einen
großen
Toleranzbereich verfügt.
Auch wenn der Filter Durchlassstrahlungen im roten Farbbereich aufweist,
genügt
es demnach, die im Zusammenhang mit weißen Leuchten bestehenden vorschriftsmäßigen Auflagen
zu beachten, um eine weiße
Leuchte zu erhalten, die sowohl eine Infrarot-Beleuchtungsvorrichtung
bildet als auch die Verwechslung zwischen Vorder- und Rückseite
des Fahrzeugs verhindert.
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Die
Erfindung schlägt
daher erneut eine Vorrichtung mit einer Strahlung vor, deren Intensität im Infrarot-Bereich
mit der eines Scheinwerfers und im sichtbaren Bereich mit der einer
Leuchte und vorteilhafterweise mit der einer Positionsleuchte vergleichbar
ist. Vorteilhafterweise liegt die Infrarot-Intensität im Bereich
800–1.200
nm und in der Achse über
50 W/sr und vorzugsweise über
80 W/sr. Die Intensität einer
herkömmlichen
Leuchte im Infrarot-Bereich liegt zum Vergleich allgemein zwischen
0,5 und 4 W/sr und die eines Scheinwerfers bei 90 W/sr. Erfindungsgemäß liegt
die Intensität
im weißen
Farbbereich in der Achse vorteilhafterweise zudem unter 1.000 Cd,
vorzugsweise unter 700 Cd und sogar unter 100 Cd, um mit der einer
Positionsleuchte vergleichbar zu sein (für die die entsprechende vorschriftsmäßige Höchstgrenze
bei 60 Cd liegt). Im sichtbaren Bereich liegt die Intensität eines
herkömmlichen
Scheinwerfers entsprechend den Vorschriften bei über 7.000 Cd. Für ein herkömmliches Abblendlicht
beträgt
dieser Mindestwert zum Beispiel 7.500 Cd und für ein Fernlicht 30.000 Cd.
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Die
Erfindung kann ein oder mehrere nachfolgende Merkmale aufweisen:
- – der
Filter vermag einen sichtbaren Teil der Strahlung der Strahlungsquelle
zu übertragen, wobei
die Synthese dieses sichtbaren Teils ein weißes Licht bildet;
- – die
Strahlungsquelle ist die einzige Strahlungsquelle der Vorrichtung;
- – wenn
die Strahlungsquelle eine erste Strahlungsquelle ist, umfasst die
Vorrichtung eine zweite Strahlungsquelle;
- – das
sichtbare Licht der zweiten Strahlungsquelle ist komplementär zu dem
durch den Filter übertragenen
sichtbaren Licht;
- – die
zweite Strahlungsquelle umfasst einen Farbfilter;
- – die
Leuchte umfasst einen Ellipsoid-Reflektor, wobei die Strahlungsquelle
in einem inneren Brennpunkt des Reflektors angeordnet ist;
- – die
Leuchte umfasst einen Paraboloid-Reflektor, der so angeordnet ist,
dass ein innerer Brennpunkt des Paraboloid-Reflektors in einem äußeren Brennpunkt
des Ellipsoid-Reflektors angeordnet ist; die zweite Strahlungsquelle
ist in einem Strahlengang der Strahlung angeordnet, die durch den
Filter übertragen
und durch den Paraboloid-Reflektor reflektiert wird; und die Vorrichtung
ist dazu vorgesehen, an der Frontseite eines Fahrzeugs angeordnet
zu sein.
