DE102016210363B4 - Lighting device for a motor vehicle, motor vehicle with lighting device and method for operating a lighting device - Google Patents

Lighting device for a motor vehicle, motor vehicle with lighting device and method for operating a lighting device Download PDF

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Abstract

Beleuchtungseinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Laser-Lichtquelle (12) und einem faserförmigen Lichtleitelement (14) mit einem ersten Ende (14a) und einem zweiten Ende (14b), wobei mittels der Laser-Lichtquelle (12) Licht in das erste Ende (14a) des Lichtleitelements (14) einkoppelbar ist, und wobei das Lichtleitelement (14) derart ausgebildet ist, dass in das erste Ende (14a) eingekoppeltes Licht zumindest zum Teil durch das Lichtleitelement (14) durchführbar ist, wobei aus dem Lichtleitelement (14) ein Großteil des in das erste Ende (14a) des Lichtleitelements (14) eingekoppelten Lichts entlang des Lichtleitelements (14) zu Beleuchtungszwecken seitlich auskoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (14) derart ausgebildet ist, dass das in das erste Ende (14a) eingekoppelte Licht zumindest zum Teil durch das Lichtleitelement (14) durchführbar ist, so dass dieses aus dem zweiten Ende (14b) des Lichtleitelements (14) austritt, und wobei die Beleuchtungseinrichtung (10) eine Detektionseinheit (18) aufweist, die dazu ausgelegt ist, eine radio- und/oder photometrische und/oder thermische Größe (P) zu erfassen, die das aus dem zweiten Ende (14b) des Lichtleitelements (14) austretende Licht betrifft, wobei im optischen Pfad (16) zwischen dem zweiten Ende (14b) des Lichtleitelements (14) und der Detektionseinheit (18) ein erstes optisches Element (24) angeordnet ist, das dazu ausgelegt ist, Licht zu einem ersten vorbestimmten Anteil in das Lichtleitelement (14) zu reflektieren, und zu einem zweiten vorbestimmten Anteil zu transmittieren.Lighting device (10) for a motor vehicle with a laser light source (12) and a fiber-shaped light guide element (14) with a first end (14a) and a second end (14b), whereby the laser light source (12) is used to emit light into the first The end (14a) of the light guide element (14) can be coupled in, and the light guide element (14) is designed in such a way that light coupled into the first end (14a) can at least partially be passed through the light guide element (14), wherein the light guide element (14) 14) a large part of the light coupled into the first end (14a) of the light guide element (14) can be decoupled laterally along the light guide element (14) for lighting purposes, characterized in that the light guide element (14) is designed such that the light guide element (14) is designed such that the light guide element (14) (14a) coupled light can at least partially be passed through the light guide element (14) so that it emerges from the second end (14b) of the light guide element (14), and the illumination device (10) has a detection unit (18) which is designed to detect a radio- and / or photometric and / or thermal variable (P) which the light emerging from the second end (14b) of the light guide element (14) relates, wherein a first optical element (24) is arranged in the optical path (16) between the second end (14b) of the light guide element (14) and the detection unit (18), which is designed to transmit light in a first predetermined proportion into the To reflect light guide element (14), and to transmit a second predetermined proportion.

Description

Die Erfindung geht aus von einer Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, einem Kraftfahrzeug mit einer solchen Beleuchtungseinrichtung und einem Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentantspruchs 9.The invention is based on a lighting device for a motor vehicle according to the preamble of claim 1, a motor vehicle with such a lighting device and a method for operating a lighting device according to the preamble of claim 1 9 .

Bei aus dem Stand der Technik bekannten Beleuchtungseinrichtungen für Kraftfahrzeuge, wie beispielsweise Scheinwerfer, finden mittlerweile neben herkömmlichen Lichtquellen wie Gasentladungslampen oder LEDs auch zunehmend Laser-Lichtquellen Anwendung. Beispielsweise beschreibt die DE 10 2013 008 075 A1 eine Leuchtvorrichtung mit nichtlinearem Lichtleiter für ein Kraftfahrzeug, bei welcher Laserlicht in einen nichtlinearen optischen Lichtleiter eingekoppelt wird, um am Ende des Lichtleiters vorzugsweise weißes Licht als Scheinwerferlicht bereitzustellen. Des Weiteren beschreibt die WO 2004-050421 A1 einen Scheinwerfer für ein Fahrzeug, bei dem im Inneren des Gehäuses eine Lichtquelle für sichtbares Licht angeordnet ist und außerhalb des Gehäuses eine zweite Lichtquelle für infrarote Strahlung vorgesehen ist. Die durch die zweite Lichtquelle generierte infrarote Strahlung wird über einen mit der zweiten Lichtquelle verbundenen und optisch gekoppelten Lichtwellenleiter in das Gehäuse geleitet. Dort tritt das Licht aus dem Lichtwellenleiter im Bereich der Lichtquelle für das sichtbare Licht aus und wird entsprechend dem sichtbaren Licht mittels eines optischen Elements, das beispielsweise als Reflektor, Sammellinse, Streulinse, usw. ausgebildet sein kann, durch den Scheinwerfer abgegeben. Hierdurch wird eine Überlagerung von sichtbarem Licht und Infrarotstrahlung durch den Scheinwerfer abgegeben, sodass durch das sichtbare Licht einerseits die Umgebung für das menschliche Auge sichtbar gemacht werden kann und andererseits die Umgebung für ein Infrarotnachtsichtgerät besser erfassbar ist.In the case of lighting devices for motor vehicles known from the prior art, such as headlights, laser light sources are now increasingly being used in addition to conventional light sources such as gas discharge lamps or LEDs. For example, describes the DE 10 2013 008 075 A1 a lighting device with a non-linear light guide for a motor vehicle, in which laser light is coupled into a non-linear optical light guide in order to provide preferably white light as headlight light at the end of the light guide. Furthermore, the WO 2004-050421 A1 a headlight for a vehicle, in which a light source for visible light is arranged inside the housing and a second light source for infrared radiation is provided outside the housing. The infrared radiation generated by the second light source is guided into the housing via an optical waveguide that is connected to the second light source and is optically coupled. There the light emerges from the optical waveguide in the area of the light source for the visible light and is emitted by the headlight according to the visible light by means of an optical element, which can be designed as a reflector, converging lens, diffusing lens, etc., for example. As a result, visible light and infrared radiation are superimposed by the headlight so that the surroundings can be made visible to the human eye by means of the visible light and the surroundings can be better perceived by an infrared night vision device.

Bei der Verwendung von Laser-Lichtquellen in Beleuchtungseinrichtungen gilt es dabei jedoch immer zu beachten, dass Laserlicht für das menschliche Auge sehr gefährlich sein kann. Zudem ist es auch immer wünschenswert, gerade im Hinblick auf den zunehmenden Funktionsumfang heutiger Kraftfahrzeuge, Komponenten möglichst kompakt und bauraumeffizient ausgestalten zu können.When using laser light sources in lighting devices, however, it should always be noted that laser light can be very dangerous for the human eye. In addition, it is always desirable, especially in view of the increasing functional scope of today's motor vehicles, to be able to make components as compact and space-efficient as possible.

