DE102013226652A1

DE102013226652A1 - Betreiben einer Leuchtvorrichtung mit mehreren Lichterzeugungseinrichtungen

Info

Publication number: DE102013226652A1
Application number: DE102013226652.9A
Authority: DE
Inventors: Stephan SCHWAIGER; Oliver Hering; Jürgen Hager
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2015-06-25
Also published as: CN104728777B; US20150175053A1; US9855885B2; CN104728777A

Abstract

Ein Verfahren dient zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung (1) mit n > 1 Lichterzeugungseinrichtungen (2, 3, 4) zum Erzeugen eines jeweiligen Primärlichtstrahls (P) und einer von den Lichterzeugungseinrichtungen (2, 3, 4) beabstandeten Leuchtstofffläche (8), wobei das Verfahren umfasst: Beleuchten einer i-ten Teilfläche (T1, T2) der Leuchtstofffläche (8) mit i Lichterzeugungseinrichtungen (2, 3), falls ein gewünschter positiver Helligkeitswert auf dieser beleuchteten Teilfläche (T1, T2) einen nächsthöheren i-ten Helligkeits-Schwellwert aus einer Gruppe von n – 1 positiven, sich sukzessive vergrößernden Helligkeits-Schwellwerten unterschreitet oder erreicht, ansonsten Beleuchten mit n Lichterzeugungseinrichtung (2, 3, 4), wobei i und n ganze natürliche Zahlen sind und i = [1, ..., n] gilt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung mit zwei oder mehr Lichterzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines jeweiligen Primärlichtstrahls und mit einer von den Lichterzeugungseinrichtungen beabstandeten Leuchtstofffläche. Die Erfindung betrifft ferner eine Leuchtvorrichtung, welche zum Durchführen des Verfahrens eingerichtet ist. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf Scheinwerfer, insbesondere von Kraftfahrzeugen, insbesondere mit AFS („Adaptive Frontlighting System“) oder ADB („Adaptive Driving Beam“).
Um bei einem Betrachter eines dynamisch veränderlichen Bilds keine Irritationen auszulösen, sollte eine Bildwiederholfrequenz ausreichend hoch sein bzw. eine Bildaufbauzeit ausreichend gering sein. Für stationäre Bildflächen, z.B. Bildschirme für Fernsehbilder oder Videos, wird eine Bildwiederholfrequenz von mindestens 25 Hz gefordert. Wird jedoch Licht in ein Fernfeld in einem Abstand von mindestens zwei Metern projiziert, und zudem das Lichtabstrahlmuster dynamisch verändert, mag eine weit höhere Bildwiederholfrequenz nötig sein, um Irritationen bei einem Betrachter aufgrund nicht fließend wahrgenommener Bildübergänge zu vermeiden. Bei Projektionen in das Fernfeld wird zudem typischerweise eine weit höhere Lichtleistung benötigt, um eine ausreichend helle Ausleuchtung zu erreichen. Daher kann in vielen Fällen das dynamische Lichtabstrahlmuster im Fernfeld nicht oder nur sehr aufwändig mittels einer einzigen Lichtquelle mit ausreichender Dynamik erzeugt werden, insbesondere nicht mit einer einzigen Halbleiterlichtquelle wie einer LED oder einer Laserdiode.
Eine Möglichkeit, eine erhöhte Dynamik bereitzustellen, besteht in der Verwendung einer herkömmlichen Lichtquelle mit hoher Lichtleistung, z.B. einer Halogenlampe, welcher eine motorisch bewegte Optik nachgeschaltet ist. Dies ist jedoch sehr aufwändig und wenig robust und beschränkt eine Formung eines Lichtabstrahlmusters auf wenige, fest vorgegebene Formen. Häufig werden zur motorischen Bewegung der Optik sog. „Levelling-Motoren" verwendet.
Eine weitere Möglichkeit, eine erhöhte Dynamik bereitzustellen, besteht in der Verwendung eines Felds aus vielen LEDs („LED-Array“), wobei je nach gewünschtem Lichtabstrahlmuster jeweilige Untergruppen der LEDs eingeschaltet sind. Hierbei ist nachteilig, dass eine große Zahl von LEDs vorgehalten werden muss, von denen in der Praxis nur eine Minderheit für ein bestimmtes Abstrahlmuster benutzt wird. Der Ausnutzungsgrad ist somit gering, was unter anderem hohe Kosten mit sich bringt.
Auch mögen mehrere disjunkte (sich nicht überlappende) Teilbereiche einer Leuchtstofffläche von jeweiligen beabstandeten Lichterzeugungseinrichtungen unabhängig voneinander beleuchtet werden. Dabei ist nachteilig, dass eine hohe Zahl von Lichterzeugungseinrichtungen eingesetzt werden muss. In der Praxis werden diese Lichterzeugungseinrichtungen die meiste Zeit gedimmt betrieben, es sein denn, dass kleine, lokal begrenzte, helle Bereiche im Lichtabstrahlmuster erzeugt werden sollen. Somit ist ein Ausnutzungsgrad auch hierbei gering. Zudem ist eine örtliche und zeitliche Abstimmung der jeweils erzeugten Teil-Lichtabstrahlmuster zum Erzeugen eines einheitlich wahrgenommenen gesamten Lichtabstrahlmusters schwierig.
WO 2011/160680 A1 offenbart eine Lichtquellenanordnung, welche eine Primärlichtquelle und eine Sekundärlichtquelle aufweist, wobei die Primärlichtquelle dazu eingerichtet ist, die Sekundärlichtquelle zu beleuchten, wobei die Sekundärlichtquelle ein Polyeder mit mindestens einer ersten und einer zweiten Leuchtstofffläche aufweist, wobei die Primärlichtquelle mindestens einen Laser oder eine Leuchtdiode aufweist und wobei ein Antriebsmechanismus an der Primärlichtquelle oder an der Sekundärlichtquelle befestigt ist.
US 2006/0227087 A1 offenbart Laser-Anzeigesysteme, welche mindestens einen scannenden Laserstrahl erzeugen, um einen oder mehrere Leuchtstoffe auf einem Bildschirm zu erzeugen, der Licht emittiert, um Bilder zu formen. Die Leuchtstoffmaterialien mögen Phosphormaterialien umfassen.
