EP1162401A2 - Vehicle headlamp and lighting assembly comprising at least one such a headlamp - Google Patents
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- EP1162401A2 EP1162401A2 EP01112686A EP01112686A EP1162401A2 EP 1162401 A2 EP1162401 A2 EP 1162401A2 EP 01112686 A EP01112686 A EP 01112686A EP 01112686 A EP01112686 A EP 01112686A EP 1162401 A2 EP1162401 A2 EP 1162401A2
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- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V5/00—Refractors for light sources
- F21V5/002—Refractors for light sources using microoptical elements for redirecting or diffusing light
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
- F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
- F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
- F21S41/32—Optical layout thereof
- F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
- F21S41/337—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector having a structured surface, e.g. with facets or corrugations
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- F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
- F21V9/04—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters for filtering out infrared radiation
Definitions
- the invention is based on a headlight for vehicles and a lighting device with at least one such headlights according to the preamble of claim 1.
- the Counciloscuro limit of the The light beam can be designed accordingly Reflector and / or generated by a shielding device through which part of the light source emitted and / or part of that from the reflector reflected light beam is shielded. That from the Light source in the invisible wavelength range emitted light is not used.
- the Jroscuro limit of the light beam emitted by the headlight in visible Wavelength range is required to dazzle the Avoid oncoming traffic, however, this will Visibility for the vehicle driver is limited, so that this do not recognize objects that are further away can.
- FIG. 1 shows a vehicle with a Illumination device in a schematic representation a headlight
- Figure 2 the headlight in an enlarged Representation
- Figure 3 a detail of a reflector Headlight in an enlarged view
- Figure 4 a Detail of a deflection device of the headlight
- 5 shows a distance from the headlight Measuring screen.
- the Lighting device has at least one at the front end the body of the motor vehicle arranged headlights 10, which is described in more detail below.
- headlights 10 are provided that are close the side edges of the body are arranged and at least one headlamp as follows is designed. From the headlight 10 is both Light emitted in the visible wavelength range as well Light in the invisible wavelength range.
- the visible light becomes a direct one for the vehicle driver perceptible lighting in front of the vehicle while for the vehicle driver because of the invisible light caused lighting is not directly perceptible.
- the lighting device has a sensor device 12 through which the through the invisible light illuminated area in front of the vehicle is detected.
- the Sensor device 12 can, for example, a video camera, a CCD sensor or a CMOS sensor.
- the Sensor device 12 is provided with a display device 14 connected, arranged in the driver's field of vision and on the one with the invisible light illuminated area for the vehicle driver is shown.
- the display device 14 can, for example, be displayed on a screen be or a projection device with which one Image of the area detected by the sensor device 12 is generated on the windshield of the vehicle.
- the structure of the headlight 10 is described below with reference to FIG Figures 2 to 4 explained in more detail.
- the headlight 10 has a light source 20 on which both light in visible Wavelength range as well as light in invisible Wavelength range, preferably in the infrared Emits wavelength range.
- the light source 20 can be one Incandescent lamp or preferably a gas discharge lamp.
- the light source 20 is inserted into a reflector 22, by the light emitted from the light source 20 as a Beams of light reflected in the visible wavelength range becomes.
- the reflector 22 has a concavely curved shape and that reflected by this and from the headlight 10th emerging light bundles in the visible wavelength range has an upper light-dark limit.
- the reflector 22 is the light source 20 on it surrounding inside with a reflective coating 30 provided which forms a reflective surface.
- the Reflection surface of the reflector 22 can be made smooth be or be divided into several facets, in stages or adjoin kinks.
- FIG 5 is a distance from the headlight arranged measuring screen 80 shown by the from Headlight 10 emitted light is illuminated.
- the Measuring screen 80 has a horizontal center plane HH and a vertical center plane W, which is in a point HV to cut.
- the measuring screen 80 represents the projection a roadway in front of the headlight, the would be illuminated accordingly.
- the measuring screen 80 is through the light beam emitted by the headlight 10 in visible wavelength range in a region 82 illuminated.
- the area 82 is up through the Light-dark limit that limits the light beam in visible Has wavelength range.
- the light-dark boundary shows the oncoming traffic side, that's the one shown Version of the headlight 10 for right-hand traffic the left Side of the measuring screen 80, a horizontal section 83 on, which is slightly below the horizontal central plane HH des Measuring screen 80 runs.
