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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug (Kfz) sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung.
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Bei Kfz- Beleuchtungsvorrichtungen werden verschiedene Arten der abgestrahlten Lichtverteilungen unterschieden. Die Eigenschaften der Lichtverteilungen sind teilweise gesetzlich geregelt. Beispielsweise geben Kfz-Scheinwerfer in der Regel eine Frontlichtverteilung ab, die eine abgeblendete Lichtverteilung umfasst und zusätzliche Lichtverteilungen, wie Fernlicht-Lichtverteilungen oder auch Seitenausleuchtungen oder Nebellicht beinhalten kann.
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Die verschiedenen Lichtverteilungen zeichnen sich oftmals durch einen spezifischen und komplexen Intensitätsverlauf aus. So weist die abgeblendete Lichtverteilung im bestimmungsgemäßen Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung und bei bestimmungsgemäßer Einbaulage in einem Kraftfahrzeug eine sogenannte Hell-Dunkel-Grenze auf, welche zumindest teilweise horizontal verläuft. Ein ausgeleuchteter Bereich (Hell-Bereich) befindet sich unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze. Oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegt ein Dunkel-Bereich, welcher von der abgeblendeten Lichtverteilung nicht mit Licht bestrahlt wird. Dadurch kann das Vorfeld des Kraftfahrzeugs ausgeleuchtet werden und eine Blendung von anderen Verkehrsteilnehmern, insbesondere entgegenkommenden Verkehrsteilnehmern, weitgehend vermieden werden. Die Hell-Dunkel-Grenze kann auch mehrere vertikal gegeneinander versetzte Abschnitte aufweisen. Denkbar ist auch, dass mehrere, vertikal und horizontal zueinander versetzt verlaufende Abschnitte durch einen schräg verlaufenden Abschnitt der Hell-Dunkel-Grenze miteinander verbunden sind (sogenannte „Z-Shape“ der Hell-Dunkel-Grenze) .
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Im Gegensatz zur abgeblendeten Lichtverteilung erstreckt sich die Fernlicht-Lichtverteilung zumindest abschnittsweise oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze, wodurch eine höhere Reichweite erzielt werden kann.
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Bei Kfz- Beleuchtungsvorrichtungen ist es oftmals erwünscht, verschiedene der genannten Lichtverteilungen in einem gemeinsamen Lichtmodul erzeugen. Dadurch können verschiedene Lichtfunktionen in dem oftmals nur begrenzt zur Verfügung stehenden Bauraum eines Kraftfahrzeugs untergebracht werden.
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Darüber hinaus sind sogenannte adaptive Lichtsystemen erwünscht, bei welchen die abgegebene Lichtverteilung veränderlich sein und in Abhängigkeit der Fahrbedingungen (Verkehrsbedingungen, Umweltbedingungen, Fahrzustand des Kraftfahrzeugs, ...) kontinuierlich angepasst werden soll. Beispielsweise kann durch ein adaptives Fernlicht eine Blendung von anderen Verkehrsteilnehmern auch im Fernlicht-Betrieb vermieden werden, in dem in der Frontlichtverteilung bestimmte Bereiche selektiv ausgeblendet oder gedimmt werden.
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Vor diesem Hintergrund ist beispielsweise in der
DE 195 30 008 A1 beschrieben, eine Kfz- Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 auszugestalten. Hierbei wird eine räumlich und zeitlich veränderbare Lichtverteilung dadurch erzielt, dass das von der eigentlichen Lichtquelle abgegebene Licht an einem steuerbaren Array von Mikrospiegeln reflektiert und in die abgestrahlte Lichtverteilung umgelenkt wird. Hierfür ist insbesondere der Einsatz von sogenannten Digital Mirror Devices (DMD) bekannt. Derartige Arrays von Mikrospiegeln weisen eine Vielzahl von Reflektor-Elementen auf. Die Mikrospiegel weisen jeweils zugeordnete Reflektor-Aktoren auf, um die Mikrospiegel kontrolliert in wenigstens zwei verschiedene Ablenkstellungen einzustellen oder zu schalten. Beleuchtungsvorrichtungen mit Digital Mirror Devices sind beispielsweise aus
WO 2015/ 089 018 A1 und
US 2010 / 0 110 520 A1 bekannt.
