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Die
Erfindung betrifft ein Nachtsichtverfahren für Kraftfahrzeuge nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Darüber hinaus
betrifft die Erfindung auch eine Nachtsichtvorrichtung für Kraftfahrzeuge
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
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Derartige
Nachtsichtvorrichtungen und Verfahren sind aus der
WO 2004/005073 A2 bekannt.
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Die
EP 1 298 481 A2 offenbart
eine Nachtsichtvorrichtung für
Fahrzeuge, wobei die Strahlungseinrichtung derart ansteuerbar ist,
dass die infrarote Strahlung zeitdiskret abgestrahlt wird, wobei auf
diese Weise erreicht werden soll, dass Störstrahlung, die beispielsweise
von einem weiteren entgegenkommenden Fahrzeug erzeugt wird, dahingehend
berücksichtigt
wird, dass die Messstrahlung dann zeitlich verzögert ausgestrahlt wird. Hierzu
ist ein zusätzlicher
Infrarotsensor vorgesehen. Auf diese Weise können Störstrahlungen bei der Messung
verringert werden. Darüber
hinaus kann durch die pulsförmige
Aussendung des Infrarotstrahlungssignals der Strahlungsleistungsmittelwert
verringert werden, so dass die Gefährdung von dem Fahrzeug entgegenkommenden
Personen infolge der Strahlung, die auf das Auge auftreffen kann,
verringert werden kann.
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Des
Weiteren ist aus der
EP
0 479 634 B1 eine Strahlungseinrichtung bekannt, die eine
Lichtquelle aufweist, die ein breitbandiges Spektrum besitzt, das
im sichtbaren und im nahinfraroten Spektralbereich liegt. Eine Nachtsichtvorrichtung
für Fahrzeuge
beruht bei einem solchen Scheinwerfersystem darauf, dass ein Filter
vorgelagert ist, der bewirkt, dass ausschließlich der infrarote Strahlungsanteil durchgelassen
und in Richtung eines vor dem Fahrzeug liegenden Sehfelds abgestrahlt
wird. Ein entstehendes infrarotes Bild des vor dem Fahrzeug liegenden
Sehfeldes kann durch eine Detektiereinrichtung, die vorzugsweise
als CCD-Kamera ausgebildet ist, aufgenommen, weiterverarbeitet und
mittels einer nachgeordneten Anzeigeeinrichtung, die vorzugsweise
im Bereich der Windschutzscheibe angeordnet ist, visualisiert werden.
Auf diese Weise kann dem Fahrzeugführer ein zusätzliches
Sichtfeld bereitgestellt werden, das eine größere Tiefe aufweist, als das
Sichtfeld, das durch Licht im sichtbaren Bereich bereitgestellt
werden kann.
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Ausgehend
vom Stand der Technik ist es nun Aufgabe der Erfindung, ein Nachtsichtverfahren
sowie eine Nachtsichtvorrichtung bereitzustellen, die den Einfluss
der Störstrahlung
besser eliminiert.
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Diese
Aufgabe wird jeweils mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die
Erfindung sieht damit vor, dass unmittelbar vor der Messung der
emittierten Messstrahlung eine Störstrahlung erfasst wird, die
beispielsweise durch entgegenkommende Fahrzeuge oder Umgebungsbeleuchtung und
für deren
Infrarotanteil abgegeben wird. Dabei wird der zeitliche Abstand
auch durch die Kameraelektronik-Auslesezeit bestimmt. Durch die
zeitlich so nah wie möglich
vor der eigentlichen Messung erfolgenden Messung der Störstrahlung
wird die relevante Störstrahlung
so exakt wie möglich
ermittelt.
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Durch
das Verfahren können Überstrahlungseffekte
vermieden werden, indem vor der Messung mit Infrarotbestrahlung
und der Aufnahme eines Bildes des mit der Infrarotmessstrahlung
bestrahlten Untergrunds eine Untergrundmessung ohne zusätzliche
Aussendung einer infraroten Messstrahlung aufgenommen wird. Es wird
hierbei durch die Detektiereinrichtung, die z. B. eine CCD-Kamera
oder eine CMOS-Kamera darstellt, lediglich die Störstrahlung auf
genommen.
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Dabei
ist vorgesehen, dass lediglich bei Überschreiten eines gewissen
Grenzwertes, der vorab z. B. herstellerseitig definiert wird, eine
Subtraktion der Störstrahlung
von der Messstrahlung, die aufgenommen wurde, erfolgt.
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Dabei
kann vorgesehen sein, dass bei Überschreiten
des Grenzwertes lediglich die über
dem Grenzwert liegende Strahlung berücksichtigt wird oder aber in
diesem Fall die gesamte gemessene Störstrahlung herausgenommen wird.
