EP1766444A1 - Nachtsichtsystem für fahrzeuge - Google Patents

Nachtsichtsystem für fahrzeuge

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Publication number
EP1766444A1
EP1766444A1 EP05750588A EP05750588A EP1766444A1 EP 1766444 A1 EP1766444 A1 EP 1766444A1 EP 05750588 A EP05750588 A EP 05750588A EP 05750588 A EP05750588 A EP 05750588A EP 1766444 A1 EP1766444 A1 EP 1766444A1
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EP
European Patent Office
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angle
visible part
filter
radiation
transmitted
Prior art date
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Ceased
Application number
EP05750588A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Van Du Nguyen
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OC Oerlikon Balzers AG
Original Assignee
OC Oerlikon Balzers AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q—ARRANGEMENT OF SIGNALLING OR LIGHTING DEVICES, THE MOUNTING OR SUPPORTING THEREOF OR CIRCUITS THEREFOR, FOR VEHICLES IN GENERAL
    • B60Q1/00—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor
    • B60Q1/02—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments
    • B60Q1/04—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights
    • B60Q1/14—Arrangement of optical signalling or lighting devices, the mounting or supporting thereof or circuits therefor the devices being primarily intended to illuminate the way ahead or to illuminate other areas of way or environments the devices being headlights having dimming means
    • 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
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/12—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of emitted light
    • F21S41/13—Ultraviolet light; Infrared light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/12—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices with means for image conversion or intensification
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films

Definitions

  • the present invention relates to night vision auxiliary systems for vehicles.
  • Such systems comprise an infrared headlight which emits radiation directed outwards in front of the vehicle, and an infrared camera and a system for transmitting an image recorded by the camera in visible form to the driver ,
  • the headlamp has a white light source and a filter, which suppresses the visible part of the radiation of the radiation source and transmits the part located in the infrared region.
  • the radiation range between 800nm and 100nm is expensive.
  • the problem here is that the (red) area to be suppressed adjoins directly to the useful, pass-through infrared range.
  • the transmission characteristic of the filter it would be necessary for the transmission characteristic of the filter to have steep edges, since a necessary very good suppression in the red region contrasts with a necessary very good transmission in the IR range.
  • DE 699 03 076 discloses an infrared illuminating device which comprises a filter whose transmittance is designed to emit white and infrared radiation along an axis of the device, the intensity of the white radiation indeed being quite high Zero can be different, but carries less than 2000 Cd be ⁇ .
  • the filter transmits infrared rays (IR rays), ultraviolet rays (UV rays) and visible, blue and red near-rays and visible Grund ⁇ rays with yellow-green color between them.
  • FIG. 1 schematically shows the transmittance T of a notch filter as it can be used as a function of the wavelength ⁇ according to an embodiment in DE 699 03 076. The visible residual radiation transmitted in this case then adds to a white color impression.
  • Such notch filters can be realized by means of a multilayer system. Their reflection and transmission characteristics are based essentially on interference effects. According to the prior art, the filter should then be realized in such a way that it can transmit the visible radiation of a radiation source in such a way that the synthesis of the transmitted visible part produces white light (see claim 3 of DE 69903 076).
  • interference filters show an angle-dependent transmission behavior, the filter must, however, be adapted to the respective illumination geometry of the headlight.
  • FIG. 3 a shows a headlamp 2 with a lighting geometry in which the filter 10 is acted upon essentially vertically.
  • the illumination geometry of the headlight in FIG. 3b leads to a loading geometry in which the vertical action essentially plays no role.
  • such an adaptation of the filter to a respective new geometry is complex and therefore expensive.
  • Another problem is the signal fluctuations which are difficult to avoid associated with the production of such interference filters.
  • the key parameters that determine the transmission characteristics are the opti- layer thicknesses and the refractive indices of the layers. Small variations in these parameters during the coating process or, much more likely, from one coating to the next, can influence which parts of the visible light are transmitted. It is difficult to observe that only a small part of the visible radiation is to be transmitted (for example in the range of 0.5%) and therefore even small uncertainties in the transmission can lead to large changes in the color impression.