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Hierbei besteht das Problem, dass die Lebensdauer der Reflektor-Arrays, insbesondere der einzelnen Reflektor-Elemente und/oder der Reflektor-Aktoren bei erhöhten Temperaturen stark verringert ist. Bei erhöhten Temperaturen können daher einzelne oder alle Reflektor-Elemente funktionsunfähig werden. Bei Verwendung in Kfz-Beleuchtungsvorrichtungen ist dann nicht mehr gewährleistet, dass die abgestrahlte Lichtverteilung die gewünschten Eigenschaften aufweist. Bei Fehlfunktionen des Reflektor-Arrays können Lichtbündel so reflektiert werden, dass es zu einer unerwünschten und potentiell gefährlichen Blendung von Verkehrsteilnehmern kommen kann.
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Abhängig von den Betriebsbedingungen eines Kraftfahrzeugs und dessen Beleuchtungsvorrichtung können sich in der Beleuchtungsvorrichtung zu hohe Temperaturen einstellen, selbst wenn die Beleuchtungsvorrichtung bedarfsgerecht ausgelegt ist. Dies kann wie erläutert dazu führen, dass die Funktion des Reflektor-Arrays beeinträchtigt ist und/oder die Lebensdauer der Beleuchtungsvorrichtung stark verkürzt wird.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, bei den eingangs genannten Beleuchtungsvorrichtungen das Gefährdungspotential durch nicht richtig funktionierende Reflektor-Arrays zu reduzieren und generell die Zuverlässigkeit und Lebensdauer der genannten Beleuchtungsvorrichtungen zu verbessern.
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Diese Aufgabe wird durch eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 gelöst. Diese umfasst eine Lichtquelleneinrichtung zur Abgabe einer primären Lichtverteilung (zum Beispiel wenigstens eine Leuchtdiode), sowie eine steuerbare Reflektor-Array-Einrichtung zur Umformung der primären Lichtverteilung in eine entsprechend der Steuerung veränderbare Zwischenlichtverteilung. Die Zwischenlichtverteilung speist - gegebenenfalls über weitere optische Elemente - eine abgestrahlte Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung. Die abgestrahlte Lichtverteilung wird durch einen Austrittsabschnitt der Beleuchtungsvorrichtung nach außen abgegeben. Da die Zwischenlichtverteilung mittels der steuerbaren Reflektor-Array-Einrichtung veränderbar ist, kann auch die abgestrahlte Lichtverteilung gezielt verändert werden.
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Die Reflektor-Array-Einrichtung weist eine Vielzahl von reflektierend wirkenden Reflektor-Elementen auf. Diese sind vorzugsweise matrixartig nebeneinander angeordnet, beispielsweise auf einem gemeinsamen Substrat. Den Reflektor-Elementen sind jeweils Reflektor-Aktoren zugeordnet, mit welchen die Reflektor-Elemente unabhängig voneinander in wenigstens eine erste definierte Ablenkstellung und eine zweite definierte Ablenkstellung entsprechend der Steuerung bewegbar sind. Insbesondere weist jedes Reflektor-Element jeweils einen separaten Reflektor-Aktor auf. Je nach Konstruktion der Reflektor-Array-Einrichtung können die Reflektor-Elemente diskret zwischen den verschiedenen Ablenkstellungen hin und her schaltbar sein, oder kontinuierlich zwischen den verschiedenen Ablenkstellungen bewegbar sein.
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Die Reflektor-Array-Einrichtung ist derart ausgebildet und derart positioniert, dass die Zwischenlichtverteilung aus der primären Lichtverteilung durch Reflexion an den Reflektor-Elementen geformt wird und die Zwischenlichtverteilung durch Bewegung der einzelnen Reflektor-Elemente in die erste, die zweite oder gegebenenfalls auch weitere Ablenkstellungen veränderbar ist.
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Insbesondere ist vorgesehen, dass zumindest ein Anteil der Reflektor-Elemente bei Vorliegen wenigstens einer der Ablenkstellungen derart angeordnet ist, dass das auftreffende Licht der primären Lichtverteilung nach Reflexion an dem Reflektor-Element durch den Austrittsabschnitt durchtritt und zur abgestrahlten Lichtverteilung beiträgt und dass bei Vorliegen einer anderen Ablenkstellung nach Reflexion an dem Reflektor-Element das Licht nicht durch den Austrittsabschnitt durchtritt und nicht zur abgestrahlten Lichtverteilung beiträgt.