EP 2 359 605 B1 offenbart ein Leuchtmittel mit mindestens einem Halbleiterlaser, der dazu eingerichtet ist, eine Primärstrahlung mit einer Wellenlänge zwischen einschließlich 360 nm und 485 nm zu emittieren, und mindestens einem Konversionsmittel, das dem Halbleiterlaser nachgeordnet und dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Teil der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung mit einer von der Primärstrahlung verschiedenen, größeren Wellenlänge zu konvertieren, wobei die vom Leuchtmittel emittierte Strahlung eine optische Kohärenzlänge aufweist, die höchstens 50 Mikrometer beträgt, wobei das Konversionsmittel eine Konzentration von Farbzentren oder Leuchtpunkten aufweist, die mindestens 10^7/μm^3 beträgt und die Farbzentren oder Leuchtpunkte statistisch im Konversionsmittel verteilt sind, und wobei ein von der Primärstrahlung bestrahlter Brennfleck des Konversionsmittels eine Fläche von höchstens 0,5 mm^2 aufweist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine Möglichkeit zum Bereitstellen eines dynamisch veränderlichen Lichtabstrahlmusters in einem Fernfeld mit einem besonders hohen Ausnutzungsgrad bei einfacher Umsetzbarkeit anzugeben. Das Fernfeld mag insbesondere ein Feld oder Raum in einem Abstand von mindestens zehn Metern, speziell von mindestens fünfundzwanzig Metern, sein.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung mit n > 1 (d.h., zwei oder mehr) Lichterzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines jeweiligen Primärlichtstrahls oder Primärlichtbündels und mit einer von den Lichterzeugungseinrichtungen beabstandeten Leuchtstofffläche, wobei das Verfahren umfasst: Beleuchten einer i-ten Teilfläche der Leuchtstofffläche mit i Lichterzeugungseinrichtungen, falls ein gewünschter positiver Helligkeitswert auf dieser beleuchteten Teilfläche einen nächsthöheren i-ten Helligkeits-Schwellwert aus einer Gruppe von n – 1 positiven, sich sukzessive vergrößernden Helligkeits-Schwellwerten unterschreitet oder erreicht; ansonsten (bei gewünschten Helligkeitswerten oberhalb des (n – 1)-sten Helligkeits-Schwellwerts): Beleuchten mit n Lichterzeugungseinrichtungen; wobei i und n ganze natürliche Zahlen sind und i = [1, ..., n] gilt.
Durch dieses Verfahren wird es ermöglicht, auf eine besonders effektive und kostengünstige Weise auf der Leuchtstofffläche ein großflächiges Lichtmuster (auch als „Beleuchtungsmuster“ bezeichnet) mit hoher Dynamik heller Bereiche zu erzeugen, und damit auch ein entsprechendes Lichtabstrahlmuster in einem Fernfeld der Leuchtvorrichtung. Das von der Leuchtstofffläche erzeugte Licht mag mittels einer nachgeschalteten Optik („Sekundäroptik“) in das Fernfeld abgebildet werden.
Eine Leuchtstofffläche weist mindestens einen Leuchtstoff oder Konversions(farb)stoff auf, welcher darauf einfallendes Primärlicht zumindest teilweise in Sekundärlicht unterschiedlicher Wellenlänge, insbesondere größerer Wellenlänge, umwandelt oder konvertiert. Diese Wellenlängenkonversion ist grundsätzlich bekannt und braucht hier nicht weiter ausgeführt zu werden. Beispielsweise mag ein Leuchtstoff einfallendes blaues Primärlicht teilweise in gelbes Sekundärlicht umwandeln, so dass von der Leuchtstofffläche insgesamt blau-gelbes bzw. weißes Mischlicht mit entsprechenden Anteilen aus Primärlicht und Sekundärlicht abgestrahlt wird. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Vollkonversion möglich. Die Leuchtstofffläche mag homogen oder inhomogen mit mindestens einem Leuchtstoff belegt sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass an jedem Bereich der Leuchtstofffläche, an welcher Leuchtstoff vorhanden ist, von der Leuchtstofffläche weißes oder weißliches Licht, insbesondere durch nur teilweise Konversion erzeugtes Mischlicht, abgestrahlt werden kann. Eine Verwendung von zwei oder mehr Leuchtstoffbereichen mit unterschiedlichen Farben des erzeugten Mischlichts ist jedoch grundsätzlich ebenso denkbar.
Es ist eine Weiterbildung, dass das von der Leuchtstofffläche reflektierte oder zurückgestreute Licht als Nutzlicht zur Erzeugung des Lichtabstrahlmusters im Fernfeld verwendet wird („reflektierende Anordnung“). Alternativ oder zusätzlich mag das an der dem einfallenden Primärlicht abgewandten Seite der Leuchtstofffläche austretende Licht als Nutzlicht zur Erzeugung eines Lichtabstrahlmusters im Fernfeld verwendet werden („Durchlichtanordnung“ oder „transmittive Anordnung“).
Dass n eine ganze natürliche Zahl ist, umfasst insbesondere, dass n aus dem Zahlenbereich [2, ..., ∞[ ∈
(mit n beliebig, aber dann fest) gewählt werden kann.
Ein Helligkeits-Schwellwert dient also dazu, eine Bedingung für ein Zuschalten einer zusätzlichen Lichterzeugungseinrichtung bereitzustellen. Folglich gibt es auch nur (n – 1) Helligkeits-Schwellwerte, wobei der i-te Helligkeits-Schwellwert eine Bedingung für ein Zuschalten der (i + 1)-sten Lichterzeugungseinrichtung liefert. Liegt der Fall i = n vor, gibt es keinen nächsthöheren Helligkeits-Schwellwert mehr, und der n-te Teilbereich wird mit n Lichterzeugungseinrichtungen additiv beleuchtet (was mit dem Ausdruck „ansonsten“ gemeint ist).
Dieses Verfahren umfasst bei einem Vorliegen von n = 2 Lichterzeugungseinrichtungen beispielsweise, dass genau ein (n – 1) positiver Helligkeits-Schwellwert Th1 vorliegt, welcher größer als Null ist. Liegt ein gewünschter Helligkeitswert eines bestimmten Bereichs der Leuchtstofffläche (z.B. eines Bildpunkts) unterhalb des Helligkeits-Schwellwerts Th1, so wird dieser Bereich mittels nur einer Lichterzeugungseinrichtung beleuchtet. Die Fläche aller solcher Bereiche entspricht der ersten ([i = 1]-ten) Teilfläche. Die erste Teilfläche mag zusammenhängend oder unzusammenhängend sein. Liegt ein gewünschter Helligkeitswert eines bestimmten Bereichs der Leuchtstofffläche oberhalb des Helligkeits-Schwellwerts Th1, so wird dieser Bereich additiv mittels aller, also beider Lichterzeugungseinrichtungen beleuchtet. Die Fläche aller solcher zweifach beleuchteter Bereiche entspricht der zweiten ([i = n = 2]-ten) Teilfläche. Auch die zweite Teilfläche mag zusammenhängend oder unzusammenhängend sein. Entspricht der gewünschte Helligkeitswert dem Helligkeits-Schwellwert Th1, mag der zugehörige Bereich wahlweise der ersten oder der zweiten Teilfläche zugeordnet werden.
