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Die Erfindung hat eine Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug zur Erzeugung eines räumlich und farblich variablen Scheinwerferlichts zum Inhalt, welche mindestens zwei Lichtquellen, eine Leuchtstoffschicht, ein Ablenkelement und eine Steuereinrichtung aufweist.
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Scheinwerferanordnungen bestehend aus einer Lichtquelle, einer Leuchtstoffschicht und einen entsprechenden Ablenkelement sind aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise zeigt die
DE 10 2012 004 629 A1 eine solche Anordnung. Der Lichtstrahl der Lichtquelle wird über zwei feststehende Reflektoren in Richtung Leuchtstoffschicht abgelenkt und dort in ein Licht mit weißer Lichtfarbe umgewandelt.
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Eine ähnliche Anordnung wird in der
DE 10 2010 062 463 A1 offenbart. Der Lichtstrahl mindestens einer Lichtquelle trifft direkt auf zwei Leuchtstoffschichten. Das dort angeregte Licht wird wiederum durch Reflektoren abgelenkt, um als Scheinwerferlicht zu dienen.
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Die
DE 10 2010 028 949 hat zudem eine Scheinwerferanordnung zum Inhalt, bei welcher der Lichtstrahl einer Lichtquelle durch ein Ablenkelement auf die Leuchtstoffschicht abgelenkt wird. Dieses Ablenkelement ist schwenkbar vorgesehen, so dass der Lichtstrahl auf eine beliebige Fläche der Leuchtstoffschicht abgelenkt werden kann. Das von der Leuchtstoffschicht angeregte Licht tritt durch ein optisches Element und kann so als Scheinwerferlicht verwendet werden.
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Nachteilig an den bekannten Lösungen ist die eingeschränkte Flexibilität bei der Einstellung des Scheinwerferlichts. Das heißt eine räumliche Änderung des Scheinwerferlichts, also eine Änderung der Lichtverteilung, ist nur schwer zu realisieren. Darüber hinaus ist eine farbliche Abstimmung des Scheinwerferlichts nicht möglich. Gerade eine solche Flexibilität ist heutzutage nicht nur erwünscht, vielmehr ist sie auch notwendig geworden. Das Scheinwerferlicht soll nicht nur die optimale Ausleuchtung der Fahrzeugumgebung ermöglichen, sondern darüber hinaus eine unterstützende und warnende Funktion erfüllen. Der Stand der Technik zeigt überdies nur komplizierte Scheinwerferanordnungen zur Erfüllung vielfältiger Funktionen bestehend aus einer Vielzahl von Komponenten, welche einen großen Bauraum im Fahrzeug benötigen.
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Somit liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde eine Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug zu schaffen, welche sowohl ein räumlich als auch farblich variables Scheinwerferlicht erzeugt und sich zudem durch eine kompakte Bauweise auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird durch eine Scheinwerferanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die erfindungsgemäße Scheinwerferanordnung weist eine Lichtquelle auf, die dazu geeignet ist einen Lichtstrahl zu emittieren. Weiterhin liegt eine Leuchtstoffschicht vor, welche durch den Lichtstrahl anregbar ist und so ein transformiertes Licht eines ersten Spektrums erzeugt. Das heißt, beim Auftreffen des Lichtstrahls auf die Leuchtstoffschicht kann diese durch Lumineszenz dazu angeregt werden, das transformierte Licht mit einem ersten Spektrum abzugeben. Um dies zu erreichen, ist eine schwenkbare Ablenkvorrichtung vorgesehen, die den Lichtstrahl auf die Leuchtstoffschicht ablenkt. Die Ablenkvorrichtung ist wiederum mit einer Steuereinrichtung gekoppelt. Diese Kopplung erfolgt derart, dass die Ablenkvorrichtung den Lichtstrahl dermaßen ablenkt, dass der Lichtstrahl oszillierend auf die Leuchtstoffschicht trifft. Darüber hinaus liegt mindestens eine weitere Licht emittierende Lichtquelle vor. Das von der weiteren Lichtquelle emittierte zusätzliche Licht weist ein zweites Spektrum auf, welches von dem ersten Spektrum des transformierten Licht abweicht. Durch die Mischung der beiden Lichter unterschiedlichen Spektrums entsteht ein Mischlicht, welches als ein Scheinwerferlicht fungiert. Das heißt das Mischlicht dient zur Generierung des Scheinwerferlichts, welches die Umgebung des Fahrzeugs beleuchtet.
