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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein solcher Laserscheinwerfer ist per se bekannt und weist ein eine Laserlichtquelle aufweisendes Laserlichtmodul und ein optisch wahrnehmbares, auf einen möglichen Austritt von Laserstrahlung hinweisendes Hinweismittel auf.
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Bei dem bekannten Scheinwerfer ist das Hinweismittel ein Aufkleber, der an einer Stelle des Scheinwerfers platziert ist, die nahe an der Laserlichtquelle liegt und die bei eingebautem Scheinwerfer nur dann sichtbar ist, wenn eine dem Scheinwerfer benachbarte Klappe der Karosserie, sei es eine Kofferraumklappe, eine Motorhaube oder eine Serviceklappe, sichtbar wird.
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Der Warnhinweis hat die Funktion, auf ein bei Beschädigungen des Scheinwerfers mögliches Austreten kohärenter Laserstrahlung hinzuweisen, da derartige Laserstrahlung bekanntlich gesundheitsschädlich sein kann.
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Der erfindungsgemäße Scheinwerfer unterscheidet sich von dem bekannten Scheinwerfer dadurch, dass das Hinweismittel im Scheinwerfer angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen bei fahrbereitem Kraftfahrzeug von außen wahrnehmbaren Warnhinweis zu erzeugen. Bevorzugt ist das Hinweismittel dazu eingerichtet, den Warnhinweis im fehlerfreien Zustand nur bei fahrendem Fahrzeug und aktivierter Laserlichtquelle zu erzeugen.
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Damit wird der Vorteil erzielt, dass ein Warnhinweis auch dann erfolgt, wenn der Laserscheinwerfer auch in Situationen sichtbar ist, bei denen die Klappen geschlossen sind und es zum Beispiel bei einem Unfall und dann fehlerhaft eingeschalteter Laserlichtquelle und beschädigtem Scheinwerfer zu einem Austritt von Laserstrahlung kommen kann.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Hinweismittel eine Warnhinweis-Blende aufweist, die eine für gelb-rotes Licht transparente Struktur besitzt, die von für gelb-rotes Licht intransparentem Blendenmaterial begrenzt wird und deren Geometrie den Warnhinweis verkörpert. Die oben genannten Dauerhaltbarkeitsprobleme werden dadurch sicher vermieden. Dies gilt auch für alle weiteren hier vorgestellten Ausgestaltungen.
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Eine solche Warnhinweis-Blende verkörpert dann den Warnhinweis, wenn sie mit einer Lichtquelle beleuchtet wird. Bei ausgeschalteter Lichtquelle erscheint der Warnhinweis daher nicht, was zur Vermeidung von Irritationen beiträgt. Die Beleuchtung der Warnhinweis-Blende erfolgt nur bei eingeschalteter Laserlichtquelle.
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Bevorzugt ist auch, dass die Warnhinweis-Blende ein Teil einer eine Lichtaustrittsöffnung des Scheinwerfers abdeckenden Abdeckscheibe ist.
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Ferner ist bevorzugt, dass die Warnhinweis-Blende im Scheinwerfer durch eine eine Lichtaustrittsöffnung des Scheinwerfers abdeckende Abdeckscheibe des Scheinwerfers hindurch sichtbar als von der Abdeckscheibe separates Bauteil angeordnet ist. Bevorzugt ist der vor der Blende liegende Teil der Abdeckscheibe dunkel, aber transparent.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung zeichnet sich dadurch aus, dass das Hinweismittel eine weitere Lichtquelle aufweist, dass die Warnhinweis-Blende in einem von der weiteren Lichtquelle ausgehenden Lichtbündel angeordnet ist, und dass das Hinweismittel eine Schaltung aufweist, die dazu eingerichtet ist, die weitere Leuchtdiode gemeinsam mit der Laserlichtquelle einzuschalten und auszuschalten.
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Als vorteilhafte Folge erscheint der Warnhinweis im ordnungsgemäßen Zustand dann nur bei eingeschalteter Laserlichtquelle. Da diese in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit nur oberhalb einer Geschwindigkeit von z.B. 50 bis 70 km/h eingeschaltet wird, ergibt sich bei ordnungsgemäßer Funktion und stehendem Fahrzeug kein Warnhinweis und damit auch keine Irritation eines Betrachters.
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Bevorzugt ist auch, dass die weitere Lichtquelle eine gelb-rotes Licht emittierende Lichtquelle ist. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Lichtfarbe der gewünschten Signalfarbe entspricht, so dass keine weiteren Farbscheiben oder dergleichen erforderlich sind.