- the Patoscuro limit On your own traffic side, that is the right side of the measuring screen 80 in right-hand traffic, the Jroscuro limit has one starting from the horizontal Section 83 to the right ascending section 84.
- the from the headlight 10 in the visible wavelength range emitted light beam thus points to its own A greater range on the traffic side than on the Oncoming traffic side.
- the light-dark boundary 83.84 dazzling oncoming traffic is prevented, however the Far range above the light-dark boundary 83.84 not illuminated.
- the deflection device 40 has a diffractive microstructure that forms a diffraction grating.
- the deflection device 40 does not deflect light by refraction or reflection but by diffraction or diffraction.
- the deflection device 40 is arranged as a diffractive microstructure on a partial area of the inside of the reflector 22 and is designed to be reflective.
- FIG. 4 shows an enlarged detail of the deflection device 40, on the basis of which the operation of the deflection device is explained.
- the deflection device 40 has a microstructure 42 which is, for example, sinusoidal.
- the microstructure 42 has a period p, which is the distance between two adjacent wave profiles.
- the microstructure 42 can be used as a deflection mirror for light with a main wavelength ⁇ , in which the angle of reflection ⁇ m can be predetermined over a wide range independently of the angle of incidence ⁇ i.
- the angle of reflection ⁇ m can be selected over the period p of the diffractive microstructure.
- the reflector 22 acts in the area of the microstructure 42 like a reflector with a smooth reflection surface and this light is not influenced by the microstructure 42.
- the microstructure 42 is designed for light in the near infrared wavelength range in such a way that this light, in contrast to the light in the visible wavelength range, is deflected such that it has a greater range than the light in the visible wavelength range.
- an area 88 is illuminated, the above of the area 82, which is visible with light Wavelength range is illuminated.
- Preferably closes area 88 is directly above the Patoscuro limit 83.84 to the area 82.
- the area 82 corresponds to one Close range in front of the vehicle with light in visible Wavelength range is illuminated and the range 88 corresponds to a far range that with light in infrared Wavelength range is illuminated.
- the area 88 will detected by the sensor device 12 and for the Vehicle drivers visible on the display device 14 shown.
- Figure 3 is an example of one Light beam 50 in the visible wavelength range thereof Reflection shown on the reflector 22, which leads to that the light beam 50 is inclined downward after reflection runs. It is also an example of a light beam 52 in the infrared wavelength range its deflection by the Microstructure 42 shown, with the light beam 52 after the reflection on the microstructure 42, or at least is less inclined downwards than the Beam of light 50.
- the diffractive microstructure 42 of the deflection device 40 can also be transmissive, i.e. translucent be formed and in the beam path of the light source 22 emitted light or in the beam path of the Reflector 22 may be arranged reflected light.
- the Microstructure 42 can in particular be on a Part of the disc 28 may be arranged.
- the light source 20 is such is trained that this targeted infrared light in one limited wavelength range with high intensity sends out.
- the microstructure 42 can Deflection device 40 specifically limited to this Wavelength range can be designed so that the light in this wavelength range through the microstructure 42 high efficiency distracted in the given direction can be.
- the spectral distribution of radiation from the light source 20 emitted light lies in a resonance line in front of the infrared range, corresponding to the in this limited wavelength range with high Intensity of emitted infrared light.
- Such high radiation intensity in a limited infrared Wavelength range can be added, for example Filling the light source 20, for example the gas mixture, with which the glass bulb of the light source 20 is filled, can be achieved. This is particularly the case with one Gas discharge lamp possible as light source 20.
- the light source 20 can be of constant electrical power be operated or with pulsed or modulated electrical power.
- the modulation frequency is preferably at least about 100 Hz, so that for the human eye the modulation is not noticeable is.
- the sensor device 12 becomes synchronous with the light source 20, that is operated with the same modulation frequency, so that this only illuminates the area 88 is detected when this is illuminated by the light source 20 becomes.
- the sensor device 12 can have an aperture 15 have through which the incidence of light in the Sensor device 12 is controlled.
- a sensor device 12 can be used Correlation method or a lock-in reinforcement at the Evaluation of the incident light can be applied to a to achieve interference-free signal processing.
- Modulated operation of the light source 20 can also be provided be that in the beam path of the sensor device 12 incident light, a filter 16 is arranged, the at least essentially only for that by the Deflection device 40 deflected and the area 88 illuminating light is translucent. This is particularly true in Combination with the training of Light source 20 advantageous, in which this light in one limited wavelength range with high intensity emits, the filter 16 for light in this Wavelength range is transparent.
