DE102018113279A1

DE102018113279A1 - Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Scheinwerfer

Info

Publication number: DE102018113279A1
Application number: DE102018113279.4A
Authority: DE
Inventors: Bernd Fischer; Henrik Hesse
Original assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2018-06-05
Filing date: 2018-06-05
Publication date: 2019-12-05

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Scheinwerfer, umfassend mindestens eine Lichtquelle (1), von der im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht (4) ausgeht, ein LCD-Modul, durch das das von der mindestens einen Lichtquelle (1) ausgehende Licht (4) zumindest teilweise hindurchtreten kann, wobei das LCD-Modul so ausgebildet ist, dass ein nicht transmittierter Anteil des auf das LCD-Modul auftreffenden Lichts (4) zumindest teilweise zu der mindestens einen Lichtquelle (1) zurückreflektiert wird, sowie mindestens einen Lichtsensor (15), der derart in der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, dass er zumindest teilweise das von dem LCD-Modul zu der mindestens einen Lichtquelle (1) zurückreflektierte Licht (4) erfassen und dadurch zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Lichtquelle (1) und/oder des LCD-Moduls beitragen kann.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Scheinwerfer, sowie ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit mindestens einer Lichtquelle einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LCD-Moduls einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung.
Eine als Scheinwerfer ausgebildete Beleuchtungsvorrichtung der vorgenannten Art ist beispielsweise aus der DE 10 2015 203 889 A1 bekannt. Eine darin offenbarte Beleuchtungsvorrichtung kann beispielsweise ein LC-Display aufweisen, um Einfluss auf die Lichtverteilung vor dem Fahrzeug zu nehmen. Weiterhin kann die Beleuchtungsvorrichtung eine Lichtquelle mit mindestens einer Leuchtdiode (LED) aufweisen.
Grundsätzlich kann eine Ausfalldetektion der mindestens einen Leuchtdiode durch eine Stromüberwachung realisiert werden, wie dies beispielsweise in der EP 1 653 782 A2 offenbart ist. Problematisch an diesem Detektionsverfahren ist jedoch, dass nicht alle Fehlerbilder bei einem Ausfall der mindestens einen Leuchtdiode erkannt werden können. Es gibt Ausfallfehlerbilder, bei denen trotz korrekter Stromaufnahme durch die LED kein Licht emittiert wird.
Aktuell kann der Ausfall der Komponente LC-Display in einem LCD-Lichtmodul nicht detektiert werden. Dies ist bei einem Scheinwerfer problematisch, weil bei einem Ausfall des LC-Displays immer Licht mit einer Lichtverteilung, die einem Fernlicht ähnelt, in den Verkehrsraum emittiert wird und daher in diesem Fall als Fail-Safe-Reaktion die Lichtquelle zwingend abgeschaltet werden muss.
Eventuell ist eine Detektion des Ausfalls des LC-Displays über eine für Objektdetektion verbaute Kamera des Kraftfahrzeugs möglich. Die DE 10 2015 203 889 A1 nutzt eine derartige Kamera für eine Kalibrierung der Lichtverteilung der Beleuchtungsvorrichtung. Die Detektion des Ausfalls des LC-Displays stellt jedoch eine erhebliche Herausforderung für die Kameraalgorithmen dar.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art, bei der die Funktionsfähigkeit mindestens einer Lichtquelle und/oder eines LCD-Moduls überprüft werden kann. Weiterhin sollen ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit mindestens einer Lichtquelle einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung und ein Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LCD-Moduls einer derartigen Beleuchtungsvorrichtung angegeben werden.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Beleuchtungsvorrichtung der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1, durch ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit mindestens einer Lichtquelle mit den Merkmalen des Anspruchs 6 sowie durch ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LCD-Moduls mit den Merkmalen des Anspruchs 8 und des Anspruchs 9 erreicht.
Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 umfasst