Liegen n = 3 Lichterzeugungseinrichtungen vor, umfasst die Gruppe der Helligkeits-Schwellwerte zwei Helligkeits-Schwellwerte Th1 und Th2 mit 0 < Th1 < Th2. Mehrere Helligkeits-Schwellwerte vergrößern sich bevorzugt sukzessive, d.h., dass allgemein 0 < ... < Thi < ... < Th[n – 1] gilt. Liegt ein gewünschter Helligkeitswert eines bestimmten Bereichs der Leuchtstofffläche (z.B. eines Bildpunkts) unterhalb eines ersten Helligkeits-Schwellwerts Th1, so wird dieser Bereich (der also zu der ersten Teilfläche gehört) mittels nur einer Lichterzeugungseinrichtung beleuchtet. Liegt ein gewünschter Helligkeitswert eines bestimmten Bereichs der Leuchtstofffläche oberhalb des ersten Helligkeits-Schwellwerts Th1 und unterhalb des zweiten Helligkeits-Schwellwerts Th2, so wird dieser Bereich (welcher also der zweiten Teilfläche zugehörig ist) additiv mittels zwei der Lichterzeugungseinrichtungen beleuchtet. Liegt der gewünschte Helligkeitswert eines bestimmten Bereichs der Leuchtstofffläche oberhalb des zweiten Helligkeits-Schwellwerts Th2, wird er von allen drei Lichterzeugungseinrichtungen beleuchtet und gehört somit zu der dritten Teilfläche. Entspricht der gewünschte Helligkeitswert dem zweiten Helligkeits-Schwellwert Th2, mag der zugehörige Bereich wahlweise der zweiten oder der dritten Teilfläche zugeordnet werden.
Dieses Verfahren lässt sich analog für Werte n > 3 fortsetzen. Besonders bevorzugt wird eine Zahl von n = 3 Lichterzeugungseinrichtungen.
Eine Lichterzeugungseinrichtung mag eine oder mehrere Lichtquellen aufweisen. Die mindestens eine Lichtquelle mag insbesondere mindestens einen Laser aufweisen (z.B. mehrere Laserdioden angeordnet als ein „Laserstack“). Die mindestens eine Lichtquelle mag insbesondere einen oder mehrere Halbleiterlichtquellen wie mindestens eine LED oder mindestens eine Laserdiode aufweisen. Das Licht mehrerer Lichtquellen mag in einen Lichtstrahl kombiniert oder vereint werden.
Die beabstandete Leuchtstofffläche stellt eine „Remote-Phosphor“-Anordnung bereit.
Das Verfahren umfasst auch den Fall, dass die gesamte beleuchtete Leuchtstofffläche gleichförmig beleuchtet wird, z.B. wenn ein gewünschter Helligkeitswert aller Bereiche davon unterhalb des ersten Schwellwerts liegt. Dies mag bei einer homogen mit Leuchtstoff belegten Leuchtstofffläche einem homogenen Beleuchtungsmuster entsprechen.
Es ist eine Weiterbildung, dass nicht alle Teilflächen ausgenutzt werden, also nicht alle möglichen n Teilflächen bei n Lichterzeugungseinrichtungen additiv erzeugt werden. Insbesondere mag zumindest eine Teilfläche durch Zuschalten von zwei oder noch mehr Lichterzeugungseinrichtungen erzeugt werden. Diese zwei oder mehr zugeschalteten Lichterzeugungseinrichtungen mögen z.B. die zugehörige Teilfläche zeitlich kurz nacheinander, im Interlacing-Verfahren oder durch Beleuchtung getrennter oder teilweise überlappender Unterbereiche beleuchten. Beispielsweise mag bei einem Vorliegen von drei Lichterzeugungseinrichtungen bei einer gewünschten Helligkeit eines Bereichs der Leuchtstofffläche unterhalb des ersten Helligkeits-Schwellwerts dieser Bereich mit nur einer Lichterzeugungseinrichtung beleuchtet werden. Bei einer gewünschten Helligkeit eines Bereichs der Leuchtstofffläche oberhalb des ersten Helligkeits-Schwellwerts mag dieser Bereich innerhalb der Bildaufbauzeit mit drei Lichterzeugungseinrichtungen beleuchtet werden
Es ist eine Ausgestaltung, dass ein von einer (i + 1)-ten Lichterzeugungseinrichtung überstreichbarer oder überstrichener Bereich der Leuchtstofffläche kleiner ist als ein von einer i-ten Lichterzeugungseinrichtung überstreichbarer oder überstrichener Bereich der Leuchtstofffläche. Dadurch lässt sich eine hohe Dynamik hellerer Bereiche auch mit gleichartigen Lichterzeugungseinrichtungen erreichen. Eine (i + 1)-ste Lichterzeugungseinrichtung hat also eine zeitliche Reserve, um innerhalb der vorgegebenen Bildaufbauzeit den zugehörigen (i + 1)-ten Bereich der Leuchtstofffläche zumindest teilweise mehrfach zu beleuchten. In anderen Worten hat diese (i + 1)-ste Lichterzeugungseinrichtung genug Zeit innerhalb der Bildaufbauzeit, um in dem zugehörigen Bereich der Leuchtstofffläche innerhalb der vorgegebenen Bildaufbauzeit mehrere Bilder oder Teilbilder zu beleuchten. Die Lichterzeugungseinrichtungen können dadurch vergleichsweise preiswert ausgebildet sein. Insbesondere können so sich ganz oder teilweise nicht überlappende (bzw. ganz oder teilweise disjunkte) überstreichbare oder überstrichene Bereiche ausgeschlossen werden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtstofffläche zeilenartig von den Primärlichtstrahlen überstrichen werden kann. Dies erlaubt eine Nutzung besonders einfach aufgebauter und/oder ansteuerbarer Umlenkeinrichtungen zum Umlenken der Primärlichtstrahlen auf die Leuchtstofffläche. Beispielsweise mögen so Umlenksysteme mit einem oder mehreren Spiegeln analog einem sog. Flying-Spot-Verfahren oder mit mindestens einem MEMS-Spiegel verwendet werden.
Das Überstreichen umfasst, dass ein Primärlichtstrahl Zeile für Zeile auf die Leuchtstofffläche gerichtet wird. Der Primärlichtstrahl mag die Zeilen immer in der gleichen Richtung oder z.B. auch in abwechselnder Richtung überstreichen. Dabei mag ein Zeilensprungverfahren (auch als Zwischenzeilenverfahren oder „Interlacing“ bezeichnet) verwendet werden.
Dabei braucht der Primärlichtstrahl nicht die ganze Zeit aktiv zu sein und braucht also nicht alle grundsätzlich überstreichbaren und damit grundsätzlich beleuchtbaren Bereiche der Leuchtstofffläche auch tatsächlich zu beleuchten. Vielmehr lässt sich der Primärlichtstrahl bevorzugt ein- und ausschalten oder dimmen. Dies mag beispielsweise mittels eines gepulsten oder getakteten Betriebs der zugehörigen Lichterzeugungseinrichtung erreicht werden, bei dem sich die Pulse mittels eines vorbestimmten Aktivierungsmusters einstellen lassen. Durch das gezielte Ein- und Ausschalten des Primärlichtstrahls lässt sich so auf einfache Weise ein gewünschtes Beleuchtungsmuster auf der Leuchtstofffläche erzeugen.
Dass ein von einer (i + 1)-ten Lichterzeugungseinrichtung überstreichbarer Bereich der Leuchtstofffläche kleiner ist als ein von einer i-ten Lichterzeugungseinrichtung überstreichbarer Bereich, lässt sich in dieser Ausgestaltung beispielsweise dadurch realisieren, dass der (i + 1)-ste Bereich weniger Zeilen aufweist als der i-te Bereich. In anderen Worten werden bei dem i-ten Bereich mehr Zeilen überstrichen als bei dem (i + 1)-sten Bereich. Dabei brauchen nicht alle überstrichenen Bereiche, insbesondere Bildpunkte, auch tatsächlich beleuchtet zu werden. Sie sind aber bei Bedarf beleuchtbar und erzeugen dann ein entsprechendes Beleuchtungsmuster.
