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Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung mit Frequenzüberwachung, sowie ein Verfahren zur Überwachung einer Fahrzeugscheinwerfer-Lichtsteuerung / -Lichtaussendung, bei dieser die Erzeugung des Scheinwerferlichtes auf Lasertechnologie basiert.
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Im Bereich der Lichttechnik hat sich in den letzten Jahren sehr viel Neues ergeben. Angefangen vom Kurvenlicht, bis hin zu den komplexesten Beleuchtungsmustern via LED-Lichttechnik, bzw. Beam-Pattern.
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Ein gattungsgemäßes Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-System ist beispielsweise aus der Schrift
DE 10 2016 110 886 A1 bekannt. Mittels dieser Schrift wird ein Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer mit einem eine Laserlichtquelle aufweisenden Laserlichtmodul und einem optisch wahrnehmbaren, auf einen möglichen Austritt von Laserstrahlung hinweisenden Hinweismittel offenbart. Wie aus dieser Schrift weiter hervorgeht, zeichnet sich der Scheinwerfer dadurch aus, dass das Hinweismittel im Scheinwerfer angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, einen bei fahrbereitem Kraftfahrzeug von außen wahrnehmbaren Warnhinweis zu erzeugen.
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Oftmals wird das dafür erforderliche Laserlicht („weißer Laserlicht“) nicht direkt mit der entsprechenden Frequenz erzeugt, sondern indirekt, indem das „Laserlicht“ in den fürs menschliche Auge wahrnehmbaren Frequenzbereich konvergiert wird (z.B. via „Phosphor-Konverter“, „Frequenzmischung“).
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Wie allgemein bekannt, ist beim Einsatz von Lasern das Thema Augensicherheit stets ein kritischer Punkt, weshalb die Schrift
DE 10 2016 110 886 A1 einen Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer vorschlägt, mittels diesem ein entsprechender Warnhinweis entsprechend erzeugt werden kann.
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Soweit so gut.
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Diese Lösung hilft natürlich nur, wenn die Warnhinweiserzeugung in einem Frequenzbereich erfolgt, welcher für das menschliche Auge auch wahrnehmbar ist.
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Tritt beispielsweise bei der Konvertierung ein Fehler auf, sodass das Laserlicht (u.a. auch) mit einer für das menschliche Auge nicht erfassbaren Frequenzbereich ausgestrahlt wird, bzw. als Streustrahlung ausgesendet wird, so kann auch der Warnhinweis von Personen nicht (ausreichend) wahrgenommen werden, obwohl dennoch eine Gefahr für das menschliche Auge vorhanden ist.
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Anhand weiterer Schriften ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass bereits bei der Erzeugung des „weißen Laserlichts“ (deshalb) zum Teil eine Überprüfung nach Fehlerfreiheit stattfindet.
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Aus der Schrift
DE 10 2016 213 428 B4 ist eine Leuchtvorrichtung zum Erzeugen einer vorbestimmten Lichtverteilung in einer Umgebung der Leuchtvorrichtung bekannt, welche aufweisend ist: - eine Lichtquelle zum Erzeugen eines Lichtstrahls aus Anregungslicht, - ein Konverterelement zum Erzeugen eines Konverterlichts bei einer Anregung durch das Anregungslicht, - eine Optikeinrichtung zum Ausrichten des Konverterlichts in die Umgebung, und - eine Stelleinrichtung zum Einstellen eines vorbestimmten ersten Stellungsmusters, welches eine Abfolge mehrerer relativer Stellungen des Lichtstrahls bezüglich des Konverterelements vorsieht, so dass durch das erste Stellungsmuster insgesamt auf dem Konverterelement eine durch einen Leuchtfleck des Anregungslichts bewirkte erste Leuchtspur definiert ist, aus der sich bei Ausrichtung durch die Optikeinrichtung die vorbestimmte Lichtverteilung ergib.