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Zur Lösung der genannten Aufgabe trägt bei, dass eine Sensoreinrichtung vorgesehen ist, die zur Ermittlung der auf die Reflektor-Array-Einrichtung einwirkenden Temperatur ausgebildet ist. Ferner ist eine Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Reflektor-Array-Einrichtung (insbesondere zur Ansteuerung der Reflektor-Aktoren) vorgesehen. Die Steuereinrichtung wirkt auch mit der Sensoreinrichtung zusammen, wobei insbesondere die ermittelte Temperatur der Steuereinrichtung zugeführt wird. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, die Reflektor-Array-Einrichtung auch in Abhängigkeit der ermittelten Temperatur anzusteuern.
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Da die Sensoreinrichtung die Temperatur misst, die auf die Reflektor-Array-Einrichtung einwirkt, kann festgestellt werden, wenn die Temperatur in einen problematischen Bereich angestiegen ist. Wird dies festgestellt, so kann mittels der Steuereinrichtung die Reflektor-Array-Einrichtung derart angesteuert werden, dass eine Blendung durch Licht, welches an nicht funktionsunfähigen Reflektor-Elementen reflektiert wird, vermieden wird. Darüber hinaus kann bei kritisch erhöhter Temperatur die Reflektor-Array-Einrichtung derart angesteuert werden, dass die Reflektor-Elemente nicht mehr bewegt werden und dadurch Beschädigungen und/oder Beeinträchtigungen der Lebensdauer durch einen Betrieb bei zu hoher Temperatur vermieden werden. Insofern wird die Lebensdauer der Beleuchtungsvorrichtung insbesondere dadurch erhöht, dass bei hohen Temperaturen oberhalb einer kritischen Temperatur die Reflektor-Array-Einrichtung nicht mehr betrieben wird und insbesondere die Reflektor-Elemente nicht mehr in verschiedene Ablenkstellungen bewegt werden. Die kritische Temperatur lässt sich beispielsweise so festlegen, dass die erwartete Lebensdauer der Reflektor-Array-Einrichtung länger ist, als eine typische Lebensdauer der gesamten Beleuchtungsvorrichtung und/oder des Kraftfahrzeugs als solches.
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Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Reflektor-Aktoren derart angesteuert werden, dass ein Anteil der Reflektor-Elemente oder sämtliche Reflektor-Elemente in eine Ruheposition bewegt werden, wenn die ermittelte Temperatur oberhalb einer kritischen Temperatur Tc liegt. Um die Ansteuerung wie beschrieben durchzuführen, kann in der Steuereinrichtung ein Wert für die kritische Temperatur gespeichert sein.
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Dadurch, dass die Reflektor-Elemente in die Ruheposition bewegt werden, können die Reflektor-Array-Einrichtungen auch erhöhte Temperaturen ohne nennenswerte Einbußen der Lebensdauer und der Zuverlässigkeit überstehen. Die Ruheposition ist beispielsweise dadurch ausgezeichnet, dass die Reflektor-Elemente bewegungsgesichert sind und/oder verrasten. Die Ruheposition kann auch eine Neutralstellung sein, in welcher die Reflektor-Elemente kraftfrei und/oder spannungsfrei verbleiben.
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Vorzugsweise handelt es sich bei den Reflektor-Elementen um verlagerbare Kleinteile mit reflektierend wirkender Oberfläche. Die Reflektor-Elemente sind beispielsweise plättchenartige Gebilde mit quadratischer oder polygonaler Oberfläche, die im Wesentlichen eben ist. Insbesondere sind diese Reflektor-Elemente maxtrixartig angeordnet. Typische Abmessungen der Reflektor-Elemente liegen im Mikrometerbereich. Wie erläutert können insbesondere sogenannte DMD (Digital Mirror Devices) als Reflektor-Array verwendet werden. Eine für die vorliegenden Zwecke beispielhaft nutzbare Reflektor-Array-Einrichtung ist in der
DE 195 30 008 A1 als sogenannte Umlenkvorrichtung beschrieben (dort Spalte 2, Zeile 64 bis Spalte 3, Zeile 41). Die dort beschriebenen Ausgestaltungen der Umlenkvorrichtung können bei der vorliegenden Erfindung Verwendung finden und werden hiermit in die Offenbarung mit einbezogen.