- the lighting device can also be a Have evaluation device 18 through which the of the Sensor device 12 detected area 88 with respect to at least one parameter is evaluated.
- a parameter For example, foreign objects, the course of the road, especially curves or crests, or road markings can be evaluated by the evaluation device 18.
- the Evaluation device 18 can use this one or more Actuators on the headlight 10 are controlled, by the one characteristic of the headlight 10 in visible wavelength range of emitted light beam is changeable.
- a characteristic of the headlight 10 emitted visible light beam can for example its range, its course in the horizontal direction or its spread can be changed.
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Abstract
Description
Die Erfindung geht aus von einem Scheinwerfer für Fahrzeuge und einer Beleuchtungseinrichtung mit wenigstens einem solchen Scheinwerfer nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention is based on a headlight for vehicles and a lighting device with at least one such headlights according to the preamble of claim 1.
Ein solcher Scheinwerfer ist durch die DE 196 10 904 A1 bekannt. Dieser Scheinwerfer weist eine Lichtquelle auf, die Licht in sichtbarem Wellenlängenbereich und Licht in nicht sichtbarem Wellenlängenbereich aussendet. Dies ist bei bekannten Lichtquellen wie Glühlampen oder Gasentladungslampen grundsätzlich der Fall. Der Scheinwerfer weist außerdem einen Reflektor, durch den von der Lichtquelle ausgesandtes Licht reflektiert wird, und eine im Strahlengang des vom Reflektor reflektierten Lichts angeordnete lichtdurchlässige Scheibe auf. Der Scheinwerfer sendet beim Betrieb der Lichtquelle ein abgeblendetes Lichtbündel in sichtbarem Wellenlängenbereich aus, das eine obere Helldunkelgrenze aufweist. Die Helldunkelgrenze des Lichtbündels kann durch entsprechende Auslegung des Reflektors und/oder durch eine Abschirmvorrichtung erzeugt werden, durch die ein Teil des von der Lichtquelle ausgesandten und/oder ein Teil des vom Reflektor reflektierten Lichtbündels abgeschirmt wird. Das von der Lichtquelle in nicht sichtbarem Wellenlängenbereich ausgesandte Licht wird nicht genutzt. Die Helldunkelgrenze des vom Scheinwerfer ausgesandten Lichtbündels in sichtbarem Wellenlängenbereich ist erforderlich, um eine Blendung des Gegenverkehrs zu vermeiden, jedoch wird dadurch die Sichtweite für den Fahrzeuglenker begrenzt, so daß dieser sich in größerer Entferung befindende Objekte nicht erkennen kann.Such a headlight is known from DE 196 10 904 A1 known. This headlight has a light source that Light in the visible wavelength range and light in not visible wavelength range. This is at known light sources such as light bulbs or Gas discharge lamps basically the case. The headlight also has a reflector through which the Light source emitted light is reflected, and one in Beam path of the light reflected by the reflector arranged translucent pane. The headlight sends a dimmed one when the light source is operating Beams of light in the visible wavelength range, one upper light-dark limit. The chiaroscuro limit of the The light beam can be designed accordingly Reflector and / or generated by a shielding device through which part of the light source emitted and / or part of that from the reflector reflected light beam is shielded. That from the Light source in the invisible wavelength range emitted light is not used. The chiaroscuro limit of the light beam emitted by the headlight in visible Wavelength range is required to dazzle the Avoid oncoming traffic, however, this will Visibility for the vehicle driver is limited, so that this do not recognize objects that are further away can.