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Durch die erfindungsgemäße Steuerung des Ablenkelements ist es möglich das Scheinwerferlicht räumlich zu variieren und die Lichtleistung der Lichtquelle optimal zu nutzen. Der Lichtstrahl kann durch seine oszillierende Bewegung auf die gesamte Fläche der Leuchtstoffschicht auftreffen. Auf diese Weise kann ein breites, intensives Scheinwerferlicht erzeugt werden. Zudem kann mit Hilfe der Steuereinrichtung das Ablenkelement derart gesteuert werde, das nur ein Bereich oder mehrere Bereiche der Leuchtstoffschicht von dem Lichtstrahl getroffen werden. In der Folge ist eine räumlich variable Lichtverteilung des Scheinwerferlichts erzielbar. Darüber hinaus ist es mit Hilfe der Erfindung möglich, das Scheinwerferlicht farblich variabel zu verändern. Dies wird durch die Art der Steuerung der weiteren Lichtquelle und der Ablenkung des zusätzlichen Lichts erreicht. So können vielfältige Lichtszenarien dargestellt werden, welche den Fahrer unterstützen oder als Designelement dienen. Trotz der beschriebenen Vielfalt ist die Scheinwerferanordnung einfach und kompakt aufgebaut, wodurch nicht nur die Funktionalität zuverlässig gewährleistet wird, sondern auch der im Fahrzeug zur Verfügung stehende begrenzte Raum optimal genutzt wird.
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Die Lichtquellen können verschiedenste lichtemittierende Leuchten sein, wobei entsprechend dem angestrebten Zweck bestimmte Leuchten zu bevorzugen sind. So ist es von Vorteil, wenn die Lichtstrahl emittierende Lichtquelle schmalstrahliges Licht aussendet. Das heißt der Öffnungswinkel des Lichtstrahls beträgt nur einige Grad. Die Ablenkvorrichtung kann so den Lichtstrahl vollständig in Richtung Leuchtstoffschicht ablenken und dennoch kompakt ausgestaltet werden. Zudem kann die Ablenkung durch die Ablenkungsvorrichtung sehr genau gesteuert werden. Sollten dennoch breitstrahlige Lichtstrahlen emittiert werden, können optische Anordnungen, beispielsweise Linsen, den Lichtstrahl vor der Ablenkvorrichtung bündeln. Neben einem schmalstrahligen Lichtstrahl, ist ein monochromatischer Strahl ebenfalls vorteilhaft. Auf diese Weise ist eine gute Abstimmung des diskreten ersten Spektrums des Lichtstrahls mit dem Material der Leuchtstoffschicht möglich, um das gewünschte transformierte Licht zu erhalten. Für die Lichtstrahl emittierende Leuchte eignen sich daher insbesondere Laser oder Laserdioden. Für die weitere Lichtquelle bzw. weiteren Lichtquellen sind Glüh- oder Gasentladungslampen denkbar. Auch LED können als Lichtquelle verwendet werden. Die Lichtquellen können derart gestaltet sein, dass sie Licht bzw. Lichtstrahlen emittieren, welche in Ihrer Intensität und Leuchtdauer variabel sind. Auf diese Weise sind verschiedenste Arten des Mischlichts umsetzbar. Unter einer Lichtquelle sind auch Anordnungen zu verstehen, die nicht aus einer einzigen Leuchte bestehen, sondern aus mehreren zusammengesetzt sind.
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Die Leuchtstoffschicht muss durch den emittierten Lichtstrahl der Lichtquelle zumindest teilweise anregbar sein. Dazu ist eine Abstimmung des Materials der Leuchtstoffschicht mit der Lichtquelle notwendig, da die Leuchtstoffschicht nur Licht bestimmter Wellenlängen zur Reemission absorbieren kann. Die Anregung der Leuchtstoffschicht beruht auf Lumineszenz, beispielsweise Phosphoreszenz oder Fluoreszenz. Dabei ist neben einer einheitlichen Materialauswahl auch die Verwendung mehrerer Materialen möglich. Die Materialen können unterschiedliche Anregungsenergien aufweisen und in mehreren Bereichen verteilt als auch homogen gemischt werden. Die Leuchtstoffschicht muss nicht vollständig aus einem oder mehreren lumineszierenden Materialen bestehen. Denkbar sind auch diffus reflektierende oder absorbierende Bereiche in der Leuchtstoffschicht.