  • the color impression is determined by essentially three influencing factors: a) the emission characteristic of the light source (typical light sources have their maximum in the green or yellow-green spectral range), b) a physiological factor which depends on the wavelength-dependent light inc - sensitivity of the human visual system is related, where the photosensitivity in the yellow is highest and c) the transmission characteristic of the optical system used Sys ⁇ .
  • the color impression can be specified by means of the so-called color coordinates.
  • FIG. 2 shows a schematic diagram of how blue (B), green (G), red (R) and yellow (Y) color impressions are to be assigned to a corresponding diagram.
  • the area is framed by a broken line in which a white color impression prevails.
  • the hatched area shown in FIG. 2 indicates the legally permissible range currently prescribed for a system in accordance with the so-called ECE standard, which are fulfilled here. that should. This permitted range is shown enlarged again in FIG. 4.
  • a filter according to the invention has the property of transmitting a portion of the visible radiation for a wide range of angles of incidence, such that for each of the angles of incidence of the area white light is transmitted.
  • the filter is to be used in a night vision auxiliary system equipped with a halogen headlamp from the company HRS (12V, 55W, 64211SUP).
  • HRS (12V, 55W, 64211SUP).
  • the corresponding spectral profile is shown in FIG.
  • the schematic structure of such a headlamp is shown in FIG. 6a.
  • the substrate material used for the filter is a Corning glass substrate
  • the coating materials niobium oxide are used as high refractive index material and SiO2 as low refractive index material for the filter.
  • Alternative coating materials would be possible, for example, titanium oxide / silicon oxide or tantalum oxide / silicon oxide.
  • ASAP RayTrace program
  • the design will additionally be for 0 to 40 ° optimized so that the variation along the s ' ECE white area axis''( Figure 4 along the axis AA v ).
  • the design is optimized step by step for an angle.
  • a design is determined, which transmits on average less than 0.5% for 20 ° incidence angle in the visible range.
  • the design is designed such that less than 60% are transmitted from about 1040 nm to a width of at least 25 nm in the near infrared range.
  • the color coordinates for the angles of incidence 0 °, 30 ° and 40 ° are optimized so that they come within the range of the ECE standard.
  • the limitation of the change in the green range is achieved by heavily weighting this range in the optimization. This is not only necessary to ensure that the filter design for incidence angles of 0 ° to 40 ° run along the ECE white area, but also to keep the Lichtellän ⁇ tion small, since in this case the green area has the largest th influence.
  • Table 1 lists the optical layer thickness distribution of the design and the index of refraction used.
  • the refractive index of the material used niobium oxide is 2.34 and silicon oxide is 1.47.
  • sputtering technology was used in the example (more precisely: reactive DC magnetron sputtering ring).
  • the optical spectra are continuously determined during the process (monitoring) and the sputtering process is corrected for measured deviations from the calculated target spectrum. This ensures that the realized
  • the gefor ⁇ derten optical characteristics have.
  • the monitoring is most heavily weighted during the production of the product, especially in the wavelength range of 480-580 nm.
  • an infrared illumination device for motor vehicles for example a headlamp
  • IAD plasma-assisted
  • the device has a white line in one axis of the device
  • infrared radiation in a wavelength range which is between 800 and 1200 nm, the infrared radiation having an intensity of more than 25 W / sr and the white radiation having a non-zero intensity of less than 2000 Cd Has.
  • the filter is capable of transmitting a first visible part of a first partial beam of the radiation source at a first angle and a second visible part of a second partial beam of the radiation source at a second angle different from the first one. It is characteristic that the transmitted first visible part forms white light and the transmitted second visible part forms white light.

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Description

Nachtsichtsystem für Fahrzeuge
Die vorliegende Erfindung betrifft Nachtsicht-Hilfssysteme für Fahrzeuge. Es sind solche Systeme bekannt, die einen Infra- rot-Scheinwerfer umfassen, der eine nach außen vor das Fahr¬ zeug 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 Schweinwerfer weist eine Weißlichtquelle und einen Filter auf, der den sichtbaren Teil der Strahlung der Strahlungsquelle un¬ terdrückt und den im Infrarot-Bereich gelegenen Teil über¬ trägt.
