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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugscheinwerfers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Anordnung aus einem Kraftfahrzeugscheinwerfer und einem zugehörigen Steuergerät nach dem Oberbegriff des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs. Ein solches Verfahren und ein solches Steuergerät werden als per se bekannt vorausgesetzt.
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Der damit ebenfalls als bekannt vorausgesetzte Kraftfahrzeugscheinwerfer weist eine erste Lichtquelle auf, mit der Primärlicht abstrahlbar ist. Er weist weiter ein von der ersten Lichtquelle beleuchtbares Spiegelelement auf, dessen mittlere Spiegelstellung gesteuert veränderbar ist. Zwischen der ersten Lichtquelle und dem Spiegelelement ist eine Kollimatoroptik angeordnet, welche Primärlicht der ersten Lichtquelle über das Spiegelelement auf von der mittleren Spiegelstellung abhängige Teilbereiche eines Phosphorkonversionselements bündelt und diese Teilbereiche damit zur Emission von Sekundärlicht anregt. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer weist weiter eine zweite Lichtquelle auf, mit dessen Licht das Phosphorkonversionselement ohne Umlenkung an dem Spiegelelement beleuchtbar ist. Eine Projektionsoptik des Kraftfahrzeugscheinwerfers sammelt vom Phosphorkonversionselement reflektiertes Primärlicht, vom Phosphorkonversionselement emittiertes Sekundärlicht sowie vom Phosphorkonversionselement reflektiertes Licht der zweiten Lichtquelle und bildet das Phosphorkonversionselement mittels des gesammelten Lichtes in ein Vorfeld des Kraftfahrzeugscheinwerfers ab.
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Die erste Lichtquelle ist bevorzugt eine Laserlichtquelle, beispielsweise eine Laserdiode oder eine Anordnung mehrerer Laserdioden. Für Kraftfahrzeugschweinwerfer verwendete Laserlichtquellen erzeugen in der Regel blaues oder ultraviolettes Primärlicht. Das von der Laserlichtquelle ausgehende Laserlicht wird bei ordnungsgemäßem Zustand des Phosphorkonverters zu einem Teil gestreut und zu einem weiteren Teil in Licht größerer Wellenlängen aus dem gelb-roten Spektralbereich konvertiert. Eine Mischung aus dem blauen Streulicht und dem gelb-roten Sekundärlicht ergibt weißes Licht, wie es für Kraftfahrzeugscheinwerfer zulässig ist. Bei beschädigtem oder fehlendem Phosphorkonversionselement könnte es zu einem Austritt von kohärentem Laserlicht aus dem Kraftfahrzeugscheinwerfer kommen, was nicht zulässig ist. Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der Erfindung in der Angabe eines Verfahrens und einer Anordnung von einem Kraftfahrzeugscheinwerfer und einem Steuergerät, mit denen eine Beschädigung und/oder ein Fehlen eines Phosphorkonversionselementes im Betrieb des Kraftfahrzeugscheinwerfers automatisch detektierbar ist.
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Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Mit Blick auf ihre Verfahrensaspekte zeichnet sich die vorliegende Erfindung dadurch aus, dass vom Phosphorkonversionselement bei ausgeschalteter ersten Lichtquelle und eingeschalteter zweiter Lichtquelle ausgehendes und auf die erste Lichtquelle einfallendes Licht der zweiten Lichtquelle zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Phosphorkonversionselements ausgewertet wird.
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Mit Bezug auf ihre Vorrichtungsaspekte zeichnet sich die vorliegende Erfindung durch die entsprechenden kennzeichnenden Merkmale des unabhängigen Vorrichtungsanspruchs aus.
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Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass mit der ersten Lichtquelle Primärlicht in Pulsphasen eines Puls-Pausenbetriebs abstrahlbar ist.
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Bevorzugt ist auch, dass vom Phosphorkonversionselement in Pulspausen der ersten Lichtquelle bei eingeschalteter zweiter Lichtquelle ausgehendes und auf die erste Lichtquelle einfallendes Licht zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Phosphorkonversionselements ausgewertet wird.
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Weiter ist bevorzugt, dass sich Pulse und Pulspausen abwechseln und mit einer Frequenz aufeinander folgen, bei der das menschliche Auge eine Folge von Pulsen als mittlere Helligkeit wahrnimmt.