- mindestens eine Lichtquelle, von der im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht ausgeht,
- ein LCD-Modul, durch das das von der mindestens einen Lichtquelle ausgehende Licht zumindest teilweise hindurchtreten kann, wobei das LCD-Modul so ausgebildet ist, dass ein nicht transmittierter Anteil des auf das LCD-Modul auftreffenden Lichts zumindest teilweise zu der mindestens einen Lichtquelle zurückreflektiert wird, sowie
- mindestens einen Lichtsensor, der derart in der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, dass er zumindest teilweise das von dem LCD-Modul zu der mindestens einen Lichtquelle zurückreflektierte Licht erfassen und dadurch zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Lichtquelle und/oder des LCD-Moduls beitragen kann.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung wird eine Überwachung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Lichtquelle und/oder des LCD-Moduls mit einfachen Mitteln ermöglicht. Durch die derartige Auslegung des LCD-Moduls, dass ein nicht transmittierter Anteil des auf das LCD-Modul auftreffenden Lichts zumindest teilweise zu der mindestens einen Lichtquelle zurückreflektiert wird, kann anhand des auf den mindestens einen Lichtsensors auftreffenden Lichts ermittelt werden, ob die mindestens eine Lichtquelle und/oder das LCD-Modul ausgefallen sind.
Es kann vorgesehen sein, dass der mindestens eine Lichtsensor im Bereich der mindestens einen Lichtquelle angeordnet ist. Insbesondere kann die mindestens eine Lichtquelle eine Leuchtdiode oder mehrere Leuchtdioden umfassen, wobei die mindestens eine Leuchtdiode auf einer Leiterplatte angeordnet ist, und wobei der mindestens eine Lichtsensor ebenfalls auf der Leiterplatte angeordnet ist. Dadurch wird der mindestens eine Lichtsensor effektiv in die bereits bestehende Elektronik integriert.
Es besteht die Möglichkeit, dass das LCD-Modul mindestens zwei Polarisatoren umfasst, von denen zumindest einer einen Anteil des Lichts zu der mindestens einen Lichtquelle zurückreflektieren kann, insbesondere wobei mindestens einer der Polarisatoren ein Wire-Grid-Polarisator ist. Das Funktionsprinzip eines LCD-Moduls erfordert den Einsatz von polarisiertem Licht. Der Vorteil eines Wire-Grid-Polarisators besteht darin, dass der nicht transmittierte Anteil des Lichtes reflektiert wird, so dass es nicht zu einer thermischen Belastung des Polarisators kommen kann. Ein weiterer Vorteil derartiger Polarisatoren in der erfindungsgemäßen Gestaltung besteht darin, dass das Licht bis zur Leiterplatte zurück reflektiert wird, so dass der mindestens eine Lichtsensor zumindest teilweise dass von einem oder mehreren Polarisatoren zurückreflektierte Licht detektieren kann.
Es kann vorgesehen sein, dass die Beleuchtungsvorrichtung Steuermittel umfasst, die den mindestens einen Lichtsensor ansteuern können, um die Funktionsfähigkeit der mindestens einen Lichtquelle und/oder des LCD-Moduls zu überprüfen. Es kann sich bei diesen Steuermitteln um Steuermittel handeln, die auch das LCD-Modul und/oder die Mehrzahl von Leuchtdioden zur Erzeugung einer gewünschten Lichtverteilung ansteuern können.
Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 6 umfasst die Beleuchtungsvorrichtung mindestens eine Lichtquelle, von der im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht ausgeht, und ein LCD-Modul, durch das das von der mindestens einen Lichtquelle ausgehende Licht zumindest teilweise hindurchtreten kann, wobei das LCD-Modul so ausgebildet ist, dass ein nicht transmittierter Anteil des auf das LCD-Modul auftreffenden Lichts zumindest teilweise zu der mindestens einen Lichtquelle zurückreflektiert und von mindestens einem Lichtsensor erfasst werden kann. Das Verfahren gemäß Anspruch 6 weist folgende Verfahrensschritte auf:

- Ansteuerung des LCD-Moduls, so dass zumindest ein Anteil des Lichts nicht transmittiert, sondern zu der mindestens einen Lichtquelle reflektiert wird,
- Ermittlung einer von dem mindestens einen Lichtsensor erfassten Lichtmenge,
- Auswertung der ermittelten Lichtmenge zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Lichtquelle.

Anhand des reflektierten Lichtes welches auf die Leiterplatte zurück fällt, kann ein Rückschluss erfolgen, ob einzelne Leuchtdioden ausgefallen sind oder nicht. Je nach optischer Auslegung sollten dazu auf der Leiterplatte ein oder mehrere Lichtsensoren angeordnet werden.
Es besteht die Möglichkeit, dass mehrere, insbesondere als Leuchtdioden ausgebildete, Lichtquellen vorgesehen sind, die nacheinander eingeschaltet und durch Ermittlung der von dem mindestens einen Lichtsensor erfassten Lichtmenge auf Funktionsfähigkeit überprüft werden. Beispielweise kann vorgesehen sein, dass in einem Zustand des LCD-Moduls, in dem kein Licht aus dem LCD-Lichtmodul emittiert wird, das von den Leuchtdioden erzeugte Licht an mindestens einem als Analysator dienenden Polarisator reflektiert wird. In diesem Zustand des LCD-Moduls kann dann beispielsweise bei einem Systemstart eine Überprüfung jeder einzelnen Leuchtdiode erfolgen. Dazu werden die Leuchtdioden nacheinander eingeschaltet. Wird durch den mindestens einen Lichtsensor Licht erfasst, kann von der Funktionsfähigkeit der entsprechenden Leuchtdiode ausgegangen werden. Über die von dem mindestens einen Lichtsensor erfasste Lichtmenge kann optional auch auf die von der Leuchtdiode emittierte Lichtmenge geschlossen werden, so dass auch die Leistungsfähigkeit der Leuchtdioden überprüft werden kann.
Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 8 umfasst die Beleuchtungsvorrichtung mindestens eine Lichtquelle, von der im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht ausgeht, und ein LCD-Modul, durch das das von der mindestens einen Lichtquelle ausgehende Licht zumindest teilweise hindurchtreten kann, wobei das LCD-Modul so ausgebildet ist, dass ein nicht transmittierter Anteil des auf das LCD-Modul auftreffenden Lichts zumindest teilweise zu der mindestens einen Lichtquelle zurückreflektiert und von mindestens einem Lichtsensor erfasst werden kann. Das Verfahren gemäß Anspruch 8 weist folgende Verfahrensschritte auf:

- Ansteuerung des LCD-Moduls, so dass zumindest ein Anteil des Lichts nicht transmittiert, sondern zu der mindestens einen Lichtquelle reflektiert wird,
- Ermittlung einer von dem mindestens einen Lichtsensor erfassten Lichtmenge,
- Auswertung der ermittelten Lichtmenge zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des LCD-Moduls.

Anhand des reflektierten Lichtes welches auf die Leiterplatte zurück fällt, kann ein Rückschluss erfolgen, ob das LCD-Modul beziehungsweise ein von dem LCD-Modul umfasstes LC-Display ausgefallen ist oder nicht. Je nach optischer Auslegung sollten dazu auf der Leiterplatte ein oder mehrere Lichtsensoren angeordnet werden. Wenn von dem mindestens einen Lichtsensor beispielsweise kein Licht detektiert wird, obwohl sich das LCD-Modul in einem Zustand befindet, in dem das von den Leuchtdioden erzeugte Licht an mindestens einem als Analysator dienenden Polarisator reflektiert werden sollte, kann auf einen Defekt des LCD-Moduls beziehungsweise des LC-Displays geschlossen werden.
Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 9 umfasst die Beleuchtungsvorrichtung mindestens eine Lichtquelle, von der im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht ausgeht, und ein LCD-Modul, durch das das von der mindestens einen Lichtquelle ausgehende Licht zumindest teilweise hindurchtreten kann, wobei das LCD-Modul so ausgebildet ist, dass ein nicht transmittierter Anteil des auf das LCD-Modul auftreffenden Lichts zumindest teilweise zu der mindestens einen Lichtquelle zurückreflektiert und von mindestens einem Lichtsensor erfasst werden kann. Das Verfahren gemäß Anspruch 9 weist folgende Verfahrensschritte auf:

- Ansteuerung des LCD-Moduls, so dass eine Lichtverteilung im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, insbesondere eine Fernlichtverteilung,
- Ermittlung einer von dem mindestens einen Lichtsensor erfassten Lichtmenge,
- Auswertung der ermittelten Lichtmenge zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des LCD-Moduls.

Bei einer Ansteuerung des LCD-Moduls derart, dass eine Fernlichtverteilung erzeugt wird, sollte kein Licht von einem als Analysator dienenden Polarisator reflektiert werden. Wenn der mindestens eine Lichtsensor trotzdem Licht detektiert, kann davon ausgegangen werden, dass das LCD-Modul ausgefallen ist.
Es kann vorgesehen sein, dass bei Feststellung einer Fehlfunktion der Beleuchtungsvorrichtung die mindestens eine Lichtquelle ausgeschaltet wird. Dadurch kann vermieden werden, dass andere Verkehrsteilnehmer durch Ausgabe einer nicht situationsangepassten Lichtverteilung behindert werden.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigt:

1 eine schematische Schnittansicht durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
2 eine beispielhafte Darstellung der Überlagerung des Lichts der Leuchtdioden auf einem Analysator eines LCD-Moduls einer zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
3 eine schematische Draufsicht auf die Leuchtdioden der zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
4 eine beispielhafte Darstellung der Überlagerung des Lichts der Leuchtdioden auf einem Analysator eines LCD-Moduls einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
5 eine schematische Draufsicht auf die Leuchtdioden der dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
6 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit mindestens einer Lichtquelle der zweiten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
7 eine schematische Draufsicht auf die Leuchtdioden der vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
8 eine schematische Draufsicht auf die Leuchtdioden der fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
9 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LCD-Moduls der vierten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung;
10 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LCD-Moduls der fünften Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.