Der erfindungsgemäße Scheinwerfer mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß von der Lichtquelle in nicht sichtbarem Wellenlängenbereich ausgesandtes Licht zur Beleuchtung weiter entfernter liegender Bereiche genutzt wird, als den durch das Lichtbündel mit Licht in sichtbarem Wellenlängenbereich beleuchteten Bereichen. Es ist hierbei kein zusätzlicher Scheinwerfer und keine zusätzliche Lichtquelle erforderlich sondern nur die Umlenkeinrichtung im Scheinwerfer. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 7 hat den Vorteil, daß durch die Sensoreinrichtung der durch das Licht in nicht sichtbarem Wellenlängenbereich beleuchtete Bereich erfaßt und auf der Anzeigevorrichtung für den Fahrzeuglenker dargestellt wird, so daß der Fahrzeuglenker auch sich in großer Entfernung befindende Objekte wahrnehmen kann.The headlight according to the invention with the features according to Claim 1 has the advantage that the Light source in the invisible wavelength range emitted light for lighting more distant lying areas is used as that by the Beams of light with light in the visible wavelength range illuminated areas. It is not an additional one Headlights and no additional light source required but only the deflection device in the headlight. The Lighting device according to claim 7 has the advantage that by the sensor device the by the light in not visible wavelength range, illuminated area and on the display device for the vehicle driver is shown so that the driver is also in can perceive objects located at a great distance.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte
Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen
Scheinwerfers und der erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung angegeben. Durch die Ausbildung der
Umlenkeinrichtung gemäß Anspruch 3 wird erreicht, daß diese
gezielt nur Licht in nicht sichtbarem Wellenlängenbereich
ablenkt. Die Ausbildung gemäß Anspruch 4 oder Anspruch 5
ermöglicht eine einfache Anordnung der Umlenkeinrichtung.
Die Ausbildung gemäß Anspruch 6 ermöglicht eine Beleuchtung
mit hoher Intensität in einem begrenzten nicht sichtbaren
Wellenlängenbereich. Die Ausbildung der
Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 9
ermöglicht die Vermeidung einer Beeinflußung durch von
anderen Lichtquellen ausgesandtem Licht in nicht sichtbarem
Wellenlängenbereich. Die Weiterbildung der
Beleuchtungseinrichtung gemäß Anspruch 10 ermöglicht eine
vorausschauende Anpassung einer Charakteristik des vom
Scheinwerfer ausgesandten Lichtbündels an unterschiedliche
Parameter, wie beispielsweise Fahrbahnverlauf, andere
Verkehrsteilnehmer oder Fremdobjekte.In the dependent claims are advantageous
Refinements and developments of the invention
Headlights and the invention
Illumination device specified. By training the
Deflection device according to claim 3 is achieved that this
targeted only light in the invisible wavelength range
distracts. The training according to claim 4 or claim 5
enables a simple arrangement of the deflection device.
The training according to claim 6 enables lighting
with high intensity in a limited invisible
Wavelength range. Training the
Lighting device according to claim 8 or claim 9
enables avoidance of interference from
other light sources emitted light in invisible
Wavelength range. The training of
Lighting device according to
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Figur 1 ein Fahrzeug mit einer Beleuchtungseinrichtung in schematischer Darstellung mit einem Scheinwerfer, Figur 2 den Scheinwerfer in vergrößerter Darstellung, Figur 3 ausschnittsweise einen Reflektor des Scheinwerfers in vergrößerter Darstellung, Figur 4 einen Ausschnitt einer Umlenkeinrichtung des Scheinwerfers und Figur 5 einen mit Abstand vor dem Scheinwerfer angeordneten Meßschirm.An embodiment of the invention is in the drawing shown and in the following description explained. FIG. 1 shows a vehicle with a Illumination device in a schematic representation a headlight, Figure 2 the headlight in an enlarged Representation, Figure 3 a detail of a reflector Headlight in an enlarged view, Figure 4 a Detail of a deflection device of the headlight and 5 shows a distance from the headlight Measuring screen.
In Figur 1 ist ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug,
mit einer Beleuchtungseinrichtung dargestellt. Die
Beleuchtungseinrichtung weist wenigstens einen am Frontende
der Karosserie des Kraftfahrzeugs angeordneten Scheinwerfer
10 auf, der nachfolgend näher beschrieben wird.
Üblicherweise sind zwei Scheinwerfer 10 vorgesehen, die nahe
den seitlichen Rändern der Karosserie angeordnet sind und
von denen wenigstens ein Scheinwerfer wie nachfolgend
beschrieben ausgebildet ist. Vom Scheinwerfer 10 wird sowohl
Licht in sichtbarem Wellenlängenbereich ausgesandt als auch
Licht in nicht sichtbarem Wellenlängenbereich. Durch das
sichtbare Licht wird eine für den Fahrzeuglenker direkt
wahrnehmbare Beleuchtung vor dem Fahrzeug bewirkt, während
für den Fahrzeuglenker die durch das nicht sichtbare Licht
bewirkte Beleuchtung nicht direkt wahrnehmbar ist. Hierzu
weist die Beleuchtungseinrichtung eine Sensoreinrichtung 12
auf, durch die der durch das nicht sichtbare Licht
beleuchtete Bereich vor dem Fahrzeug erfaßt wird. Die
Sensoreinrichtung 12 kann beispielsweise eine Videokamera,
ein CCD-Sensor oder ein CMOS-Sensor sein. Die
Sensoreinrichtung 12 ist mit einer Anzeigevorrichtung 14
verbunden, die im Blickfeld des Fahrzeuglenkers angeordnet
ist und auf der der mit dem nicht sichtbaren Licht
beleuchtete Bereich für den Fahrzeuglenker dargestellt wird.