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Ferner ist bevorzugt, dass das Hinweismittel einen Strahlteiler aufweist, der in einem gelb-rotes Licht führenden Teil des Strahlengangs der Laserlichtlichtquelle angeordnet ist und der diesen Strahlengang in einen Hauptstrahlengang und einen Nebenstrahlengang aufteilt, wobei die Warnhinweis-Blende in dem Nebenstrahlengang angeordnet ist. Der Laserlichtspot wird dann mit dem Hauptstrahlengang erzeugt.
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Bei dieser Ausgestaltung wird die Warnhinweisblende mit im Nebenstrahlengang propagierendem Licht beleuchtet. Dies ergibt eine optische Ankopplung des Warnhinweises an die Laserlichtquelle. Der Warnhinweis wird zwangsweise dann und nur dann sichtbar, wenn die Laserlichtquelle eingeschaltet ist.
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Bevorzugt ist auch, dass das Hinweismittel einen Strahlteiler aufweist, der in einem blaues Licht führenden Teil des Strahlengangs der Laserlichtquelle oder der weiteren Lichtquelle angeordnet ist und der diesen Strahlengang in einen Hauptstrahlengang und einen Nebenstrahlengang aufteilt, und wobei der Wellenlängenkonverter in dem Hauptstrahlengang angeordnet ist, und wobei ein weiterer Wellenlängenkonverter in dem Nebenstrahlengang angeordnet ist und wobei die Warnhinweis-Blende in dem Nebenstrahlengang angeordnet ist.
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Dies hat den Vorteil, dass das gelb-rote Signallicht für den Warnhinweis auch dann erzeugt wird, wenn der im Hauptstrahlengang angeordnete Konverter, mit dem der Laserspot erzeugt wird, defekt ist oder aufgrund einer Beschädigung des Scheinwerfers fehlt.
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Bevorzugt ist auch, dass das Hinweismittel einen Strahlteiler aufweist, der in einem blaues Licht führenden Teil des Strahlengangs der Laserlichtquelle angeordnet ist und der diesen Strahlengang in einen Hauptstrahlengang und einen Nebenstrahlengang aufteilt, und wobei ein weiterer Wellenlängenkonverter in dem Nebenstrahlengang angeordnet ist und eine Geometrie besitzt, welche den Warnhinweis verkörpert.
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Ferner ist bevorzugt, dass das Hinweismittel eine weitere, blaues Licht emittierende Lichtquelle aufweist, dass der Scheinwerfer eine Schaltung aufweist, die dazu eingerichtet ist, die weitere Lichtquelle gemeinsam mit der Laserlichtquelle einzuschalten und auszuschalten, und dass das Hinweismittel einen weiteren Wellenlängenkonverter aufweist, der in einem Strahlengang der weiteren Lichtquelle angeordnet ist und eine Geometrie besitzt, welche den Warnhinweis verkörpert.
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Weitere Vorteile ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
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1 das technische Umfeld der Erfindung in Form eines Scheinwerfers eines Kraftfahrzeugs;
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2 eine Blende, die eine für gelb-rotes Licht transparente Struktur besitzt;
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3 zeigt eine Schnittansicht des Laserscheinwerfers aus der 1;
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4 eine weitere Schnittansicht des Laserscheinwerfers aus der 1;
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5 eine Schaltung, mit der eine Laserlichtquelle und eine Signallichtquelle elektrisch gekoppelt eingeschaltet und ausgeschaltet wird;
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6 ein Laserlichtmodul, das mit einem Hinweismittel über einen Strahlteiler optisch gekoppelt ist; und
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7 ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ebenfalls eine optische Kopplung zwischen dem Einschalten des Laserlichtmoduls und dem Aktivieren des Warnhinweises besteht.
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Im Einzelnen zeigt die 1 einen Laserscheinwerfer 10 mit einem Gehäuse 12. Das Gehäuse 12 weist eine Lichtaustrittsöffnung auf, die von einer Abdeckscheibe 14 abgedeckt wird. Im eingebauten Zustand des Laserscheinwerfers 10 ist die in der 1 angegebene x-Richtung parallel zu einer Längsachse des Kraftfahrzeugs, während die y-Richtung parallel zu einer Querachse des Kraftfahrzeugs und die z-Richtung parallel zu einer Hochachse des Kraftfahrzeugs ist. Im Inneren des Gehäuses ist ein Laserlichtmodul 16 angeordnet. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind in dem Gehäuse 12 weitere Lichtmodule, wie ein Fernlichtmodul 18 und ein Abblendlichtmodul 20 angeordnet. Alternativ oder ergänzend sind in dem Gehäuse 12 noch weitere Lichtmodule, wie ein Tagfahrlichtmodul und/oder ein Blinklichtmodul angeordnet. Unabhängig davon, ob und ggf. welche weiteren Lichtmodule in dem Gehäuse 12 angeordnet sind, ist es für die Erfindung zunächst wesentlich, dass der Laserscheinwerfer 10 das im Inneren des Gehäuses 12 angeordnete Laserlichtmodul 16 aufweist. Die Lichtmodule können einzeln oder gemeinsam schwenkbar sein, um eine Kurvenlichtfunktion (Schwenkung um vertikale Achse) oder eine Leuchtweitenregulierung (Schwenken um horizontale Achse) zu verwirklichen.