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Bevorzugt ist auch, dass die Frequenz größer als 100 Hz ist.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass verschiedene Spiegelstellungen des Spiegelelements eingestellt werden und dass die Auswertung für verschiedene Spiegelstellungen des Spiegelelements individuell erfolgt.
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Bevorzugt ist auch, dass in bestimmten Zeitabständen ein Messwert erfasst wird, so dass sich aus den zu den verschiedenen Zeitpunkten verschiedenen Spiegelpositionen ein besser aufgelöste Bild ergibt.
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Weiter ist bevorzugt, dass zu jeder eingestellten Spiegelstellung wenigstens eine Intensität des bei der eingestellten Spiegelstellung auf die erste Lichtquelle einfallenden Lichtes gemessen wird.
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Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die gemessene Intensität dem bei der eingestellten Spiegelstellung und bei funktionsfähiger erster Lichtquelle mit dem gebündelten Primärlicht der ersten Lichtquelle beleuchteten Teilbereich des Phosphorkonversionselements zugeordnet wird.
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Bevorzugt ist auch, dass die gemessene und einem Teilbereich des Phosphorkonversionselements zugeordnete Intensität mit einem Schwellenwert verglichen wird.
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Weiter ist bevorzugt, dass ein Teilbereich des Phosphorkonversionselements, dessen ihm zugeordnete Intensität kleiner als der Schwellenwert ist, als fehlerhaft beurteilt wird.
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Mit Blick auf Ausgestaltungen der Anordnung ist bevorzugt, dass das Steuergerät dazu eingerichtet ist, eine der oben genannten Ausgestaltungen des Verfahrens durchzuführen.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Dabei bezeichnen gleiche Bezugszeichen in verschiedenen Figuren jeweils gleiche oder zumindest ihrer Funktion nach vergleichbare Elemente. Bei der Beschreibung einzelner Figuren wird ggf. auch auf Elemente aus anderen Figuren Bezug genommen. Es zeigen, jeweils in schematischer Form:
- 1 eine Anordnung aus einem Kraftfahrzeugscheinwerfer und einem Steuergerät;
- 2 eine Lichtverteilung auf einem Phosphorkonversionselement;
- 3 ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 4 eine weitere Lichtverteilung auf dem Phosphorkonversionselement;
- 5 weitere Lichtverteilungen auf dem Phosphorkonversionselement;
- 6 weitere Lichtverteilungen auf dem Phosphorkonversionselement;
- 7 eine Leuchtdichteverteilung;
- 8 eine Variante, bei der die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle in einer Ebene angeordnet sind; und
- 9 eine Variante des Gegenstands 8.
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Im Einzelnen zeigt die 1 eine Anordnung 10 aus einem Kraftfahrzeugscheinwerfer 12 und einem Steuergerät 14. Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 12 weist ein Gehäuse auf, dessen Lichtaustrittsöffnung durch eine transparente Abdeckscheibe 18 abgedeckt wird. Das Steuergerät 14 ist im dargestellten Beispiel außerhalb des Gehäuses 16 angeordnet. Eine Anordnung innerhalb des Gehäuses 16 ist auch möglich.
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Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 12 weist eine erste Lichtquelle 20 auf, mit der Primärlicht 22 abstrahlbar ist. Die erste Lichtquelle ist eine Laserdiode oder eine Anordnung mehrerer Laserdioden. Entsprechend ist das Primärlicht 22 Laserlicht. Das Primärlicht 22 ist bevorzugt blaues Laserlicht oder ultraviolette Strahlung. Wenn in dieser Anmeldung der Begriff Laserlicht verwendet wird, ist damit sowohl Licht im sichtbaren Spektralbereich als ultraviolette Strahlung gemeint.
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Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 12 weist weiter ein von der ersten Lichtquelle 20 beleuchtbares Spiegelelement 24 auf, dessen mittlere Spiegelstellung mit einem Aktor 26 gesteuert veränderbar ist.