Die Anzeigevorrichtung 14 kann beispielsweise in Bildschirm
sein oder eine Projektionseinrichtung, mit der eine
Abbildung des von der Sensoreinrichtung 12 erfaßten Bereichs
auf die Windschutzscheibe des Fahrzeugs erzeugt wird.1 shows a vehicle, in particular a motor vehicle,
represented with a lighting device. The
Lighting device has at least one at the front end
the body of the motor vehicle arranged
Nachfolgend wird der Aufbau des Scheinwerfers 10 anhand der
Figuren 2 bis 4 näher erläutert. Der Scheinwerfer 10 weist
eine Lichtquelle 20 auf, die sowohl Licht in sichtbarem
Wellenlängenbereich als auch Licht in nicht sichtbarem
Wellenlängenbereich, vorzugsweise in infrarotem
Wellenlängenbereich aussendet. Die Lichtquelle 20 kann eine
Glühlampe oder vorzugsweise eine Gasentladungslampe sein.
Die Lichtquelle 20 ist in einen Reflektor 22 eingesetzt,
durch den von der Lichtquelle 20 ausgesandtes Licht als ein
Lichtbündel in sichtbarem Wellenlängenbereich reflektiert
wird. Der Reflektor 22 weist eine konkav gekrümmte Form auf
und das von diesem reflektierte und aus dem Scheinwerfer 10
austretende Lichtbündel in sichtbarem Wellenlängenbereich
weist eine obere Helldunkelgrenze auf. Die Helldunkelgrenze
des Lichtbündels kann durch eine geeignete Form des
Reflektors 22 erzeugt werden, indem durch diesen von der
Lichtquelle 20 ausgesandtes Licht derart reflektiert wird,
daß es die Helldunkelgrenze aufweist. Alternativ kann auch
eine Abschirmvorrichtung 24 vorgesehen sein, durch die ein
Teil des von der Lichtquelle 20 ausgesandten Lichts
abgeschirmt wird, wodurch die Helldunkelgrenze erzeugt wird,
wobei die Abschirmvorrichtung in diesem Fall durch eine
lichtundurchlässige Beschichtung eines Teils der Lichtquelle
20 oder durch eine zwischen der Lichtquelle 20 und dem
Reflektor 22 angeordnete Abschirmblende gebildet sein kann.
Alternativ kann auch eine Abschirmvorrichtung 26 im
Strahlengang des vom Reflektor 22 reflektierten Lichtbündels
angeordnet sein, durch die ein Teil des Lichtbündels
abgeschirmt und dadurch die Helldunkelgrenze erzeugt wird.