Die DE 10 2013 009 460 A1 beschreibt eine Leuchte für ein Fahrzeug mit einer Lichtleiteranordnung und zumindest eine Lichtquelle, wobei die Lichtleiteranordnung zumindest zwei Lichtleiter umfasst. Dabei weist ein erster Lichtleiter eine Lichteinkoppelfläche, eine seitliche Lichtauskoppelfläche und eine der Lichteinkoppelfläche gegenüberliegende reflektierende Fläche auf. Weiterhin kann die Lichtquelle als Laser ausgebildet sein.The DE 10 2013 009 460 A1 describes a light for a vehicle with a light guide arrangement and at least one light source, the light guide arrangement comprising at least two light guides. A first light guide has a light coupling surface, a lateral light coupling surface and a reflective surface opposite the light coupling surface. Furthermore, the light source can be designed as a laser.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Laser-Lichtquelle, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, welche eine möglichst kompakte und auch sichere Ausgestaltung ermöglichen.The object of the present invention is to provide a lighting device for a motor vehicle with a laser light source, a motor vehicle and a method for operating a lighting device, which enable a design that is as compact and also safe as possible.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungseinrichtung, ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen gemäß der jeweiligen unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.This object is achieved by a lighting device, a motor vehicle and a method for operating a lighting device having the features according to the respective independent claims. Advantageous refinements of the invention are given in the dependent claims.

Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug weist eine Laser-Lichtquelle und ein faserförmiges Lichtleitelement mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende auf, wobei mittels der Laser-Lichtquelle Licht in das erste Ende des Lichtleitelements einkoppelbar ist. Dabei ist das Lichtleitelement derart ausgebildet, dass in das erste Ende eingekoppelte Licht zumindest zum Teil durch das Lichtleitelement durchführbar ist, sodass dieses aus dem zweiten Ende des Lichtleitelements austritt. Des Weiteren ist aus dem Lichtleitelement ein Großteil des in das erste Ende des Lichtleitelements eingekoppelten Lichts entlang des Lichtleitelements zu Beleuchtungszwecken seitlich auskoppelbar, wobei die Beleuchtungseinrichtung weiterhin eine Detektionseinheit aufweist, die dazu ausgelegt ist, eine radio- und/oder photometrische und/oder thermische Größe zu erfassen, die das aus dem zweiten Ende des Lichtleitelements austretende Licht betrifft. Dabei ist im optischen Pfad zwischen dem zweiten Ende des Lichtleitelements und der Detektionseinheit ein erstes optisches Element angeordnet, das dazu ausgelegt ist, Licht zu einem ersten vorbestimmten Anteil, insbesondere Großteil, in das Lichtleitelement zu reflektieren, und zu einem zweiten vorbestimmten Anteil zu transmittieren.The lighting device according to the invention for a motor vehicle has a laser light source and a fiber-shaped light guide element with a first end and a second end, wherein light can be coupled into the first end of the light guide element by means of the laser light source. The light guide element is designed in such a way that light coupled into the first end can at least partially be passed through the light guide element so that it emerges from the second end of the light guide element. Furthermore, a large part of the light coupled into the first end of the light guide element can be laterally decoupled from the light guide element along the light guide element for lighting purposes, the lighting device furthermore having a detection unit which is designed to measure a radio and / or photometric and / or thermal variable to detect, which concerns the emerging from the second end of the light guide light. In this case, a first optical element is arranged in the optical path between the second end of the light guide element and the detection unit, which is designed to reflect a first predetermined portion, in particular a large part, of light into the light guide element and to transmit a second predetermined portion.

Durch die Verwendung einer Laser-Lichtquelle in Kombination mit einem faserförmigen Lichtleitelement, bei dem das seitlich ausgekoppelte Licht zur Beleuchtung verwendet wird, das heißt also Licht, das entlang der Mantelfläche und quer zur Längserstreckungsrichtung des Lichtleitelements ausgekoppelt wird, kann eine äußerst kompakte Beleuchtungseinrichtung bereitgestellt werden. Dies ist dadurch bedingt, dass durch eine Laser-Lichtquelle ein Lichtstrahl mit hoher Lichtleistung aber äußerst geringem Durchmesser bereitgestellt werden kann, insbesondere ohne notwendige kollimierende Optiken oder dergleichen, wie dies beispielsweise bei LEDs der Fall wäre, und damit in ein ebenso dünnes, faserförmiges Lichtleitelement eingekoppelt werden kann, insbesondere ohne große Lichtverluste. Da zudem die Mantelfläche des Lichtleitelements als effektive Leuchtfläche verwendet wird, ist zudem eine äußerst vorteilhafte Positionierung der Detektionseinheit, zum Beispiel im Bereich des zweiten Endes des Lichtleitelements, möglich, um den Betrieb der Beleuchtungseinrichtung zu überwachen. Durch einen derartigen Aufbau lassen sich insbesondere zahlreiche mögliche Fehlerquellen detektieren, wie beispielsweise eine Positionsverschiebung der Laser-Lichtquelle, des Lichtleitelements oder deren Position zueinander, ein Bruch oder eine Beschädigung des Lichtleitelements, ein fehlerhafter Betrieb der Laser-Lichtquelle, die beispielsweise zu einer übermäßigen Lichtemission führt, und dergleichen. All diese Fehler bedingen eine Änderung der aus dem zweiten Ende aus dem Lichtleiter austretenden Strahlungsleistung, die dann beispielsweise als die das austretende Licht betreffende Größe durch die Detektionseinheit erfasst und damit überwacht werden kann. Insgesamt wird damit eine Beleuchtungseinrichtung bereitgestellt, welche einen besonders kompakten Aufbau, energieeffizienten Betrieb und zudem eine besonders sichere Auslegung ermöglicht. Das erste optische Element kann beispielsweise als reflektierender Spiegel, insbesondere als zumindest teildurchlässiger Spiegel ausgebildet sein, insbesondere als separates Bauteil, oder auch als reflektierende, und beispielsweise teildurchlässige Beschichtung des zweiten Endes des Lichtleitelements selbst ausgebildet sein. Durch dieses erste optische Element lassen sich Lichtverluste vorteilhafterweise deutlich reduzieren, da damit vorteilhafterweise das aus dem zweiten Ende austretende Licht wieder in das Lichtleitelement reflektiert beziehungsweise am Austreten durch Reflexion gehindert wird, damit das Lichtleitelement erneut durchlaufen kann und wiederum zumindest teilweise über die Oberfläche des Lichtleitelements ausgekoppelt werden kann. Dadurch kann die Effizienz der Beleuchtungseinrichtung deutlich gesteigert und Lichtverluste reduziert werden. Zur Überwachung der aus dem zweiten Ende des Lichtleitelements austretenden Lichts betreffenden Größe, wie beispielsweise der Strahlungsleistung, ist, wenn überhaupt, ein geringer Lichtanteil bereits vollkommen ausreichend, insbesondere wenn die Detektionseinheit beispielsweise einen Lichtsensor umfasst. Ist das erste optische Element beispielsweise als lichtundurchlässiger Spiegel mit metallischer Beschichtung ausgebildet, so kann die Detektionseinheit beispielsweise auch als induktiver Temperatursensor, zum Beispiel auf der Rückseite des Spiegels angeordnet, ausgebildet sein, wodurch eine direkte und schnelle Erfassung der Temperatur, und insbesondere auch Temperaturänderungen, der metallischen Oberfläche des Spiegels erfasst werden kann, worauf auf Änderungen in der Strahlungsleistung geschlossen werden kann.By using a laser light source in combination with a fiber-shaped light guide element, in which the laterally decoupled light is used for illumination, i.e. light that is decoupled along the lateral surface and transversely to the longitudinal direction of the light guide element, an extremely compact lighting device can be provided . This is due to the fact that a laser light source can provide a light beam with a high light output but extremely small diameter, in particular without the necessary collimating optics or the like, as would be the case with LEDs, for example, and thus in an equally thin, fiber-shaped light guide element can be coupled, especially without great loss of light. Since the outer surface of the light guide element is also used as an effective luminous surface, the detection unit can also be positioned extremely advantageously, for example in the area of the second end of the light guide element, in order to monitor the operation of the lighting device. With such a structure, numerous possible sources of error can be detected, such as a shift in position of the laser light source, the light guide element or their position relative to one another, a breakage or damage to the light guide element, a faulty operation of the laser light source which, for example, leads to excessive light emission leads, and the like. All of these errors cause a change in the radiation power emerging from the light guide at the second end, which can then be detected by the detection unit, for example, as the variable relating to the emerging light and thus monitored. Overall, a lighting device is thus provided which enables a particularly compact structure, energy-efficient operation and also a particularly safe design. The first optical element can be designed, for example, as a reflective mirror, in particular as an at least partially transparent mirror, in particular as a separate component, or also as a reflective and, for example, partially transparent coating of the second end of the light guide element itself. With this first optical element, light losses can advantageously be significantly reduced, since the light emerging from the second end is advantageously reflected back into the light guide element or is prevented from exiting by reflection so that the light guide element can pass through again and again at least partially over the surface of the light guide element can be decoupled. As a result, the efficiency of the lighting device can be increased significantly and light losses can be reduced. To monitor the quantity of light emerging from the second end of the light guide element, such as the radiant power, for example, a small amount of light is completely sufficient, if at all, especially if the detection unit includes a light sensor, for example. If the first optical element is designed, for example, as an opaque mirror with a metallic coating, the detection unit can also be designed, for example, as an inductive temperature sensor, for example on the back of the mirror, whereby a direct and rapid detection of the temperature, and in particular temperature changes, the metallic surface of the mirror can be detected, whereupon changes in the radiation power can be concluded.

