DE19539422C2 - Vorrichtung zur optischen Überprüfung der Lichtdurchlässigkeit der lichtdurchlässigen Scheibe an Scheinwerfern von Kraftfahrzeugen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur op­ tischen Überprüfung der Lichtdurchlässigkeit der licht­ durchlässigen Scheibe an Scheinwerfern von Kraftfahrzeu­ gen gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 40 19 066 A1 bekannt.

Durch Staub, Schmutz, Salz und dergleichen nimmt die Lichtdurchlässigkeit der Scheiben - es können sowohl be­ sondere Streuscheiben als auch normale Abdeckscheiben sein - der Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen ab. Der Benut­ zer eines Kraftfahrzeuges ist also, um eine der Verkehrs­ sicherheit entsprechende Lichtstärke seiner Scheinwerfer sicherzustellen, genötigt, die Scheiben der Scheinwerfer zu reinigen. Dem Benutzer eines Kraftfahrzeuges fällt damit die Aufgabe zu, den Verschmutzungsgrad der Scheinwerfer seines Kraftfahrzeuges zu überprüfen und aufgrund seiner Erfahrung abzuschätzen, ob eine Reinigung der Scheiben der Scheinwerfer seines Kraftfahrzeuges erforderlich ist und gegebenenfalls auch durchzuführen. Um dem Benutzer eines Kraftfahrzeuges den Reinigungsvorgang der Scheiben der Scheinwerfer zu ersparen, ist es bekannt, den Scheinwer­ fern von Kraftfahrzeugen Spritzdüsen zuzuordnen, über die ein Wasserstrahl, der einen besonderen Reinigungszusatz enthalten kann, mit hohen Druck gegen die Scheiben der Scheinwerfer gespritzt wird durch den die Scheiben gerei­ nigt werden. Dabei sind diese Spritzdüsen meist mit den Spritzdüsen der Reinigungsanlage für die Windschutz- bzw. Frontscheibe des Kraftfahrzeuges gekoppelt. Dies bedeutet, daß die Scheinwerferscheiben immer nur gemeinsam mit der Windschutz- bzw. Frontscheibe gereinigt werden. Die unter­ schiedliche Anordnung der Scheinwerfer und der Windschutz- bzw. Frontscheibe bringt es jedoch mit sich, daß dieselben normalerweise niemals gleichmäßig verschmutzen, weil der Grad der durch die Verschmutzung hervorgerufenen Störung der Sicht des Kraftfahrers unterschiedlich zur Verschmut­ zung der Scheibe des Scheinwerfers sein kann. Hier wird also einerseits unnötiges Wasser und damit zusätzliches Reinigungsmittel verbraucht, welches in einem Kraftfahr­ zeug aufgrund des zur Verfügung stehenden Einbauraumes nur in einer begrenzten Menge vorhanden ist. Eine Trennung der beiden Reinigungsanlagen dürfte den Wasser- und Reinigungs­ mittelverbrauch kaum merkbar reduzieren. In beiden Fällen müßte sich jedoch der Benutzer eines Kraftfahrzeuges in gewissen Zeitabständen, die von der Witterung und dem Straßenzustand abhängig sind, die Mühe machen, den Ver­ schmutzungsgrad und damit die Lichtdurchlässigkeit der Scheiben der Scheinwerfer seines Kraftfahrzeuges zu über­ prüfen und in Abhängigkeit vom Ergebnis die Reinigung durchzuführen bzw. die Reinigungsanlage anzuschalten. Eine durch die Alterung der Scheiben von Scheinwerfern hervorgerufene Verringerung der Lichtdurchlässigkeit kann jedoch vom Benutzer eines Kraftfahrzeuges grundsätzlich nicht erkannt werden und läßt sich auch durch eine Rei­ nigungsanlage nicht beseitigen.