Ein derartiges Filter läßt jedoch in der Praxis oft einen Teil der sichtbaren, insbesondere im roten Farbbereich gelegenen
Strahlung passieren. Bei einem Scheinwerfer sind aber derarti¬ ge rote Durchlaßstrahlungen, egal wie intensiv sie sind, stö¬ rend, da sie für andere Fahrer zu einer Verwechslung zwischen Vorder- und Rückseite des Fahrzeugs führen können. Die Verbes- serung der Filter hinsichtlich der Unterdrückung des roten
Lichtes unter Beibehaltung des nützlichen Teils der Infrarot- Strahlung, d.h. des Strahlungsbereichs zwischen 800nm und lOOOnm ist allerdings teuer. Dabei ist problematisch, dass der zu unterdrückende (rote) Bereich sich unmittelbar an den nütz- liehen, durchzulassenden Infrarotbereich anschliesst. Hierzu wäre notwendig, dass die Transmissionscharakteristik des Fil¬ ters steile Kanten aufweist, da eine notwendige sehr gute Un¬ terdrückung im roten Bereich einer notwendigen sehr guten Ü- bertragung im IR Bereich gegenübersteht.
Um dieses Problem zu lösen offenbart DE 699 03 076 eine Infra¬ rot-Beleuchtungsvorrichtung, die ein Filter umfasst, dessen Transmissionsgrad derart ausgelegt ist, daß sie entlang einer Achse der Vorrichtung weiße und infrarote Strahlung aussendet, wobei die Intensität der weißen Strahlung zwar durchaus von Null verschieden sein kann, jedoch weniger als 2000 Cd be¬ trägt. Dies wird dadurch erzielt, dass das Filter Infrarot-Strahlen (IR-Strahlen) , Ultraviolett-Strahlen (UV-Strahlen) sowie sichtbare, blau- und rotnahe Strahlen und sichtbare Grund¬ strahlen mit gelbgrüner Grundfarbe zwischen diesen überträgt. Figur 1 zeigt schematisch den Transmissionsgrad T eines Kerb¬ filters wie es dazu eingesetzt werden kann als Funktion der Wellenlänge λ gemäß einer Ausführungsform in DE 699 03 076. Die dabei transmittierte sichtbare Reststrahlung addiert sich dann zu einem weissen Farbeindruck.
Solche Kerbfilter lassen sich mittels eines Multischichtsys- tems realisieren. Deren Reflexions- und Transmissionscharakte- ristika beruhen dabei im Wesentlichen auf Interferenzeffekten. Gemäß dem Stand der Technik sollte der Filter dann so reali- siert werden, dass er die sichtbare Strahlung einer Strah¬ lungsquelle derart zu übertragen vermag, dass die Synthese des übertragenen sichtbaren Teils weißes Licht ergibt (siehe An¬ spruch 3 von DE 69903 076) . Da Interferenzfilter ein winkelab¬ hängiges Transmissionsverhalten zeigen, muss der Filter aller- dings der jeweiligen Beleuchtungsgeometrie des Scheinwerfers angepasst werden. Beispielsweise zeigt Figur 3a einen Schein¬ werfer 2 mit einer Beleuchtungsgeometrie in der der Filter 10 im Wesentlichen senkrecht beaufschlagt wird. Demgegenüber führt die Beleuchtungsgeometrie des Scheinwerfers in Figur 3b zu einer Beaufschlagungsgeometrie in der die senkrechte Beauf¬ schlagung im Wesentlichen keine Rolle spielt. Ein solche An¬ passung des Filters an eine jeweilige neue Geometrie ist aber aufwändig und damit teuer.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Filter anzugeben, dessen Transmissionscharakteristik eine große Tole¬ ranz gegenüber Variationen in der Beleuchtungsgeometrie auf¬ weist.