In den Figuren sind gleiche und funktional gleiche Teile und Verfahrensschritte mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung ist beispielsweise als hochauflösender Scheinwerfer ausgebildet. Die in 1 abgebildete Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung umfasst eine Lichtquelle 1, die eine Mehrzahl von Leuchtdioden (LED) 2 aufweist (siehe beispielsweise auch 3). Die Leuchtdioden 2 sind auf einer gemeinsamen Leiterplatte 3 angeordnet. In 1 bewegt sich das von den Leuchtdioden 2 ausgehende Licht 4 nach oben.
Das Funktionsprinzip eines LCD-Moduls erfordert den Einsatz von polarisiertem Licht. Daher ist oberhalb der Lichtquelle 1 unter einem Winkel von 45° zur Horizontalen ein erster Polarisator 5 angeordnet, der als sogenannter Wire-Grid-Polarisator ausgebildet ist. Der Vorteil eines derartigen Wire-Grid-Polarisators besteht darin, dass der nicht transmittierte Anteil des Lichtes reflektiert wird, so dass es nicht zu einer thermischen Belastung des Polarisators kommen kann.
Von dem ersten Polarisator 5 wird Licht 4 mit einer ersten Polarisationsrichtung a nach oben hindurchgelassen und von einem darüber angeordneten Spiegel 6 nach rechts in 1 reflektiert. Das von dem Spiegel 6 nach rechts reflektierte Licht 4 bewegt sich in einem oberen Pfad 7.
Das nicht von dem ersten Polarisator 5 hindurchgelassene Licht 4 wird nach rechts in 1 reflektiert. Das von dem ersten Polarisator 5 nach rechts reflektierte Licht 4 bewegt sich in einem unteren Pfad 8. In diesem unteren Pfad 8 ist ein zweiter Polarisator 9 angeordnet, der Licht mit einer zweiten Polarisationsrichtung b, die zu der ersten Polarisationsrichtung a senkrecht ist, hindurchlässt.
Die Beleuchtungsvorrichtung umfasst weiterhin ein LC-Display 10, das sich in 1 von oben nach unten durch beide Lichtpfade 7, 8 hindurcherstreckt. Das durch die beiden Polarisatoren 5, 9 hindurchgetretene Licht 4 tritt durch das LC-Display 10 hindurch. Dabei dreht das LC-Display 10 im unbestromten Zustand die Polarisationsrichtungen des Lichts 4 in beiden Pfaden um 90°, so dass im in 1 abgebildeten Ausführungsbeispiel das Licht 4 im oberen Pfad 7 rechts vom LC-Display 10 die zweite Polarisationsrichtung b und das Licht 4 im unteren Pfad 8 rechts vom LC-Display 10 die erste Polarisationsrichtung a aufweist.
Hinter beziehungsweise rechts von dem LC-Display 10 ist sowohl in dem oberen Pfad 7 ein als Analysator dienender dritter Polarisator 11, als auch in dem unteren Pfad 8 ein als Analysator dienender vierter Polarisator 12 angeordnet. Der dritte und der vierte Polarisator 11, 12 sind ebenfalls jeweils als Wire-Grid-Polarisator ausgebildet.
Der dritte Polarisator 11 lässt Licht 4 mit der ersten Polarisationsrichtung a hindurchtreten und reflektiert Licht 4 mit der zweiten Polarisationsrichtung b. Der vierte Polarisator 12 lässt Licht 4 mit der zweiten Polarisationsrichtung b hindurchtreten und reflektiert Licht 4 mit der ersten Polarisationsrichtung a. Daher werden die in 1 verdeutlichten Anteile des Lichts 4 in dem oberen und dem unteren Pfad 7, 8 aufgrund des nicht bestromten Zustands des LC-Displays 10 von den als Analysatoren dienenden Polarisatoren 11, 12 reflektiert. Das LC-Display 10 bildet im abgebildeten Ausführungsbeispiels zusammen mit den vier Polarisatoren 5, 9, 11, 12 ein LCD-Modul.
Hinter beziehungsweise rechts von den als Analysatoren dienenden Polarisatoren 11, 12 ist sowohl in dem oberen Pfad 7, als auch in dem unteren Pfad 8 eine nur schematisch angedeutete Auskoppeloptik 13, 14 angeordnet, durch die das Licht 4 aus der Beleuchtungsvorrichtung austreten kann.
Das aufgrund des nicht bestromten Zustands des LC-Displays 10 von den als Analysatoren dienenden Polarisatoren 11, 12 reflektierte Licht 4 gelangt zumindest teilweise zu der Lichtquelle 1 zurück. Um dieses Licht zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Lichtquelle 1 und/oder des LCD-Moduls nutzen zu können, ist auf der Leiterplatte 3 mindestens ein Lichtsensor 15 angeordnet. Dieser mindestens eine Lichtsensor 15 kann das zurückreflektierte Licht 4 detektieren und somit zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Lichtquelle 1 und/oder des LCD-Moduls beitragen.