Die DE 40 19 066 A1 offenbart eine Vorrichtung zum optischen Erfassen eines Belages an der Außenseite einer Scheibe, bei der ein Strahlungssender und ein Strahlungsempfänger in einem Gehäuse angeordnet sind, welches fest mit der Schei­ be verbunden ist. Über den Strahlungssender wird nun die Innenfläche der Scheibe mit einer optischen Strahlung be­ aufschlagt. Ein Teil dieser Strahlung wird von der Scheibe total reflektiert und dem Strahlungsempfänger zugeführt. Hier wird die Größe der reflektierten Strahlung gemessen und in Abhängigkeit von der Größe der gemessenen Strahlung wird ein elektrisches bzw. ein elektronisches Signal abge­ geben. Nachdem hier für die optische Strahlung die Totalre­ flexion genutzt wird, müssen der Strahlungssender und der Strahlungsempfänger ohne Luftspalt an die Scheibe angekop­ pelt werden. Dies bedeutet, daß sich die Vorrichtung nicht nur auf der Scheibe, sondern mittig im zu überwachenden Bereich der Scheibe befinden muß, was nicht nur eine Ver­ ringerung des Lichtaustrittes, sondern auch Streulicht und Blendung verursacht.

Es ist zwar grundsätzlich möglich, die Vorrichtung außer­ halb der wichtigen Lichtzonen anzuordnen, wodurch die Ab­ dunkelung verringert, jedoch der Nachteil in Kauf genommen werden muß, daß die Messung bzw. Überprüfung der Licht­ durchlässigkeit nicht mehr in dem für einen Scheinwerfer wichtigen Bereich erfolgen kann. Diese Anordnung der Vor­ richtung bringt es darüber hinaus aber auch mit sich, daß die Messung bzw. Überprüfung der Lichtdurchlässigkeit der Scheibe nur auf einer äußerst kleinen Fläche erfolgen kann. Eine großflächige Überwachung ist mit einer solchen Vor­ richtung nicht möglich. Die vorbekannte Vorrichtung ist da­ her zur optischen Überprüfung bzw. Messung der Lichtdurch­ lässigkeit einer lichtdurchlässigen Scheibe der Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen nicht einsetzbar.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung aufzuzeigen, mit der die Lichtdurchlässigkeit von lichtdurchlässigen Scheiben der Scheinwerfer von Kraftfahrzeugen ohne allzu großen Aufwand festgestellt werden kann und mit dem in Abhängigkeit von der festge­ stellten Lichtdurchlässigkeit bzw. Verschmutzung der Scheiben ein Signal für einen Reinigungsvorgang abgegeben werden kann. Zusätzlich soll durch die Vorrichtung der Aufwand an Reinigungsmittel reduziert, die Reinigungszeit verringert und die aktive Verkehrssicherheit erhöht wer­ den.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgeschlagen, daß der Strahlungssender und der Strahlungsempfänger für eine Strahlung in einem Wellenlän­ genbereich von 700 bis 2000 nm ausgelegt und mit Ab­ stand von der Scheibe außerhalb des Reflektors angeordnet sind und der Reflektor Öffnungen für den Durchtritt der Strahlung aufweist.

Durch eine solche Vorrichtung ist es möglich, unabhängig von der Form und der Geometrie der Scheibe eines Schein­ werfers deren Lichtdurchlässigkeit und damit deren Ver­ schmutzungsgrad zu messen und einen Reinigungsvorgang einzuleiten. Sollte die Reduzierung der Lichtdurchlässig­ keit auf eine Alterung des Scheibenwerkstoffes zurückzu­ führen sein, kann das Signal zum Anlaß genommen werden, die Scheibe bzw. den kompletten Scheinwerfer auswechseln.

Die Ansprüche 2 bis 11 sind auf Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung gerichtet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in einer Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Scheinwerfer mit einer Vorrichtung gemäß der Erfindung und

Fig. 2 die Ausgestaltung eines optischen Elementes der Vorrichtung gemäß Fig. 1.

In der Fig. 1 der Zeichnung ist von einem Scheinwerfer eines Kraftfahrzeuges nur der Reflektor 1 mit der Scheibe 2 gezeigt, die in vorteilhafter und an sich bekannter Wei­ se dichtend miteinander verbunden sind. Die Scheibe 2 kann dabei aus Glas oder Kunststoff gefertigt und als Streu­ scheibe oder einfache Abdeckscheibe ausgebildet sein. Im rückwärtigen Bereich des Reflektors 1 ist eine Fassung 3 eingesetzt, die zur Aufnahme einer Scheinwerferlampe 4, beispielsweise einer Xenon- oder Halogenlampe, dient. Die Scheinwerferlampe 4 gibt im eingeschalteten Zustand ihr Licht entsprechend den eingezeichneten Strahlen 5 ab.