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Bei heutigen Laserscheinwerfern dient das Laserlichtmodul zur Erzeugung eines Laserlichtspots mit großer Reichweite, der eine mit einem separaten Lichtmodul erzeugte Fernlichtverteilung ergänzt, die eine kürzere Reichweite bei größerer Breite aufweist. Das Lichtmodul wird heute in Fahrsituationen ohne Gegenverkehr eingeschaltet, wenn die Fahrgeschwindigkeit oberhalb einer Fahrgeschwindigkeitsschwelle von z.B. 70 bis 80 km pro Stunde liegt. Ein Auftreten von Gegenverkehr wird durch eine Fahrzeugvorfeldsensorik detektiert.
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Auf der Oberseite des Gehäuses 12 ist bei bekannten Laserscheinwerfern in der Nähe des Laserlichtmoduls 16 ein gelb-schwarzer Aufkleber 22 angeordnet, der bei fahrbereitem oder fahrendem Fahrzeug von außen nicht sichtbar ist, weil er z.B. von einer geschlossenen Klappe der Karosserie, sei es eine Motorhaube, ein Kofferraumdeckel oder eine Service-Klappe, abgedeckt wird.
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Der erfindungsgemäße Laserscheinwerfer 10 weist alternativ oder ergänzend zu einem solchen Aufkleber 22 ein Hinweismittel 24 auf, das im Laserscheinwerfer 10 angeordnet ist und das dazu eingerichtet ist, einen bei fahrbereitem Kraftfahrzeug von außen optisch wahrnehmbaren Warnhinweis 26 zu erzeugen. Die optische Wahrnehmbarkeit ergibt sich in einem Ausführungsbeispiel durch eine mit gelb-rotem Licht beleuchtete Blende 28, wie sie exemplarisch in der 2 gezeigt ist.
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2 zeigt eine Blende 28, die eine für gelb-rotes Licht transparente Struktur 30, 32 besitzt, die von Blendenmaterial 34, 36, 38 begrenzt wird, das für gelb-rotes Licht intransparent ist. Die für gelb-rotes Licht transparente Struktur 30, 32 ist so geformt, dass ihre Geometrie den Warnhinweis 26 verkörpert. Dies ist z.B. bei der in der 2 dargestellten Geometrie der Fall, ohne dass die Form des Warnhinweises auf die abgebildete Form beschränkt sein soll. Die 2 zeigt eine dem Betrachter zugewandte Seite einer solchen Blende 28, die von einer hinter der Zeichnungsebene angeordneten und die Blende von unterhalb der Zeichnungsebene her mit gelb-rotem Licht beleuchtenden Lichtquelle beleuchtet wird. Der gelb-rote Teil wird durch eine entsprechende Beleuchtung erzeugt.
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3 zeigt eine Schnittansicht des Laserscheinwerfers 10 aus der 1, wobei der Schnitt parallel zur x-z-Ebene liegt und durch das Hinweismittel 24 hindurchgeht, für ein erstes Ausführungsbeispiel des Hinweismittels 24. Die Blende 28 ist hier ein Bestandteil der Abdeckscheibe 14.
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4 zeigt eine Schnittansicht des Laserscheinwerfers 10 aus der 1, wobei der Schnitt ebenfalls parallel zur x-z-Ebene liegt und durch das Hinweismittel 24 hindurchgeht, für ein zweites Ausführungsbeispiel des Hinweismittels 24. Die Blende 28 ist hier ein separates Bauteil.