Beispielsweise kann bei einem Systemstart eine Überprüfung einer jeden der Leuchtdioden 2 erfolgen. Dazu können die Leuchtdioden 2 einzeln nacheinander eingeschaltet werden. Wird durch den Lichtsensor 15 oder die Lichtsensoren 15 Licht erfasst, funktioniert die Leuchtdiode 2. Optional kann über die von dem mindestens einen Lichtsensor 15 erfasste Lichtmenge auf die von der jeweiligen Leuchtdiode 2 erzeugten Lichtmenge und somit auf deren Leistungsfähigkeit geschlossen werden.
Bei dem in 2 und 3 verdeutlichten Ausführungsbeispiel überlappt das von den einzelnen Leuchtdioden 2 ausgehende Licht 4 auf dem LC-Displays 10 beziehungsweise den als Analysatoren dienenden Polarisatoren 11, 12 nur gering (siehe 2). Deswegen kann es sinnvoll sein, für jede Leuchtdiode 2 einen eigenen Lichtsensor 15 vorzusehen (siehe 3). Aufgrund dieser Gestaltung kann jede Leuchtdiode 2 unabhängig von den anderen Leuchtdioden 2 analysiert werden.
Bei einem Systemstart könnte bei gesperrten LCD-Modul eine initiale Kontrolle der Funktionalität der Leuchtdioden 2 erfolgen. 6 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit mindestens einer der Leuchtdioden 2 entnehmbar.
Das Verfahren startet bei 16 die Kontrolle der Leuchtdioden 2 bei einem Systemstart. In dem Verfahrensschritt 17 werden sämtliche Leuchtdioden 2 der Lichtquelle 1 ausgeschaltet. In dem Verfahrensschritt 18 werden Treiber des LCD-Moduls initialisiert. In dem Verfahrensschritt 19 wird das LCD-Modul so angesteuert, dass keine Transmission stattfindet. In dem Verfahrensschritt 20 werden die Leuchtdioden 2 angeschaltet.
In dem Verfahrensschritt 21 wird ermittelt, ob jeweils der einer der Leuchtdioden 2 zugeordnete Lichtsensor 15 Licht detektiert. Wenn von einem der Lichtsensoren 15 Licht detektiert wird, wird in dem Verfahrensschritt 22 festgestellt, dass die entsprechende Leuchtdiode 2 fehlerfrei arbeitet und betriebsbereit ist. Wenn in dem Verfahrensschritt 21 von einem der Lichtsensoren 15 kein Licht detektiert wird, wird in dem Verfahrensschritt 23 festgestellt, dass die entsprechende Leuchtdiode 2 defekt ist, woraufhin eine Fail-Safe-Routine aktiviert wird. In dem Verfahrensschritt 24 wird das Lichtbild der verbleibenden Leuchtdioden 2 angepasst, um den Ausfall zu kompensieren. In dem Verfahrensschritt 25 wird das Verfahren beendet.
Es besteht weiterhin die Möglichkeit, nicht nur bei einem Systemstart, sondern auch im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung eine Überprüfung der Funktionalität der Leuchtdioden 2 vorzunehmen. Die Überprüfung im Betrieb kann nur in Abhängigkeit von dem Schaltzustand des LCD-Moduls erfolgen. Wenn beispielsweise die in 3 vier oberen Leuchtdioden 2 nur für die Fernlichtfunktionalität benötigt würden, kann zyklisch im Abblendlicht eine Kontrolle der vier oberen Leuchtdioden 2 erfolgen. Zusätzlich kann vorgesehen sein, im Betrieb das LCD-Modul für einen Zeitraum von beispielsweise 20 ms für die Ausfallerkennung zu sperren. Damit könnte eine zyklische Kontrolle für alle Leuchtdioden 2 durchgeführt werden.
Bei dem in 4 und 5 verdeutlichten Ausführungsbeispiel überlappt das von den einzelnen Leuchtdioden 2 ausgehende Licht 4 auf dem LC-Displays 10 beziehungsweise den als Analysatoren dienenden Polarisatoren 11, 12 sehr stark (siehe 4). Deswegen kann es sinnvoll sein, lediglich einen einzigen Lichtsensor 15 vorzusehen (siehe 5), weil aufgrund der großen Überlappung eine unabhängige Überwachung der Leuchtdioden 2 nicht möglich ist. Auch hier kann bei einem Systemstart und gesperrtem LCD-Modul eine initiale Kontrolle der Funktionalität der Leuchtdioden 2 erfolgen. Da nur ein Lichtsensor 15 vorhanden ist, müssen hier die einzelnen Leuchtdioden nacheinander überprüft werden. Eine zyklische Überwachung ist bei dieser optischen Auslegung nicht möglich.
Anhand des reflektierten Lichtes 4, das auf die Leiterplatte 3 zurück reflektiert wird, kann auch ein Rückschluss darauf erfolgen, ob das LC-Display 10 ausgefallen ist oder nicht. Wenn der mindestens eine Lichtsensor 15 Licht 4 detektiert, obwohl kein Licht 4 von den als Analysatoren dienenden Polarisatoren 11, 12 reflektiert werden dürfte, kann davon ausgegangen werden, dass das LC-Display 10 ausgefallen ist. Bei einem Einsatz mehrerer Lichtsensoren 15 kann sogar eine partielle Ausfallüberwachung des LC-Displays 10 erfolgen.