Das zeilenartige Überstreichen mag horizontal oder vertikal erfolgen. Beispielsweise mag für eine Anwendung mit einem Fahrzeugscheinwerfer die Leuchtstofffläche horizontal überstrichen werden, um eine entsprechend horizontal gerichtete Dynamik einer Anpassung des Lichtabstrahlmusters zu erlangen, beispielsweise zur Umsetzung einer Abhängigkeit einer Position eines hellsten Lichtflecks von einem Lenkeinschlag. Das horizontale zeilenartige Überstreichen mag auch als zeilenartiges Überstreichen im engeren Sinne verstanden werden, während das vertikale Überstreichen auch als „spaltenartiges Überstreichen“ verstanden werden kann.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Leuchtstofffläche über mindestens die volle Breite von den Primärlichtstrahlen überstrichen werden kann. So wird eine Änderung auch des Lichtabstrahlmusters über eine volle mögliche Breite ermöglicht. Dies ist beispielsweise besonders vorteilhaft für eine Änderung eines Lichtabstrahlmusters vor einem Fahrzeug, z.B. bei einer Kurvenfahrt oder für eine Randbeleuchtung.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Leuchtstofffläche von den Primärlichtstrahlen mit der gleichen Zeilenabtastzeit überstrichen wird. Dies erleichtert eine Ansteuerung und Auswahl der Lichterzeugungseinrichtungen. Beispielsweise können so vergleichsweise preiswerte Lichterzeugungseinrichtungen verwendet werden.
Insbesondere auch für diese Ausgestaltung können gleichartige Lichterzeugungseinrichtungen verwendet werden. Diese Ausgestaltung kann besonders bevorzugt eingesetzt werden, wenn die Primärlichtstrahlen die Leuchtstofffläche zeilenartig beschreiben.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Primärlichtstrahlen von zumindest zwei der Lichterzeugungseinrichtungen eine unterschiedliche Zeilenabtastzeit aufweisen. Dadurch kann eine verbesserte Dynamik des Lichtabstrahlmusters über die ganze beleuchtbare Leuchtstofffläche erreicht werden. Diese Ausgestaltung ergibt den Vorteil, dass langsamere Lichterzeugungseinrichtung(en) für eine Grundbeleuchtung eingesetzt werden können und nur eine geringe Zahl von teureren Lichterzeugungseinrichtungen (ggf. nur eine Lichterzeugungseinrichtung) mit einer schnellen Zeilenabtastzeit zur Umsetzung der Dynamik eingesetzt zu werden brauchen. Zudem kann nun die Dynamik der schnelleren Lichterzeugungseinrichtung(en) auf dem bereits durch die langsamere(n) Lichterzeugungseinrichtung(en) erzeugten Teil-Beleuchtungsmuster aufbauen, so dass ein geringerer Dynamikbereich benötigt wird. Dies wiederum ermöglicht eine Verwendung von immer noch vergleichsweise preiswerten schnelleren Lichterzeugungseinrichtungen.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Lichterzeugungseinrichtungen innerhalb einer Bildaufbauzeit einen Anteil einer Gesamtleistung der Primärlichtstrahlen abgeben, welcher zumindest ungefähr einem Verhältnis einer Zahl seiner Lichtquellen zu einer Gesamtzahl von Lichtquellen aller Lichterzeugungseinrichtungen entspricht. So lässt sich eine besonders hohe Effizienz der Beleuchtung der Leuchtstofffläche erreichen.
Beispielsweise kann eine benötigte Gesamtleistung (bzw. ein benötigter Lichtstrom) bei drei gleichartigen Lichterzeugungseinrichtungen auf drei Lichtstrahlen aufgeteilt werden, welche jeweils ca. ein Drittel zu der Gesamtleistung beitragen. Grundsätzlich ist jedoch jede beliebige Aufteilung möglich. Insbesondere mag auch ein ganzzahliges Verhältnis der Teilleistungen verwendet werden, das einer Verwendung einer bestimmten Anzahl an Lichtquellen (z.B. Laserdioden) je Lichterzeugungseinrichtung entspricht, z.B. 6:8:3 bei drei Lichterzeugungseinrichtungen mit sechs, acht bzw. drei gleichen Lichtquellen.
Eine Abweichung von dem theoretischen Anteil an der Gesamtleistung beträgt bevorzugt nicht mehr als 10%, insbesondere nicht mehr als 7,5%, insbesondere nicht mehr als 5%.
Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass eine Bildaufbauzeit nicht mehr als fünf Millisekunden beträgt. Insbesondere eine solche Bildaufbauzeit ermöglicht z.B. für eine Ausleuchtung vor einem Fahrzeug, dass sich bei Passanten und anderen Verkehrsteilnehmern keine Irritationen ergeben. Dabei wird berücksichtigt, dass das menschliche Auge bei größeren Bildaufbauzeiten als 5 ms bzw. bei geringeren Bildwiederholfrequenzen als 200 Hz je nach Individuum und Verkehrssituation die zeitlichen Änderungen in der Lichtverteilung wahrnehmen kann.
Es ist eine Weiterbildung, dass eine Umlenkeinrichtung zum zeilenartigen Umlenken des Primärlichtstrahls auf die Leuchtstofffläche einen Spiegel, insbesondere MEMS-Spiegel, mit einer Verschwenkfrequenz zum einmaligen Hin- und Herschwenken von 25 kHz aufweist. Wird ein Hinschwenken des MEMS-Spiegels zum Überstreichen einer Zeile der Leuchtstofffläche in einer (z.B. horizontalen oder vertikalen) Richtung verwendet und ein Her- oder Zurückschwenken zum Überstreichen einer weiteren Zeile der Leuchtstofffläche in einer umgekehrten Richtung verwendet, wird eine Zeile in 0,02 ms überstrichen. Dies entspricht einer Zeilenfrequenz von 50 kHz. Daraus ergibt sich bei der oben angesprochenen Bildaufbauzeit von 5 ms eine maximale Anzahl von 250 überstreichbaren Zeilen des Primärlichtstrahls. Insbesondere für eine Fahrzeugbeleuchtung mittels eines Scheinwerfers wird es bevorzugt, dass diese Zeilenzahl zum Aufbau eines Lichtabstrahlmusters mindestens erreicht wird.
Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass ein vorbestimmter Bereich eines Beleuchtungsmusters auf der Leuchtstofffläche verschoben wird. Dies umfasst beispielsweise ein Verschwenken eines Teilbereichs einer ansonsten identischen Lichtverteilung. So mag ein hellerer Teilbereich bei zumindest weitgehender Beibehaltung seiner Form über einen ansonsten weitgehend gleichförmig ausgeleuchteten Hintergrundbereich verschoben werden, insbesondere seitlich verschwenkt werden. Diese Ausgestaltung lässt sich mit dem beschriebenen Verfahren besonders effektiv umsetzen, insbesondere wenn eine Verschiebung des vorbestimmten Bereichs entlang der Zeilen geschieht. Dabei kann auf „Levelling-Motoren“ o.ä. verzichtet werden, da das Verschieben nur durch lokale Helligkeitsänderungen auf der Leuchtstofffläche erreicht wird.
Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft zum Einsatz als ein Lichtabstrahlmuster eines Fahrzeugscheinwerfers, da sich so auf besonders einfache und effektive Weise ein vorbestimmtes Lichtabstrahlmuster (z.B. ein Abblendlicht, ein Fernlicht, ein Nebellicht usw.) an eine Lenkbewegung des Fahrzeugs anpassen lässt.
Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass mehrere Lichtabstrahlmuster unterschiedlichen Beleuchtungsfunktionen zugeordnet sind. Dies erhöht eine Vielseitigkeit des Verfahrens. Das Beleuchtungsmuster auf der Leuchtstofffläche ist dazu grundsätzlich beliebig formbar. Es ist für eine hohe Dynamik vorteilhaft, wenn ein oder mehrere helle Bereiche nur einen Teil des gesamten Beleuchtungsmusters bilden. Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft zum Einsatz als ein Lichtabstrahlmuster eines Fahrzeugscheinwerfers, da sich hiermit viele bekannte Lichtfunktionen auf einfache Weise erzeugen lassen, z.B. ein Abblendlicht, ein Fernlicht, ein Nebellicht, ein Tagfahrlicht usw.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, welche zum Durchführen des Verfahrens wie oben beschrieben eingerichtet ist. Diese Leuchtvorrichtung mag analog zu dem oben beschriebenen Verfahren ausgebildet sein und ergibt die gleichen Vorteile.
Die Leuchtvorrichtung weist insbesondere zwei oder mehr Lichterzeugungseinrichtungen zum Erzeugen eines jeweiligen Primärlichtstrahls und eine (ein- oder mehrteilige) von den Lichterzeugungseinrichtungen beabstandete Leuchtstofffläche auf. Um die Leuchtstofffläche von den Primärlichtstrahlen überstreichen zu lassen, mag den Lichterzeugungseinrichtungen jeweils eine Umlenkeinrichtung zugeordnet sein. Die Umlenkeinrichtung mag beispielsweise ein oder mehrere Spiegel aufweisen. Besonders bevorzugt ist ein MEMS(„Micro Electro Mechanical System“)-Spiegel. Der MEMS-Spiegel ist bevorzugt in einer Richtung (z.B. einer y-Richtung) zeilenartig verschwenkbar und in der anderen Richtung (z.B. einer x-Richtung) schrittweise verschwenkbar, beispielsweise zur Umsetzung eines Zeilenvorschubs. Die Umlenkeinrichtung mag in die zugehörige Lichterzeugungseinrichtung integriert sein oder ein davon separates, insbesondere separat verbaubares, Funktionsteil sein. Der mindestens einen Lichtquelle einer Lichterzeugungseinrichtung mag eine Optik („Primäroptik“) nachgeschaltet sein, um den Primärlichtstrahl vor Auftreffen auf die Leuchtstoffschicht zu formen, z.B. zu fokussieren oder zu kollimieren. Die Primäroptik mag in die Lichterzeugungseinrichtung integriert sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung ein Fahrzeugscheinwerfer oder ein Teil davon (z.B. ein Modul) ist. Das Fahrzeug mag beispielsweise ein landgebundenes Kraftfahrzeug sein, aber z.B. auch ein Luftfahrzeug wie ein Flugzeug oder ein Helikopter oder ein Wasserfahrzeug wie ein Schiff. Das landgebundene Kraftfahrzeug mag insbesondere ein Personenkraftwagen oder ein Lastkraftwagen sein.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung der Fahrzeugscheinwerfer ein AFS- oder ADB-Scheinwerfer ist. Dies bezeichnet insbesondere einen Scheinwerfer, dessen Lichtabstrahlmuster (z.B. ein Abblendlicht) je nach Zustand des Fahrzeugs (z.B. einer Geschwindigkeit, einer Regentätigkeit, einem Lenkeinschlag usw.) und/oder des Fahrers (seine Müdigkeit usw.) und der Verkehrssituation (Gegenverkehr, voraus fahrende Fahrzeuge usw.) angepasst (z.B. verbreitert und/oder verschoben) werden kann. Der Fahrzeugscheinwerfer kann in anderen Worten mit einem AFS- oder ADB-System eingesetzt werden.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert wird. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
1 zeigt als Schnittdarstellung in Draufsicht eine vereinfachte Skizze eines möglichen Grundaufbaus einer Leuchtvorrichtung;
2 zeigt eine Leuchtstofffläche der Leuchtvorrichtung in einer Frontalansicht;
3 bis 7 zeigen in Frontansicht die Leuchtstofffläche, wie sie jeweils mittels einer ersten bis dritten Lichterzeugungseinrichtung beleuchtbar ist.
1 zeigt eine Leuchtvorrichtung 1 für einen Fahrzeugscheinwerfer Sw. Die Leuchtvorrichtung 1 weist hier drei identisch aufgebaute Lichterzeugungseinrichtungen 2, 3 und 4 auf, von denen die erste Lichterzeugungseinrichtung 2 detaillierter Dargestellt und im Folgenden genauer erklärt wird.
Die erste Lichterzeugungseinrichtung 2 weist eine Lichtquelle in Form einer Laserdiode 5 auf, welche einen blauen Primärlichtstrahl P durch eine als Linse 6 angedeutete Primäroptik auf einen als Umlenkeinrichtung wirkenden Umlenkspiegel 7 ausstrahlt.
Der Umlenkspiegel 7 weist eine hier vertikal (senkrecht zur Zeichenebene) ausgerichtete Drehachse D auf. Der Umlenkspiegel 7 ist in drei möglichen Drehstellungen gezeigt, aber grundsätzlich frei zwischen zwei Endstellungen hin- und her schwenkbar. Der Umlenkspiegel 7 lenkt den Primärlichtstrahl P auf eine mit einer Leuchtstoffschicht belegte Leuchtstofffläche 8 um.
Die Lichterzeugungseinrichtungen 2, 3 und 4 sind individuell ansteuerbar, und zwar hier rein beispielhaft getaktet. Dadurch entspricht auch der von ihnen ausgesandte Primärlichtstrahl P einer zeitlich getakteten Abfolge A von Ein-Zuständen (Lichtintensität > 0 oder Licht an) E und Aus-Zuständen (Lichtintensität = 0 oder Licht aus) O, insbesondere ähnlich einem Bitmuster oder einer Pulsfolge.
Der Primärlichtstrahl P wird auf eine zeilenartig scannende Weise auf die Leuchtstofffläche 8 umgelenkt. Dies mag beispielsweise dadurch umgesetzt sein, dass der Umlenkspiegel 7 zwischen den zwei Endstellungen so hin und her verschwenkt wird, dass der Primärlichtstrahl P die Leuchtstofffläche 8 in gerader Linie überstreicht. Dies ist hier durch eine Bewegungsrichtung R angedeutet. Dabei kann der Primärlichtstrahl P abhängig von seinen Ein- und Aus-Zuständen E bzw. O auf der Leuchtstofffläche 8 ein entsprechendes Beleuchtungsmuster erzeugen. Für einen Zeilenvorschub, also einen Wechsel der Zeile, mag der Umlenkspiegel 7 beispielsweise schrittweise um eine in der Bildebene und in der Spiegelebene liegende weitere Drehachse (o. Abb.) verschwenkt werden. Der Umlenkspiegel 7 ist dazu bevorzugt als ein MEMS-Spiegel ausgebildet.