Dabei kann für die übliche Störstrahlung,
bedingt durch Straßenbeleuchtung
sowie weitere übliche
Beleuchtungsquellen, wie insbesondere Werbebeleuchtung, Schaufensterbeleuchtung,
etc., ein Grenzwert vorgegeben werden, der dahingehend berücksichtigt
wird, dass die aufgenommenen Infrarotanteile dieser Lichtquellen
nicht als Störstrahlung
berücksichtigt
werden, und lediglich solche Störstrahlung
subtrahiert wird, die über
dieser üblichen
Strahlung liegt. Dabei können
als Störstrahlung,
die zu subtrahieren ist, insbesondere solche Strahlungen in Frage
kommen, die durch entgegenkommende Fahrzeuge mit eingeschaltetem
Fernlicht, aber auch durch entgegenkommende Fahrzeuge mit eingeschaltetem
Infrarotmodul erzeugt werden. Alternativ kann jedoch auch eine besondere
Ausleuchtung der Umgebung zu Überstrahlungseffekten
auf einer Anzeigeeinrichtung, wie einem Monitor oder einem Head-up
Display oder ähnlichem,
führen,
so dass der Fahrer eines entsprechenden Kraftfahrzeuges keine Abbildung
mehr erkennen kann.
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Durch
die Erfindung kann der Vorteil der Verwendung einer Halbleiterstrahlungsquelle
im Gegensatz zu Glühlampen
genutzt werden, dass die Ansprechzeit von Halbleiterstrahlungsquellen
im Bereich von Mikrosekunden liegt und die Belichtungszeit im Bereich
von Millisekunden.
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Dabei
wird besonders bevorzugt die infrarote Messstrahlung in Form eines
periodischen Strahlungsimpulses abgestrahlt. Vorteilhaft arbeitet
die Strahlungseinrichtung in einem Pulsbetrieb, der durch entsprechende
Ansteuerung der Halbleiterstrahlungsquelle erzielt wird.
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Dabei
kann insbesondere vorgesehen sein, dass eine Impulsdauer einer abgestrahlten
Messstrahlung zwischen 1 und 10 ms, vorzugsweise 2 bis 8 ms, insbesondere
3 bis 6 ms und vorzugsweise 5 ms beträgt. Die Messstrahlung kann
dabei insbesondere in Zeitintervallen von 20 bis 60 ms, vorzugsweise
25 bis 50 und besonders bevorzugt 25 bis 40 ms abgestrahlt werden,
wobei ein fester Abstrahlrhythmus vorgegeben werden kann. Bevorzugt
sind hier Zykluszeiten der Videostandards aus Europa mit 40 ms beziehungsweise
aus den USA mit etwa 33 ms.
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Die
Aufnahme der Störstrahlung
kann dabei in einem zeitlichen Abstand von 0 ms bis 20 ms vor der
Aufnahme der Messstrahlung erfolgen, insbesondere von 0 bis 10 ms
und besonders bevorzugt von 0 bis 5 ms vor Aufnahme der Messstrahlung,
wobei dieses Zeitfenster den Beginn der Aufnahme der Störstrahlung
bezeichnet und die Aufnahme der Störstrahlung in etwa der Dauer
des Impulses der abgestrahlten Messstrahlung entsprechen kann.
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Die
Strahlungseinrichtung kann dabei als Halbleiterstrahlungsquelle
eine Infrarotdiode (IRED) oder eine Infrarotlaserdiode (IR-Laserdiode)
umfassen. Darüber
hinaus kann die Strahlungseinrichtung weitere optische Mittel, wie
beispielsweise eine Sammeloptik, z. B. eine Fresnell-Linse und/oder
eine bifokale Linse umfassen.
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Es
kann vorgesehen sein, dass die Detektiereinrichtung und die Strahlungseinrichtung
zur Messung der infraroten Messstrahlung synchron angesteuert werden.
In diesem Fall erfolgt eine Detektion der Messstrahlung nur im Zeitintervall
der Strahlungsabgabe.
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Anders
als im Stand der Technik, der
EP 1 298 481 A2 , ist es nun nicht länger erforderlich,
einen zusätzlichen
Infrarotsensor vorzusehen, der die infrarote Strahlung eines entgegenkommenden
Fahrzeuges aufnimmt und in Abhängigkeit
hiervon die Aussendung des infraroten Strahlungssignals zeitlich verschiebt.
Vielmehr kann die vorgegebene Frequenz der Aussendung der Messstrahlung
unabhängig
davon, ob Störstrahlungsquellen
vorhanden sind, aufrechterhalten werden.
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Es
kann des Weiteren vorgesehen sein, dass die Auswerteeinrichtung
mit einer Anzeigeeinrichtung zusammenwirkt, die die resultierende
infrarote Strahlung visualisiert. Eine entsprechende Anzeigeeinrichtung
kann insbesondere durch einen Monitor oder ein Head-up-Display oder ähnliches
bereitgestellt werden. Die Anzeigeeinrichtung kann auch in die Windschutzscheibe
integriert sein.