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Um eine für ein Scheinwerferlicht geeignete Anregung der Leuchtstoffschicht zu ermöglichen, sollte die Lichtquelle einen Lichtstrahl mit hoher Energie emittieren, also Wellenlängen im Bereich zwischen blauen und ultravioletten Licht. Auf diese Weise liegt das transformierte Licht im sichtbaren Bereich. Weiterhin bietet eine auf Phosphoreszenz beruhende Leuchtstoffschicht den Vorteil, dass die Leuchtstoffschicht nachleuchtet, die Reemission des Lichts also teilweise zeitverzögert erfolgt. Beim Ausschalten der Lichtquelle sinkt die Intensität des transformierten Licht und somit die des Mischlichts nicht abrupt. Die Umgebung wird langsam nachlassend beleuchtet. Dies verhindert die Entstehung von unerwünschten Perlschnur- oder Rolling-Shutter-Effekten, die ein oszillierender Lichtstrahl bei bewegten Objekten sonst zur Folge hätte. Lange Nachleuchtzeiten zeigen darüber hinaus einen schönen Designeffekt und sorgen für zusätzliche Sicherheit beim Verlassen des Fahrzeugs.
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Insbesondere ist eine Lichtquelle erwünscht, welche einen Lichtstrahl im blauen Wellenlängenbereich emittiert. Beruht nun die Leuchtstoffschicht auf Phosphoreszenz, wird ein Teil des Lichtstrahls absorbiert und gelbes Licht reemittiert. Mit der Überlagerung des reflektierten Teils des blauen Lichtstrahls entsteht ein transformiertes Licht, welches ein weiß/gelbes erstes Spektrum aufweist. Dieses transformierte Licht ist sehr gut als Basis für das Mischlicht geeignet. Auch lässt sich so mit Hilfe des zusätzlichen Licht ein Mischlicht erzeugen, welches aus mehreren Lichtfarben besteht und klare, abgrenzende Lichtstrukturen zeigt.
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Die Leuchtstoffschicht wird vorzugsweise von einem Träger gehalten. Dieser Träger kann transmissiv sein, so dass die Lichtquelle in einer Linie mit der Leuchtstoffschicht angeordnet werden kann. Vorzugsweise verfügt der Träger aber über eine reflektierende Oberfläche, so dass der auftreffende Lichtstrahl vollständig reflektiert wird. Der Träger kann zudem als Kühlkörper für die Leuchtstoffschicht fungieren, welche aufgrund der Anregung unerwünschte Wärme produziert.
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Die Ablenkvorrichtung dient dazu, den von der Lichtquelle emittierten Lichtstrahl auf die Leuchtstoffschicht zu lenken, so dass dieser oszillierend auf die Leuchtstoffschicht trifft. Zum einen verfügt die Ablenkvorrichtung über Reflektoren oder ein geeignetes Linsensystem, welches den Lichtstrahl in Richtung Leuchtstoffschicht lenkt. Als Reflektoren der Ablenkvorrichtung eignen sich insbesondere Mikrospiegel, deren Schwenkbarkeit einfach zu realisieren ist. Zudem benötigt ein Mikrospiegel aufgrund seiner kleinen Größe wenig Bauraum im Fahrzeug. Zum anderen ist die Ablenkvorrichtung vertikal und/oder horizontal schwenkbar vorgesehen. Auf diese Weise ermöglicht die variable Ablenkung des Lichtstrahls eine unterschiedliche räumliche Lichtverteilung des transformierten Lichts.
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Die Steuereinrichtung regelt die Schwenkbewegung der Ablenkvorrichtung. Die Schwenkbewegung erfolgt regelmäßig und weist einen oszillierenden Charakter auf. In der Folge wird der Lichtstrahl regelmäßig unter verschiedenen Winkeln abgelenkt und trifft entsprechend auf verschiedene Punkte der Leuchtstoffschicht. Der Lichtstrahl rastert sozusagen die Leuchtstoffschicht ab. Auf diese Weise trifft der Lichtstrahl einen beliebigen Bereich der Leuchtstoffschicht. Für eine möglichst große Lichtausbeute ist ein Auftreffen auf die gesamte Fläche der Leuchtstoffschicht gewünscht. Neben dem Lichtstrahl kann auch das zusätzliche Licht durch die Ablenkvorrichtung abgelenkt werden. So lassen sich mit Hilfe der Ablenkvorrichtung verschiedenste räumliche Lichtstrukturen für das zusätzliche Licht darstellen.