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Die Reflektor-Array-Einrichtung ist vorzugsweise derart in der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet, dass dann, wenn ein jeweiliges Reflektor-Element in seiner Ruheposition vorliegt, von diesem Reflektor-Element kein Licht der primären Lichtverteilung in die abgestrahlte Lichtverteilung gelangt. Insbesondere ist das Reflektor-Element in seiner Ruheposition derart ausgerichtet, dass das Licht nicht durch den Austrittabschnitt der Beleuchtungsvorrichtung reflektiert wird.
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Je nach Ausgestaltung kann die Ruheposition eine definierte Ablenkstellung sein. Vorzugsweise ist die Ruheposition jedoch eine Art Parkposition, in welcher kein Licht durch den Austrittsabschnitt gelenkt wird. Wenigstens eine der eingangs genannten Ablenkstellungen zeichnet sich dadurch aus, dass die Flächennormale auf das Reflektor-Element bei Vorliegen dieser Ablenkstellung einen nicht verschwindenden Winkel zu einer Lotrichtung auf die Reflektor-Array-Einrichtung einnimmt. Demgegenüber zeichnet sich die Ruheposition und/oder die jeweils andere Ablenkstellung insbesondere dadurch aus, dass die Lotrichtung auf das Reflektor-Element parallel zu der genannten Flächenormalen auf die Reflektor-Array-Einrichtung verläuft. Vorzugsweise kann eine Ruheposition dadurch definiert sein, dass die reflektierend wirkenden Oberflächen sämtlicher Reflektor-Elemente in einer gemeinsamen Ebene ausgerichtet sind (welche dann senkrecht zu der genannten Lotrichtung auf die Reflektor-Array-Einrichtung ist).
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Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich für Beleuchtungsvorrichtungen, welche (unter anderem) zur Abgabe einer abgeblendeten Lichtverteilung ausgebildet sind. Die abgeblendete Lichtverteilung weist, wie eingangs erläutert, eine Hell-Dunkel-Grenze auf, mit einem unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze ausgeleuchteten Hell-Bereich und einem oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegenden, nicht bestrahlten Dunkel-Bereich. Vorzugsweise ist die Steuereinrichtung derart eingerichtet, dass dann, wenn die ermittelte Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur liegt, nur der Anteil der Reflektor-Elemente in die Ruheposition bewegt wird, der bei Vorliegen einer der Ablenkstellungen Licht in den Dunkel-Bereich (oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze) reflektieren würde. Bei dieser Ausgestaltung werden daher nur diejenigen Reflektor-Elemente in die Ruheposition bewegt, welche bei Vorliegen einer der Ablenkpositionen Licht aus der primären Lichtverteilung derart reflektieren würden, dass dieses Licht in den Dunkel-Bereich gelangen würde.
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Mit anderen Worten werden bei der genannten Ausgestaltung diejenigen Reflektor-Elemente in die Ruheposition bewegt, welche zu einer Ausleuchtung im Dunkel-Bereich führen könnten und daher zu einer Blendung von Verkehrsteilnehmern führen könnten. Bei der genannten Ausgestaltung kann somit dann, wenn die ermittelte Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur liegt nur noch Licht im Bereich unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze aus der Beleuchtungsvorrichtung austreten. Insofern wird insbesondere bei Überschreiten der kritischen Temperatur eine etwaige Fernlicht-Funktion deaktiviert. Ein Not-Abblendlicht durch die verbleibenden, nicht in Ruheposition bewegten Reflektor-Elemente, kann erhalten werden.
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Zur weiteren Ausgestaltung können zwei kritische Temperaturen definiert sein (erste kritische Temperatur Tel, zweite kritische Temperatur Tc2, wobei Tc1 kleiner ist als Tc2). Die Werte für erste und zweite kritische Temperatur können beispielsweise in der Steuereinrichtung abgespeichert sein. Vorzugsweise werden kann, wenn die ermittelte Temperatur zwischen der ersten kritischen Temperatur und der zweiten kritischen Temperatur liegt, nur diejenigen Reflektor-Elemente in die Ruheposition bewegt, welche bei Vorliegen einer der Ablenkpositionen Licht der primären Lichtverteilung in den Dunkel-Bereich lenken würden. Steigt die Temperatur weiter an und überschreitet auch die zweite kritische Temperatur, so können dann sämtliche Reflektor-Element in die Ruheposition bewegt werden. Dieses zweistufige Sicherheitskonzept erhält bei geringer Temperaturerhöhung zunächst noch eine Funktion als Not-Abblendlicht aufrecht. Erst bei erheblicher Temperaturerhöhung findet eine vollständige Sicherheitsabschaltung statt.