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Wie aus dieser Schrift weiter offenbart wird, wird in der Leuchtvorrichtung „weißes Licht“ z.B. mittels einer blau-leuchtenden LED (Leuchtdiode) oder mittels einer Laserquelle als Lichtquelle erzeugt, wobei das Konverterelement, z.B. auf der Grundlage eines Leuchtstoffs, z.B. Phosphor, breitbandig einen gelben Anteil erzeugt. Wie aus dieser Schrift weiter hervorgeht, ist es hierbei möglich, den Leuchtstoff extern zu verbauen, entweder als Durchlichtausführung oder aber reflexiv, wobei zweiteres den Vorteil hat, über einen massiven metallischen Reflektor besser die Wärme ableiten zu können.
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Aus der Schrift
DE 10 2016 112 691 A1 wird ein Kraftfahrzeugscheinwerfer mit einer Laserstrahlungsquelle und einem im Strahlengang der Laserstrahlungsquelleangeordnetem Konverter offenbart, der auf einfallende Laserstrahlung mit einer Emission von weißem Mischlicht reagiert. Wie aus dieser Schrift weiter hervorgeht, zeichnet sich der Scheinwerfer dadurch aus, dass der Konverter Elektroden aufweist, und dass der Kraftfahrzeugscheinwerfer ein an die Elektroden angeschlossenes Messmodul aufweist, das wenigstens eine elektrische Eigenschaft des Konverters erfasst, in der sich eine Beschädigung des Konverters abbildet, und das ein Fehlersignal erzeugt, wenn die elektrische Eigenschaft eine Beschädigung des Konverters signalisiert.
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Wie aus der Schrift
DE 10 2016 112 691 A1 weiter hervorgeht, setzt sich das Mischlicht zum Beispiel aus einem Fluoreszenzlichtanteil und einem Anteil gestreuter und nicht mehr kohärenter Laserstrahlung zusammen, wobei das Fluoreszenzlicht durch Laserstrahlung erzeugt wird, die zunächst im Konverter absorbiert wird und vom Material des Konverters als Fluoreszenzlicht einer kleineren Frequenz emittiert wird. Wie aus der Schrift
DE 10 2016 112 691 A1 weiter hervorgeht, liegt die Frequenz der Laserstrahlung zum Beispiel im blauen Wellenlängenbereich zwischen 430 nm und 470 nm und wird durch den Konverter teilweise in gelb-rotes Licht mit breitem Spektrum zwischen 490 nm und 700 nm konvertiert, wobei durch Vermischung dieses gelb-roten Fluoreszenzlichtes mit im Konverter ohne Wellenlängenkonversion gestreutem Laserlicht das gewünschte weiße Mischlicht entsteht. Wie aus der Schrift
DE 10 2016 112 691 A1 weiter hervorgeht, kann optional auch violettes Laserlicht mit Wellenlängen zwischen 380 nm und 410 nm oder ultraviolettes Laserlicht mit Wellenlängen kleiner als 380 nm verwendet werden, wenn der Konverter daraus zusätzlich zu dem gelb-roten Licht einen Anteil blauen Lichtes erzeugt, um anschließen als weißes Licht durch optische Elemente wie Linsen und/oder Lichtleiter und/oder Reflektoren gebündelt und auf die Fahrbahn gerichtet zu werden.
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Wie aus der Schrift
DE 10 2016 112 691 A1 weiter hervorgeht, kann bei einer Beschädigung des Konverters, wenn keine Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden, es dazu kommen, dass kohärente Laserstrahlung aus dem Scheinwerfer austritt, weshalb bei bekannten Kraftfahrzeugscheinwerfern versucht wird, den Austritt kohärenter Laserstrahlung durch passive Systeme wie Filter, Streuscheiben und Strahlfallen und/oder aktive Systeme zu verhindern, wohingegen aktive Systeme mit Detektoren arbeiten und im Betrieb des Scheinwerfers einen Teil des emittierten Lichtes messen und den Laser abschalten, wenn sich in dem gemessenen Licht eine Beschädigung abbildet. Wie aus der Schrift
DE 10 2016 112 691 A1 weiter hervorgeht, werden solche Systeme zum Beispiel in der
DE 10 2012 220 481 A1 und der
US 8,502,695 B2 beschrieben.