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Zwischen der ersten Lichtquelle 20 und dem Spiegelelement 24 ist eine Kollimatoroptik 28 angeordnet. Die Kollimatoroptik 28 ist näher an der ersten Lichtquelle 20 als an dem Spiegelelement 24 angeordnet und dazu eingerichtet, das Primärlicht 22 der ersten Lichtquelle 20 zu parallelisieren oder zu fokussieren, so dass dieses Primärlicht 22 über das Spiegelelement 24 einen Teilbereich eines Phosphorkonversionselements 30 fokussiert beleuchtet. Die Fokussierung erfolgt bevorzugt in einen Punkt, bzw. einen kleinen Fleck. Welcher Teilbereich beleuchtet wird, ist von der Spiegelstellung abhängig. Durch das auftreffende Primärlicht 22 werden die beleuchteten Teilbereiche zur Emission von Sekundärlicht 32 angeregt.
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Das von der ersten Lichtquelle 20 ausgehende Primärlicht 22 wird bei ordnungsgemäßem Zustand des Phosphorkonversionselementes 30 zu einem Teil gestreut und zu einem weiteren Teil in Sekundärlicht 32 größerer Wellenlängen aus dem gelb-roten Spektralbereich konvertiert. Eine Mischung aus dem Primärlicht 22 und dem gelb-roten Sekundärlicht 32 ergibt weißes Licht, wie es für Kraftfahrzeugscheinwerfer 12 zulässig ist. Der mit dem Primärlicht 22 beleuchtete Teilbereich des Phosphorkonversionselementes 30 leuchtet weiß auf.
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Bei unterschiedlichen Spiegelstellungen werden unterschiedliche Teilbereiche des Phosphorkonversionselementes 30 zum Leuchten gebracht. Bei ausreichend schneller Spiegelbewegung können zusammenhängende Bereiche des Phosphorkonversionselementes 30 beleuchtet werden, welche der menschliche Sehsinn aufgrund seiner Trägheit als eine leuchtende Fläche wahrnimmt. Durch kurzzeitiges (d.h. für eine Zeitdauer im Bereich von 1/100 s) Dimmen/Ausschalten der ersten Lichtquelle 20 können auch nicht zusammenhängende Teilbereich als gleichzeitig leuchtend dargestellt werden.
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Der Kraftfahrzeugscheinwerfer 12 weist auch eine zweite Lichtquelle 34 auf, mit der das Phosphorkonversionselement 30 ohne an dem Spiegelelement 24 erfolgende Umlenkung beleuchtbar ist. Die zweite Lichtquelle 34 ist bevorzugt ebenfalls eine Laserlichtquelle. Sie besteht zum Beispiel aus einer oder mehreren Laserdioden. Das Primärlicht 22 der zweiten Lichtquelle 34 wird bevorzugt mit einer Zylinderlinse 36 anstatt einer in einen Punkt fokussierenden Kollimatoroptik auf das Phosphorkonversionselement 30 gerichtet. Mit der Zylinderlinse wird ein breiter Bereich des Phosphorkonversionselements beleuchtet, der fast so breit oder so breit wie das Phosphorkonversionselement 30 und quer dazu mindestens halb so hoch wie das Phosphorkonversionselement 30 ist. Damit wird eine statische Lichtverteilung auf dem Phosphorkonversionselement 30 erzeugt.
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Das Phosphorkonversionselement 30 wird von einem Trägerelement 38 gestützt. Das Trägerelement 38 kann in seinem seitlich über den Rand des Phosphorkonversionselements 30 hinaus ragenden Randbereich 40 auf seiner dem Spiegelelement 24 zugewandten Seite verspiegelt gestaltet sein. Eine dritte, weißes Licht emittierende Lichtquelle 42 beleuchtet das Phosphorkonversionselement 30 mit weißem Licht und wenigstens einen Teil des Randbereichs 40, sodass die mit der ersten Lichtquelle 20 und dem beweglichen Spiegelelement 24 erzeugte und dynamisch veränderbare Lichtverteilung auf dem Phosphorkonversionselement 30 bis an den Rand des Phosphorkonversionselement 30 ausgedehnt werden kann und durch die überstrahlende dritte Lichtquelle 42 ein sanfter Auslauf am Rand der mit der ersten Lichtquelle 20 und dem beweglichen Spiegelelement 24 erzeugten und dynamisch veränderbaren Lichtverteilung erzeugt werden kann. So kann bis zum Rand hin die volle Leistung der ersten Lichtquelle 20 genutzt werden, ohne dass zum Rand hin eine Dimmung zum Erzeugen eines sanften Randauslaufs notwendig wird. Der über das Phosphorkonversionselement 30 hinausragende Rand des Trägerelements 38 muss nicht notwendigerweise verspiegelt sein, sondern er kann auch eine ggf. matt reflektierende Vergussmasse des Phosphorkonversionselements sein.