Dort, wo der Primärlichtstrahl P auf die Leuchtstofffläche 8 trifft, wird er zumindest teilweise in Sekundärlicht S größerer Wellenlänge umgewandelt, z.B. in gelbes Licht. Von einem entsprechenden Brennfleck B auf der Leuchtstofffläche 8 wird somit ein Mischlicht P, S mit Anteilen aus Primärlicht P und Sekundärlicht S abgestrahlt, z.B. blau-gelbes oder weißes Mischlicht P, S. Je nach Ausführung der Leuchtvorrichtung 1 mag das von der Leuchtstofffläche 8 reflektierte Mischlicht P, S als Nutzlicht zur Erzeugung eines Lichtabstrahlmusters im Fernfeld verwendet werden, wie durch die durchgehenden Pfeile am Brennfleck B angedeutet („Reflexionsanordnung“). Alternativ oder zusätzlich mag das an der dem einfallenden Primärlichtstrahl P abgewandten Seite der Leuchtstofffläche 8 austretende Mischlicht P, S als Nutzlicht zur Erzeugung eines Lichtabstrahlmusters im Fernfeld verwendet werden, wie durch die gepunkteten Pfeile an dem Brennfleck B angedeutet („Durchlichtanordnung“).
Jede der Lichterzeugungseinrichtungen 2, 3 und 4 kann grundsätzlich einen gleichen Bereich der Leuchtstofffläche 8 überstreichen und damit wahlweise auch beleuchten. Sie können aber auch so angesteuert werden, dass sie nur einen Teilbereich davon überstreichen. Mit welcher Beleuchtungssequenz der Primärlichtstrahl P moduliert wird und welchen Teilbereich der Leuchtstofffläche 8 eine Lichterzeugungseinrichtung 2, 3, 4 tatsächlich überstreicht, mag beispielsweise von einer Steuereinrichtung 9 (z.B. einer Treiberelektronik) vorgegeben werden. Die Steuereinrichtung 9 kann ihre Steuerbefehle beispielsweise von einer Bilderkennungseinheit (nicht dargestellt), zum Beispiel einer Kamera mit Bilderfassungs- und Bildauswertesoftware, empfangen.
2 zeigt die Leuchtstofffläche 8 in einer Frontalansicht mit einer Spur Sp eines Primärlichtstrahls P auf der Leuchtstofffläche 8. Die Spur Sp ist aus p waagerecht oder horizontal verlaufenden Zeilen s zusammengesetzt, welche durch die gestrichelten Pfeile angedeutet sind und welche von dem Primärlichtstrahl P bei einer Verschwenkung des Umlenkspiegels 7 um die Drehachse D abgefahren werden. Die Gesamtzahl p der Zeilen s mag z.B. 200 oder 250 betragen. Jede der Zeilen s weist maximal r = o Bildpunkte auf, z.B. mit o = 640, 800 oder 1024. Dadurch kann auf der Leuchtstofffläche 8 ein (o × p)-förmiges Brennfleck- oder Beleuchtungsmuster erzeugt werden. Der Brennfleck B entspricht dabei insbesondere einem Bildpunkt eines in das Fernfeld projizierten Lichtabstrahlmusters. Die Spur Sp des Primärlichtstrahls P mag über die Leuchtstofffläche 8 hinausreichen. Es mag bei einem kontinuierlichen Schwenk des Umlenkspiegels 7 die physikalische Auflösung ebenfalls kontinuierlich sein, so dass keine „echten“ Bildpunkte auf der Leuchtstofffläche 8 zu existieren brauchen. Bildpunkte mögen sich insbesondere nur virtuell durch die Abfolge A der Ein-Zuständen E und Aus-Zustände O des Lasers 5 ergeben.
Es wird bevorzugt, dass eine Bildwiederholfrequenz (z.B. die Zahl der Beleuchtungszyklen auf der Leuchtstofffläche 8 pro Sekunde zum Überstreichen aller p Zeilen s) mindestens 200 Hz beträgt, so dass die Erzeugung der einzelnen Bildpunkte von einem menschlichen Auge auch in größerer Entfernung zeitlich nicht mehr aufgelöst werden kann. Eine Bildaufbauzeit beträgt bevorzugt nicht mehr als 5 Millisekunden.
3 zeigt in Frontansicht die Leuchtstofffläche 8, wie sie mittels der ersten Lichterzeugungseinrichtung 2 beleuchtbar ist. Und zwar wird hier das maximal beleuchtbare Beleuchtungsmuster M1 gezeigt, bei welchem alle p Zeilen s über ihre volle Breite überstreichbar sind und auch beleuchtet werden. Damit entspricht der erste (Beleuchtungs-)Bereich C1, welcher von der ersten Lichterzeugungseinrichtung 2 beleuchtbar ist, der gesamten Leuchtstofffläche 8.
Die erste Lichterzeugungseinrichtung 2 beleuchtet hier alle Bereiche der Leuchtstofffläche 8 so, dass sie mit bis zu 13% der maximalen Intensität des gesamten Beleuchtungsmusters (siehe 6) leuchten. Dieser Wert entspricht einem ersten Helligkeits-Schwellwert. Die erste Lichterzeugungseinrichtung 2 „übernimmt“ in anderen Worten alle Intensitäten bis zu dem ersten Helligkeits-Schwellwert von 13% des Maximums des gesamten Beleuchtungsmusters.
Die Zahl der innerhalb der Bildaufbauzeit von z.B. fünf Millisekunden durch die erste Lichterzeugungseinrichtung 2 theoretisch beleuchtbaren Zeilen s ist hier rein beispielhaft höher als die tatsächlich vorhandene Gesamtzahl p aller Zeilen s, so dass einige Zeilen s zweimal überstrichen werden können. Dadurch kann ein mittlerer Beleuchtungsbereich C1-1 häufiger beleuchtet werden als ober- und unterseitige Randbereiche C1-2 und C1-3 und folglich heller leuchten (bis max. 13% der maximalen Intensität).
Das Beleuchtungsbereich C1 wird mittels der Steuereinrichtung 9 eingestellt, beispielsweise abhängig von einem gewünschten Lichtabstrahlmuster, z.B. einem Abblendlicht, einem Fernlicht usw.