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Erfindungsgemäß ist auch
ein Nachtsichtassistenzsystem für
ein Fahrzeug vorgesehen, mit einer Emittiervorrichtung, die eine
Infrarot-Strahlung auszusenden vermag, einer infrarotempfindlichen Kamera
und Mitteln zum Anzeigen eines von der Kamera empfangenen Signals,
bei dem die Emittiervorrichtung eine Signalgebungs- oder Beleuchtungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die nachfolgende
Beschreibung von drei bevorzugten Ausführungsformen beispielhaft in nicht
einschränkender
Weise verdeutlicht. In den beigefügten Zeichnungen ist:
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1 eine
schematische axiale Schnittansicht einer Leuchte gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung,
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2 eine
Kurve, die den Verlauf des Transmissionsgrades τ des Filters der Leuchte aus 1 in
Abhängigkeit
von der Wellenlänge λ der Strahlung darstellt,
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3 und 4 Ansichten
analog zu 1 und 2 für eine zweite
bevorzugte Ausführungsform,
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5 eine
schematische axiale Schnittansicht einer dritten Ausführungsform
der Erfindung, die nicht Bestandteil der Erfindung ist,
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6 eine
axiale Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Leuchte, die eine vorteilhafte
Anordnung jeder der drei vorstehend genannten Ausführungsformen
zeigt, und
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7 eine
schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Nachtsichtassistenzsystems.
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In
den drei nachfolgenden Ausführungsformen
ist die Vorrichtung 2 eine vordere Kraftfahrzeugleuchte,
die die Funktion einer Positionsleuchte erfüllt.
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Unter
Bezugnahme auf 1 und 2 umfasst
eine erste Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Leuchte 2 eine
herkömmliche
Lampe 4, die insbesondere in der Achse 7 der Leuchte
eine Strahlung 6 auszusenden vermag, die aus einem sichtbaren
weißen
Teil und einem infraroten Teil besteht. Die Lampe ist in diesem
Fall eine Scheinwerferlampe, die in der Achse 7 der Leuchte
im Bereich 800–1.200
nm eine Infrarot-Intensität
von über
80 W/sr aussendet. Die Leuchte umfasst einen Reflektor 8,
in dessen einem Brennpunkt sich die Lampe 4 befindet. Die Leuchte
weist einen Filter 10 auf, der so angeordnet ist, dass
er die gesamte Strahlung 6 aufnimmt, die unmittelbar von
der Lampe 4 ausgesandt oder vom Reflektor 8 zurückgestrahlt
wird. Wie das Diagramm in 2 verdeutlicht,
das den Transmissionsgrad τ des
Filters 10 in Abhängigkeit
von der Wellenlänge λ zeigt, ist
der Filter 10 so gewählt,
dass er einen großen
Teil des sichtbaren Lichts der Strahlung 6 unterdrückt. Er überträgt Infrarot-Strahlen
IR, Ultraviolett-Strahlen UV sowie sichtbare, blau- und rotnahe Strahlen
(blaue und rote Durchlassstrahlungen 12) und eine sichtbare
Strahlung mit gelb-grüner
Grundfarbe zwischen diesen. In der Achse 7 der Leuchte beträgt die Intensität der vom
Filter 10 übertragenen sichtbaren
Strahlung ca. 50 Cd (der für
eine Positionsleuchte zulässige
Höchstwert
beträgt
in der Achse 60 Cd).
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Die
Leuchte 2 ist so ausgestattet, dass die gesamte vom Filter 10 übermittelte
sichtbare Strahlung 21 eine Synthese bildet, die innerhalb
der für eine
Positionsleuchtenfunktion zulässigen
Farbmetrik liegt. Dies wird folglich durch die sichtbaren Durchlassstrahlungen
des Filters 10 erfüllt.
Im Betrieb übermittelt
der Filter 10 folglich eine starke Infrarot-Strahlung sowie
ein weißes
Licht, das die Funktion der Positionsleuchte erfüllt. Es kann beispielsweise
für den Filter 10 ein
Kerbfilter verwendet werden, der als Interferenz-Mehrschichtfilter
in bekannter Weise ausführbar
ist.
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Unter
Bezugnahme auf 3 und 4 weist
die zweite Ausführungsform
der Leuchte 14 allgemein die gleiche Ausbildung auf. Die
Strahlungsquelle 4 ist eine Scheinwerferlampe, die derjenigen der
ersten Ausführungsform
vergleichbar ist. Der Filter 10 übermittelt auch hier die Infrarot-Strahlung,
wobei der größte Teil
der sichtbaren Strahlung zurückgehalten
wird, weist aber diesmal im wesentlichen eine Durchlassstrahlung 17 im
roten Farbbereich auf, die vom unteren Teil der Grenzfrequenz herrührt, wie das
Diagramm in 4 zeigt. Es handelt sich in
diesem Fall um einen (Frequenz-)Tiefpassfilter. Die Leuchte 14 weist
eine zweite Lampe 16 auf, die sich in Bezug auf die Strahlungsrichtung 6 der
ersten Lampe 4 jenseits des Filters 10 erstreckt.