Die das austretende Licht betreffende Größe kann dabei, wie erwähnt, die Strahlungsleistung darstellen, jedoch auch jede beliebige andere radiometrische oder photometrische Größe des austretenden Lichts, wie beispielsweise die Strahlungsenergie, Strahlungsintensität, Strahlungsstromdichte, oder eine thermische Größe wie beispielsweise die Temperatur, oder ähnliches. Die Detektionseinheit kann dazu beispielsweise einen Fotosensor, zum Beispiel eine Fotodiode, einen Fotomultiplayer, einen CCD-Sensor, oder jeden beliebigen anderen Sensor umfassen, der zur Detektion einer radiometrischen oder auch photometrischen Größe geeignet ist. Alternativ oder zusätzlich kann diese Größe auch indirekt über ihre Wirkung, zum Beispiel Temperatur, erfasst werden, wie beispielsweise mittels eines Temperatursensors, eines induktiven Temperatursensors, oder ähnlichem.The variable relating to the emerging light can, as mentioned, represent the radiation power, but also any other radiometric or photometric variable of the emerging light, such as the radiation energy, radiation intensity, radiation current density, or a thermal variable such as temperature, or the like. For this purpose, the detection unit can comprise, for example, a photosensor, for example a photodiode, a photomultiplayer, a CCD sensor, or any other sensor that is suitable for detecting a radiometric or photometric variable. As an alternative or in addition, this variable can also be recorded indirectly via its effect, for example temperature, for example by means of a temperature sensor, an inductive temperature sensor, or the like.

Des Weiteren kann das faserförmige Lichtleitelement einen runden Querschnitt aufweisen, was eine besonders kostengünstige und auch effiziente Ausbildung des Lichtleitelements ermöglicht, jedoch kann das faserförmige Lichtleitelement jeden beliebigen Querschnitt haben, wie beispielsweise quadratisch, rechteckig, oval, usw. Zudem kann das Lichtleitelement aus Glas oder Kunststoff gebildet sein, oder auch eine Kombination aus beidem, wie beispielsweise einen Glaskern mit Kunststoffummantelung aufweisen. Damit sind vielzählige vorteilhafte und anpassungsfähige Gestaltungsmöglichkeiten bereitgestellt. Zudem bietet die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung auch vielzählige Einsatzmöglichkeiten, wie beispielsweise als Rücklicht oder auch zur Innenraumbeleuchtung eines Kraftfahrzeugs. Je nach Anwendungsfall kann auch die Farbe des durch die Laser-Lichtquelle bereitgestellten Lichts gewählt werden, wie beispielsweise rot, blau, gelb, grün. Zur Erzeugung von weißem Licht könnten beispielsweise auch mehrere Laser-Lichtquellen unterschiedlicher Farbe, zum Beispiel rot, grün und blau, bereitgestellt sein, die in entsprechender Weise Licht in jeweilige faserförmige Lichtleitelemente einkoppeln. Das durch die jeweiligen Mantelflächen abgegebene Licht kann dann beispielsweise durch entsprechende Optiken, wie z.B. Reflektoren, entsprechend gemischt und als weißes Licht abgestrahlt werden.Furthermore, the fiber-shaped light guide element can have a round cross-section, which enables a particularly cost-effective and efficient design of the light guide element, but the fiber-shaped light guide element can have any cross section, such as square, rectangular, oval, etc. Plastic be formed, or a combination of both, such as having a glass core with plastic coating. This provides numerous advantageous and adaptable design options. In addition, the lighting device according to the invention also offers numerous possible uses, such as, for example, as a rear light or also for lighting the interior of a motor vehicle. Depending on the application, the color of the light provided by the laser light source can also be selected, such as red, blue, yellow, green, for example. To generate white light, for example, several laser light sources of different colors, for example red, green and blue, could also be provided, which in a corresponding manner couple light into respective fiber-shaped light guide elements. The light emitted by the respective lateral surfaces can then, for example, through appropriate optics, such as e.g. Reflectors, mixed accordingly and emitted as white light.

Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Beleuchtungseinrichtung eine Steuereinrichtung auf, die dazu ausgelegt ist, die Laser-Lichtquelle in Abhängigkeit von der durch die Detektionseinheit erfassten Größe anzusteuern und/oder zu regeln, insbesondere abzuschalten. Wie beschrieben, lässt die das austretende Licht betreffende Größe, welche von der Detektionseinheit erfasst wird, Rückschlüsse auf vielzählige Fehlerquellen zu, sodass beispielsweise bei einer vorbestimmten Abweichung der erfassten Größe von einem vorbestimmten Normwert oder Normbereich automatisch ein Deaktivieren der Laser-Lichtquelle erfolgen kann, sodass sichergestellt ist, dass Gefahrensituationen bedingt durch den unerwünschten Austritt von Licht mit zu hoher lokaler Strahlungsleistung vermieden werden können.In an advantageous embodiment of the invention, the lighting device has a control device which is designed to control and / or regulate the laser light source, in particular to switch it off, as a function of the variable detected by the detection unit. As described, the variable relating to the emerging light, which is detected by the detection unit, allows conclusions to be drawn about numerous sources of error, so that, for example, if the detected variable deviates from a predetermined standard value or standard range, the laser light source can automatically be deactivated so that it is ensured that dangerous situations are conditional can be avoided by the undesired escape of light with too high a local radiation power.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Lichtleitelement eine vorbestimmten Oberflächenbeschaffenheit zur Förderung der Lichtauskopplung des sich durch das Lichtleitelement ausbreitenden Lichts auf. Derartige Oberflächenbeschaffenheiten können beispielsweise durch eine Aufrauhung der Oberfläche, Streuoptiken, streuende Beschichtungen, Beschichtungen mit Brechungsindexunterschieden, Fresnelstrukturen oder ähnlichem bereitgestellt sein. Derartige Oberflächenbeschaffenheiten stören dabei die Totalreflexion innerhalb des Lichtleitelements und führen damit zur Auskopplung des Lichts. Hierbei ist das Lichtleitelement bevorzugt derart ausgebildet, dass über die Länge der Faser ein gleichmäßiger Lichtaustritt bereitgestellt wird, das heißt die ausgekoppelte Strahlungsleistung ist über die Länge der Faser konstant, was besonders für die Verwendung der Beleuchtungseinrichtung als Heckleuchte eines Kraftfahrzeugs besonders vorteilhaft ist. Für die Verwendung im Innenraum des Kraftfahrzeugs können jedoch auch beliebige optische Eigenschaften generiert werden, zum Beispiel durch gezielte bereichsweise vorgesehene Inhomogenitäten bei der Lichtauskopplung über die Länge des Lichtleitelements hinweg. Diese Auskoppeleigenschaften, insbesondere Gleichmäßigkeit oder Inhomogenitäten, können gezielt durch die entsprechende Ausbildung der Oberflächenbeschaffenheit bereitgestellt werden. Auch kann die Oberflächenbeschaffenheit des Lichtleitelements derart ausgebildet sein, dass eine gerichtete Lichtabstrahlung in einen vorbestimmten Raumwinkelbereich bereitgestellt wird. Beispielsweise kann die Oberfläche nicht vollumfänglich, sondern zum Beispiel nur über den halben Umfang oben beschriebene Auskoppelstrukturen aufweisen.In a further advantageous embodiment of the invention, the light guide element has a predetermined surface quality to promote the coupling out of light of the light propagating through the light guide element. Such surface properties can be provided, for example, by roughening the surface, scattering optics, scattering coatings, coatings with refractive index differences, Fresnel structures or the like. Such surface properties interfere with the total reflection within the light guide element and thus lead to the coupling out of the light. In this case, the light guide element is preferably designed such that a uniform light exit is provided over the length of the fiber, that is, the coupled-out radiation power is constant over the length of the fiber, which is particularly advantageous for the use of the lighting device as a rear light of a motor vehicle. For use in the interior of the motor vehicle, however, any desired optical properties can also be generated, for example through targeted inhomogeneities provided in regions when the light is coupled out over the length of the light guide element. These coupling-out properties, in particular uniformity or inhomogeneities, can be provided in a targeted manner by the corresponding design of the surface properties. The surface properties of the light guide element can also be designed in such a way that directed light emission is provided in a predetermined solid angle range. For example, the surface cannot have the coupling-out structures described above over its entire circumference, but for example only over half the circumference.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist im optischen Pfad zwischen der Laser-Lichtquelle und dem ersten Ende des Lichtleitelements ein zweites optisches Element angeordnet, welches dazu ausgebildet ist, Licht in Abhängigkeit von einer Eigenschaft des Lichts zu transmittieren und zu reflektieren. Lichteigenschaften können dabei beispielsweise die Polarisation und/oder Ausbreitungsrichtung des Lichts darstellen. Auch durch dieses zweite optische Element lassen sich zusätzlich Lichtverluste auf besonders vorteilhafte Weise reduzieren. Dieses kann nämlich dazu genutzt werden, zum einen in dem Lichtleitelement rückgestreutes Licht wieder in das Lichtleitelement einzukoppeln, oder das Licht, welches das Lichtleitelement durchlaufend vom ersten optischen Element reflektiert, das Lichtleitelement erneut durchlaufen hat, ebenfalls wieder zu reflektieren und in das Lichtleitelement erneut einzukoppeln.In a further advantageous embodiment of the invention, a second optical element is arranged in the optical path between the laser light source and the first end of the light guide element, which is designed to transmit and reflect light depending on a property of the light. Light properties can represent the polarization and / or direction of propagation of the light, for example. This second optical element also enables light losses to be reduced in a particularly advantageous manner. This can namely be used to couple light backscattered in the light guide element back into the light guide element, or to reflect the light which the light guide element continuously reflects from the first optical element again through the light guide element and to couple it again into the light guide element .

Besonders vorteilhaft ist dabei insbesondere die Ausbildung der Beleuchtungseinrichtung sowohl mit dem ersten als auch zweiten optischen Element, da so eine Möglichkeit bereitgestellt wird, das Licht quasi in dem Lichtleitelement zu fangen, sodass dieses fast vollständig seitlich aus dem Lichtleitelement ausgekoppelt und daher in besonders effizienter Weise zu Beleuchtungszwecken genutzt werden kann.The design of the lighting device with both the first and the second optical element is particularly advantageous, since this provides a possibility of quasi catching the light in the light guide element so that it is almost completely laterally coupled out of the light guide element and therefore in a particularly efficient manner can be used for lighting purposes.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das zweite optische Element bevorzugt dazu ausgebildet, von der Laser-Lichtquelle emittiertes und im optischen Pfad von der Laser-Lichtquelle zum zweiten optischen Element sich ausbreitendes Licht zu einem vorbestimmten Anteil, insbesondere Großteil, zu transmittieren und im optischen Pfad vom Lichtleitelement zum zweiten optischen Element sich ausbreitendes Licht zu einem vorbestimmten Anteil, insbesondere Großteil, in das Lichtleitelement zu reflektieren. Durch diese Ausgestaltung des zweiten optischen Elements wird vorteilhafterweise eine besonders effiziente Einkopplung des Laserlichts in das Lichtleitelement ermöglicht, während sich in entgegengesetzter Richtung ausbreitendes Licht, also von dem Lichtleitelement kommendes, aus dem ersten Ende austretendes und auf das zweite optische Element treffendes Licht gerade eben nicht zum Großteil transmittiert, sondern reflektiert wird, um dieses wieder in das Lichtleitelement einzukoppeln. Realisieren lässt sich dies beispielsweise durch Polarisationsstrahlteiler in Kombination mit Verzögerungsplättchen, oder ähnlichem.In a further advantageous embodiment of the invention, the second optical element is preferably designed to transmit light emitted by the laser light source and propagating in the optical path from the laser light source to the second optical element in a predetermined proportion, in particular a large part, and in the optical path from the light guide element to the second optical element to reflect light propagating in a predetermined proportion, in particular a large part, into the light guide element. This configuration of the second optical element advantageously enables particularly efficient coupling of the laser light into the light guide element, while light propagating in the opposite direction, i.e. light coming from the light guide element, exiting the first end and hitting the second optical element, just does not is largely transmitted, but is reflected in order to couple it back into the light guide element. This can be achieved, for example, by means of polarization beam splitters in combination with small retardation plates or the like.

Bevorzugt ist das zweite optische Element dabei als optischer Isolator oder sogenannte optische Diode ausgebildet. Ein optischer Isolator lässt dabei Licht einer bestimmten Polarisationsrichtung nur in eine Richtung durch, wenn in der Gegenrichtung Licht beliebiger Polarisation reflektiert wird.The second optical element is preferably designed as an optical isolator or so-called optical diode. An optical isolator only lets light of a certain polarization direction through in one direction if light of any polarization is reflected in the opposite direction.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Laser-Lichtquelle dazu ausgebildet, Licht mit einer vorbestimmten Polarisation bereitzustellen. Dies ist besonders vorteilhaft in Kombination mit einem oben näher beschriebenen zweiten optischen Element, welches polarisationsabhängig arbeitet. Daher ist es zudem besonders vorteilhaft, für den Fall, dass ein solches zweites optisches Element vorgesehen ist, wenn das Licht der Laser-Lichtquelle in Abstimmung auf die optischen Eigenschaften des optischen Isolators oder Polarisationsstrahlteilers oder ähnliches abgestimmt ist.In a further advantageous embodiment of the invention, the laser light source is designed to provide light with a predetermined polarization. This is particularly advantageous in combination with a second optical element which is described in more detail above and which operates as a function of polarization. It is therefore also particularly advantageous in the event that such a second optical element is provided if the light from the laser light source is coordinated with the optical properties of the optical isolator or polarization beam splitter or the like.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung oder einer ihrer Ausgestaltungen. Die mit Bezug auf die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung und ihre Ausgestaltungen genannten Merkmale, Merkmalskombinationen und deren Vorteile gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug.The invention also relates to a motor vehicle with a lighting device according to the invention or one of its configurations. The features, feature combinations and their combinations mentioned with reference to the lighting device according to the invention and its configurations Advantages apply in the same way to the motor vehicle according to the invention.