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Sowohl für die 3 als auch für die 4 gilt, dass eine Lichtquelle 40, die gelb-rotes Licht emittiert, Licht in eine transparente Vorsatzoptik 42 einstrahlt, wobei die Vorsatzoptik 42 dieses Licht bündelt und die Blende 28 mit dem gebündelten Licht beleuchtet. Die Lichtquelle 40 ist hier eine weitere Lichtquelle 40, beispielsweise eine amber-farbiges Licht abgebende Leuchtdiode, die über eine Leiterplatte 44 mit Strom versorgt und gesteuert wird. Die Steuerung erfolgt dabei so, dass die weitere Lichtquelle 40 immer dann eingeschaltet wird, wenn auch das Laserlichtmodul 16 eingeschaltet wird. Alternative Ausgestaltungen benutzen eine blaues Licht abgebende weitere Lichtquelle zusammen mit einem Wellenlängenkonverter als Quelle für das gelb-rote Signal. Die blaues Licht abgebende weitere Lichtquelle kann eine blaues Licht emittierende Leuchtdiode sein. Alternativ kann gelb-rotes oder blaues Licht auch aus dem Strahlengang einer Laserlichtquelle des Laserlichtmoduls 16 ausgekoppelt werden.
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5 zeigt eine Schaltung 45, mit der eine Laserlichtquelle 46 und eine weitere Lichtquelle 40, die hier zur Unterscheidung von der Laserlichtquelle 46 auch als Signallichtquelle 40 bezeichnet wird, gemeinsam eingeschaltet und ausgeschaltet wird. Dazu sind diese beiden Lichtquellen 40, 46 im dargestellten Beispiel miteinander und mit einem Schalter 48 in Reihe geschaltet. Der Schalter 48 wird von einem Lichtsteuergerät 50 betätigt, das seinerseits Signale eines Fernlichtschalters 52 oder eines übergeordneten Steuergeräts und einer Fahrzeugvorfeldsensorik 53 empfängt. Die Fahrzeugvorfeldsensorik weist z.B. einen Radarsender und -Empfänger und/oder eine Kamera und/oder einen Infrarotstrahlungssender und eine Infrarotkamera auf und löst eine Schließen des Schalters 48 aus, wenn der Fahrer den Fernlichtschalter 52 betätigt und die Fahrzeugvorfeldsensorik 53 ein von Gegenverkehr freies Fahrzeugvorfeld signalisiert.
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Die Ausführungsbeispiele gemäß den 3 bis 5 sind Beispiele einer elektrischen Koppelung zwischen dem Einschalten des Laserlichtmoduls 16 und dem Aktivieren des Warnhinweises. Die 6 und 7 zeigen Ausführungsbeispiele einer optischen Kopplung zwischen dem Einschalten des Laserlichtmoduls 16 und dem Aktivieren des Warnhinweises.
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Im Einzelnen zeigt die 6 ein Laserlichtmodul 16, das mit einem Hinweismittel 24 über einen Strahlteiler 56 optisch gekoppelt ist. Das Laserlichtmodul 16 weist eine Laserlichtquelle 46 auf, die bevorzugt eine blaues Licht oder UV-Licht emittierende Laserdiode 58 ist. Im Bündel 60 der von der Laserdiode 58 ausgehenden Laserstrahlung befindet sich ein Wellenlängenkonverter 62, der einen Teil der einfallenden, eine vergleichsweise kürzere Wellenlänge aufweisenden Laserstrahlung in langwelligeres Licht aus dem gelb-roten Spektralbereich konvertiert. Solche Wellenlängenkonverter sind bekannt. Sie weisen Phosphor auf, der durch die einfallende Laserstrahlung zur Fluoreszenz angeregt wird. Das gelb-rote Licht ist das Fluoreszenzlicht. Der Wellenlängenkonverter 62 ist hier eine auf einem transparenten Träger 64 haftende Schicht. Durch Vermischung des gelb-roten Lichts mit nicht konvertierter, aber gestreuter Laserstrahlung, ergibt sich hinter dem Träger 64 weißes Mischlicht.
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In dem sich hinter dem Träger 64 ausbreitenden weißen Mischlicht ist ein Strahlteiler 56 angeordnet, der einen geringen Anteil dieses Lichtes, der bevorzugt im einstelligen Prozentbereich liegt, reflektiert und das weiße Mischlicht damit in einen Hauptstrahlengang 65 und einen Nebenstrahlengang 67 aufteilt. Im dargestellten Ausführungsbeispiel propagiert das reflektierte Licht in dem Nebenstrahlengang 67. Der restliche Teil des auf den Strahlteiler auftreffenden Lichtes passiert den Strahlteiler 56 und gelangt im Hauptstrahlengang 65 zu einer Strahlformungsoptik 68, die daraus die langreichweitige, z.B. spotförmige Laserlichtverteilung, formt. Die Strahlformungsoptik 68 weist bevorzugt wenigstens einen Hohlspiegelreflektor und/oder wenigstens eine Linse und/oder wenigstens eine katadioptrische Optik auf.