Im Strahlengang des vom Reflektor 22 reflektierten
Lichtbündels ist eine lichtdurchlässige Scheibe 28
angeordnet, die zugleich eine Abdeckscheibe des
Scheinwerfers 10 bilden kann und die aus Glas oder
Kunststoff bestehen kann. Die Scheibe 28 kann im
wesentlichen glatt ausgebildet sein oder zumindest
bereichsweise optische Profile 29 aufweisen, durch die
hindurchtretendes Licht abgelenkt und/oder gestreut wird.The structure of the
Der Reflektor 22 ist auf seiner die Lichtquelle 20
umgebenden Innenseite mit einer reflektierenden Beschichtung
30 versehen, die eine Reflexionsfläche bildet. Die
Reflexionsfläche des Reflektors 22 kann glatt ausgebildet
sein oder in mehrere Facetten unterteilt sein, die in Stufen
oder Knickstellen aneinandergrenzen.The
In Figur 5 ist ein mit Abstand vor dem Scheinwerfer
angeordneter Meßschirm 80 dargestellt, der durch das vom
Scheinwerfer 10 ausgesandte Licht beleuchtet wird. Der
Meßschirm 80 weist eine horizontale Mittelebene HH und eine
vertikale Mittelebene W auf, die sich in einem Punkt HV
schneiden. Der Meßschirm 80 repräsentiert die Projektion
einer vor dem Scheinwerfer liegenden Fahrbahn, die
entsprechend beleuchtet würde. Der Meßschirm 80 wird durch
das vom Scheinwerfer 10 ausgesandte Lichtbündel in
sichtbarem Wellenlängenbereich in einem Bereich 82
beleuchtet. Der Bereich 82 ist nach oben durch die
Helldunkelgrenze begrenzt, die das Lichtbündel in sichtbarem
Wellenlängenbereich aufweist. Die Helldunkelgrenze weist auf
der Gegenverkehrsseite, das ist bei der dargestellten
Ausführung des Scheinwerfers 10 für Rechtsverkehr die linke
Seite des Meßschirms 80, einen horizontalen Abschnitt 83
auf, der etwas unterhalb der horizontalen Mittelebene HH des
Meßschirms 80 verläuft. Auf der eigenen Verkehrsseite, das
ist bei Rechtsverkehr die rechte Seite des Meßschirms 80,
weist die Helldunkelgrenze einen ausgehend vom horizontalen
Abschnitt 83 nach rechts ansteigenden Abschnitt 84 auf. Das
vom Scheinwerfer 10 in sichtbarem Wellenlängenbereich
ausgesandte Lichtbündel weist somit auf der eigenen
Verkehrsseite eine größere Reichweite auf als auf der
Gegenverkehrsseite. Durch die Helldunkelgrenze 83,84 wird
eine Blendung des Gegenverkehrs verhindert, jedoch wird der
Fernbereich oberhalb der Helldunkelgrenze 83,84 nicht
beleuchtet.In Figure 5 is a distance from the headlight
arranged measuring
Erfindungsgemäß ist in einem Teil des Strahlengangs des von
der Lichtquelle 20 ausgesandten Lichts eine
Umlenkeinrichtung 40 angeordnet, durch die von der
Lichtquelle 20 in nicht sichtbarem Wellenlängenbereich
ausgesandtes Licht zumindest teilweise derart abgelenkt
wird, daß es, wenn es aus dem Scheinwerfer 10 austritt, eine
größere Reichweite besitzt als das vom Scheinwerfer 10 in
sichtbarem Wellenlängenbereich ausgesandte Lichtbündel. Die
Umlenkeinrichtung 40 ist vorzugsweise derart ausgelegt, daß
durch diese Licht in infrarotem Wellenlängenbereich,
vorzugsweise in nahem infrarotem Wellenlängenbereich
abgelenkt wird. Naher infraroter Wellenlängenbereich
bedeutet dabei einen Wellenlängenbereich, der nahe dem
Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts liegt. Die
Umlenkeinrichtung 40 ist vorzugsweise auf Licht in
infrarotem Wellenlängenbereich zwischen etwa 780 nm und 1700
nm ausgelegt. Licht in Wellenlängenbereichen, die stark von
dem Wellenlängenbereich abweichen, für den die
Umlenkeinrichtung 40 ausgelegt ist, wird durch die
Umlenkeinrichtung 40 zumindest im wesentlichen nicht
beeinflußt und somit nicht abgelenkt.According to the invention, in a part of the beam path of
the
Die Umlenkeinrichtung 40 weist eine diffraktive
Mikrostruktur auf, die ein Beugungsgitter bildet. Durch die
Umlenkeinrichtung 40 wird Licht nicht durch Brechung oder
Reflexion abgelenkt sondern durch Beugung oder Diffraktion.