Weiterhin kann die Beleuchtungseinrichtung insbesondere als eine Innenraumbeleuchtung des Kraftfahrzeugs oder als eine Außenraumbeleuchtung, insbesondere als eine Heckleuchte des Kraftfahrzeugs, ausgebildet sein. Durch die optischen Eigenschaften der Laser-Lichtquelle kann die Lichtfaser besonders dünn ausgelegt werden. Dies erlaubt vielzählige neue Designmöglichkeiten und unterschiedliche Gestaltungsmöglichkeiten der Beleuchtung, beispielsweise auch mit mehreren Laser-Lichtquellen unterschiedlicher Farbe und mehreren jeweiligen faserförmigen Lichtleitelementen, die in beliebiger Geometrie und Anordnung für eine besonders kompakte Innenraumbeleuchtung genutzt werden können. Auch ermöglicht die besonders dünne Ausgestaltungsmöglichkeit der Lichtfasern den kompakten und platzsparenden Einbau in die Fahrzeugheckleuchte, wozu vorteilhafterweise eine rote Laser-Lichtquelle genutzt werden kann.Furthermore, the lighting device can be designed in particular as interior lighting of the motor vehicle or as exterior lighting, in particular as a rear light of the motor vehicle. Due to the optical properties of the laser light source, the optical fiber can be designed to be particularly thin. This allows numerous new design options and different design options for the lighting, for example also with several laser light sources of different colors and several respective fiber-shaped light guide elements that can be used in any geometry and arrangement for particularly compact interior lighting. The particularly thin design option of the light fibers also enables compact and space-saving installation in the vehicle rear light, for which purpose a red laser light source can advantageously be used.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei Laserlicht in ein erstes Ende eines faserförmigen Lichtleitelements eingekoppelt wird, das zumindest zum Teil das Lichtleitelement durchläuft und zumindest zum Teil an einem zweiten Ende des Lichtleitelements austritt. Weiterhin wird ein Großteil des in das erste Ende des Lichtleitelements eingekoppelten Lichts entlang des Lichtleitelements zu Beleuchtungszwecken seitlich ausgekoppelt, wobei weiterhin eine radio- und/oder photometrische und/oder thermische Größe erfasst wird, die das aus dem zweiten Ende des Lichtleitelements austretende Licht betrifft. Dabei ist im optischen Pfad zwischen dem zweiten Ende des Lichtleitelements und der Detektionseinheit ein erstes optisches Element angeordnet, das Licht zu einem ersten vorbestimmten Anteil in das Lichtleitelement reflektiert und zu einem zweiten vorbestimmten Anteil transmittiert.The invention also relates to a method for operating a lighting device of a motor vehicle, wherein laser light is coupled into a first end of a fiber-shaped light guide element that at least partially passes through the light guide element and at least partially exits at a second end of the light guide element. Furthermore, a large part of the light coupled into the first end of the light guide element is laterally decoupled along the light guide element for lighting purposes, with a radio and / or photometric and / or thermal variable being recorded that relates to the light emerging from the second end of the light guide element. In this case, a first optical element is arranged in the optical path between the second end of the light guide element and the detection unit, which reflects a first predetermined portion of the light into the light guide element and transmits it in a second predetermined portion.

Die für die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung und ihre Ausgestaltungen genannten Vorteile gelten in gleicher Weise für das erfindungsgemä-ße Verfahren. Darüber hinaus ermöglichen die im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung und ihren Ausgestaltungen genannten gegenständlichen Merkmale die Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens durch weitere Verfahrensschritte.The advantages mentioned for the lighting device according to the invention and its configurations apply in the same way to the method according to the invention. In addition, the objective features mentioned in connection with the lighting device according to the invention and its configurations make it possible to develop the method according to the invention by further method steps.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung.Further advantages, features and details of the invention emerge from the following description of preferred exemplary embodiments and with reference to the drawing.

Dabei zeigen:

  • 1 eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; und
  • 2 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Show:
  • 1 a schematic representation of a lighting device according to an embodiment of the invention; and
  • 2 a flow chart to illustrate a method for operating a lighting device according to an embodiment of the invention.

1 zeigt eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Beleuchtungseinrichtung 10 weist dabei eine Laser-Lichtquelle 12 auf, die beispielsweise eine oder mehrere Laserdioden umfassen kann. Weiterhin weist die Beleuchtungseinrichtung 10 ein als Lichtfaser 14 ausgebildetes faserförmiges Lichtleitelement auf. Die Laser-Lichtquelle 12 ist dabei dazu ausgebildet, monochromatisches Laserlicht, zum Beispiel im roten Spektralbereich, bevorzugt auch mit einer vorbestimmten Polarisationsrichtung, zu emittieren, welches über eine als ein erstes Ende 14a der Lichtfaser 14 ausgebildete Lichteintrittsfläche in die Lichtfaser 14 eingekoppelt wird. Das die Lichtfaser 14 durchlaufende Licht tritt an einem zweiten Ende 14b der Lichtfaser 14 wieder aus dieser aus und kann durch einen im optischen Pfad 16, welcher hier durch eine gestrichelte Linie veranschaulicht werden soll, am zweiten Ende 14b der Lichtfaser 14 angeordneten Detektor 18 detektiert werden. Die Beleuchtungseinrichtung 10 ist nun so ausgebildet, dass ein Großteil des in die Lichtfaser 14 eingekoppelten Lichts jedoch über die Oberfläche 14c der Lichtfaser, das heißt also entlang ihrer Längserstreckungsrichtung seitlich ausgekoppelt wird. Dieses ausgekoppelte Licht soll durch die Striche mit dem Bezugszeichen 20 veranschaulicht werden. Um diese Lichtauskopplung zu fördern, kann die Oberfläche 14c der Lichtfaser 14 eine entsprechende Beschaffenheit bzw. Struktur, wie beispielsweise eine Aufrauhung, Streuoptiken, Fresnelstrukturen, oder im Allgemeinen optische Inhomogenitäten wie Brechungsindexunterschiede, die sich durch unterschiedliche Materialien, wie beispielsweise Glas und Kunststoff, bereitstellen lassen, gefördert werden. Vorzugsweise ist die Lichtfaser 14 dabei so ausgebildet, dass sich über die Länge der Faser 14 ein gleichmäßiger Lichtaustritt 20 bewerkstelligen lässt, das heißt also dass die ausgekoppelte Strahlungsleistung über die Länge der Faser 14 konstant ist. Eine derartige Ausgestaltung ist gerade im Hinblick auf die Verwendung der Beleuchtungseinrichtung 10 als eine Heckleuchte eines Kraftfahrzeugs besonders vorteilhaft. 1 shows a schematic representation of a lighting device 10 according to an embodiment of the invention. The lighting device 10 has a laser light source 12th on, which can include, for example, one or more laser diodes. Furthermore, the lighting device 10 one as a light fiber 14th formed fibrous light guide element. The laser light source 12th is designed to emit monochromatic laser light, for example in the red spectral range, preferably also with a predetermined polarization direction, which via a first end 14a the optical fiber 14th formed light entry surface in the optical fiber 14th is coupled. That the light fiber 14th passing light occurs at a second end 14b the optical fiber 14th back out of this and can through one in the optical path 16 , which should be illustrated here by a dashed line, at the second end 14b the optical fiber 14th arranged detector 18th can be detected. The lighting device 10 is now designed so that a large part of the into the optical fiber 14th coupled light over the surface 14c the optical fiber, that is to say is decoupled laterally along its direction of longitudinal extent. This coupled-out light is indicated by the lines with the reference symbol 20th illustrated. In order to promote this light extraction, the surface 14c the optical fiber 14th a corresponding nature or structure, such as roughening, scattering optics, Fresnel structures, or in general optical inhomogeneities such as refractive index differences, which can be provided by different materials such as glass and plastic, are promoted. Preferably the light fiber is 14th designed so that it extends over the length of the fiber 14th a uniform light emission 20th can be achieved, that is to say that the radiation power coupled out over the length of the fiber 14th is constant. Such a configuration is precisely with regard to the use of the lighting device 10 particularly advantageous as a rear light of a motor vehicle.