Ein weiteres Problem sind die mit der Herstellung solcher In¬ terferenzfilter verbundenen, nur schwer zu vermeidenden De¬ signschwankungen. Zu den wesentlichen Parametern, die die Transmissionscharakteristika mitbestimmen, gehören die opti- schen Schichtdicken sowie die Brechwerte der Schichten. Gerin¬ ge Schwankungen dieser Parameter während des Beschichtungspro- zesses oder, was viel wahrscheinlicher ist, von einer Be- schichtung zur nächsten, können dabei Einfluss darauf haben, welche Teile des sichtbaren Lichtes wie übertragen werden. Da¬ bei ist erschwerend zu beachten, dass lediglich ein kleiner Teil der sichtbaren Strahlung durchgelassen werden soll (Bei¬ spielsweise im Bereich von 0.5%) und daher schon kleine Unsi¬ cherheiten in der Transmission zu großen Änderungen im Farb- eindruck führen können.
Es ist daher eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren anzugeben, demgemäß die für die Beleuchtungsvor¬ richtungen benötigten Interferenzfilter mit hoher Ausbeute hergestellt werden können, ohne dass es kostenintensiver Mass- nahmen zur Verkleinerung der Herstellungsschwankungen bedarf.
Erfindungsgemässe Lösung
Wie der Fachmann weiss wird der Farbeindruck durch im Wesent¬ lichen 3 Einflußfaktoren bestimmt: a) die Abstrahlcharakteris¬ tik der Lichtquelle (typische Lichtquellen haben ihr Maximum im grünen oder gelbgrünen Spektralbereich) , b) einen physiolo¬ gischen Faktor, der mit der wellenlängenabhängigen Lichtemp- findlichkeit des menschlichen Sehapparates zusammenhängt, wo¬ bei die Lichtempfindlichkeit im Gelben am höchsten ist und c) die Transmissionscharakteristik des verwendeten optischen Sys¬ tems. Technisch läßt sich der Farbeindruck mittels den soge¬ nannten Farbkoordinaten spezifizieren. Fig. 2 zeigt Schema- tisch, wie einem entsprechenden Diagramm blauer (B) , grüner (G) , roter (R) und gelber (Y) Farbeindruck zuzuordnen sind. Ausserdem ist in Fig. 2 der Bereich mit einer durchbrochenen Linie umrahmt der in dem ein weißer Farbeindruck vorherrscht.
Der in Fig. 2 eingezeichnete schraffierte Bereich gibt den für ein System derzeit vorgeschriebenen gesetzlich zulässigen Be¬ reich gemäß der sogenannten ECE-Norm an, die hier erfüllt wer- den soll. Dieser zugelassene Bereich ist nochmals in Fig. 4 vergrößert dargestellt.
Die von einer Beleuchtungsvorrichtung ausgehende Strahlung muss, um gesetzlich zugelassen zu werden, innerhalb dieses
ECE-Bereiches liegen. Die Aufgabe liegt nun darin dies für un¬ terschiedliche Beaufschlagungsgeometrien gleichzeitig zu rea¬ lisieren. In der Regel strahlen die typischen Strahlungsquel¬ len in jeder Richtung, in die sie tatsächlich abstrahlen, mit im Wesentlichen derselben spektralen Charakteristik. Um die gewünschte Toleranz gegenüber der Beaufschlagungsgeometrie zu erzielen hat ein erfindungsgemäßer Filter die Eigenschaft, für einen breiten Bereich von Einfallswinkeln jeweils einen Teil der sichtbaren Strahlung zu übertragen und zwar so, dass für jeden der Einfallswinkel des Bereichs für sich weisses Licht übertragen wird.