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Zur weiteren Ausgestaltung kann die Beleuchtungsvorrichtung zusätzlich zur Abgabe einer Fernlicht-Lichtverteilung ausgebildet sein. Diese zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass ausgeleuchtete Bereiche oberhalb der Hell-Grenze vorgesehen sind. Die Steuereinrichtung kann dann derart eingerichtet sein, dass dann, wenn die ermittelte Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur liegt, diejenigen Reflektor-Elemente in die Ruheposition bewegt werden, welche bei Vorliegen einer der Ablenkpositionen Licht der primären Lichtverteilung in die Fernlicht-Lichtverteilung reflektieren würden. Insbesondere werden dann sämtliche zur Fernlicht-Lichtverteilung beitragenden Reflektor-Elemente bei Überschreitung der kritischen Temperatur deaktiviert. Da die Fernlicht-Lichtverteilung in der Regel von besonders intensivem Licht gespeist wird und somit hohe Intensitäten aufweist, ist eine Blendung durch unkontrolliert austretendes Fernlicht besonders risikobehaftet. Dies kann durch die genannte Ausgestaltung verhindert werden.
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Grundsätzlich kann die Sensoreinrichtung zur direkten Messung der Temperatur der Reflektor-Array-Einrichtung ausgebildet sein, beispielsweise in der Art eines Kontakt-Messfühlers, der an einem Abschnitt der Reflektor-Array-Einrichtung anliegt. Eine solche Lösung ist technisch einfach und zuverlässig. Andererseits kann die Sensoreinrichtung zur indirekten Ermittlung der Temperatur der Reflektor-Array-Einrichtung ausgebildet sein. Hier können beispielsweise Messungen der Temperatur in der Beleuchtungsvorrichtung und/oder der Umgebungstemperatur erfolgen. Auch Messungen der Infrarot-Abstrahlung der Reflektor-Array-Einrichtung sind denkbar. Durch eine indirekte Messung wird eine optische Beeinträchtigung der Reflektor-Array-Einrichtung weitgehend vermieden und es müssen keine Bauteile im Bereich des Strahlengangs der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet werden.
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Die Steuereinrichtung ist insbesondere auch zur Ansteuerung der Lichtquelleneinrichtung ausgebildet. Hier ist grundsätzlich vorteilhaft, wenn die Strahlungsabgabe der Lichtquelleneinrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Temperatur angesteuert wird. Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung derart, dass dann, wenn die ermittelte Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur liegt, die abgegebene Strahlungsleistung der Lichtquelleneinrichtung reduziert wird.
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Beispielsweise kann eine Reduktion der Strahlungsleistung auf eine Notbeleuchtung erfolgen, welche gerade noch gesetzliche Vorgaben erfüllt, jedoch das Blendungsrisiko durch unkontrollierte Reflektor-Elemente weitgehend reduziert ist. Denkbar ist jedoch auch, dass bei Überschreiten der kritischen Temperatur die Lichtquelleneinrichtung deaktiviert wird.
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Grundsätzlich ist es vorteilhaft, wenn die Beleuchtungsvorrichtung eine Gebläse-Einrichtung aufweist, mittels welcher eine Luftströmung zur Kühlung der erwärmten Bauteile, insbesondere zur Kühlung der Reflektor-Array-Einrichtung erzeugbar ist. Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass die Steuereinrichtung auch dazu ausgebildet ist, diese Gebläse-Einrichtung in Abhängigkeit der ermittelten Temperatur anzusteuern. Insbesondere wird die Gebläse-Einrichtung aktiviert, wenn die ermittelte Temperatur oberhalb der kritischen Temperatur liegt.
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Vorzugsweise wirkt die Steuereinrichtung zusätzlich oder alternativ auch mit der Lichtquelleneinrichtung zusammen und steuert die Gebläse-Einrichtung in Abhängigkeit der Strahlungsleistung der Lichtquelleneinrichtung. Beispielsweise wird die Leistung der Gebläse-Einrichtung erhöht, wenn die abgegebene Strahlungsleistung zunimmt. Dadurch kann über einen großen Parameterbereich vermieden werden, dass überhaupt eine unerwünschte Erwärmung der Reflektor-Array-Einrichtung auf eine problematische Temperatur erfolgt.