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Eine Projektionsoptik 44 ist im Kraftfahrzeugscheinwerfer 12 so angeordnet, dass sie vom Phosphorkonversionselement 30 reflektiertes Primärlicht 22, vom Phosphorkonversionselement 30 emittiertes Sekundärlicht 32 sowie vom Phosphorkonversionselement 30 reflektiertes Licht der dritten Lichtquelle 42 sammelt und das Phosphorkonversionselement 30 mittels des gesammelten Lichtes in ein Vorfeld des Kraftfahrzeugscheinwerfers 12 abbildet. Die Projektionsoptik 44 bildet dabei die leuchtende Fläche des Phosphorkonversionselements 30 als die gewünschte Lichtverteilung ab. Die Projektionsoptik 44 ist bevorzugt eine Linse oder ein Reflektor.
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2 zeigt eine Lichtverteilung auf dem Phosphorkonversionselement 30. Die H-Achse ist eine bei bestimmungsgemäßer Verwendung des Kraftfahrzeugscheinwerfers 12 horizontale Linie. Die Linie V ist eine Vertikale.
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Ein Rand 46 des Phosphorkonversionselementes 30 umgibt einen dynamisch mit der ersten Lichtquelle 20 und dem Spiegelelement 24 beleuchtbaren dynamischen Lichtverteilungsbereich 48,
und ein statischer Lichtverteilungsbereich 50 wird statisch mit der zweiten Lichtquelle 34 beleuchtet. Dieser statische Lichtverteilungsbereich 50 ist in dieser Darstellung bevorzugt eine Grundlichtverteilung, welche nicht dynamisch geändert werden muss.
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Um einen fließenden Übergang zwischen der statischen und der dynamischen Lichtverteilung zu darzustellen, ist es möglich, dass der dynamische beleuchtbare Lichtverteilungsbereich 48 sich teilweise mit dem statisch beleuchtbaren Lichtverteilungsbereich 50 überlappt.
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Das Steuergerät 14 ist dazu eingerichtet, vom Phosphorkonversionselement 30 bei ausgeschalteter erster Lichtquelle 20 und eingeschalteter zweiter Lichtquelle 34 ausgehendes und auf die erste Lichtquelle 20 einfallendes Licht der zweiten Lichtquelle 34 zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Phosphorkonversionselements 30 auszuwerten. Ein Fehleranzeigemittel 52 dient dazu, dem Fahrer einen Fehler des Phosphorkonversionselements 30 anzuzeigen, wenn ein solcher bei der Auswertung festgestellt wird.
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3 zeigt ein Flussdiagramm als Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens, mit dem vom Phosphorkonversionselement bei ausgeschalteter erster Lichtquelle 20 und eingeschalteter zweiter Lichtquelle 34 ausgehendes und auf die erste Lichtquelle 20 einfallendes Licht der zweiten Lichtquelle 34 zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Phosphorkonversionselements 30 ausgewertet wird.
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Die erste Lichtquelle 20 wird mit einem Tastverhältnis im Puls-Pausen-Betrieb betrieben. Die Summe der Dauern eines Pulses und einer Pause ist bevorzugt konstant. Sie entspricht der einer Periodendauer und damit dem Kehrwert einer Frequenz des Signals. Die Frequenz ist bevorzugt so hoch, dass das menschliche Auge eine Folge von Pulsen als mittlere Helligkeit wahrnimmt. Die Frequenz ist daher bevorzugt größer als 100 Hz. Die mittlere Helligkeit wird vergrößert, indem die Pulslänge zu Lasten der Pulspausen vergrößert wird. Entsprechend wird die mittlere Helligkeit verringert, indem die Pulslänge zu Gunsten der Pulspausen verringert wird.