Bei einem in Figur 3 dargestellten Ausführungbeispiel des
Scheinwerfers 10 ist die Umlenkeinrichtung 40 als
diffraktive Mikrostruktur auf einem Teilbereich der
Innenseite des Reflektors 22 angeordnet und reflektierend
ausgebildet. In Figur 4 ist vergrößert ein Ausschnitt der
Umlenkeinrichtung 40 dargestellt, anhand dem die
Wirkungsweise der Umlenkeinrichtung erläutert wird. Die
Umlenkeinrichtung 40 weist eine Mikrostruktur 42 auf, die
beispielsweise sinusförmig ausgebildet ist. Von der
Lichtquelle 20 ausgesandtes Licht in nicht sichtbarem
Wellenlängenbereich trifft unter einem Winkel i zu einer
Normalen N auf die Mikrostruktur 42, wird durch diese
reflektiert und verläuft dann unter einem Winkel m zur
Normalen N. Die Mikrostruktur 42 weist eine Periode p auf,
die der Abstand zwischen zwei benachbarten Wellenprofilen
ist. Der Winkel m kann nach folgendem Zusammenhang
ermittelt werden:
Durch das durch die Mikrostruktur 42 der Umlenkeinrichtung
40 abgelenkte Licht in infrarotem Wellenlängenbereich wird
auf dem Meßschirm 80 ein Bereich 88 beleuchtet, der oberhalb
des Bereichs 82 liegt, der mit Licht in sichtbarem
Wellenlängenbereich beleuchtet wird. Vorzugsweise schließt
sich der Bereich 88 direkt oberhalb der Helldunkelgrenze
83,84 an den Bereich 82 an. Der Bereich 82 entspricht einem
Nahbereich vor dem Fahrzeug, der mit Licht in sichtbarem
Wellenlängenbereich beleuchtet wird und der Bereich 88
entspricht einem Fernbereich, der mit Licht in infrarotem
Wellenlängenbereich beleuchtet wird. Der Bereich 88 wird
durch die Sensoreinrichtung 12 erfaßt und für den
Fahrzeuglenker sichtbar auf der Anzeigevorrichtung 14
dargestellt. In Figur 3 ist beispielhaft für einen
Lichtstrahl 50 in sichtbarem Wellenlängenbereich dessen
Reflexion am Reflektor 22 dargestellt, die dazu führt, daß
der Lichtstrahl 50 nach der Reflexion nach unten geneigt
verläuft. Außerdem ist beispielhaft für einen Lichtstrahl 52
in infrarotem Wellenlängenbereich dessen Ablenkung durch die
Mikrostruktur 42 dargestellt, wobei der Lichtstrahl 52 nach
der Reflexion an der Mikrostruktur 42 nicht oder zumindest
weniger stark nach unten geneigt verläuft als der
Lichtstrahl 50.Through the
Die Mikrostruktur 42 kann beispielsweise durch ein
spanabhebendes Verfahren, durch ein holografisches
Belichtungsverfahren oder durch ein mehrstufiges
photolithografisches Maskenverfahren und Trockenätzen auf
den Reflektor 22 aufgebracht werden. Der in die gewünschte
Ordnung gebeugte Anteil des eingestrahlten Lichts in
infrarotem Wellenlängenbereich hängt von der Reflektivität
und vom Beugungswirkungsgrad der Mikrostruktur 42 ab. Der
Beugungswirkungsgrad hängt von der Form des
Oberflächenreliefs der Mikrostruktur 42 ab. Das
Oberflächenrelief kann wie vorstehend angegeben sinusförmig
oder sinusformähnlich sein, was eine einfache
Herstellbarkeit ermöglicht. Alternativ kann das
Oberflächenrelief auch sägezahnförmig ausgebildet sein, was
einen hohen Beugungswirkungsgrad ermöglicht.The
Die diffraktive Mikrostruktur 42 der Umlenkeinrichtung 40
kann auch transmittierend, das heißt lichtdurchlässig
ausgebildet sein und im Strahlengang des von der Lichtquelle
22 ausgesandten Lichts oder im Strahlengang des vom
Reflektor 22 reflektierten Lichts angeordnet sein. Die
Mikrostruktur 42 kann hierbei insbesondere auf einem
Teilbereich der Scheibe 28 angeordnet sein. The
Es kann vorgesehen sein, daß die Lichtquelle 20 derart
ausgebildet ist, daß diese gezielt infrarotes Licht in einem
begrenzten Wellenlängenbereich mit hoher Intensität
aussendet. In diesem Fall kann die Mikrostruktur 42 der
Umlenkeinrichtung 40 gezielt auf diesen begrenzten
Wellenlängenbereich ausgelegt werden, so daß das Licht in
diesem Wellenlängenbereich durch die Mikrostruktur 42 mit
hohem Wirkungsgrad in die vorgegebene Richtung abgelenkt