Der Detektor 18 zur Überwachung der aus dem zweiten Ende 14b ausgekoppelten Strahlungsleistung stellt dabei sicher, dass die Beleuchtungseinrichtung 10 nur im intakten Zustand und bestimmungsgemäß betrieben wird. Dazu kann beispielsweise ein Normwertebereich für die Strahlungsleistung, die im funktionsgemäßen Betrieb der Beleuchtungseinrichtung 10 vom Detektor 18 empfangen wird, vorgegeben sein. Sollte die vom Detektor 18 detektierte Strahlungsleistung jedoch von diesem Wertebereich abweichen, insbesondere nach oben und/oder unten, kann dies von einer Steuereinrichtung 22 der Beleuchtungseinrichtung 10 erfasst werden, die daraufhin unmittelbar das Abschalten der Laser-Lichtquelle 12 bewirkt. Gleiches gilt auch für jede andere, aus dem zweiten Ende 14b austretende radio- und/oder photometrische Größe, die vom Detektor 18 detektierbar ist. Damit lassen sich beispielsweise Fehler wie Positionsverschiebungen der Laser-Lichtquelle 12, der Lichtfaser 14, oder des Detektors 18 selbst, oder auch anderer optischer Komponenten der Beleuchtungsvorrichtung 10, sowie auch Defekte dieser Komponenten, wie beispielsweise eine Beschädigung oder ein Bruch der Lichtfaser 14, ein nicht funktionsgemäßer Betrieb der Laser-Lichtquelle 12, beispielsweise durch einen Ausfall oder eine anderweitige Fehlfunktion detektieren.The detector 18th to monitor from the second end 14b decoupled radiation power ensures that the lighting device 10 is only operated in an intact condition and as intended. For this purpose, for example, a standard value range for the radiated power that is used in the functional operation of the Lighting device 10 from the detector 18th is received. Should be from the detector 18th However, if the detected radiation power deviate from this range of values, in particular upwards and / or downwards, this can be done by a control device 22nd the lighting device 10 are detected, which then immediately switches off the laser light source 12th causes. Same goes for any other, from the second end 14b radiated and / or photometric quantity released by the detector 18th is detectable. This allows errors such as position shifts of the laser light source, for example 12th , the optical fiber 14th , or the detector 18th itself, or other optical components of the lighting device 10 , as well as defects in these components such as damage to or breakage of the optical fiber 14th , a non-functional operation of the laser light source 12th , for example due to a failure or some other malfunction.

Um zusätzlich noch die Effizienz der Beleuchtungsvorrichtung 10 zu steigern und Lichtverluste auf ein Minimum zu reduzieren, sind vorteilhafterweise noch ein erstes optisches Element 24 und ein zweites optisches Element 26 im optischen Pfad 16 angeordnet. Das erste optische Element 24 ist dabei bevorzugt im optischen Pfad 16 zwischen der Lichtfaser 14 und dem Detektor 18 angeordnet und bevorzugt als teildurchlässiger Spiegel ausgebildet, welcher den Großteil des aus dem zweiten Ende 14b der Lichtfaser 14 austretenden und auf den Spiegel 24 auftreffenden Lichts wieder in Richtung der Lichtfaser 14 reflektiert, welches somit wiederum in diese eingekoppelt werden kann, um die Lichtfaser 14 erneut zu durchlaufen, um wiederum zumindest zum Teil über die Oberfläche 24c dieser ausgekoppelt zu werden. Ein geringer Anteil des auf den Spiegel 24 auftreffenden Lichts wird vom Spiegel durchgelassen und vom Detektor 18 zur Überwachung des funktionsgemä-ßen Betriebs der Beleuchtungseinrichtung 10 erfasst. Auf diese Weise lassen sich durch dieses erste optische Element 24 die Lichtverluste deutlich reduzieren. Weiterhin ist dieser Spiegel 24 in diesem Beispiel gekrümmt, beispielsweise konkav gewölbt, wodurch sich eine noch bessere Lichtbündelung in Richtung der Lichtfaser 14 und damit eine höhere Einkopplungseffizienz erzielen lässt. Alternativ kann der Spiegel 24 auch andere Geometrien haben, und beispielsweise eben ausgebildet sein. Alternativ kann dieses erste optische Element 24 auch als teildurchlässige spiegelnde Beschichtung des zweiten Endes 14b der Lichtfaser 14 selbst ausgebildet sein, wodurch eine besonders kompakte Anordnung bereitgestellt werden kann. Weiterhin ist es auch denkbar, dass dieses erste optische Element 24 ausschließlich reflektierend, das heißt lichtundurchlässig, ausgebildet ist, wobei zur Erfassung der Strahlungsleistung oder Änderungen in der Strahlungsleistung eine Temperaturerfassung, zum Beispiel der Temperatur an der metallischen Oberfläche des ersten optischen Elements 24 durch den Detektor 18 möglich wäre. Da jedoch eine Temperaturerfassung bedingt durch thermische Widerstände mit einer zeitlichen Verzögerung verbunden ist, ist es bevorzugt die austretende Laserstrahlung direkt zu erfassen, was aufgrund der erhöhten Detektionsgeschwindigkeit ein besonders hohes Maß an Sicherheit bietet.In addition, the efficiency of the lighting device 10 to increase and reduce light losses to a minimum, are advantageously still a first optical element 24 and a second optical element 26th in the optical path 16 arranged. The first optical element 24 is preferred in the optical path 16 between the optical fiber 14th and the detector 18th arranged and preferably designed as a partially transparent mirror, which most of the from the second end 14b the optical fiber 14th exiting and looking at the mirror 24 incident light back in the direction of the optical fiber 14th reflected, which in turn can be coupled into this to the optical fiber 14th to traverse again to turn at least partially over the surface 24c this to be decoupled. A small percentage of the on the mirror 24 The incident light is transmitted by the mirror and the detector 18th for monitoring the functional operation of the lighting device 10 detected. In this way, this first optical element 24 significantly reduce light losses. Furthermore, this mirror is 24 In this example it is curved, for example concave, which results in an even better concentration of light in the direction of the optical fiber 14th and thus a higher coupling efficiency can be achieved. Alternatively, the mirror 24 also have other geometries and, for example, be flat. Alternatively, this first optical element 24 also as a partially transparent reflective coating on the second end 14b the optical fiber 14th be designed itself, whereby a particularly compact arrangement can be provided. Furthermore, it is also conceivable that this first optical element 24 is designed to be exclusively reflective, that is to say opaque to light, with temperature detection, for example the temperature on the metallic surface of the first optical element, in order to detect the radiation power or changes in the radiation power 24 through the detector 18th it is possible. However, since temperature detection is associated with a time delay due to thermal resistances, it is preferred to detect the emerging laser radiation directly, which offers a particularly high degree of security due to the increased detection speed.