Entsprechend der gewählten zeichnerischen Darstellung weist der Reflektor 1 unterhalb und oberhalb der Fassung 3 eine Öffnung 6, 7 auf, in die jeweils ein optisches Ele­ ment 8 eingesetzt ist. Die optischen Elemente 8 sind je­ weils aus blankgepreßtem, hochwertigem optischem Glas gefertigt und weisen im dargestellten Ausführungsbeispiel eine linsenförmige Gestaltung auf. Je nach den angestreb­ ten Strahlungswinkeln können die optischen Elemente 8 einzelne oder mehrere schräg und/oder rotationssymmetrisch verlaufende, meist kurvenförmig geformte, optische Flächen besitzen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die optisch wirksame Kurve bzw. Fläche, von einer glatten bzw. ebenen Rückseite 9 ausgehend, nach außen gerichtet. An die Rückseite 3 der optischen Elemente 8 schließt sich eine Platte 10 an, die in diesem Ausführungsbeispiel ebenfalls aus blankgepreßtem, hochwertigem optischem Glas besteht und einstückig mit dem optischen Element 8 gefertigt ist. Die Platte 1 weist in vorteilhafter Weise eine Außenkontur auf, die ein Einsetzen derselben in den Reflektor 1 des Scheinwerfers ermöglicht.

Die optisch wirksamen Kurven bzw. Flächen der beiden op­ tischen Elemente 8 sind in vorteilhafter Weise - aber nicht zwingend - gleich ausgebildet und so geformt, daß die von einem Strahlungssender 11 ausgehenden, optischen Strahlen 12 genau einen vorgegebenen Bereich erfassen bzw. Strahlen 13 von einem genau vorgegebenen Raum bzw. Be­ reich empfangen und einem Strahlungsempfänger 14 zuleiten können.

Dem in der Öffnung 6 angeordneten optischen Element 8 ist in diesem Ausführungsbeispiel der Strahlungssender 11 zu­ geordnet, der vorteilhaft als Diode ausgebildet ist. Der Strahlungsempfänger 14 ist dem in der Öffnung 7 angeordne­ ten optischen Element 8 zugeordnet und entweder als Diode, Fototransistor oder Fotowiderstand ausgebildet. Durch ent­ sprechendes Neigen der optischen Elemente 8 kann in ein­ facher Weise eine Veränderung des Ausstrahlungswinkels und des Empfangswinkels erfolgen. Für die Durchführung des er­ findungsgemäßen Verfahrens ist es jedoch nicht unbedingt notwendig, den ganzen möglichen Winkel der Strahlenablen­ kung auszunutzen. Es ist daher möglich, die Lichtein­ trittsfläche oder die Lichtaustrittsfläche der optischen Elemente 8 durch eine oder mehrere andere Fläche(n) zu be­ grenzen.

Sowohl der Strahlungssender 11 als auch der Strahlungsemp­ fänger 14 sind für einen Wellenlängenbereich von etwa 700 bis 2000 nm, vorzugsweise 750 bis 1000 nm, ausgelegt. Da­ mit können Strahlen ausgesandt und empfangen werden, die unsichtbar sind und als nahes Infrarot bezeichnet werden.