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Die Lichtquelleneinrichtung umfasst grundsätzlich wenigstens eine Lichtquelle. Sie kann zusätzlich auch optische Elemente aufweisen, welche im Strahlengang zwischen der eigentlichen Lichtquelle und der Reflektor-Array-Einrichtung wirken. So kann die Lichtquelleneinrichtung beispielsweise eine Primäroptik aufweisen, welche das Licht der Lichtquelle auf die Reflektor-Array-Einrichtung lenkt, bündelt oder fokussiert. Als Lichtquellenkönnen Leuchtdioden (LEDs), LED-Array oder Ähnliches zum Einsatz kommen. Selbstverständlich sind auch andere Arten von Lichtquellen denkbar.
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Der Austrittsabschnitt der Beleuchtungsvorrichtung ist derjenige Teil, durch welchen das Licht letztendlich als abgestrahlte Lichtverteilung austritt. Insofern kann der Austrittsabschnitt eine optische Funktion aufweisen, beispielsweise die Zwischenlichtverteilung in die Abstrahllichtverteilung umleiten, bündeln oder umformen. Der Austrittsabschnitt kann beispielsweise von einer Sekundäroptikeinrichtung gebildet sei (zum Beispiel eine Projektionslinse). Denkbar ist jedoch auch, dass der Austrittsabschnitt die Lichtverteilung nicht wesentlich beeinflusst und insbesondere nicht bündelnd oder in sonstiger Weise verändernd wirkt. Insofern kann der Austrittsabschnitt eine Abdeckscheibe oder eine bloße Austrittsöffnung sein. Insbesondere wird die abgestrahlte Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung nur durch solches Licht gespeist, welches durch den Austrittsabschnitt durchtritt.
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Die eingangs gestellte Aufgabe wird auch gelöst durch ein Verfahren zur Überwachung einer Beleuchtungsvorrichtung bzw. zum Betreiben einer Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für eine Beleuchtungsvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art. Gemäß dem Verfahren wird die Temperatur ermittelt, welche auf die Reflektor-Array-Einrichtung einwirkt und die Reflektor-Array-Einrichtung wird in Abhängigkeit der ermittelten Temperatur angesteuert. Gemäß dem Verfahren wird ein Anteil der Reflektor-Elemente oder alle Reflektor-Elemente in eine Ruheposition bewegt, wenn die ermittelte Temperatur oberhalb einer kritischen Temperatur (Tc) liegt. Wie erläutert, kann dadurch vermieden werden, dass die Reflektor-Array-Einrichtung in einem problematischen Temperaturbereich betrieben wird.
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Dadurch wird das Risiko minimiert, dass Reflektor-Elemente unkontrolliert bewegt werden und/oder die Lebensdauer-Reflektor-Array-Einrichtung unerwünscht reduziert ist. Das Verfahren kann durch die im Zusammenhang mit der Beleuchtungsvorrichtung beschriebenen Maßnahmen weiter ausgestaltet sein. Insofern wird auf die vorstehenden Ausführungen verwiesen.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1: Skizzierte Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung;
- 2: Beleuchtungsbild einer Beleuchtungsvorrichtung, wie es sich auf einem von der Beleuchtungsvorrichtung beabstandeten Testschirm ergibt, auf den die abgestrahlte Lichtverteilung eingestrahlt wird.
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Die 1 zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung 10 für ein Kraftfahrzeug, beispielsweise einen Front-Scheinwerfer. Die Beleuchtungsvorrichtung 10 hat eine skizziert dargestellte Lichtquelleneinrichtung 12, welche das die Beleuchtungsvorrichtung 10 speisende Licht abgibt. Im dargestellten Beispiel ist eine optionale Primäroptik 14 gezeigt, welche beispielsweise das von der Lichtquelleneinrichtung 12 abgegebene Licht bündelt oder kollimiert. Die Lichtquellenanordnung 12 gibt insofern, gegebenenfalls nach Wirkung der Primäroptik 14, eine primäre Lichtverteilung 16 ab, welche auf die optisch wirksame Oberfläche einer Reflektor-Array-Einrichtung 18 gleitet wird.