Bei der Ausführungsform gemäß 7 ist lediglich ein Lichtsensor 15 auf der Leiterplatte 3 angeordnet. Aufgrund des gewählten optischen Konzeptes funktioniert die Ausfallkontrolle des LC-Displays 10 mit nur einem Lichtsensor 15 nur, wenn das LCD-Modul so angesteuert ist, dass keine Transmission stattfindet. In diesem Fall wird das von der Lichtquelle 1 erzeugte Licht 4 an den als Analysatoren dienenden Polarisatoren 11, 12 reflektiert. Der Lichtsensor 15 auf der Leiterplatte 3 kann dieses reflektierte Licht 4 detektieren. Wird das Licht 4 detektiert, funktioniert das LCD-Modul. Wird kein Licht detektiert, ist das LCD-Modul defekt, so dass die Lichtquelle 1 deaktiviert werden muss beziehungsweise deaktiviert werden kann, um andere Verkehrsteilnehmer nicht zu blenden.
9 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LCD-Moduls entnehmbar, bei dem eine Beleuchtungsvorrichtung mit nur einem Lichtsensor 15 verwendet wird.
Das Verfahren startet bei 16 die Kontrolle des LCD-Moduls bei einem Systemstart. In dem Verfahrensschritt 17 werden sämtliche Leuchtdioden 2 der Lichtquelle 1 ausgeschaltet. In dem Verfahrensschritt 18 werden Treiber des LCD-Moduls initialisiert. In dem Verfahrensschritt 19 wird das LCD-Modul so angesteuert, dass keine Transmission stattfindet. In dem Verfahrensschritt 20 werden die Leuchtdioden 2 angeschaltet.
In dem Verfahrensschritt 21 wird ermittelt, ob der Lichtsensor 15 Licht detektiert. Wenn von dem der Lichtsensoren 15 Licht detektiert wird, wird in dem Verfahrensschritt 26 festgestellt, dass das LCD-Modul fehlerfrei arbeitet und betriebsbereit ist. Wenn in dem Verfahrensschritt 21 von dem Lichtsensor 15 kein Licht detektiert wird, wird in dem Verfahrensschritt 27 festgestellt, dass das LCD-Modul defekt ist, woraufhin eine Fail-Safe-Routine aktiviert wird. In dem Verfahrensschritt 28 werden sämtliche Leuchtdioden 2 der Lichtquelle 1 ausgeschaltet. In dem Verfahrensschritt 25 wird das Verfahren beendet.
Bei Verwendung mehrerer Lichtsensoren 15 (siehe 8) kann auch eine Ausfallkontrolle im Betrieb erfolgen. Dabei sollte unterschieden werden, ob eine Fernlichtverteilung angesteuert wird oder ob eine Lichtverteilung mit Entblendungsbereichen oder ob Abblendlicht angesteuert wird. Im Falle von Fernlicht wird geprüft ob alle Lichtsensoren 15 Licht 4 detektieren. Ist dies der Fall liegt ein Defekt des LC-Displays 10 vor. Im Falle einer entblendeten Lichtverteilung muss für jeden Lichtsensor 15 separat geprüft werden ob dieser bei aktuellem Schaltzustand des LC-Displays 10 Licht 4 detektieren müsste oder nicht. Werden bei einem oder mehreren Lichtsensoren 15 unplausible Werte festgestellt, liegt ebenfalls ein defektes LC-Display vor.
10 ist eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LCD-Moduls entnehmbar, bei dem eine Beleuchtungsvorrichtung mit mehreren Lichtsensor 15 verwendet wird. Dabei wird das Verfahren im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung durchgeführt. Das Verfahren startet bei 16 die zyklische Kontrolle des LCD-Moduls. In dem Verfahrensschritt 29 wird ermittelt, ob eine Fernlichtverteilung angesteuert wird.
Wenn die Ansteuerung einer Fernlichtverteilung festgestellt wird, wird in dem Verfahrensschritt 21 ermittelt, ob die Lichtsensoren 15 Licht detektieren. Wenn von einem der Lichtsensoren 15 Licht detektiert wird, wird in dem Verfahrensschritt 27 festgestellt, dass das LCD-Modul defekt ist, woraufhin eine Fail-Safe-Routine aktiviert wird. In dem Verfahrensschritt 28 werden sämtliche Leuchtdioden 2 der Lichtquelle 1 ausgeschaltet. Wenn in dem Verfahrensschritt 21 von dem Lichtsensor 15 kein Licht detektiert wird, wird in dem Verfahrensschritt 26 festgestellt, dass das LCD-Modul fehlerfrei arbeitet und betriebsbereit ist.
Wenn in dem Verfahrensschritt 29 keine Ansteuerung einer Fernlichtverteilung festgestellt wird, wird in dem Verfahrensschritt 30 ermittelt, ob bei den Lichtsensoren plausible Werte vorliegen. Wenn in dem Verfahrensschritt 29 plausible Werte ermittelt werden, wird in dem Verfahrensschritt 26 festgestellt, dass das LCD-Modul fehlerfrei arbeitet und betriebsbereit ist. Wenn in dem Verfahrensschritt 29 unplausible Werte ermittelt werden, wird in dem Verfahrensschritt 27 festgestellt, dass das LCD-Modul defekt ist, woraufhin eine Fail-Safe-Routine aktiviert wird. In dem Verfahrensschritt 28 werden sämtliche Leuchtdioden 2 der Lichtquelle 1 ausgeschaltet. In dem Verfahrensschritt 25 wird das Verfahren beendet.
Bezugszeichenliste