werden kann. In der spektralen Strahlungsverteilung des von
der Lichtquelle 20 ausgesandten Lichts liegt dabei im
infraroten Bereich eine Resonanzlinie vor, entsprechend des
in diesem begrenzten Wellenlängenbereich mit hoher
Intensität ausgesandten infraroten Lichts. Eine derartige
hohe Strahlungsintensität in einem begrenzten infraroten
Wellenlängenbereich kann beispielsweise durch Zusätze zur
Füllung der Lichtquelle 20, beispielsweise der Gasmischung,
mit der der Glaskolben der Lichtquelle 20 gefüllt ist,
erreicht werden. Dies ist insbesondere bei einer
Gasentladungslampe als Lichtquelle 20 möglich.It can be provided that the
Die Lichtquelle 20 kann mit konstanter elektrischer Leistung
betrieben werden oder mit gepulster bzw. modulierter
elektrischer Leistung. Die Modulationsfrequenz beträgt dabei
vorzugsweise wenigstens etwa 100 Hz, so daß für das
menschliche Auge die Modulation nicht störend wahrnehmbar
ist. Die Sensoreinrichtung 12 wird synchron zur Lichtquelle
20, das heißt mit derselben Modulationsfrequenz, betrieben,
so daß durch diese die Beleuchtung des Bereichs 88 nur
erfaßt wird, wenn dieser durch die Lichtquelle 20 beleuchtet
wird. Die Sensoreinrichtung 12 kann hierbei eine Blende 15
aufweisen, durch die der Lichteinfall in die
Sensoreinrichtung 12 gesteuert wird. Durch einen modulierten
Betrieb der Lichtquelle 20 und der Sensoreinrichtung 12 kann
eine Blendung oder sonstige Beeinflußung der
Sensoreinrichtung 12 durch von anderen Lichtquellen,
beispielsweise Lichtquellen der Scheinwerfer anderer
Fahrzeuge, herrührendes und direkt in die Sensoreinrichtung
12 einfallendes Licht vermieden oder zumindest verringert
werden. Durch die Sensoreinrichtung 12 kann ein
Korrelationsverfahren oder eine Lock-In-Verstärkung bei der
Auswertung des einfallenden Lichts angewandt werden, um eine
störsichere Signalverarbeitung zu erreichen. Hierbei können
bereits geringe Beleuchtungsstärken im Bereich 88
ausreichend sein, um eine Abbildung des Bereichs 88 auf der
Anzeigevorrichtung 14 mit ausreichender Auflösung erzeugen
zu können.The
Alternativ oder zusätzlich zu dem vorstehend erläuterten
modulierten Betrieb der Lichtquelle 20 kann auch vorgesehen
sein, daß im Strahlengang des in die Sensoreinrichtung 12
einfallenden Lichts ein Filter 16 angeordnet ist, das
zumindest im wesentlichen nur für das durch die
Umlenkeinrichtung 40 abgelenkte und den Bereich 88
beleuchtende Licht durchlässig ist. Dies ist insbesondere in
Kombination mit der vorstehend erläuterten Ausbildung der
Lichtquelle 20 vorteilhaft, bei der diese Licht in einem
begrenzten Wellenlängenbereich mit hoher Intensität
aussendet, wobei das Filter 16 für Licht in diesem
Wellenlängenbereich durchlässig ist.Alternatively or in addition to that explained above
Modulated operation of the
Die Beleuchtungseinrichtung kann zusätzlich eine
Auswerteeinrichtung 18 aufweisen, durch die der von der
Sensoreinrichtung 12 erfaßte Bereich 88 im Hinblick auf
wenigstens einen Parameter ausgewertet wird. Als Parameter
können beispielsweise Fremdobjekte, der Fahrbahnverlauf,
insbesondere Kurven oder Kuppen, oder Fahrbahnmarkierungen
durch die Auswerteeinrichtung 18 ausgewertet werden.
Abhängig vom Ergebnis der Auswertung durch die
Auswerteeinrichtung 18 können durch diese eine oder mehrere
Stelleinrichtungen am Scheinwerfer 10 angesteuert werden,
durch die eine Charakteristik des vom Scheinwerfer 10 in
sichtbarem Wellenlängenbereich ausgesandten Lichtbündels
änderbar ist. Als Charakteristik des vom Scheinwerfer 10
ausgesandten sichtbaren Lichtbündels kann beispielsweise
dessen Reichweite, dessen Verlauf in horizontaler Richtung
oder dessen Streuung verändert werden.The lighting device can also be a
Claims (10)
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