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Die Reflektor-Array-Einrichtung 18 umfasst eine Vielzahl von matrixartig angeordneten Reflektor-Elementen 20, welche gesteuert in wenigstens zwei verschiedene Ablenkstellungen eingestellt werden können. In den verschiedenen Ablenkstellungen ist die reflektierend wirkende Oberfläche eines Reflektors-Elements 20 jeweils unterschiedlich orientiert, so dass auftreffendes Licht in abweichende Richtungen reflektiert wird. Zur Einstellung der Reflektor-Elemente 20 in verschiedene Ablenkstellungen ist jedem Reflektor-Element 20 ein Reflektor-Aktor 22 zugeordnet (in
1 nur skizziert dargestellt). Zu einer möglichen, konkreten Ausgestaltung der Reflektor-Array-Einrichtung 18 und insbesondere der Reflektor-Elemente 20 sowie der Reflektor-Aktoren 22 wird auf die
DE 195 30 008 A1 verwiesen und insbesondere auf die darin angesprochenen Digital Mirror Devices (DND) Bezug genommen.
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Die Reflektor-Elemente 20 der Reflektor-Array-Einrichtung 18 reflektieren die primäre Lichtverteilung 16 in die Zwischenlichtverteilung 24. Die Eigenschaften der Zwischenlichtverteilung 24 sind durch Veränderung der Ablenkstellung der einzelnen Reflektor-Elemente 20 gezielt veränderbar.
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Die Zwischenlichtverteilung 24 wird, gegebenenfalls über weitere nicht darstellte optische Einrichtung, zu einem Austrittsabschnitt 26 der Beleuchtungsvorrichtung 10 geleitet und tritt durch den Austrittsabschnitt 26 als abgestrahlte Lichtverteilung 28 aus der Beleuchtungsvorrichtung 10 aus.
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Die abgestrahlte Lichtverteilung 28 breitet sich entlang einer Vorzugsrichtung aus, welche als Hauptabstrahlrichtung 30 bezeichnet ist. Im dargestellten Beispiel ist der Austrittsabschnitt 26 mit einer Sekundäroptikeinrichtung 32 versehen, beispielsweise einer Projektionslinse.
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Die Reflektor-Array-Einrichtung 18 ist derart angeordnet, dass zumindest ein Anteil der Reflektor-Elemente 20 bei Vorliegen wenigstens einer der Ablenkstellungen des Reflektor-Elementes derart angeordnet ist, dass auftreffendes Licht der primären Lichtverteilung 16 nach Reflexion an dem jeweiligen Reflektor-Element 20 durch den Austrittsabschnitt 26 durchtritt und zur abgestrahlten Lichtverteilung 28 beiträgt. Insbesondere ist eine jeweils andere Ablenkstellung dadurch charakterisiert, dass das auftreffende Licht der primären Lichtverteilung 16 nach Reflexion an dem jeweiligen Reflektor-Element nicht durch den Austrittabschnitt 26 durchtritt und daher auch nicht zur abgestrahlten Lichtverteilung 28 beiträgt.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 10 umfasst auch eine Steuereinrichtung 34, welche zur Ansteuerung verschiedenartiger Funktionen und/oder Bauteile der Beleuchtungsvorrichtung 10 ausgebildet sein kann. Insbesondere wirkt die Steuereinrichtung 34 mit der Reflektor-Array-Einrichtung 18 zusammen, wie in der 1 durch eine Verbindung 36 skizziert. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Steuereinrichtung 34 die Reflektor-Aktoren 22 sämtlicher Reflektor-Elemente 20 ansteuert und die Bewegung der Reflektor-Elemente 20 in jeweilige Ablenkstellungen vorgibt.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 10 umfasst außerdem eine Sensoreinrichtung 38 zur Ermittlung der auf die Reflektor-Array-Einrichtung 18 einwirkenden Temperatur. Im dargestellten Beispiel wirkt die Sensoreinrichtung 38 mit einem Substrat 40 der Reflektor-Array-Einrichtung 18 zusammen, auf welchem Substrat 40 die Reflektor-Elemente 20 matrixartig angeordnet sind.
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Die Sensoreinrichtung 38 kommuniziert mit der Steuereinrichtung 34, was im dargestellten Beispiel durch eine Verbindung 42 skizziert ist.