4 zeigt in Frontansicht die Leuchtstofffläche 8, wie sie mittels der zweiten Lichterzeugungseinrichtung 3 grundsätzlich beleuchtbar ist. Und zwar wird hier analog zu dem Beleuchtungsmuster M1 das maximal beleuchtbare Beleuchtungsmuster M2 gezeigt. Im Gegensatz zu dem Beleuchtungsmuster M1 wird hier nur ein Teil der gesamten Leuchtstofffläche 8 beleuchtet, und zwar eine zweiter Beleuchtungsbereich C2. Dieser ist eine echte Teilfläche des ersten Beleuchtungsbereichs C1, also C2 ⊂ C1. Allgemein mögen die Beleuchtungsbereiche C1 und C2 aber auch gleich groß sein. Die von der zweiten Lichterzeugungseinrichtung 3 beleuchteten Zeilen stellen insbesondere eine echte Teilmenge der Zeilen des mittleren Bereichs C1-1 des ersten Beleuchtungsbereichs C1 dar.
In dem zweiten Beleuchtungsbereich C2 werden Bereiche der Leuchtstofffläche 8 beleuchtet, die eine gewünschte Helligkeit von mehr als dem ersten Helligkeits-Schwellwert von 13% aufweisen. Die zweite Lichterzeugungseinrichtung 3 beleuchtet diese Bereiche additiv bis zu einem zweiten Helligkeits-Schwellwert von 35%. Mittels der zweiten Lichterzeugungseinrichtung 3 wird also in dem zweiten Beleuchtungsbereich C2 ein Helligkeitszuwachs von bis zu 22% der maximalen Intensität erreicht. Dieser hohe Hub wird dadurch erreicht, dass der zweite Beleuchtungsbereich C2 nur ca. 60% des ersten Beleuchtungsbereichs C1 ausmacht und folglich eine höhere zeitliche Reserve aufweist, um mehrere der Zeilen s auch mehrfach zu beleuchten. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel wird ein mittlerer Bereich C2-1 häufiger beleuchtet als ober- und unterseitige Randbereiche C2-2 und C2-3 des zweiten Beleuchtungsbereichs C2. Der mittlere Bereich C2-1 leuchtet folglich heller mit bis zu 35% (additiv) der maximalen Intensität. Außerhalb des zweiten Beleuchtungsbereichs C2 liegende Bereiche U1 der Leuchtstofffläche 8 werden von der zweiten Lichterzeugungseinrichtung 3 nicht beleuchtet (aber von der ersten Lichterzeugungseinrichtung 2).
Wie in 5 gezeigt, beleuchtet die dritte Lichterzeugungseinrichtung 4 zusätzlich einen dritten Beleuchtungsbereich C3, welcher Bereiche mit einer Helligkeit oberhalb des zweiten Helligkeits-Schwellwerts von 35% aufweisen soll (also einen Bereich mit einem gewünschten Helligkeitsschwellwert zwischen 35% und 100% der maximalen Helligkeit). Mittels der dritten Lichterzeugungseinrichtung 4 wird also in dem dritten Beleuchtungsbereich C3 ein Helligkeitszuwachs von bis zu 65% der maximalen Intensität erreicht. Dieser hohe Hub wird dadurch erreicht, dass der dritte Beleuchtungsbereich C2 nur ca. 30% des ersten Beleuchtungsbereichs C1 ausmacht und folglich eine noch höhere zeitliche Reserve aufweist, um die zugehörigen Zeilen s mehrfach zu beleuchten. Außerhalb des dritten Beleuchtungsbereichs C3 liegende Bereiche U2 der Leuchtstofffläche 8 werden von der dritten Lichterzeugungseinrichtung 4 nicht beleuchtet (aber teilweise nur von der ersten Lichterzeugungseinrichtung 2 und teilweise zusätzlich von der zweiten Lichterzeugungseinrichtung 3).
6 zeigt in Frontansicht die Leuchtstofffläche 8, wie sie additiv mittels der ersten bis dritten Lichterzeugungseinrichtungen gemeinsam beleuchtbar ist. Das sich ergebende Gesamt-Beleuchtungsmuster M ist also eine Überlagerung der Beleuchtungsmuster M1, M2 und M3.
Das Gesamt-Beleuchtungsmuster M weist also einen ersten Teilbereich T1 auf, der nur von der ersten Lichterzeugungseinrichtung 2 beleuchtet wird, und zwar mit einer Helligkeit bis zum ersten Helligkeitsschwellwert von 13%. Dieser erste Teilbereich T1 entspricht einer Schnittmenge der Beleuchtungsbereiche C1, U1 und U2, also T1 = C1 ∩ U1 ∩ U2.
Das Gesamt-Beleuchtungsmuster M weist ferner einen zweiten Teilbereich T2 auf, der von der ersten Lichterzeugungseinrichtung 2 und der zweiten Lichterzeugungseinrichtung 3 beleuchtet wird. Dieser zweite Teilbereich T2 strahlt Licht mit einer Helligkeit zwischen dem ersten Helligkeitsschwellwert und dem zweiten Helligkeitsschwellwert von 35% ab. Der zweite Teilbereich T2 entspricht einer Schnittmenge der Beleuchtungsbereiche C1 und C2, also T2 = C1 ∩ C2.
Das Gesamt-Beleuchtungsmuster M weist zudem einen dritten Teilbereich T3 auf, der von allen Lichterzeugungseinrichtungen 2 bis 4 beleuchtet wird und der Licht mit einer Helligkeit oberhalb des zweiten Helligkeitsschwellwerts von 35% abstrahlt. Der dritte Teilbereich T3 entspricht einer Schnittmenge aller Beleuchtungsbereiche C1, C2 und C3, also T3 = C1 ∩ C2 ∩ C3.
Das Gesamt-Beleuchtungsmuster M entspricht einer Vereinigungsmenge der Beleuchtungsbereiche C1, C2 und C3, d.h., T1 = C1 ∪ C2 ∪ C3.
Insgesamt wird von den drei Lichterzeugungseinrichtungen 2, 3 und 4 bevorzugt jeweils eine Leistung abgegeben, die in etwa einem Drittel der Gesamtleistung entspricht. Die Leistungen der Lichterzeugungseinrichtung 2, 3 und 4 mögen z.B. 33,2%, 31,4% bzw. 35,4% der Gesamtleistung entsprechen, was einer Abweichung von weniger als 10% von dem theoretischen Mittelwert von 33% entspricht, speziell von weniger als 6%.
Zur Erzeugung eines bestimmten Lichtabstrahlmusters im Fernfeld, z.B. eines Abblendlichts, kann nun ein vorbestimmter Bereich oder Ausschnitt L1 des in 6 gezeigten theoretisch beleuchtbaren Beleuchtungsmusters M tatsächlich beleuchtet werden, z.B. durch entsprechendes Ein- und Ausschalten der Laserdioden 5. Der andere Bereich des Beleuchtungsmusters M wird bevorzugt nicht erzeugt.
Durch eine einfache Änderung der Abfolge A von Ein-Zuständen E und Aus-Zuständen O lässt sich dieser Ausschnitt L1 insbesondere nach links oder rechts verschieben (wie durch die Pfeile angedeutet), ohne dass seine Form geändert wird. Beispielsweise mag dies im Rahmen eines AFS als Reaktion auf einen Lenkeinschlag durchgeführt werden. Dabei mag z.B. eine Form des Ausschnitts L1 an einen Zustand des Fahrzeugs (z.B. eine Geschwindigkeit, eine Regentätigkeit, einen Lenkeinschlag usw.) angepasst (z.B. verbreitert und/oder verschoben) werden. Dies wird ohne Levelling-Motoren erreicht.