Dies kann dadurch verwirklicht werden dass die übertragene Strahlung unmittelbar nach Austritt aus dem Filter für jeden Winkel des Bereichs zu denselben Farbkoordinaten führt. Eine derart restriktive Bedingung ist jedoch gar nicht notwendig. Wie der Erfinder feststellte, genügt es schon sicherzustellen, dass für den Einfallswinkelbereich jeweils Farbkoordinaten re¬ alisiert werden, die innerhalb des gesetzlich zugelassenen Be- reichs liegt. Wie der Erfinder ausserdem feststellte, ist es dabei besonders vorteilhaft eine Variation entlang der Blau- Gelben Achse zuzulassen (Figur 4 entlang der Achse A-Av) . Bei der Herstellung des Interferenzfilters wird dementsprechend sowohl während der Designphase als auch während der Herstel- lungsphase besonders darauf geachtet, dass die Transmissions¬ charakteristik des Filters im grünen Bereich besonders stabil ist. Dies sowohl in Bezug auf Herstellungstoleranzen als auch in Bezug auf Winkelabhängigkeit. Demgegenüber werden an die Stabilität in den blauen und gelb-roten Bereichen geringere Anforderungen angesetzt. Dies hat zu Folge dass es zwar Varia¬ tionen der Farbkoordinaten in Bezug auf Einfallswinkel und/oder Herstellungstoleranzen gibt. Diese Variationen spie¬ len sich aber im Wesentlichen entlang der Achse A-A1 in der Figur 4 ab. Damit gelingt es die gesetzlichen Anforderungen einfacher und besser einzuhalten als dies bisher gemäß dem Stand der Technik möglich war.
Anhand eines Beispiels wird nun detailliert die Herstellung eines erfindungsgemäßen Filters beschrieben, der für einen Winkelbereich von 0° bis 40° zu Farbkoordinaten führt die alle innerhalb der ECE-Weissbereichs liegen.
Der Filter soll in einem Nachtsicht-Hilfssystem zum Einsatz kommen, das mit einer Halogen Scheinwerferlampe der Firma Os- ram vom Typ HIl (12V, 55W, 64211SUP) ausgestattet ist. Der entsprechende spektrale Verlauf ist in Figur 5 dargestellt. Der schematische Aufbau eines solchen Scheinwerfers ist in Fi- gur 6a dargestellt.
Als Substratmaterial für den Filter wird ein Corning Glassub¬ strat verwendet
Im Beispiel werden die Beschichtungsmaterialien Nioboxid als hochbrechendes und SiO2 als niederbrechendes Material für den Filter verwendet. Alternative Beschichtungsmaterialen wären beispielsweise Titanoxid/Siliziumoxid oder Tantal¬ oxid/Siliziumoxid möglich.
Zur Ermittlung der benötigten Schichtdicken des Vielschicht- systems wurde ein kommerzielles Dünnschichtrechnungsprogramm verwendet (OptiLayer for Windows von den Herren A. Tikhonravov und M. Trubetskov) .
Mittels eines sogenannten RayTrace Programms (ASAP, kommer¬ zielle Software) , d.h. mit einer Software die es erlaubt opti¬ sche Wege von Strahlen in komplexen optischen Systemen zu si¬ mulieren, wird ermittelt, welche Einfallswinkel relevant sind. Für das hier zu beschreibende Beispiel ergibt die Berechnung mit ASAP dass der Schwerpunkt-Einfallswinkel auf den Filter bei 20° liegt. Um jedoch weitgehend unabhängig von dem genauen System-Layout zu sein wird das Design zusätzlich für 0 bis 40° optimiert, so dass die Variation entlang der s "ECE- Weissbereich Achse'' verlaufen (Figur 4 entlang der Achse A-Av ) .
Hierzu wird das Design jeweils schrittweise für einen Winkel optimiert. Als erstes wird ein Design ermittelt, das für 20° Einfallswinkel im sichtbaren Bereich im Mittel weniger als 0.5% transmittiert. Das Design sollte ausserdem eine steile Kante aufweisen, dessen T=50%-Punkt im Beispiel bei 780nm liegt und das für den Infrarot-Bereich (Wellenlängen 800- lOOOnm) mehr als 75% transmittiert. Zusätzlich, um in der An¬ wendung das menschliche Auge zu schützen, wird das Design so ausgelegt, dass ab ca. 1040nm auf einer Breite von mindestens 25nm im nahen infraroten Bereich weniger als 60% transmittiert werden.