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Über die Steuereinrichtung wird die Ablenkvorrichtung gesteuert und somit die räumliche Lichtverteilung des transformierten Lichts. Die Steuereinrichtung kann auch die Lichtverteilung des zusätzlichen Lichts regeln. Wird beispielsweise das zusätzliche Licht von der Ablenkvorrichtung abgelenkt, steuert die Steuereinrichtung durch die Ablenkvorrichtung die räumliche Lichtverteilung des zusätzlichen Lichts. Liegt ein separates, bewegliches optisches Element zur Ablenkung bzw. Beugung des zusätzlichen Lichts vor, kann die Steuereinrichtung auch mit dem optischen Element gekoppelt sein und dieses steuern. Eine variable räumliche Lichtverteilung des aus beiden Lichtern zusammengesetzten Mischlicht wird so möglich, so dass als Scheinwerferlicht neben einem Ablenk- und Fernlicht auch komplizierte Lichter in Frage kommen, wie Kurvenlicht und ein blendfreies Fernlicht.
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Zusätzlich kann die Steuereinrichtung mit der Lichtstrahl emittierenden Lichtquelle gekoppelt sein. Auf diese Weise wird das transformierte Licht auch in seiner Intensität und seinem Spektrum von der Steuereinrichtung geregelt. Die Lichtquelle kann derart angesteuert werden, dass sowohl die zeitliche Abfolge der Emission des Lichtstrahls als auch die Lichtintensität des Lichtstrahls und somit die Intensität des transformierten Lichts geregelt wird. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Lichtquelle aus mehreren Leuchten besteht und die Steuereinrichtung für einen Wechsel der Art des emittierten Lichtstrahls sorgt. Ist die Leuchtstoffschicht derart angepasst, beispielsweise bestehend aus mehreren Materialen, dass Lichtstrahlen mit unterschiedlichen Energien absorbiert werden, wird das erste Spektrum des transformierten Licht veränderlich. Mit Hilfe der Steuereinrichtung ist somit eine Anpassung des transformierten Licht auf vielfältiger Weise möglich. Es ist ebenfalls vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung mit der weiteren Lichtquelle gekoppelt ist. Somit kann nicht nur das zusätzliche Licht in seiner Intensität und seinem Spektrum verändert werden, sondern auch eine Abstimmung mit der Lichtquelle erfolgen. Daneben ist es durchaus möglich, dass die Lichtquellen gemeinsam oder einzeln eine separate Steuerung aufweisen, die von der Steuereinrichtung unabhängig ist.
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Das transformierte Licht und das zusätzliche Licht bilden zusammen das Mischlicht, deren Spektrum sich aus den unterschiedlichen Spektren der beiden Lichter zusammensetzt. In der Folge können eine Vielzahl verschiedenster Mischlichter realisiert werden. Das Mischlicht wiederum dient als Scheinwerferlicht, welches sowohl räumlich als auch farblich variabel einstellbar ist. Um als Scheinwerferlicht zu dienen, sollte das Mischlicht mit Hilfe von abbildenden Systemen, wie Linsen- oder Blendensysteme, in geeigneter Weise ausgerichtet, gebündelt und/oder aufgeweitet werden.
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Die weitere Lichtquelle kann im Strahlgang des transformierten Lichts angeordnet sein. Auch ist ein nebengeordneter Aufbau möglich, bei der das zusätzliche Licht in Richtung des transformierten Lichts abgegeben wird. Des Weiteren kann auch die Leuchtstoffschicht oder eine weitere Leuchtstoffschicht zu Ablenkung und Umwandlung des zusätzlichen Lichts dienen. Beispielsweise trifft das zusätzliche Licht auf die Leuchtstoffschicht, wo es zur Anregung kommt und das zusätzliche Licht umgewandelt wird. Auch kann die Leuchtstoffschicht als Reflektor für das zusätzliche Licht fungieren, so dass das zusätzliche Licht vollständig reflektiert wird. Daneben besteht die Option, dass das zusätzliche Licht auch von der Ablenkvorrichtung oder einen anderen optischen Element abgelenkt wird.
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Eine bevorzugte Ausführungsform beinhaltet ein homogenes Mischlicht, welches eine homogene Lichtfarbe aufweist, also für einen Betrachter einfarbig erscheint. Dies ist zu erreichen, indem das zusätzliche Licht als diffuses Licht mit dem transformierten Licht überlagert wird. Die Realisierung ist mit Hilfe einer diffus leuchtenden weiteren Lichtquelle möglich, dessen zusätzliches Licht mit dem transfomierten Licht gemischt wird. Auch ist eine gemeinsame Ablenkung eines schmalstrahligen zusätzlichen Lichts mit dem Lichtstrahl durch die Ablenkeinrichtung möglich, wodurch auch das zusätzliche Licht oszillierend auf die Leuchtstoffschicht trifft und eine Mischung erfolgt. Dabei kann das zusätzliche Licht an der Leuchtstoffschicht auch reflektiert oder umgewandelt werden. Ein variables homogenes Mischlicht ist einfach zu erzeugen und eignet sich besonders gut als Scheinwerferlicht für eine zuverlässige Beleuchtung der Umgebung.