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Der vom Strahlteiler 56 in den Nebenstrahlengang 67 reflektierte Mischlichtanteil wird von einem Spiegel 66 auf die Blende 28 gelenkt. Im Nebenstrahlengang des die Blende 28 beleuchtenden Lichtes ist vor oder hinter der Blende 28 ein wellenlängenselektives Filter 72 angeordnet, das die kurzwelligen Anteile des Mischlichtes absorbiert oder reflektiert. Im Ergebnis tritt hinter dem Filter 72 nur noch der gelb-rote Spektralanteil auf, so dass der durch die Beleuchtung der Blende 28 optisch wahrnehmbare Warnhinweis gelb-rot leuchtend erscheint. Die Blende 28 weist die weiter oben, insbesondere unter Bezug auf die 2, beschriebenen Eigenschaften auf.
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7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem ebenfalls eine optische Kopplung zwischen dem Einschalten des Laserlichtmoduls 16 und dem Aktivieren des Warnhinweises besteht. Dieses Ausführungsbeispiel hat mit dem in der 6 gezeigten Ausführungsbeispiel gemeinsam, dass ein Strahlengang des Laserlichtmoduls 16 durch einen Strahlteiler 56 in einen Hauptstrahlengang 65 und einen Nebenstrahlengang 67 aufgeteilt wird. Der Hauptstrahlengang 65 dient auch hier zur Erzeugung der langreichweitigen Laserlichtverteilung, und der Nebenstrahlgengang 67 dient zur Aktivierung des Warnhinweises.
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Der Strahlteiler 56 ist beim Gegenstand der 7 im Strahlengang des kurzwelligen Laserlichtes vor dem im Hauptstrahlengang angeordneten Wellenlängenkonverter 62 angeordnet. Das Licht, das im Hauptstrahlengang 65 durch den Strahlteiler 56 hindurchtritt, trifft auf den Wellenlängenkonverter 62 und wird auf die bekannte Weise in weißes Mischlicht umgewandelt. Der Träger 64 ist transparent, so dass die Strahlformungsoptik 68 mit weißem Mischlicht beleuchtet wird. Die Strahlformungsoptik 68 hat im Übrigen die beschriebenen Eigenschaften und dient zur Erzeugung der Laserlichtverteilung (Fernlichtspot).
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Die von dem Strahlteiler 66 in den Nebenstrahlengang 67 reflektierte kurzwellige Laserstrahlung wird von dem Spiegel 66 auf einen weiteren Wellenlängenkonverter 74 umgelenkt. Der weitere Wellenlängenkonverter 74 hat bevorzugt die gleichen Eigenschaften wie der erste Wellenlängenkonverter 62 und erzeugt insbesondere gelb-rotes Fluoreszenzlicht. Der zweite Wellenlängenkonverter 74 ist bevorzugt auf einem zweiten Träger 76 anhaftend angeordnet. Der zweite Träger 76 ist bevorzugt für die kurzwelligen Anteile des im Nebenstrahlengang 67 propagierenden Lichtes intransparent und für das gelb-rote Licht transparent.
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Im Lichtweg hinter dem zweiten Träger 76 kann eine Blende 28 mit den oben, insbesondere unter Bezug auf die 2 beschriebenen Eigenschaften angeordnet sein. Diese Blende 28 wird dann mit dem gelb-roten Licht beleuchtet und erscheint dem Betrachter dann als gelb-rot leuchtend.
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In einer weiteren Ausgestaltung besitzt der beim Gegenstand der 7 verwendete Wellenlängenkonverter 74 bereits die Form und Größe der gelb-rot-transparenten Struktur 30, 32 der Blende 28 aus der 2. Dann wird der so geformte Wellenlängenkonverter 74 durch die einfallende Laserstrahlung zur Emission des gelb-roten Lichtes angeregt. Eine Blende 28 ist dann nicht mehr erforderlich.
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Störende Anteile kürzerer Wellenlängen werden dann von dem Träger 76, der in diesem Fall als wellenlängenselektiver Träger ausgestaltet ist, reflektiert oder absorbiert. Eine solche Wellenlängenselektivität wird z.B. durch eine dichroitische Beschichtung des im Übrigen transparenten Trägers erzielt. Dies gilt im Übrigen auch für sämtliche in dieser Anmeldung erwähnten wellenlängenselektiven Elemente. Der Betrachter sieht dann den als Warnhinweis geformten und leuchtenden Wellenlängenkonverter, ohne dass eine als Warnhinweis strukturierte Blende erforderlich ist.