1: Lichtquelle
2: Leuchtdiode
3: Leiterplatte
4: Licht
5: erster Polarisator
6: Spiegel
7: oberer Pfad des Lichts
8: unterer Pfad des Lichts
9: zweiter Polarisator
10: LC-Display
11: dritter Polarisator
12: vierter Polarisator
13: Auskoppeloptik
14: Auskoppeloptik
15: Lichtsensor
16: Verfahrensschritt: Start des Verfahrens.
17: Verfahrensschritt: Sämtliche Leuchtdioden werden ausgeschaltet.
18: Verfahrensschritt: Treiber des LCD-Moduls werden initialisiert.
19: Verfahrensschritt: LCD-Modul wird so angesteuert, dass keine Transmission stattfindet.
20: Verfahrensschritt: Leuchtdioden werden angeschaltet.
21: Verfahrensschritt: Es wird ermittelt, ob der Lichtsensor Licht detektiert.
22: Verfahrensschritt: Es wird festgestellt, dass die Leuchtdiode fehlerfrei arbeitet und betriebsbereit ist.
23: Verfahrensschritt: Es wird festgestellt, dass die Leuchtdiode defekt ist; Aktivierung einer Fail-Safe-Routine.
24: Verfahrensschritt: Anpassung des Lichtbilds der verbleibenden Leuchtdioden.
25: Verfahrensschritt: Ende des Verfahrens.
26: Verfahrensschritt: Es wird festgestellt, dass LCD-Modul fehlerfrei arbeitet und betriebsbereit ist.
27: Verfahrensschritt: Es wird festgestellt, dass das LCD-Modul defekt ist; Aktivierung einer Fail-Safe-Routine.
28: Verfahrensschritt: Sämtliche Leuchtdioden werden ausgeschaltet.
29: Verfahrensschritt: Es wird ermittelt, ob eine Fernlichtverteilung angesteuert wird.
30: Verfahrensschritt: Es wird ermittelt, ob bei den Lichtsensoren plausible Werte vorliegen.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102015203889 A1 [0002, 0005]
EP 1653782 A2 [0003]