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Die Lichtfarbe des Mischlichts lässt sich nach Belieben anpassen. Insbesondere kann das Scheinwerferlicht von einem warmen Gelb bis zu einem kalten Weiß variieren. Dafür ist beispielsweise eine blaue Lichtquelle und weitere ultraviolette Lichtquelle in Form eines Lasers vorgesehen, deren beider Lichtstrahl von der Ablenkvorrichtung in Richtung Leuchtstoffschicht abgelenkt wird. Die Leuchtstoffschicht ist geeignet durch blaues und auch ultraviolettes Licht angeregt zu werden. Auf diese Weise entsteht transformiertes Licht ersten, gelben Spektrums und zusätzliches Licht zweiten, weiß/blauen Spektrums. Entsprechend den Anteilen der Lichter bildet sich ein Mischlicht zwischen gelb und weiß/blau. Wenn zum Beispiel ein klares und intensives Licht notwendig ist, kann ein eher weiß/blaues Licht gewählt werden. Dieses kann jedoch in bestimmten Situationen blenden, wie bei einer nassen Fahrbahn. In diesen Fall ist ein gelbes, diffuses Mischlicht eher erwünscht. Auch ist eine Anpassung des Mischlichts entsprechend der Tageszeit denkbar. So erscheint in der Dämmerung ein gelbes Licht ausreichend, welches vom Fahrer und anderen Verkehrsteilnehmern als angenehmer empfunden wird.
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Neben einem homogenen Mischlicht ist auch die Ausbildung eines inhomogenen Mischlichts mit verschiedenen Lichtfarbbereichen möglich. Besteht das inhomogene Mischlicht beispielsweise aus Licht mit einem gelben und weißen Spektrum, können die verschiedenen Bereiche des Scheinwerferlichts optimal angepasst werden. So ist eine gelbe Beleuchtung für das Fernlicht und Randbereiche sinnvoll und eine weiße Beleuchtung im Nahbereich. Zwischen den unterschiedlichen Lichtfarben sind klar abgegrenzte Abschnitte oder ein fließender Übergang möglich.
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Des Weiteren besteht die Möglichkeit, diskrete Zeichen oder Symbole im Scheinwerferlicht aufzuzeigen. Dabei wird mit der weiteren Lichtquelle ein zusätzliches Licht emittiert, welches sich farblich von dem transformierten Licht unterscheidet und sich über einen begrenzten Bereich ausbreitet. In der Folge entsteht ein Mischlicht mit einer im Wesentlichen klar abgegrenzten Struktur. Die Zeichen können zum einen als Designelemente fungieren, beispielsweise Logos, oder eine Warnfunktion übernehmen. Für eine Warnung eignet sich insbesondere ein zusätzliches Licht in einer Signalfarbe, wie Rot. Auch ist die Anzeige von Hinweisen demgemäß möglich, beispielsweise zur Darstellung der Fahrzeugbreite in Engstellen oder von Navigationsdaten.
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Die Abstimmung des Mischlichts erfolgt mit Hilfe der Steuereinrichtung, welche mit Fahrzeugsensoren oder anderen Steuergeräten gekoppelt werden kann. Zum Beispiel erfolgt eine Anpassung der Lichtfarbe und Intensität des Mischlichts, wenn von einen Fahrzeugsensor Regen oder abnehmendes Tageslicht registriert wird. Bei einer Kopplung mit Steuergeräten für Fahrerassistenzfunktionen oder die Navigation ist eine optimale Unterstützung des Fahrers möglich, indem die dadurch verfügbaren Daten genutzt werden. Eine Anpassung des Scheinwerferlichts erfolgt also automatisch entsprechend der zur Verfügung stehenden Sensor- und/oder Fahrzeugdaten. Natürlich ist auch die Kopplung der Steuereinrichtung mit einer Bedienvorrichtung für die manuelle Auswahl und Anpassung des Scheinwerferlichts möglich, so dass der Insasse in der Lage ist, das Scheinwerferlicht nach seinen Vorstellungen anzupassen und auszurichten.