Diese zweite Lampe 16 erzeugt ein weißes Licht. Es handelt sich
um eine herkömmliche
Leuchtenlampe. Die Leuchte weist einen farbigen Vorsatzfilter 20 auf,
der zu der zweiten Lampe 16 gehört. Der Vorsatzfilter 20 ist
mit einer Farbe gefärbt,
die komplementär
zu der Farbe des durch den Filter 10 übermittelten sichtbaren Lichts
ist. In diesem Fall handelt es sich um einen angepassten Grünton. Die
zweite Lampe 16 und der Vorsatzfilter 20 bilden
folglich eine zweite Lichtquelle, die eine Strahlung 18 erzeugt.
Die Farbe des Vorsatzfilters 20 ist so gewählt, dass
durch die Synthese aus dem sichtbaren Licht der durch den Filter 10 übermittelten
Strahlung 21 und dem sichtbaren Licht der durch den Vorsatzfilter 20 übermittelten
Strahlung 18 ein weißes
Licht 23 gebildet wird, das für die Standlichtfunktion akzeptabel
ist. In dieser Ausführungsform
kann ein leistungsschwacher Tiefpassfilter 10 verwendet
werden. In dieser Ausführungsform
beträgt
die Intensität
der in der Achse 7 sichtbaren Strahlung, die von der Strahlungsquelle 4 über den Filter 10 und
von der Strahlungsquelle 16 über den Vorsatzfilter herrührt, ca.
50 Cd. Die Intensität
der Durchlassstrahlung in der Achse 7 liegt zudem aufgrund
der ”spitzen” Charakteristik
des Infrarot-Lichtbündels
wesentlich über
der der seitlichen Durchlassstrahlung. Es ist daher vorteilhaft,
den Vorsatzfilter 20 mit Transmissionsgraden auszuführen, die
diese Verteilung berücksichtigen,
um nicht an den seitlichen Punkten eine schlechte Farbmetrik zu
erhalten. Zusätzlich
oder alternativ kann ein optisch leitender Vorsatzfilter verwendet
werden, der das Lichtbündel für die Infrarot-Beleuchtung
in die gewünschte
Richtung lenkt. Es wird auf diese Weise eine bessere Überlagerung
der beiden Lichtbündel
erzielt.
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In
der in 5 dargestellten dritten Ausführungsform, die nicht Bestandteil
der Erfindung ist, ist die Leuchte 22 ähnlich der der zweiten Ausführungsform.
Sie ist nicht mit einem der zweiten Lampe 16 zugehörigen Vorsatzfilter
versehen. In diesem Fall emittiert die weiße Lampe 16 (mit Bezug
auf ein trichromatisches Diagramm) an der Grenze des vorgeschriebenen
weißen
Farbbereichs in Richtung der Komplementärfarbe der sichtbaren Durchlassstrahlungen
des Filters 10 mit dem maximal zulässigen Lichtstrom. Der Filter 10 und
die zweite Lampe 16 sind so gewählt, dass die zweite Lampe 16 alleine
ein weißes
Licht 25 liefert, dessen Farbmetrik und Intensität für die Lichtfunktion
akzeptabel ist, wenn sie alleine in Betrieb ist; und auch die Synthese
des durch den Filter 10 übermittelten sichtbaren Lichts 21 und des
weißen
Lichts 25 der zweiten Lampe 16 ein für die Lichtfunktion
akzeptables weißes
Licht 23 mit einer Intensität in der Achse von ca. 50 Cd
bildet, wenn beide Lampen 4 und 16 in Betrieb
sind. Die sichtbaren Durchlassstrahlungen des Filters 10 gehen
somit in dem weißen
Licht der Lichtfunktion ”unter”. Die Leuchte
sendet folglich eine Infrarot-Strahlung aus, die in der Achse 7 der
Leuchte im Bereich 800 nm bis 1200 nm eine Intensität von ca.