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Die zweite Lichtquelle 34 kann dauerhaft eingeschaltet sein. In einer alternativen Ausgestaltung wird die zweite Lichtquelle 34 wie auch die erste Lichtquelle 20 in einem Puls-Pausen-Betrieb betrieben. In diesem Fall erfolgt das Einschalten und Ausschalten der zweiten Lichtquelle 34 bevorzugt mit einer Frequenz, die gleich der Frequenz ist, mit der die erste Lichtquelle 20 eingeschaltet und ausgeschaltet wird. Darüber hinaus erfolgt die Ansteuerung der zweiten Lichtquelle 34 in jedem Fall (d.h. auch bei ggf. abweichender Frequenz, wenn eine der Frequenzen ein ganzzahliges Vielfaches der jeweils anderen Frequenz ist) so, dass wenigstens ein Teil eines Einschaltpulses der zweiten Lichtquelle 34 jeweils in einer Pause eines Ansteuersignals der ersten Lichtquelle 20 liegt.
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Im Schritt 100 erfolgt ein Start eine solchen Betriebs der zweiten Lichtquelle 34 (dauerhaft eingeschaltet oder auf die beschriebene Weise mit der ersten Lichtquelle 20 synchronisiert). Im Schritt 102 wird eine mittlere Stellung oder eine spezifischer Schwingungszustand des Spiegelelements 24 eingestellt.
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Im Schritt 104 schaltet das Steuergerät 14 die erste Lichtquelle 20 für eine vorgegebene zeitliche Pulsdauer ein. Ist die Pulsdauer verstrichen, schaltet das Steuergerät 14 die erste Lichtquelle 20 mit dem Schritt 106 aus.
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Im Schritt 108 wird bei ausgeschalteter erster Lichtquelle 20 und eingeschalteter zweiter Lichtquelle 34 vom Phosphorkonversionselement 30 ausgehendes und auf die erste Lichtquelle 20 einfallendes Licht der zweiten Lichtquelle 34 zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Phosphorkonversionselements 30 erfasst.
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Dabei wird die erste Lichtquelle 20 in den Pulspausen ihres Ansteuersignals als Detektor verwendet, der bei dem einfallenden Licht ein elektrisches Signal erzeugt. Die Signalstärke ist umso größer, je größer die Intensität des einfallenden Lichtes ist.
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Für die Auswertung wird eine Intensität des auf die erste Lichtquelle 20 einfallenden Lichtes der zweiten Lichtquelle 34 ausgewertet. Dazu wird die Intensität in einem Schritt 110 mit einem Schwellenwert verglichen.
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Wenn die Intensität größer als der Schwellenwert ist, wird ein der eingestellten Spiegelstellung/dem eingestellten Schwingungszustand zugeordneter Teilbereich des Phosphorkonversionselements 30 implizit als funktionsfähig beurteilt. Die implizite Beurteilung ergibt sich daraus, dass in diesem Fall eine Fehlermeldung nicht erzeugt wird. Die Zuordnung zwischen Spiegelstellung und Teilbereich ergibt sich dadurch dass das Spiegelelement in seinen verschiedenen einstellbaren mittleren Spiegelstellungen, bzw. Schwingungszuständen jeweils von einem durch das Reflexionsgesetz zugeordneten Teilbereich des Phosphorkonversionselements ausgehendes Licht der zweiten Lichtquelle 34 auf die zeitweise als Detektor arbeitende erste Lichtquelle 20 reflektiert.
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Ist der zugehörige Teilbereich des Phosphorkonversionselementes 30 dagegen fehlerhaft, wird er das einfallende Licht nicht entsprechend dem Reflexionsgesetz reflektieren, sondern diffus streuen oder transmittieren lassen. Beides führt dann dazu, dass weniger oder kein Licht der zweiten Lichtquelle 34 auf die erste Lichtquelle 20 reflektiert wird. Als Folge wird das von der ersten Lichtquelle 20 für diesen Teilbereich erfasste Signal kleiner als der Schwellenwert sein. In diesem Fall verzweigt das Verfahren in den Schritt 112, in dem eine Fehlermeldung erzeugt wird. Die Fehlermeldung wird dem Fahrer zum Beispiel mit einem Display als Fehleranzeigemittel 52, das sich in seinem Sichtfeld befindet, angezeigt. Alternativ oder ergänzend wird die erste Lichtquelle 20 dauerhaft ausgeschaltet. Diese Maßnahme kommt vor allem dann in Frage, wenn größere Teilbereiche des Phosphorkonversionselementes 30 beschädigt sind. Alternativ oder ergänzend wird die Ansteuerung der ersten Lichtquelle 20 und/oder des beweglichen Spiegelelements 24 so modifiziert, dass der als beschädigt erkannte Teilbereich des Phosphorkonversionselementes 30 durch die erste Lichtquelle 20 nicht mehr beleuchtet wird.