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1a schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Scheinwerferanordnung mit einem homogenen Mischlicht
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1b schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Scheinwerferanordnung gemäß 1a mit einem inhomogenen Mischlicht
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2 schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Scheinwerferanordnung mit einem inhomogenen Mischlicht
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Die in der 1 gezeigt erfindungsgemäße Scheinwerferanordnung für ein Fahrzeug verfügt über eine Lichtquelle 1, welche einen Lichtstrahl 10 emittiert. Bei der Lichtquelle 1 handelt es sich um einen Laser, welcher den schmalstrahligen Lichtstrahl 10 mit einer diskreten Wellenlänge im blauen Farbbereich emittiert. Der Lichtstrahl 10 trifft auf eine Ablenkvorrichtung 3 und wird von dieser in Richtung einer Leuchtstoffschicht 5 abgelenkt. Die Ablenkvorrichtung 3 führt dabei eine regelmäßige Schwenkbewegung aus, so dass der Lichtstrahl 10 oszillierend auf die gesamte Oberfläche der Leuchtstoffschicht 5 trifft. In der Folge wird die Leuchtstoffschicht 5 optimal genutzt und die Lichtausbeute ist maximal. Bei der Ablenkvorrichtung 3 handelt es sich um einen oder mehrere Mikrospiegel, die in vertikaler und horizontaler Richtung geschwenkt werden können. Ein Mikrospiegel hat einen kleinen, beweglichen Aufbau und eine einfache Steuerung, so dass die variable Schwenkbewegung optimal gewährleitstet werden kann. Die regelmäßige Schwenkbewegung der Ablenkvorrichtung 3 wird mit Hilfe einer Steuereinrichtung 4 geregelt, die mit dieser gekoppelt ist.
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Die Leuchtstoffschicht 5 besteht aus Materialen, welche durch Phosphoreszenz eingeregt werden können. Demgemäß wird der Lichtstrahl 10 zumindest teilweise von der Leuchtstoffschicht 5 absorbiert und Licht reemittiert. Ein anderer Teil des Lichtstrahls 10 wird wiederum von der Leuchtstoffschicht 5 reflektiert. Aus dem angeregten und reflektierten Teil entsteht ein transformiertes Licht 11 mit einem ersten, weiß/gelben Spektrum.
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Neben der Lichtquelle 1 ist eine weitere Lichtquelle 2 vorgesehen, die ein zusätzliches Licht 20 emittiert. Beim dem zusätzlichen Licht 20 handelt es sich um ein schmalstrahliges Licht mit einem zweiten Spektrum im ultravioletten Bereich. Das zweite Spektrum des zusätzlichen Licht 20 weicht also vom ersten Spektrum des transformierten Licht 11 ab. Als weitere Lichtquelle 2 dient ebenfalls ein Laser. Das zusätzliche Licht 20 trifft auf die Ablenkvorrichtung 3 und wird von dieser oszillierend auf die Leuchtstoffschicht abgelenkt. Auch das zusätzliche Licht 20 wird von der gesamten Oberfläche der Leuchtstoffschicht 5 absorbiert und umgewandelt. Dafür muss die Leuchtstoffschicht aus mehreren Materialen bestehen, die sowohl von dem Lichtstrahl 10 als auch dem zusätzlichen Licht 20 anregbar sind.
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Durch die Verwendung von phosphoreszierenden Materialen wird ein Nachleuchten der Leuchtstoffschicht 5 ermöglicht. In der Folge bleibt eine Beleuchtung auch nach Abschalten der Lichtquellen 1, 2 bestehen. Die Intensität des Nachleuchtens nimmt nach dem Abschalten langsam ab. Dies verhindert nicht nur Perlschnur- und Rolling-Shutter-Effekte sondern istein angenehm wahrgenommenes Lichtszenario und erfüllt auch eine Sicherheitsfunktion. Nach Verlassen des Fahrzeugs bleibt die Umgebung weiterhin schwach beleuchtet, so dass ein Insasse gefahrlos den Fahrzeugstellplatz verlassen kann.
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Zur Abstützung der Leuchtstoffschicht 5 dient ein Träger 6, welcher an der Leuchtstoffschicht 5 anliegt. Der Träger 6 verfügt über die Eigenschaften eines Reflektors. In Folge dessen wird der nicht angeregte Teil des Lichtstrahls 10 zuverlässig reflektiert. Überdies dient der Träger 6 als Kühlkörper für die Leuchtstoffschicht 5. Bei der Anregung in der Leuchtstoffschicht 5 kommt es zur unerwünschten Wärmeentwicklung, welche mit einer Kühlung gemindert werden kann.