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Anhand der Schrift
DE 10 2012 109 020 A1 wird ein Konversionselement offenbart, wobei das Konversionselement ein Trägerelement, welches eine Aussparung aufweist, welche sich von einer ersten Hauptfläche bis zu einer zweiten Hauptfläche des Trägerelements erstreckt, und ein Konversionsmittel, welches dazu ausgebildet ist, wenigstens einen Teil einer auf das Konversionsmittel treffenden Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung mit einer von der Primärstrahlung verschiedenen, größeren Wellenlänge zu konvertieren, umfasst. Wie aus dieser Schrift weiter hervorgeht, ist das Konversionsmittel zumindest teilweise auf oder in der Aussparung angeordnet und auf mindestens einen Oberflächenbereich des Trägerelements gesintert.
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Wie aus der Schrift
DE 10 2012 109 020 A1 weiter hervorgeht, wird für viele Anwendungen Licht eines bestimmten Spektralbereichs, zum Beispiel weißes Licht benötigt, wobei viele Lichtquellen, insbesondere auf Halbleitern basierende Lichtquellen wie Leuchtdioden oder Laserdioden, Licht allerdings nur in einem davon abweichenden Spektralbereich oder bei diskreten Wellenlängen emittieren. Wie aus der Schrift
DE 10 2012 109 020 A1 weiter hervorgeht, ist es daher oft gewünscht, das von der Lichtquelle emittierte Licht zumindest teilweise in Licht einer anderen Wellenlänge umzuwandeln, wobei die Konversion beispielsweise mittels organischen oder anorganischen Lumineszenzstoffen geschieht und die Konversion bei diesen Lumineszenzstoffen zumeist auf dem Prinzip der so genannten Down-Conversion beruht. Wie aus der Schrift
DE 10 2012 109 020 A1 hierzu weiter hervorgeht, wird das Licht beispielsweise im blauen Spektralbereich absorbiert, und dazu niederfrequenteres, rotverschobenes Licht emittiert, bzw. Lichtstrahlung hoher Energie wird durch den Leuchtstoff in Lichtstrahlung niedrigerer Energie und in nichtstrahlende Energie, insbesondere in Wärme, umgewandelt, und ein nichtkonvertierter Anteil der Lichtstrahlung hoher Energie kann schließlich mit der konvertierten Lichtstrahlung niedrigerer Energie gemischt werden, sodass beispielsweise weißes Licht erzeugt wird.
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Aus der Schrift
DE 10 2012 220 481 A1 ist ein Lichtmodul für KFZ-Scheinwerfer bekannt, welches umfassend ist: eine Laserlichtquelle zur Ausstrahlung eines Primärlichtbündels in einen Primärraumwinkelbereich um eine Primärstrahlachse, ein Photolumineszenzelement, welches derart angeordnet ist, dass das mit der Laserlichtquelle ausstrahlbare Primärlichtbündel auf das Photolumineszenzelement trifft, und welches derart ausgebildet ist, dass durch das auftreffende Primärlichtbündel eine Sekundärlichtverteilung unter Ausnutzung von Photolumineszenz ausstrahlbar ist, sowie eine Abstrahloptikeinrichtung, welche derart ausgebildet ist, dass die Sekundärlichtverteilung in eine Abstrahllichtverteilung des Lichtmoduls umformbar ist. Wie aus der Schrift
DE 10 2012 220 481 A1 weiter ersichtlich ist, ist eine Detektionseinrichtung vorgesehen, welche derart ausgebildet und angeordnet ist, dass detektierbar ist, wenn die Strahlungsintensität von Lichtbündeln, welche im Strahlengang nach dem Photolumineszenzelement in dem Primärraumwinkelbereich um die Primärstrahlachse verlaufen, einen Sicherheitsgrenzwertüberschreitet.
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Sofern die oben genannten Schriften eine Überwachungsfunktion, zur Verhinderung einer Ausstrahlung unerwünschter Lichtanteile aus dem Scheinwerfer in die Umgebung, aufweisen, so ist die Überwachungsfunktion primär auf die Funktion des Konverters gerichtet, was letztendlich nicht ausschließen lässt, dass trotz Überwachungsmaßnahmen, z.B. via nicht überwachter Pfade bzw. nicht überwachter Konverter-Bereiche bzw. infolge partieller „Konverter-Oberflächenfehler“, im Fehlerfall unerwünschte Lichtanteile bzw. unerwünschte Frequenzen aus dem Scheinwerfer in die Umgebung austreten können / ausgesendet werden können.