Claims

Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Scheinwerfer, umfassend - mindestens eine Lichtquelle (1), von der im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht (4) ausgeht, - ein LCD-Modul, durch das das von der mindestens einen Lichtquelle (1) ausgehende Licht (4) zumindest teilweise hindurchtreten kann, wobei das LCD-Modul so ausgebildet ist, dass ein nicht transmittierter Anteil des auf das LCD-Modul auftreffenden Lichts (4) zumindest teilweise zu der mindestens einen Lichtquelle (1) zurückreflektiert wird, sowie - mindestens einen Lichtsensor (15), der derart in der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet ist, dass er zumindest teilweise das von dem LCD-Modul zu der mindestens einen Lichtquelle (1) zurückreflektierte Licht (4) erfassen und dadurch zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Lichtquelle (1) und/oder des LCD-Moduls beitragen kann.
Beleuchtungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Lichtsensor (15) im Bereich der mindestens einen Lichtquelle (1) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Lichtquelle (1) eine Leuchtdiode (2) oder mehrere Leuchtdioden (2) umfasst, wobei die mindestens eine Leuchtdiode (2) auf einer Leiterplatte (3) angeordnet ist, und wobei der mindestens eine Lichtsensor (15) ebenfalls auf der Leiterplatte (3) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das LCD-Modul mindestens zwei Polarisatoren (5, 9, 11, 12) umfasst, von denen zumindest einer einen Anteil des Lichts (4) zu der mindestens einen Lichtquelle (1) zurückreflektieren kann, insbesondere wobei mindestens einer der Polarisatoren (5, 9, 11, 12) ein Wire-Grid-Polarisator ist.
Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beleuchtungsvorrichtung Steuermittel umfasst, die den mindestens einen Lichtsensor (15) ansteuern können, um die Funktionsfähigkeit der mindestens einen Lichtquelle (1) und/oder des LCD-Moduls zu überprüfen.
Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit mindestens einer Lichtquelle (1) einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Beleuchtungsvorrichtung mindestens eine Lichtquelle (1), von der im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht (4) ausgeht, und ein LCD-Modul umfasst, durch das das von der mindestens einen Lichtquelle (1) ausgehende Licht (4) zumindest teilweise hindurchtreten kann, wobei das LCD-Modul so ausgebildet ist, dass ein nicht transmittierter Anteil des auf das LCD-Modul auftreffenden Lichts (4) zumindest teilweise zu der mindestens einen Lichtquelle (1) zurückreflektiert und von mindestens einem Lichtsensor (15) erfasst werden kann, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Ansteuerung des LCD-Moduls, so dass zumindest ein Anteil des Lichts (4) nicht transmittiert, sondern zu der mindestens einen Lichtquelle reflektiert wird, - Ermittlung einer von dem mindestens einen Lichtsensor (15) erfassten Lichtmenge, - Auswertung der ermittelten Lichtmenge zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit der mindestens einen Lichtquelle (1).
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere, insbesondere als Leuchtdioden (2) ausgebildete, Lichtquellen (1) vorgesehen sind, die nacheinander eingeschaltet und durch Ermittlung der von dem mindestens einen Lichtsensor (15) erfassten Lichtmenge auf Funktionsfähigkeit überprüft werden.
Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LCD-Moduls einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Beleuchtungsvorrichtung mindestens eine Lichtquelle (1), von der im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht (4) ausgeht, und ein LCD-Modul umfasst, durch das das von der mindestens einen Lichtquelle (1) ausgehende Licht (4) zumindest teilweise hindurchtreten kann, wobei das LCD-Modul so ausgebildet ist, dass ein nicht transmittierter Anteil des auf das LCD-Modul auftreffenden Lichts (4) zumindest teilweise zu der mindestens einen Lichtquelle (1) zurückreflektiert und von mindestens einem Lichtsensor (15) erfasst werden kann, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Ansteuerung des LCD-Moduls, so dass zumindest ein Anteil des Lichts (4) nicht transmittiert, sondern zu der mindestens einen Lichtquelle (1) reflektiert wird, - Ermittlung einer von dem mindestens einen Lichtsensor (15) erfassten Lichtmenge, - Auswertung der ermittelten Lichtmenge zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des LCD-Moduls.
Verfahren zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit eines LCD-Moduls einer Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Beleuchtungsvorrichtung mindestens eine Lichtquelle (1), von der im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung Licht (4) ausgeht, und ein LCD-Modul umfasst, durch das das von der mindestens einen Lichtquelle (1) ausgehende Licht (4) zumindest teilweise hindurchtreten kann, wobei das LCD-Modul so ausgebildet ist, dass ein nicht transmittierter Anteil des auf das LCD-Modul auftreffenden Lichts (4) zumindest teilweise zu der mindestens einen Lichtquelle (1) zurückreflektiert und von mindestens einem Lichtsensor (15) erfasst werden kann, umfassend folgende Verfahrensschritte: - Ansteuerung des LCD-Moduls, so dass eine Lichtverteilung im Außenraum des Kraftfahrzeugs erzeugt wird, insbesondere eine Fernlichtverteilung, - Ermittlung einer von dem mindestens einen Lichtsensor (15) erfassten Lichtmenge, - Auswertung der ermittelten Lichtmenge zur Überprüfung der Funktionsfähigkeit des LCD-Moduls.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei Feststellung einer Fehlfunktion der Beleuchtungsvorrichtung die mindestens eine Lichtquelle (1) ausgeschaltet wird.