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Das transformierte Licht 11 und das zusätzliche Licht 10 bilden gemeinsam ein Mischlicht 30. Das Mischlicht 30 besteht somit aus den beiden Spektren des transformierten Lichts 11 und zusätzlichen Licht 20. Mit der Scheinwerferanordnung gemäß 1 wird ein homogenes Mischlicht 30 gebildet. Das heißt das gesamte Mischlicht 30 erscheint für einen Betrachter einfarbig. Das Mischlicht 30 dient wiederum als Scheinwerferlicht, um eine Fahrzeugumgebung auszuleuchten. Dafür ist eine optische Vorrichtung 7 vorgesehen, wie eine Linse, welche das Mischlicht 30 geradlinig ablenkt, so dass es als Scheinwerferlicht fungieren kann.
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Die räumliche Lichtverteilung des Mischlichts 30 kann nach Belieben verändert werden. Je nachdem wie die Ablenkvorrichtung 3 durch die Steuereinrichtung 4 geregelt wird, ändert sich der Bereich der Leuchtstoffschicht, welche von dem Lichtstrahl 10 und dem zusätzlichen Licht 20 getroffen wird. Demzufolge ändert sich auch die räumliche Lichtverteilung des Mischlichts 30. Gewünschte räumliche Verteilungen können zum Beispiel sowohl die Darstellung eines Fern- oder Abblendlichts, als auch die eines Kurvenlichts oder blendfreien Fernlichts.
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Es wird nicht nur die räumliche Lichtverteilung des Mischlichts 30 verändert, sondern auch das Spektrum und somit die Lichtfarbe des Mischlichts 30. Dafür ist die Steuereinrichtung mit der Lichtquelle 1 und der weiteren Lichtquelle 2 gekoppelt. In Folge dessen ist eine Abstimmung der Intensität und Lichtfarbe des Mischlichts 30 möglich. Die Lichtquellen 1, 2 können nach Belieben aktiviert werden. Das Mischlicht 30 kann so einerseits ein und ausgeschaltet werden. Andererseits ist eine Anpassung der Intensität der Lichtquelle 1, 2 und somit des Mischlichts 30 denkbar. Auch kann die Lichtfarbe des Mischlichts 30 durch Aktivierung und Deaktivierung der weiteren Lichtquelle 2 verändert werden.
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Mit der in der 1 gezeigten Scheinwerferanordnung ist eine Anpassung der Lichtfarbe des homogenen Mischlichts 30 möglich. Der blaue Lichtstrahl 10 der Lichtquelle 1 wird von der Leuchtstoffschicht 5 absorbiert, so dass ein großer Teil in gelbes Licht transformiert wird und mit dem reflektierten blauen Teil ein weiß/gelbes transformiertes Licht 11 erzeugt. Das höherenergetische zusätzliche Licht 20 ultravioletten Spektrums dagegen wird durch die Leuchtstoffschicht 5 in ein weiß/blaues Licht umgewandelt. Gemäß den jeweiligen Anteilen des transformierten Lichts 11 und zusätzlichen Lichts 20 weist das Mischlicht 30 ein eher gelbliches oder bläuliches Spektrum auf. Je nach Wunsch des Fahrers und/oder entsprechend der äußeren Bedingungen kann die Lichtfarbe des Mischlichts 30 individuell angepasst werden. So ist bei einer nassen Fahrbahn ein eher warmes, weiß/gelbes Licht erforderlich, während bei einem kalten weiß/blauen Licht die Umgebung und Konturen klarer zu erkennen sind. Ein weiß/blaues Licht kann zudem andere Verkehrsteilnehmer blenden, so dass ein weiß/gelbes Licht bei Gegenverkehr vorteilhafter ist. Eine ähnliche farbliche Variabilität kann mit einer weiteren Lichtquelle erreicht werden, die zusätzliches Licht mit einem weiß/blauen oder gelben zweiten Spektrum emittiert, welches direkt ohne vorherige Anregung mit dem transformierten Licht 11 gemischt wird. Eine variable Gestaltung der räumlichen Lichtverteilung ist hierbei jedoch nur bedingt möglich.
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Die Einstellung des Mischlichts 30 erfolgt mit Hilfe der Steuereinrichtung 4. Zu diesem Zweck ist die Steuereinrichtung 4 mit einer Bedieneinheit für den Fahrer verbunden, wodurch dieser eine manuelle Anpassung des Mischlichts 30 vornehmen kann. Daneben ist die Steuereinrichtung mit anderen Steuergeräten des Fahrzeugs verbunden, die zum Beispiel die Fahrzeugumgebung detektieren und eine entsprechende Auswertung vornehmen können. Mit diesen Daten wird das Mischlicht 30 automatisch an die äußeren Bedingungen angepasst und die Umgebungsbeleuchtung für den Fahrer optimiert.