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Diese Schrittfolge wird bevorzugt für jede mögliche mittlere Spiegelstellung, bzw. Schwingungszustand und damit für jeden von der ersten Lichtquelle 20 über das Spiegelelement 24 beleuchtbaren Teilbereich des Phosphorkonversionselements 30 wiederholt. Dadurch kann sukzessive der gesamte durch die erste Lichtquelle 20 über das Spiegelelement 24 beleuchtbare Bereich des Phosphorkonversionselements 30 mit On Board Mitteln und schrittweise abtastend auf Beschädigungen untersucht werden. Dazu werden verschiedene Spiegelstellungen/Schwingungszustände des Spiegelelements 24 eingestellt, und die Auswertung erfolgt für verschiedene Spiegelstellungen/Schwingungszustände des Spiegelelements 24 individuell. Zu jeder eingestellten Spiegelstellung/Schwingungszustand wird wenigstens eine Intensität des bei der eingestellten Spiegelstellung auf die erste Lichtquelle 20 einfallenden Lichtes gemessen.
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Die erfindungsgemäße Anordnung 10 besitzt damit in Verbindung mit Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Fähigkeit zur Eigendiagnose. Vorteilhaft ist auch die Möglichkeit, dass die Erfindung eine Modifizierung des Betriebs der Anordnung erlaubt, bei der einerseits durch austretendes Laserlicht mögliche Gefährdungen anderer Verkehrsteilnehmer vermieden werden und andererseits Komplettabschaltungen der ersten Lichtquelle 20 vermieden werden, wenn sich Beschädigungen des Phosphorkonversionselementes 30 auf einen Teilbereich oder wenige Teilbereiche beschränken.
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Im Folgenden wird erneut auf die 1 Bezug genommen. Der Anteil des von einer als Laserlichtquelle verwirklichten ersten Lichtquelle 20 ausgehenden Laserlichtes, das über einen beweglichen Spiegel dynamisch auf das Phosphorkonversionselement 30 geleitet werden kann, ist aufgrund geometrischer Randbedingungen (Abstand zwischen Laserdioden) oder sonstiger technischer Randbedingungen (z.B. Laserdioden auf einer ebenen Platine, jede Laserdiode auf einer einzelnen Platine sehr aufwändig und teuer) begrenzt.
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Zudem ist es aufgrund des Bewegungsverhaltens des Spiegelelements 24 nicht möglich, beliebige Lichtverteilungen zu erzeugen, sondern nur solche, die sich durch die Schwingbewegung des Spiegelelements 24 realisieren lassen. Dies kann dazu führen, dass sich bestimmte Lichtverteilungen nur mit geringer Effizienz darstellen lassen.
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Unter Effizienz wird hier der Anteil am von den Lichtquellen ausgehenden Licht betrachtet, der letztlich von der Projektionsoptik 44 in das Vorfeld des Kraftfahrzeugscheinwerfers gerichtet wird und damit zu der Erzeugung eine regelkonformen Lichtverteilung beiträgt. Nicht alle Lichtverteilungen, die erzeugt werden sollen, müssen durch variable Spiegelstellungen dynamisch veränderbar sein. Bestimmte Lichtverteilungen, wie z.B. eine Abblendlichtverteilung können auch statisch erzeugt werden.