Danach wird für den Einfallswinkel von 20° unter Beibehaltung der spektralen Charakteristik der Farbort optimiert derart, dass er möglichst zentral im Bereich der ECE-Norm zu liegen kommt (also möglichst nahe an und vorzugsweise genau die Koor¬ dinaten: x=0.375 und y=0.375) . Anschliessend werden die Farb¬ koordinaten für die Einfallswinkel 0°, 30° und 40° optimiert, so dass sie innerhalb des Bereiches der ECE-Norm zu liegen kommen. Für diese Einfallswinkel müssen jedoch nicht dieselben Farbkoordinaten wie für den Einfallswinkel von 20° realisiert werden. Es wird lediglich gefordert dass der Winkelshift mög¬ lichst innerhalb des ECE-Weissbereichs entlang einer Achse verläuft die in Figur 4 mit den Referenzen A-Ax angedeutet ist. Dies wird dann besonders einfach erreicht, wenn darauf geachtet wird, dass die Spektren der unterschiedlichen Winkel für den grünen Bereich (480-580nm) eine möglichst kleine Ände¬ rung aufweisen. Das Resultat einer solchen Optimierung ist in Figur 6b für 0°, 10°, 20°, 30° und 40° Einfallswinkel darge¬ stellt. Die A-A1 Achse kann mittels der Geradengleichung y=0.695*x+0.1 definiert werden. In Figur 6b fällt auf, dass mit zunehmendem Einfallswinkel die x-Koordinate monoton steigt. Die y Koordinate sollte bei einer x-Koordinate, die im Intervall 0.31< x <0.45 liegt, um maximal 0.025 von der defi- nierten Geraden abweichen. Für kleineres x liegt der Farbort nicht mehr im ECE-Bereich, für größeres x ist ein eher hori¬ zontaler Verlauf wünschenswert, da hier der ECE-Bereich den entsprechenden Verlauf hat.
Die Einschränkung der Änderung im grünen Bereich wird dadurch erzielt, dass dieser Bereich bei der Optimierung stark gewich- tet wird. Dies ist nicht nur notwendig, um zu garantieren dass das Filterdesign für Einfallswinkel von 0° bis 40° entlang der ECE-Weissbereich verlaufen, sondern auch um die Lichtstärkeän¬ derung klein zu halten, da hierbei der grüne Bereich den grö߬ ten Einfluß hat.
In Tabelle 1 sind die Verteilung der optischen Schichtdicken- des Designs und die verwendete Brechungsindexes aufgeführt.
Die Brechungsindex des verwendete Materials Nioboxid ist 2.34 und Siliziumoxid ist 1.47.
Für die Herstellung des Filters wurde im Beispiel Sputtertech- nologie angewendet (genauer: reaktives DC-Magnetron sputte- ring) . In Situ werden während des Prozesses fortlaufend die optischen Spektren ermittelt (Monitoring) und der Sputterpro- zess bei gemessenen Abweichungen vom berechneten Sollspektrum korrigiert. Hierdurch wird erreicht, dass die realisierten
Filter tatsächlich, insbesondere im grünen Bereich, die gefor¬ derten optischen Charakteristika aufweisen. Mit anderen Wor¬ ten: Damit der Farbort in den ECE Weiss verläuft, wird das Mo¬ nitoring beim Herstellung des Produktes besonders im Wellen- längenbereich von 480-580nm am höchsten gewichtet.