Zur weiteren Steigerung der Effizienz kann zudem noch ein zweites optisches Element 26 vorgesehen sein, welches im optischen Pfad 16 zwischen der Lichtfaser 14 und der Laser-Lichtquelle 12 angeordnet ist. Dieses ist bevorzugt als optischer Isolator ausgebildet, welcher die von der Laser-Lichtquelle 12 in Richtung der Lichtfaser 14 eingestrahlte Laserstrahlung zum Großteil, und insbesondere vollständig bis auf unvermeidbare Lichtverluste, transmittiert, jedoch aus der Lichtfaser 14 in Richtung der Laser-Lichtquelle 12 rückgestreute Strahlung, sowie auch im Falle des Vorhandenseins des ersten optischen Elements 24 durch dieses reflektierte, die Lichtfaser 24 erneut durchlaufende und aus dem ersten Ende 14a austretende Strahlung zum Großteil, insbesondere wiederum fast vollständig bis auf unvermeidbare Lichtverluste reflektiert.A second optical element can also be used to further increase efficiency 26th be provided which in the optical path 16 between the optical fiber 14th and the laser light source 12th is arranged. This is preferably designed as an optical isolator, which the laser light source 12th in the direction of the optical fiber 14th Radiated laser radiation is largely transmitted, and in particular completely except for unavoidable light losses, but from the optical fiber 14th towards the laser light source 12th backscattered radiation, as well as in the case of the presence of the first optical element 24 reflected by this, the optical fiber 24 again continuous and from the first end 14a Exiting radiation is largely reflected, in particular almost completely, except for unavoidable light losses.

Mit anderen Worten besitzt also das zweite optische Element 26 in Richtung des Detektors 18 einen hohen Transmissionsgrad und geringen Absorptions- und Reflektionsgrad. In Richtung der Laserdioden hingegen besitzt das zweite optische Element 26 einen hohen Reflektionsgrad und einen geringen Absorptions- und Transmissionsgrad. Das erste optische Element 24 hingegen besitzt in Richtung des einfallenden Lichtes einen hohen Reflektionsgrad bei geringer Absorption und Transmission. Die geringe Transmission kann dann vorteilhafter Weise beim Einsatz eines Detektors 18 mit hoher Empfindlichkeit zur Umsetzung des Sicherheitskonzeptes verwendet werden. Durch den Einsatz der optischen Elemente 24 und 26 wird somit das Licht vorteilhafter Weise für längere Zeit in der Faser 14 „gefangen“ und es wird weniger Energie am Detektor 18, in diesem Fall in nicht nutzbare Wärme, umgewandelt. Dabei können die optischen Elemente 24 und 26 jeweils auch alleine verbaut sein. Zudem kann die Laser-Lichtquelle 12 kontinuierlich so wie gepulst betrieben werden.In other words, it has the second optical element 26th towards the detector 18th a high degree of transmission and a low degree of absorption and reflection. In contrast, the second optical element has in the direction of the laser diodes 26th a high degree of reflection and a low degree of absorption and transmission. The first optical element 24 however, in the direction of the incident light it has a high degree of reflection with low absorption and transmission. The low transmission can then be advantageous when using a detector 18th can be used with high sensitivity to implement the security concept. Through the use of the optical elements 24 and 26th the light is thus advantageously in the fiber for a longer period of time 14th “Caught” and there is less energy at the detector 18th , in this case into unusable heat. The optical elements 24 and 26th each can also be installed alone. In addition, the laser light source 12th operated continuously and pulsed.

Der Einsatz von Lichtfasern 14 ermöglicht den kompakten und platzsparenden Einbau in die Fahrzeugheckleuchte. Durch die optischen Eigenschaften der Laser-Lichtquelle 12 kann die Lichtfaser 14 besonders dünn ausgelegt werden. Zudem kann Strahlung im Vergleich zur LED effizienter in die Faser 14 eingekoppelt werden. Dem Design bieten die dünnen Fasern 14 neue Möglichkeiten der Gestaltung. Dadurch lässt sich diese Beleuchtungsvorrichtung 10 beispielsweise auch vorteilhaft in den Innenraum eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise zur Ambientebeleuchtung oder ähnlichem, integrieren.The use of optical fibers 14th enables compact and space-saving installation in the vehicle rear light. Due to the optical properties of the laser light source 12th can the optical fiber 14th designed to be particularly thin. In addition, radiation can enter the fiber more efficiently than LEDs 14th are coupled. The thin fibers offer the design 14th new design options. This allows this lighting device 10 for example, also advantageously integrated into the interior of a motor vehicle, for example for ambient lighting or the like.

Optional können auch weitere optische Elemente, wie Reflektoren oder Linsen vorgesehen sein, um das von der Faser 14 abgestrahlte Licht in geeigneter und vorbestimmter Weise zu lenken, formen, mischen, usw., um eine gewünschte Abstrahlcharakteristik zu erzeugen.Optionally, further optical elements, such as reflectors or lenses, can also be provided to prevent that from the fiber 14th to direct, shape, mix, etc. emitted light in a suitable and predetermined manner in order to generate a desired emission characteristic.

2 zeigt ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Hierbei wird zunächst im Schritt S10 das durch die Laser-Lichtquelle 12 bereitgestellte Laserlicht in die Lichtfaser 14 eingekoppelt, zum Teil über die Oberfläche 14c der Lichtfaser 14 entlang der Lichtfaser 14 ausgekoppelt, zum Teil auch aus dem zweiten Ende 14b der Lichtfaser 14 ausgekoppelt und durch den Detektor 18 im Schritt S12 detektiert. Anschließend überprüft die Steuereinrichtung 22 in Schritt S14 ob die vom Detektor 18 detektierte Strahlungsleistung P in einem vorbestimmten Wertebereich liegt, beispielsweise oberhalb eines unteren Grenzwerts P1 und unterhalb eines oberen Grenzwerts P2. Ist dies der Fall, so setzt sich dieser Vorgang kontinuierlich und/oder in vorbestimmten Zeitschritten, fort. Für den Fall dass in Schritt S14 detektiert wird, dass die ermittelte Strahlungsleistung P nicht innerhalb der vorbestimmten Grenzen liegt, bewirkt die Steuereinrichtung 18 unmittelbar das Abschalten der Laser-Lichtquelle 12 in Schritt S16. 2 FIG. 10 shows a flow chart to illustrate a method for operating a lighting device according to an exemplary embodiment of the invention. First, step S10 that by the laser light source 12th provided laser light into the optical fiber 14th coupled in, partly via the surface 14c the optical fiber 14th along the optical fiber 14th decoupled, partly from the second end 14b the optical fiber 14th coupled out and through the detector 18th in step S12 detected. The control device then checks 22nd in step S14 whether that from the detector 18th detected radiation power P is in a predetermined value range, for example above a lower limit value P1 and below an upper limit value P2. If this is the case, this process continues continuously and / or in predetermined time steps. In the event that in step S14 it is detected that the determined radiation power P is not within the predetermined limits, the control device causes 18th immediately switching off the laser light source 12th in step S16 .

Insgesamt wird so eine Beleuchtungseinrichtung und ein Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung bereitgestellt, welche einen äußerst kompakten Aufbau, eine sehr hohe Energieeffizienz und vor allem einen besonders sicheren Betrieb ermöglicht.Overall, a lighting device and a method for operating a lighting device are thus provided which enable an extremely compact structure, very high energy efficiency and, above all, particularly safe operation.