Von dem Strahlungssender 11 wird nun über das optische Element 8 eine Strahlung 15 auf die Scheibe 2 aufgebracht, die gemäß einer optischen Berechnung entweder die gesamte Scheibe 2 oder, wie dargestellt, nur einen begrenzten Be­ reich erfassen kann. Ein Teil der ausgesandten Strahlung 15 wird nun von der Scheibe 2 reflektiert und über das op­ tische Element 8 dem Strahlungsempfänger 10 zugeleitet. Die Stärke dieser reflektierten Strahlung 13 ist vom Zu­ stand der Scheibe 2 abhängig. Ist die Scheibe 2 von außen, beispielsweise durch eigentlichen Schmutz, Staub oder Salz verschmutzt, nimmt die Stärke der reflektierten Strahlung 13 ab, was durch den Strahlungsempfänger 14 feststellbar ist bzw. gemessen werden kann. Der Strahlungsempfänger 14 ist nun so ausgebildet, daß er dann, wenn die Größe bzw. Stärke der reflektierten Strahlung 13 einen Wert unter­ schreitet, ein elektrisches bzw. elektronisches Signal ab­ gibt, welches zum Anschalten der Scheinwerfer-Reinigungs­ anlage genutzt werden kann. Dabei ist es grundsätzlich möglich, die Scheinwerfer-Reinigungsanlage nach einer vor­ gegebenen Zeit wieder abzuschalten oder die Abschaltung erst dann vorzunehmen, wenn der Strahlungsempfänger 14 aufgrund der reflektierten Strahlung 13 die angestrebte Reinigung erreicht hat.

Die vorbeschriebene Vorrichtung ist dann besonders wirk­ sam, wenn die Scheinwerferlampe 4 angeschaltet ist, d. h., immer dann, wenn auch das Licht des Scheinwerfers ge­ braucht wird.

In der Fig. 2 der Zeichnung sind zwei optische Elemente 8 gezeigt, die mit einer gemeinsamen Platte 10 verbunden sind. Diese Ausgestaltung ermöglicht es, den Strahlungs­ sender 11 und den Strahlungsempfänger 14 nebeneinander, beispielsweise in einem Gehäuse, anzuordnen.

Bedarfsweise ist es möglich, den optischen Elementen 8 einen Filter zuzuordnen oder dieselben aus einem Filter­ werkstoff, beispielsweise Filterglas, herzustellen. In weiterer Abänderung der erläuterten Ausführungsbeispiele ist es möglich, den Strahlungssender 11 und den Strah­ lungsempfänger 14 an anderer, jedoch geeigneter und das Scheinwerferlicht nicht beeinträchtigender Stelle anzu­ ordnen.

Claims (11)

1. Vorrichtung zur optischen Überprüfung der Lichtdurch­ lässigkeit der lichtdurchlässigen Scheibe an Scheinwer­ fern von Kraftfahrzeugen, bestehend aus einem gegen die Innenfläche der Scheibe gerichteten Strahlungssender und einem Strahlungsempfänger für eine Infrarotstrah­ lung und aus einer dem Strahlungsempfänger zugeordneten Einrichtung zur Messung der Größe der reflektierten Strahlung und zur Abgabe eines elektrischen bzw. elek­ tronischen Signals, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssender (11) und der Strahlungsempfän­ ger (14) für eine Strahlung in einem Wellenlängenbe­ reich von etwa 700 bis 2000 nm ausgelegt und mit Ab­ stand von der Scheibe (2) außerhalb des Reflektors (1) angeordnet sind und der Reflektor (1) Öffnungen (6, 7) für den Durchtritt der Strahlung aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Strahlungssender (11) und der Schei­ be (2) und zwischen der Scheibe (2) und dem Strah­ lungsempfänger (14) jeweils ein optisches Element (8) angeordnet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (8) zumindest auf einer Seite einer Platte (10), beispielsweise einer blankge­ preßten Platte, ausgebildet sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) aus zwei mit Abstand voneinander angeordneten Teilplatten gebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Teilplatten durch ein Zwischenstück miteinander verbunden sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß einer Teilplatte der Strahlungssender (11) und der anderen Teilplatte der Strahlungsempfänger (14) zuge­ ordnet ist.

7. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die optischen Elemente (8) und die Platte (10) bzw. die Teilplatten aus Glas oder Kunststoff gebil­ det sind.

8. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Platte (10) bzw. jeder Teilplatte ein Filter vor- und/oder nachgeordnet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Filter fest mit der Platte (10) bzw. den Teilplatten verbunden ist.

10. Vorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte (10) bzw. jede Teilplatte aus einem Filterwerkstoff, beispielsweise Filterglas, gebildet ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlungssender (11) und/oder der Strahlungs­ empfänger (14) den Flächen der optischen Elemente (8) zugeordnet sind.