Es sind alternativ auch andere Beschichtungstechniken verwend¬ bar. Hierzu gehören unter anderem die PVD und CVD Prozesse. Als PVD Prozesse können beispielsweise thermisches Verdampfen insbesondere dann zur Anwendung kommen wenn dieser Prozess plasmaunterstützt ist (IAD) . Wird ein solches Filter in den Strahlengang eines Scheinwer¬ fers eingebaut so läßt sich eine Infrarot-Beleuchtungsvorrich¬ tung für Kraftfahrzeuge, zum Beispiel ein Scheinwerfer, reali¬ sieren mit wenigstens einer Strahlungsquelle und einem Filter, wobei die Vorrichtung in einer Achse der Vorrichtung eine wei¬ sse und infrarote Strahlung in einem Wellenlängenbereich aus¬ zusenden vermag, der zwischen 800 und 1200nm liegt, wobei die Infrarot-Strahlung eine Intensität von mehr als 25 W/sr hat und die weisse Strahlung eine Intensität ungleich Null von we- niger als 2000 Cd hat. Der Filter vermag unter einem ersten Winkel einen ersten sichtbaren Teil eines ersten Teilstrahls der Strahlungsquelle zu übertragen und unter einem zweiten, vom ersten verschiedenen Winkel, einen zweiten sichtbaren Teil eines zweiten Teilstrahls der Strahlungsquelle. Kennzeichnend ist, dass der übertragene erste sichtbare Teil weißes Licht bildet und der übertragene zweite sichtbare Teil weißes Licht bildet.
Tabelle 1

Claims

Ansprüche
1. Infrarot-Beleuchtungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge, zum Beispiel ein Scheinwerfer, mit wenigstens einer Strahlungs¬ quelle (2) und einem Filter (10) , wobei die Vorrichtung in einer Achse eine weisse und infrarote Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 800 und 1200nm auszusenden ver¬ mag, wobei die Infrarot-Strahlung eine Intensität von mehr als 25 W/sr hat und die weisse Strahlung eine Intensität un¬ gleich Null von weniger als 2000 Cd hat und der Filter unter einem ersten Winkel einen ersten sichtbaren Teil eines ers¬ ten Teilstrahls der Strahlungsquelle zu übertragen vermag und der Filter unter einem zweiten, vom ersten verschiedenen Winkel einen zweiten sichtbaren Teil eines zweiten Teil¬ strahls der Strahlungsquelle zu übertragen vermag, dadurch gekennzeichnet, dass sich der zweite Winkel vom ersten we¬ sentlich unterscheidet und der übertragene erste sichtbare Teil weißes Licht bildet und der übertragene zweite sichtba- re Teil weißes Licht bildet.
2. Infrarot-Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der größere der beiden Winkel auf eine x-Koordinate des Farbortes des entsprechenden übertragenen sichtbaren Teils führt, die größer ist als die x-Koordinate des Farbortes des übertragenen sichtbaren Teils auf die der kleinere Winkel führt.
3. Infrarot-Beleuchtungsvorrichtung, für Kraftfahrzeuge, zum Beispiel ein Scheinwerfer, mit wenigstens einer Strahlungs¬ quelle (2) und einem Filter (10), wobei die Vorrichtung in einer Achse eine weisse und infrarote Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 800 und 1200nm auszusenden ver¬ mag, wobei die Infrarot-Strahlung eine Intensität von mehr als 25 W/sr hat und die weisse Strahlung eine Intensität un¬ gleich Null von weniger als 2000 Cd hat dadurch gekennzeich¬ net, dass für jedes beliebige Winkelpaar innerhalb des Win¬ kelbereichs von 0° bis 40° mit das einen ersten Winkel und einen zweiten Winkel definiert der Filter unter dem ersten Winkel einen ersten sichtbaren Teil eines ersten Teilstrahls der Strahlungsquelle zu übertragen vermag und der Filter un¬ ter dem zweiten, vom ersten verschiedenen Winkel einen zwei¬ ten sichtbaren Teil eines zweiten Teilstrahls der Strah- lungsquelle zu übertragen vermag und der übertragene erste sichtbare Teil weißes Licht bildet und der übertragene zwei¬ te sichtbare Teil weißes Licht bildet.
4. Infrarot-Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass die jeweilige y-Koordinate des Farbortes des den Winkeln entsprechenden übertragenen sichtbaren Teils um nicht mehr als 0.025 von der durch die Gleichung y=0.695*x+0.1 definierten Geraden abweicht, für x-Koordinaten im Intervall 0.31< x <0.45.
EP05750588A 2004-07-05 2005-06-17 Nachtsichtsystem für fahrzeuge Ceased EP1766444A1 (de)

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EP05750588A EP1766444A1 (de) 2004-07-05 2005-06-17 Nachtsichtsystem für fahrzeuge

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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