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Die zweite Lichtquelle 34 dient insbesondere auch zur Erzeugung solcher statischer Lichtverteilungen. Das Licht der zweiten Lichtquelle 34 wird, soweit es nicht zur Überprüfung des Phosphorkonversionselementes 30 dient, zur Erzeugung einer Lichtverteilung verwendet. Dazu wird mit ihrem Licht dasselbe Phosphorkonversionselement 30 beleuchtet, das auch mit Licht der ersten Lichtquelle 20 über das Spiegelelement 24 beleuchtet wird. Dadurch lassen sich statische Lichtverteilungen effizient und mit reduziertem Aufwand darstellen, da Phosphorkonversionselement 30 und Projektionsoptik 44 sowohl mit der ersten Lichtquelle 20 als auch mit der zweiten Lichtquelle 34 beleuchtet werden. Ein Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass statisch (mit der zweiten Lichtquelle 34) und dynamisch (mit der ersten Lichtquelle 20) beleuchtete Bereiche auf dem Phosphorkonversionselement 30 und damit in der Brennebene der Projektionsoptik nicht voneinander getrennt sein müssen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Phosphorkonversionselement 30 das einfallende Laserlicht nur reflektieren muss, ohne gleichzeitig auch eine Transmission ermöglichen zu müssen. Ein Phosphorkonversionselement 30, das gleichzeitig sowohl in Transmission als auch in Reflexion arbeiten muss, ist sehr viel weniger effizient als ein Phosporkonversionselement 30, das, wie hier vorgeschlagen, nur auf Reflexion hin optimiert ist.
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Es ist ebenfalls möglich, seitlich zur ersten Lichtquelle 20 versetzt einen separaten Detektor anzubringen. Das Bild das der separate Detektor vom Phosphorkonversionselement erzeugt, deckt dann aufgrund der seitlichen Positionierung ggf. nicht das gesamte Phosphorkonversionselement ab.
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4 zeigt eine Lichtverteilung auf dem Phosphorkonversionselement, bei der mit der zweiten Lichtquelle 34 ein statischer Beitrag zu einer Fernlichtlichtverteilung erzeugt wird: Ein mit der ersten Lichtquelle 20 und dem Spiegelelement 24 erzeugter und dynamisch veränderbarer Fernlicht-Lichtverteilungsbereich 48 wird dann, wenn eine ein volles Fernlicht benötigt wird, mit einem von der zweiten Lichtquelle 34 erzeugten statischen als Fernlichtbeitrag erzeugten Lichtverteilungsbereich 50 überlagert.
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5 zeigt eine Ausgestaltung, bei der Lichtverteilungen Blocksegmentartig auf dem Phosphorkonversionselement 30 erzeugt werden. So kann ein mit der ersten Lichtquelle 20 und dem Spiegelelement 24 erzeugter und dynamisch veränderbarer Lichtverteilungsbereich 48 in einem eingeschränkten Winkelbereich vor dem Kraftfahrzeug erzeugt werden. Und für Außenbereiche, die weniger häufig dynamisch beleuchtet werden müssen, werden ggf. statische Lichtverteilungsbereiche 50a, 50b mit jeweils zugeordneten zweiten Lichtquellen 34 erzeugt, die einzeln schaltbar sind.
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Es kann von Vorteil sein, für jeweils nur eine Scheinwerferanbauseite lediglich einen Lichtverteilungsbereich vorzusehen, also z.B. 50a nur im rechten Scheinwerfer und 50b nur im linken Scheinwerfer.
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6 zeigt eine Ausgestaltung, in der eine statische Lichtverteilung als ein Grundfernlicht auf dem Phosphorkonversionselement 30 erzeugt und mit einer steuerbaren variablen Größe eines mit der ersten Lichtquelle 20 und dem Spiegelelement 24 erzeugten Lichtverteilungsbereich 48 überlagert, der innerhalb des Lichtverteilungsbereichs 50 dynamisch bewegt werden kann. Üblicherweise ist die Größe des ausleuchtbaren Bereiches durch die Schwingungseigenschaften des Spiegelelements 24 und durch die im Strahlengang zwischen der ersten Lichtquelle 20 und dem Phosphorkonversionselement 30 angeordneten Optiken festgelegt und kann nicht verändert werden. Dies bedeutet, dass der ausleuchtbare Bereich (nur) durch Dimmung/kurzzeitiges Ausschalten der ersten Lichtquelle 20 verkleinert werden kann. Da die Verkleinerung nur über Dimmung/Ausschalten erzeugt werden kann, geht in diesem Licht und damit Effizienz verloren.