90 W/sr hat. Die zweite Lampe 16 kann in diesem Fall allerdings
auch mit einem Vorsatzfilter versehen sein.
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In
den Ausführungsformen
1 und 2 funktioniert die Leuchte in ihrer Gänze oder überhaupt nicht. Das heißt, die
Leuchte ist entweder ausgeschaltet oder erzeugt gleichzeitig die
Infrarot-Strahlung und die sichtbare Strahlung der Lichtfunktion.
Es ist somit eine Feineinstellung der Farbmetrik möglich, und eine
große
Auswahl von kostengünstigen
Filtern steht zur Verfügung.
In der Ausführungsform
3 kann die Leuchte gleichzeitig eine weiße Strahlung und eine Infrarot-Strahlung
liefern, wenn beide Lampen 4, 16 in Betrieb sind.
Die Leuchte kann aber auch weißes
Licht ohne die vom Filter 10 ausgehende Infrarot-Strahlung
liefern, wenn die zweite Lampe 16 alleine in Betrieb ist.
Das heißt,
der infrarote Lichtstrom 6 der ersten Lampe 4 überlagert
bei Bedarf die zweite Lampe 16. Ein zu hoher elektrischer
Verbrauch wird somit vermieden.
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In
jeder der drei Ausführungsformen
(von denen die dritte nicht Bestandteil der Erfindung ist) kann eine
Anordnung der Leuchte wie in 6 dargestellt verwendet
werden. Der Reflektor 8 ist ein als solcher bekannter Ellipsoid-Reflektor,
in dessen einem inneren Brennpunkt F die Lampe 4 angeordnet
ist. Der Filter 10 ist in einem äußeren Brennpunkt 6 des
Reflektors 8 angeordnet, auf dem Brennpunkt, vor diesem
(wie dargestellt) oder hinter diesem. Die Leuchte weist einen zweiten
Reflektor 24 auf, der ein Paraboloid-Reflektor ist und
so angeordnet ist, dass ein innerer Brennpunkt des Reflektors 24 in
etwa mit dem äußeren Brennpunkt 6 des
Ellipsoid-Reflektors 8 zusammenfällt. Die
beiden Reflektoren 8, 24 haben Achsen 27,
die miteinander einen Winkel a bilden. Der Ellipsoid-Reflektor 8 ist
in Richtung zum Paraboloid-Reflektor 24 geöffnet, der
zum Ellipsoid-Reflektor 8 und zu einer Scheibe 29 für den Lichtaustritt
geöffnet
ist. Die zweite Lampe 16 ist gegebenenfalls zum Beispiel
gegenüber
dem Paraboloid-Reflektors 24 in einem Strahlengang der
Strahlung angeordnet, die von der ersten Lampe 4 ausgeht,
vom Filter 10 übermittelt
und vom Paraboloid-Reflektor 24 reflektiert wird.
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Die
von der ersten Lampe 4 ausgehenden Strahlen werden von
dem Ellipsoid-Reflektor 8 reflektiert,
durchqueren den Filter 10, werden von dem Paraboloid-Reflektor 24 reflektiert
und treten dann durch die Scheibe 29 der Leuchte aus. Gegebenenfalls
kommen die von der zweiten Lampe 16 ausgehenden Strahlen
noch hinzu.
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Diese
Anordnung erlaubt es, der Leuchte ein herkömmliches Aussehen zu verleihen,
wobei lediglich der Paraboloid-Reflektor 24 und eventuell
die zweite Lampe 16 sichtbar sind.
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In
jeder dieser Ausführungsformen
dient die Leuchte als Infrarot-Beleuchtungsvorrichtung. Mit Bezug
auf 7 kann sie in ein als solches bekanntes Nachtsichtassistenzsystem
integriert werden, das eine Leuchte 2, 14, 22,
eine infrarotempfindliche Kamera 30 und eine Vorrichtung 32 zum
Anzeigen des durch die Kamera empfangenen Bildes für den Fahrer
umfasst.
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Vorteilhafterweise
kann die Leuchte hinter einer für
die Infrarot-Strahlung lichtdurchlässigen Rauchglasscheibe verborgen
werden.