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Des
Weiteren betrifft die Erfindung auch eine Nachtsichtvorrichtung
für Kraftfahrzeuge
umfassend eine Strahlungseinrichtung, die eine Halbleiterstrahlungsquelle
zur Abstrahlung einer infraroten Messstrahlung aufweist, die in
diskreten Zeitintervallen abstrahlbar ist, sowie eine Detektiereinrichtung
zur Aufnahme eines infraroten Bildes, die der reflektierten infraroten
Messstrahlung und einer Auswerteeinrichtung, wobei vor einer Abstrahlung
der infraroten Messstrahlung durch die Strahlungseinrichtung eine infrarote
Störstrahlung
durch die Detektiereinrichtung aufnehmbar ist und die gemessene
Störstrahlung, sofern
sie einen definierten Grenzwert übersteigt, von
der detektieren infraroten Messstrahlung in der Auswerteeinrichtung
subtrahierbar ist zur Ermittlung einer resultierenden infraroten
Strahlung.
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Insbesondere
betrifft die Erfindung eine solche Nachtsichtvorrichtung, die das
vorstehend beschriebene Verfahren anwendet.
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Die
Strahlungseinrichtung kann dabei in einen weiteren Scheinwerfer,
der eine weitere Lichtquelle insbesondere zur Generierung eines
sichtbaren Lichtbündels
aufweisen kann, integriert sein. Diese weitere Lichtquelle kann
insbesondere zur Bildung eines Abblend- und/oder eines Fernlichts
dienen, und so zur Ausleuchtung eines vor dem Fahrzeug liegenden
Sichtfeldes.
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Die
Halbleiterstrahlungsquelle kann daher derart ausgebildet sein, dass
der Wellenlängenbereich,
in dem sie Strahlung abgibt, zwischen 800 und 950 nm liegt. Das
Maximum der Strahlungsleistung kann im Bereich von 870 bis 880 nm
liegen, alternativ jedoch auch in einem anderen Bereich zwischen
800 und 950 nm.
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Weitere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den übrigen Anmeldungsunterlagen.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird anhand nachfolgender Zeichnung näher erläutert.
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Die
Figur zeigt dabei aufgetragen über
die Zeit in Millisekunden einen Strahlungsimpuls 12 der Strahlungseinrichtung,
die jeweils für
5 ms einen Strahlungsimpuls aussendet, wobei die folgenden 40 ms
impulsfrei sind. Die Strahlungseinrichtung strahlt hierbei im NIR-Bereich
und sendet stets Impulse von gleicher Strahlungsintensität aus. Diese
dienen als Infrarotmessstrahlungsimpulse.
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In
der oberen Darstellung der Figur sind nun Detektierzeiten bzw. Aufnahmezeiten
einer Detektiereinrichtung, dargestellt, wobei mit 14 die
detektierte Stahlung bezeichnet ist. Die Detektiereinrichtung ist
dabei als CCD-Kamera ausgebildet. IR-Strahler und Kamera sind dabei
synchronisiert und arbeiten zeitgleich.
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Unmittelbar
vor der Messung der emittierten infraroten Messstrahlung erfolgt
nun erfindungsgemäß eine zusätzliche
Messung durch die Detektiereinrichtung, wobei hierbei lediglich
eine Störstrahlung
erfasst wird, die beispielsweise durch entgegenkommende Fahrzeuge
oder Umgebungsbeleuchtung und hier deren Infrarotlichtanteil abgegeben
wird. Die Störstrahlung
ist hierbei mit 16 gekennzeichnet. Die Messdauer für die Störstrahlung
beträgt
hierbei ebenfalls 5 ms und erfolgt unmittelbar bzw. mit einem Abstand
von 1 ms vor der Messung der eigentlichen Messstrahlung. Dabei wird
der zeitliche Abstand auch bestimmt durch Kameraelektronik-Auslesezeit. Um
möglichst
exakt die relevante Störstrahlung
zu ermitteln, sollte die Messung derselben zeitlich so nah wie möglich vor
der eigentlichen Messung erfolgen.
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Sofern
nun der gemessene Störstrahlungswert
einen vorgegebenen Grenzwert übersteigt,
der dergestalt ermittelt wird, dass übliche Störstrahlungsbelastungen unterhalb
des Grenzwertes liegen und nur solche Störstrahlungen berücksichtigt
werden, die darüber
liegen, wird die den Grenzwert übersteigende
Störstrahlung,
die zu einer Überstrahlung
in der Anzeigeeinrichtung eines Fahrers führen würde, von der Messstrahlung
subtrahiert.
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Die
Messung des reinen Untergrundes ohne Messstrahlung erfolgt dabei
jeweils vor jeder Messung mit Infrarotlichtquelle.
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Auf
diese Weise kann verhindert werden, dass Störstrahlung von dritter Seite
die Anzeige der Nachtsichtvorrichtung für einen Fahrer eines entsprechenden
Kraftfahrzeuges verschlechtert und die Darstellung in einer entsprechenden
Anzeigeeinrichtung kann deutlich verbessert werden. Der Vorteil
einer Infrarotnachtsichtvorrichtung, nämlich eine Vergrößerung des
Sichtfeldes in der Tiefe, kann dadurch erhöht werden.