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In einer bevorzugten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, einen geeigneten MEMS-Spiegel als beweglich steuerbares Spiegelelement zu verwenden, dessen Schwingungseigenschaften dynamisch angepasst werden können, um die Größe des ausleuchtbaren Bereichs zu ändern, ohne die erste Lichtquelle 20 dafür dimmen oder kurzzeitig ausschalten zu müssen. Dadurch steigt die Effizienz. Außerdem kann im Falle eines verkleinerten, von der ersten Lichtquelle 20 über das Spiegelelement 24 beleuchteten Lichtverteilungsbereichs 48 die Beleuchtungsstärke erhöht werden. Dies ist insbesondere bei hohen Geschwindigkeiten auf Autobahnen von Vorteil, wenn hohe Reichweite und nur weniger Seitenausleuchtung benötigt werden.
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7 zeigt eine Leuchtdichteverteilung, bei der ein mit der zweiten Lichtquelle 34 erzeugter statischer Beitrag f(34) durch die Optik der zweiten Lichtquelle 34 mit einem passenden Anschluss an einen mit der ersten Lichtquelle 20 und dem Spiegelelement 24 erzeugten und dynamisch veränderbaren Beitrag f(20) gestaltet ist, um Inhomogenitäten in der mit der ersten Lichtquelle 20 erzeugten Lichtverteilung, die durch das bewegliche Spiegelelement 24 erzeugt werden, zu überlagern. Die erste Lichtquelle 20 wird dann an den Rändern des von ihr ausleuchtbaren Bereichs des Phosphorkonversionselements 30 nicht zum Erzeugen eines homogenen Auslaufs abgedimmt. Dadurch steigt die Gesamteffizienz. 7 zeigt einen Leuchtdichteschnitt des mit der zweiten Lichtquelle 34 erzeugten statischen Lichtverteilungsbereichs 50, des mit der ersten Lichtquelle 20 und dem Spiegelelement 24 erzeugten dynamisch veränderbaren Lichtverteilungsbereich 48 und der Überlagerung der beiden Bereiche. Die Leuchtdichte des dynamisch veränderbaren Bereichs fällt zum Rand hin stark ab. Um zu verhindern, dass dieser Abfall in der Leuchtdichte als Inhomogenität wahrgenommen wird, kann mit einem entsprechenden Profil des statischen Bereichs eine homogenere Gesamtleuchtdichteverteilung erreicht werden, ohne dass der dynamische Bereich zusätzlich am Rand gedimmt werden muss.
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8 zeigt eine Variante, bei der die erste Lichtquelle 20 und die zweite Lichtquelle 34 auch in einer Ebene angeordnet sind, sodass Sie sich z.B. auf einer gemeinsamen Platine befinden. Die Strahlengänge können dann z.B. über einen polarisierenden Strahlteiler 58 zusammengeführt werden. Im dem bevorzugten Fall dass die erste Lichtquelle 20 und die zweite Lichtquelle 34 Laserlichtquellen sind, strahlen diese beiden Lichtquellen 20, 34 polarisiertes Licht ab. Die Laserdiode, deren weiterer Strahlverlauf den polarisierenden Strahlteiler [9] transmittiv durchstrahlen soll, hier dargestellt ist das die Lichtquelle 20, ist dann mit ihrer Polarisationsrichtung derart angeordnet, dass die Polarisationsrichtung im Strahlteiler 58 korrekt für Transmission eingestellt ist und das Licht der Lichtquelle 20 fast vollständig transmittiert wird. Die Lichtquelle 34, deren Licht im Strahlteiler 58 reflektiert werden soll, wird dann mit der um 90° gedrehten Richtung eingebaut, sodass das Licht dieser Lichtquelle 34 im Strahlteiler 58 fast vollständig reflektiert wird.
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9 zeigt eine Variante, bei der die die Strahlengänge der ersten Lichtquelle 20 und der zweiten Lichtquelle 34 bereits vor dem beweglichen Spiegelelement 24 mit einem Strahlteiler 58 kombiniert werden. Dies ermöglicht eine Überlagerung der dynamisch zu scannenden Spots. Insbesondere können durch unterschiedliche Kollimatoroptiken, von denen jeweils eine zwischen einer der Lichtquellen und dem Strahlteiler und näher an der jeweiligen Lichtquelle als am Strahlteiler angeordnet ist, unterschiedliche Spotformen erzeugt werden, sodass sich z.B. mehrere in vertikaler Richtung unterschiedlich große Spots überlagern lassen und sich somit ein Überlagerungsspot mit einem weichen Auslauf in vertikaler Richtung ergibt.