Claims (9)

Beleuchtungseinrichtung (10) für ein Kraftfahrzeug mit einer Laser-Lichtquelle (12) und einem faserförmigen Lichtleitelement (14) mit einem ersten Ende (14a) und einem zweiten Ende (14b), wobei mittels der Laser-Lichtquelle (12) Licht in das erste Ende (14a) des Lichtleitelements (14) einkoppelbar ist, und wobei das Lichtleitelement (14) derart ausgebildet ist, dass in das erste Ende (14a) eingekoppeltes Licht zumindest zum Teil durch das Lichtleitelement (14) durchführbar ist, wobei aus dem Lichtleitelement (14) ein Großteil des in das erste Ende (14a) des Lichtleitelements (14) eingekoppelten Lichts entlang des Lichtleitelements (14) zu Beleuchtungszwecken seitlich auskoppelbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (14) derart ausgebildet ist, dass das in das erste Ende (14a) eingekoppelte Licht zumindest zum Teil durch das Lichtleitelement (14) durchführbar ist, so dass dieses aus dem zweiten Ende (14b) des Lichtleitelements (14) austritt, und wobei die Beleuchtungseinrichtung (10) eine Detektionseinheit (18) aufweist, die dazu ausgelegt ist, eine radio- und/oder photometrische und/oder thermische Größe (P) zu erfassen, die das aus dem zweiten Ende (14b) des Lichtleitelements (14) austretende Licht betrifft, wobei im optischen Pfad (16) zwischen dem zweiten Ende (14b) des Lichtleitelements (14) und der Detektionseinheit (18) ein erstes optisches Element (24) angeordnet ist, das dazu ausgelegt ist, Licht zu einem ersten vorbestimmten Anteil in das Lichtleitelement (14) zu reflektieren, und zu einem zweiten vorbestimmten Anteil zu transmittieren.Lighting device (10) for a motor vehicle with a laser light source (12) and a fiber-shaped light guide element (14) with a first end (14a) and a second end (14b), whereby the laser light source (12) is used to emit light into the first The end (14a) of the light guide element (14) can be coupled in, and the light guide element (14) is designed in such a way that light coupled into the first end (14a) can at least partially be passed through the light guide element (14), wherein the light guide element (14) 14) a large part of the light coupled into the first end (14a) of the light guide element (14) can be decoupled laterally along the light guide element (14) for lighting purposes, characterized in that the light guide element (14) is designed in such a way that the light guide element (14) is designed in such a way that the light guide element (14) enters the first end (14a) coupled light can at least partially be passed through the light guide element (14) so that it emerges from the second end (14b) of the light guide element (14), and the illumination His device (10) has a detection unit (18) which is designed to detect a radio- and / or photometric and / or thermal variable (P) that the light emerging from the second end (14b) of the light guide element (14) relates, wherein a first optical element (24) is arranged in the optical path (16) between the second end (14b) of the light guide element (14) and the detection unit (18), which is designed to transmit light in a first predetermined proportion into the To reflect light guide element (14), and to transmit a second predetermined proportion. Beleuchtungseinrichtung (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungseinrichtung (10) eine Steuereinrichtung (22) aufweist, die dazu ausgelegt ist, die Laser-Lichtquelle (12) in Abhängigkeit von der durch die Detektionseinheit (18) erfassten Größe (P) anzusteuern und/oder zu regeln, insbesondere abzuschalten.Lighting device (10) according to Claim 1 , characterized in that the lighting device (10) has a control device (22) which is designed to control and / or regulate the laser light source (12) as a function of the variable (P) detected by the detection unit (18) , in particular to switch off. Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im optischen Pfad (16) zwischen der Laser-Lichtquelle (12) und dem ersten Ende (14a) des Lichtleitelements (14) ein zweites optisches Element (26) angeordnet ist, welches dazu ausgebildet ist, Licht in Abhängigkeit von einer Eigenschaft des Lichts zu transmittieren und zu reflektieren.Lighting device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that a second optical element (26) is arranged in the optical path (16) between the laser light source (12) and the first end (14a) of the light guide element (14), which is designed to transmit and reflect light depending on a property of the light. Beleuchtungseinrichtung (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite optische Element (26) dazu ausgebildet ist, von der Laser-Lichtquelle (12) emittiertes und im optischen Pfad (16) von der Laser-Lichtquelle (12) zum zweiten optischen Element (26) sich ausbreitendes Licht zu einem vorbestimmten Anteil, insbesondere Großteil, zu transmittieren und im optischen Pfad (16) vom Lichtleitelement (14) zum zweiten optischen Element (26) sich ausbreitendes Licht zu einem vorbestimmten Anteil, insbesondere Großteil, in das Lichtleitelement (14) zu reflektieren.Lighting device (10) according to Claim 3 , characterized in that the second optical element (26) is designed to receive light emitted by the laser light source (12) and propagating in the optical path (16) from the laser light source (12) to the second optical element (26) to transmit a predetermined proportion, in particular a large part, and in the optical path (16) from the light guide element (14) to the second optical element (26) to reflect a predetermined proportion, in particular a large part, of light into the light guide element (14). Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der Ansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite optische Element (26) als optischer Isolator ausgebildet ist.Lighting device (10) according to one of the Claims 3 or 4th , characterized in that the second optical element (26) is designed as an optical isolator. Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laser-Lichtquelle (12) dazu ausgebildet ist, Licht mit einer vorbestimmten Polarisation bereitzustellen.Lighting device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the laser light source (12) is designed to provide light with a predetermined polarization. Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtleitelement (14) eine vorbestimmte Oberflächenbeschaffenheit zur Förderung der Lichtauskopplung des sich durch das Lichtleitelement (14) ausbreitenden Lichts aufweist.Lighting device (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the light guide element (14) has a predetermined surface quality for conveyance the light decoupling of the light propagating through the light guide element (14). Kraftfahrzeug mit einer Beleuchtungseinrichtung (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungseinrichtung (10) insbesondere als eine Innenraumbeleuchtung des Kraftfahrzeugs oder als eine Außenbeleuchtung, insbesondere als eine Heckleuchte des Kraftfahrzeugs, ausgebildet ist.Motor vehicle with a lighting device (10) according to one of the preceding claims, wherein the lighting device (10) is designed in particular as interior lighting of the motor vehicle or as exterior lighting, in particular as a rear light of the motor vehicle. Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung (10) eines Kraftfahrzeugs, wobei Laserlicht in ein erstes Ende (14a) eines faserförmigen Lichtleitelements (14) eingekoppelt wird, das zumindest zum Teil das Lichtleitelement (14) durchläuft, wobei ein Großteil des in das erste Ende (14a) des Lichtleitelements (14) eingekoppelten Lichts entlang des Lichtleitelements (14) zu Beleuchtungszwecken seitlich ausgekoppelt wird dadurch gekennzeichnet, dass das in das erste Ende (14a) eingekoppelte Licht zumindest zum Teil an einem zweiten Ende (14b) des Lichtleitelements (14) austritt, und wobei eine radio- und/oder photometrische und/oder thermische Größe (P) erfasst wird, die das aus dem zweiten Ende (14b) des Lichtleitelements (14) austretende Licht betrifft, wobei im optischen Pfad (16) zwischen dem zweiten Ende (14b) des Lichtleitelements (14) und der Detektionseinheit (18) ein erstes optisches Element (24) angeordnet ist, das Licht zu einem ersten vorbestimmten Anteil in das Lichtleitelement (14) reflektiert und zu einem zweiten vorbestimmten Anteil transmittiert.Method for operating a lighting device (10) of a motor vehicle, wherein laser light is coupled into a first end (14a) of a fiber-shaped light guide element (14) which at least partially passes through the light guide element (14), with a large part of the light entering the first end (14a ) The light coupled into the light guide element (14) along the light guide element (14) is laterally coupled out for lighting purposes, characterized in that the light coupled into the first end (14a) emerges at least in part at a second end (14b) of the light guide element (14), and a radio- and / or photometric and / or thermal variable (P) is detected which relates to the light emerging from the second end (14b) of the light guide element (14), wherein in the optical path (16) between the second end ( 14b) of the light guide element (14) and the detection unit (18) a first optical element (24) is arranged, the light in a first predetermined proportion into the light guide telement (14) reflected and transmitted to a second predetermined proportion.
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