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In der 1b ist die erfindungsgemäße Scheinwerferanordnung gemäß 1a dargestellt, mit der ein inhomogenes Mischlicht 30´ erzeugt wird, welches sich durch mehrere wahrnehmbare Lichtfarben auszeichnet. Das inhomogene Mischlicht 30´ wird durch die Ablenkvorrichtung 3 erzeugt, welche den Lichtstrahl 10 auf einem Bereich 51 und das zusätzliche Licht 20 auf einem Bereich 52 der Leuchtstoffschicht 5 ablenkt. Der Bereich 51 überspannt die gesamte Oberfläche der Leuchtstoffschicht 5, wohingegen der Bereich einen kleineren, zentralen Bereich 52 der Leuchtstoffschicht 5 einnimmt. Zu dieser Einstellung kann die Ablenkvorrichtung aus mehreren Spiegeln zusammengesetzt sein, so dass neben dem Lichtstrahl 10 auch das zusätzliche Licht 20 nach Belieben abgelenkt werden können. Das Verhältnis und die Verteilung der Bereiche 51, 52 der Leuchtstoffschicht 5 bestimmt die räumliche und farbliche Lichtverteilung des Mischlichts 30´. 1b zeigt beispielsweise ein Mischlicht 30´, welches in seinen äußeren Abschnitten weiß/gelb erscheint, während der innere Abschnitt weiß/blau vorliegt. Der Übergang zwischen den Abschnitten ist dabei fließend. Mit dieser Ausbildung des Mischlichts 30´, werden andere Verkehrsteilnehmer im Randbereich des Scheinwerferlichts nicht geblendet. Überdies werden Objekte im Randbereich besser sichtbar, da diese gelbes Licht besser reflektieren. Der Fahrer verfügt dennoch über eine gute Sicht, da im weiß/blauen Licht Straßenmarkierungen besonders gut sichtbar sind.
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Mit der Scheinwerferanordnung gemäß 2 wird ebenfalls ein inhomogenes Mischlicht 30´´ erzeugt. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen der Anordnung gemäß 1a und b. Neben der Lichtquelle 1 liegt jedoch als weitere Lichtquelle 2´ eine Laserdiode vor, welche zusätzliches Licht 20´ mit einem zweitem, rotem Spektrum emittiert. Das zusätzliche Licht 20´ wird gemeinsam mit dem Lichtstrahl 10 der Lichtquelle 1 von der Ablenkvorrichtung 3 in Richtung Leuchtstoffschicht 5 abgelenkt. Hier wird die Leuchtstoffschicht 5 durch den oszillierenden Lichtstrahl 10 angeregt und das transformierte Licht 11 erzeugt. Dagegen erfolgt bei dem zusätzlichen Licht 20 eine vollständige Reflexion. Das zweite Spektrum roter Lichtfarbe des zusätzlichen Lichts 20 grenzt sich klar vom ersten Spektrum des transformierten Lichts 11 ab und bildet daher eine deutliche Struktur im Mischlicht 30´´. Diese Struktur kann ein Symbol oder Zeichen sein. Diese Zeichen werden somit im Scheinwerferlicht erkenntlich und in die Umgebung projiziert. Die Zeichen können Designelemente, Warnungen oder Hinweise sein.
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Mit Hilfe der Steuereinrichtung 4 erfolgt Ansteuerung der Lichtquellen 1, 2 und der Ablenkvorrichtung. Die Steuereinrichtung 4 steuert also die Darstellung der Zeichen und ist zu diesem Zweck mit Bedienelementen oder Steuergeräten des Fahrzeugs gekoppelt. Beispielsweise können automatisch Warnungen angezeigt werden, wenn durch ein Fahrerassistenzsystem des Fahrzeugs Gefahren registriert werden. Ebenfalls ist eine Kopplung mit dem Navigationssystem denkbar, so dass Richtungsangaben im Scheinwerferlicht angezeigt werden können.
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Mit den beschriebenen Scheinwerferanordnungen ist eine vielfältige Gestaltung des Scheinwerferlichts mit einfachen Mitteln möglich. Hierbei ist neben der räumlichen Veränderung der Lichtverteilung, auch eine farbliche möglich. Daneben ist die Intensität des Scheinwerferlichts ebenfalls variabel einstellbar.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012004629 A1 [0002]
- DE 102010062463 A1 [0003]
- DE 102010028949 [0004]