7 zeigt in Frontansicht die Leuchtstofffläche 8, wie sie alternativ mittels der ersten bis dritten
Lichterzeugungseinrichtungen 2 bis 4 gemeinsam beleuchtbar ist. Hier ist nun das grundsätzlich beleuchtbare Beleuchtungsmuster W im Vergleich zu dem Beleuchtungsmuster M an einer Horizontalen gespiegelt. So mag z.B. das Beleuchtungsmuster W für eine Erzeugung eines Fernlichts vorgesehen sein. Zur Erzeugung des Fernlichts wird ein Bereich oder Ausschnitt L2 aus dem Beleuchtungsmuster W verwendet. Der andere Bereich des Beleuchtungsmusters W wird z.B. nicht erzeugt.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
So mögen die Lichterzeugungseinrichtungen alternativ oder zusätzlich unterschiedliche Zeilenabtastzeiten aufweisen. Sie können dann in einer Weiterbildung alle die ganze (beleuchtbare) Leuchtstofffläche beleuchten. Insbesondere mag die erste Lichterzeugungseinrichtung eine geringere Zeilenabtastzeit aufweisen als die zweite Lichterzeugungseinrichtung, und die zweite Lichterzeugungseinrichtung mag eine geringere Zeilenabtastzeit aufweisen als die dritte Lichterzeugungseinrichtung.
Allgemein mögen die Helligkeitsschwellwerte auch in einem anderen Verhältnis aufgeteilt werden, beispielsweise angepasst an ein logarithmisches Helligkeitsempfinden des menschlichen Auges bei Tage, oder an eine bei Dämmerung oder Dunkelheit wirkendes Helligkeitsempfindungen des menschlichen Auges.
Linke und rechte Fahrzeugscheinwerfer können unterschiedliche Ausgestaltungen der beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung aufweisen.
Auch können die Lichtquellen der Lichterzeugungseinrichtungen unterschiedliche Strahlleistungen aufweisen.
Die MEMS-Spiegel können resonant oder nichtresonant betrieben werden.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugszeichenliste

1: Leuchtvorrichtung
2: Lichterzeugungseinrichtung
3: Lichterzeugungseinrichtung
4: Lichterzeugungseinrichtung
5: Laserdiode
6: Linse
7: Umlenkspiegel
8: Leuchtstofffläche
9: Steuereinrichtung
A: Abfolge
B: Brennfleck
C1: Beleuchtungsbereich
C1-1: mittlerer Beleuchtungsbereich
C1-2: oberseitiger Randbereich
C1-3: unterseitiger Randbereich
C2: Beleuchtungsbereich
C2-1: mittlerer Beleuchtungsbereich
C2-2: oberseitiger Randbereich
C2-3: unterseitiger Randbereich
C3: Beleuchtungsbereich
D: Drehachse
E: Ein-Zustand
L1: Ausschnitt des Beleuchtungsmusters M
L2: Ausschnitt des Beleuchtungsmusters W
M: Gesamtbeleuchtungsmuster
M1: Beleuchtungsmuster
M2: Beleuchtungsmuster
O: Aus-Zustand
P: Primärlichstrahl
p: waagrecht verlaufende Zeile
P, S: Mischlicht
R: Bewegungsrichtung
r: vertikal verlaufende Spalte
S: Sekundärlicht
s: horizontal verlaufende Zeile
Sp: Spur des Primärlichtstrahls
Sw: Fahrzeugscheinwerfer
T1: erster Teilbereich des Gesamt-Beleuchtungsmusters
T2: zweiter Teilbereich des Gesamt-Beleuchtungsmusters
T3: dritter Teilbereich des Gesamt-Beleuchtungsmusters
U1: Bereich außerhalb des Beleuchtungsbereichs C2
U2: Bereich außerhalb des Beleuchtungsbereichs C3
W: Beleuchtungsmuster

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

WO 2011/160680 A1 [0006]
US 2006/0227087 A1 [0007]
EP 2359605 B1 [0008]

Claims

Verfahren zum Betreiben einer Leuchtvorrichtung (1) mit n > 1 Lichterzeugungseinrichtungen (2, 3, 4) zum Erzeugen eines jeweiligen Primärlichtstrahls (P) und mit einer von den Lichterzeugungseinrichtungen (2, 3, 4) beabstandeten Leuchtstofffläche (8), wobei das Verfahren umfasst: – Beleuchten einer i-ten Teilfläche (T1, T2) der Leuchtstofffläche (8) mit i Lichterzeugungseinrichtungen (2, 3), falls ein gewünschter positiver Helligkeitswert auf dieser beleuchteten Teilfläche einen nächsthöheren i-ten Helligkeits-Schwellwert aus einer Gruppe von n – 1 positiven, sich sukzessive vergrößernden Helligkeits-Schwellwerten unterschreitet oder erreicht, ansonsten – Beleuchten mit n Lichterzeugungseinrichtungen (2, 3, 4), wobei i und n ganze natürliche Zahlen sind und i = [1,..., n] gilt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei ein von einer (i + 1)-ten Lichterzeugungseinrichtung (3, 4) überstreichbarer oder überstrichener Bereich (C2, C3) der Leuchtstofffläche (8) kleiner ist als ein von einer i-ten Lichterzeugungseinrichtung (2, 3) überstreichbarer oder überstrichener Bereich (C1, C2) der Leuchtstofffläche (8).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtstofffläche (8) zeilenartig von den Primärlichtstrahlen (P) überstrichen werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtstofffläche (8) über mindestens die volle Breite von den Primärlichtstrahlen (P) überstrichen werden kann.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtstofffläche (8) von den Primärlichtstrahlen(P) mit der gleichen Zeilenabtastzeit überstrichen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Primärlichtstrahlen (P) von zumindest zwei der Lichterzeugungseinrichtungen (2, 3, 4) eine unterschiedliche Zeilenabtastzeit aufweisen.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichterzeugungseinrichtungen (2, 3, 4) innerhalb einer Bildaufbauzeit einen Anteil einer Gesamtleistung der Primärlichtstrahlen (P) abgeben, welcher zumindest ungefähr einem Verhältnis einer Zahl seiner Lichtquellen (5) zu einer Gesamtzahl von Lichtquellen (5) aller Lichterzeugungseinrichtungen (2, 3, 4) entspricht.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Bildaufbauzeit nicht mehr als fünf Millisekunden beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein vorbestimmter Bereich (L1; L2) eines Beleuchtungsmusters (M; W) auf der Leuchtstofffläche (8) verschoben wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehreren Lichtabstrahlmustern (M; W) unterschiedliche Beleuchtungsfunktionen zugeordnet sind.
Leuchtvorrichtung (1), welche zum Durchführen des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche eingerichtet ist.
Leuchtvorrichtung (1) nach Anspruch 11, wobei die Leuchtvorrichtung ein Fahrzeugscheinwerfer (Sw) oder ein Teil davon ist.
Leuchtvorrichtung (1) nach Anspruch 11, wobei der Fahrzeugscheinwerfer (Sw) ein AFS-Scheinwerfer ist.