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Die Steuereinrichtung 34 kann auch zur Ansteuerung der Lichtquelleneinrichtung 12 ausgebildet sein und mit der Lichtquelleneinrichtung 12 zusammenwirken (skizziert durch Verbindung 44). Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 34 dazu ausgebildet sein, die Lichtquelleneinrichtung 12 in Abhängigkeit der von der Sensoreinrichtung 38 ermittelten Temperatur anzusteuern.
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Optional kann eine Gebläse-Einrichtung 46 vorgesehen sein (in 1 skizziert), welche eine Luftströmung zur Kühlung der Reflektor-Array-Einrichtung 18 erzeugen kann. Insbesondere kann die Steuereinrichtung 34 auch dazu ausgebildet sein, die Gebläse-Einrichtung 46 in Abhängigkeit der ermittelten Temperatur anzusteuern (skizzierte Verbindung 48 zwischen Steuereinrichtung 34 und Gebläse-Einrichtung 46).
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Anhand von 2 wird das Beleuchtungsbild erläutert, welches sich auf einem Testfeld 50 einstellt, welches sich in Hauptabstrahlrichtung 30 beabstandet von der Beleuchtungsvorrichtung 10 im Wesentlichen senkrecht zu der Hauptabstrahlrichtung 30 erstreckt.
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Je nach Ansteuerung der Reflektor-Array-Einrichtung 18 sind mit der Beleuchtungsvorrichtung 10 verschiedene Lichtverteilungen erzeugbar.
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Beispielsweise kann eine abgeblendete Lichtverteilung 52 erzeugt werden, welche eine abschnittsweise verlaufende Hell-Dunkel-Grenze HDG aufweist, die einen unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegenden ausgeleuchteten Hell-Bereich 54 von einem oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze liegenden Dunkel-Bereich 56 trennt. Im dargestellten Beispiel hat die Hell-Dunkel-Grenze HDG zwei im Wesentlichen entlang der horizontalen H verlaufende Abschnitte 58a, 58b, welche durch einen schrägverlaufenden Abschnitt 58c ineinander übergehen. Somit kann auf der im dargestellten Beispiel rechten Eigenverkehrseite eine Ausleuchtung des Fahrzeugvorfeldes und eine vergrößerte Reichweite der Beleuchtung erzielt werden. Auf der Gegenverkehr-Seite (im dargestellten Beispiel links) wird eine Blendung der Verkehrsteilnehmer zuverlässig vermieden.
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Zur Erzeugung der abgeblendeten Lichtverteilung 52 werden diejenigen von der primären Lichtverteilung 16 bestrahlten Reflektor-Elemente 20 in eine erste Ablenkstellung geschaltet, welche bei Vorliegen dieser Ablenkstellung Licht in den Bereich unterhalb der Hell-Dunkel-Grenze HDG leiten. Diejenigen Reflektor-Elemente, welche Licht der primären Lichtverteilung 16 derart reflektieren, dass es in den Dunkel-Bereich 56 gelangen würde, sind in eine Ablenkstellung geschaltet, in welcher Licht nicht durch den Austrittsabschnitt 26 gelenkt wird.
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In einem anderen Betriebszustand kann die Beleuchtungsvorrichtung 10 eine Fernlicht-Lichtverteilung 62 abgeben, welche auch Bereiche oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze HDG ausleuchtet (in 2 gestrichelt dargestellt). Dies kann dadurch erreicht werden, dass solche Reflektor-Elemente 20 in eine Ablenkstellung geschaltet werden, in welcher Licht der primären Lichtverteilung 16 nach Reflexion aus dem Austrittsabschnitt 26 austritt und welche Licht in den Bereich oberhalb der Hell-Dunkel-Grenze lenken.
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Die Steuereinrichtung 34 ist insbesondere zur Durchführung eines Betriebsverfahrens für die Beleuchtungsvorrichtung 10 eingerichtet, bei dem die Temperatur der Reflektor-Array-Einrichtung 18 ermittelt wird und dann, wenn die ermittelte Temperatur eine kritische Temperatur Tc überschreitet, eine Auswahl oder sämtliche der Reflektor-Elemente 20 in eine Stellung geschaltet werden, in welcher Licht der primären Lichtverteilung 16 nicht mehr durch den Austrittsabschnitt 26 in die abgeblendete Lichtverteilung 28 gelenkt wird.