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Zur Gewährleistung der Augensicherheit ist für den Betrieb von laserbasierten Systemen in einschlägigen Normen, bzw. Vorgaben geregelt, welche maximale Laser-Intensität [mW/mm2] nicht überschritten werden darf. Da auch ein Laserstrahl eine gewisse Divergenz [mrad] aufweist, ist neben der Divergenz und dem Durchmesser [mm] an der Austrittsöffnung / Fläche [mm2] der Laser-Leistungs-Abgabe, bei der Bestimmung der zulässigen Laser-Leistungs-Abgabe [mW] auch die Entfernung [m] zum („zu schützenden“) Objekt zu berücksichtigen, da die Laser-Intensität [mW/mm2] mit zunehmender Entfernung zum Laser (zur Laserquelle) abnimmt. Somit kann bei einer bestimmten Entfernung [m] zum Laser (Laserquelle), eine maximale Laser-Intensität [mW/mm2] für den Laser ermittelt werden, welche nicht überschritten werden darf, damit an der entsprechenden Entfernung keine Laser-Intensität [mW/mm2] auftritt, welche die zulässige Laser-Intensität [mW/mm2] zur Gewährleistung der Augensicherheit überschreitet.
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Zur Gewährleistung der Augensicherheit, wird deshalb bei vielen laserbasierten Scheinwerfern gemäß dem Stand der Technik, bei einem Fehler oder bei Erkennung einer Unregelmäßigkeit, der Laser-Scheinwerfer komplett deaktiviert, welches jedoch der Fahrsicherheit nicht förderlich ist, da es bei Dunkelheit für die Fahrsicherheit erforderlich ist, dass zumindest eine Mindestausleuchtung der in Fahrtrichtung liegenden Fahrtrajektorie gegeben / gewährleistet ist.
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Aufgabe der Erfindung:
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Die Aufgabe der Erfindung kann darin gesehen werden, eine Lösung vorzustellen, mittels dieser Fehler oder Unregelmäßigkeiten sicher erkannt werden können, sodass mittels Gegenmaßnahmen die Gefahr einer Augenschädigung minimiert bzw. eliminiert wird, wobei es eine Lösung - beispielsweise in Form eines Kompromisses - zu finden gilt, bei dieser Lösung sowohl die Augensicherheit wie auch die Fahrsicherheit gebührend berücksichtigt werden.
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Lösung der Aufgabe:
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung, sowie einem Verfahren zum Betrieb der Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung gemäß den unabhängigen Ansprüchen 1 und 6. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben, wobei auch nicht näher beschriebene Kombinationen, bzw. sich ergebende logische / für den Fachmann naheliegende Weiterentwicklung mit einbegriffen sind. Die vorgestellte Lösung kann hierbei sowohl, als Stand-alone-Lösung, wie auch als redundante Lösung zu einer bereits vorhandenen Sicherheitseinrichtung, wie auch als ergänzende optimierte Lösung zu einer bereits vorhandenen Sicherheitseinrichtung für laserbasierte Fahrzeugscheinwerfer-Anordnungen zum Einsatz gebracht werden.
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Erfindungsgemäß ist eine Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung vorgesehen, wobei die Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung mindestens umfasst:
- a) eine Laserlichtquelle zur Generierung einer Basis-Frequenz (auch als Primär-Frequenz bekannt),
- b) einen Konverter der dazu ausgebildet ist, aus der Basis-Frequenz mittels Konvertierung „weißen Laserlicht“ zu erzeugen,
- c) zwei Laserscheinwerfern die dazu ausgebildet sind, zur Ausleuchtung der in Fahrtrichtung liegenden Fahrtrajektorie, das „weiße Laserlicht“ gerichtet auszusenden,
- d) wobei die Lichtaussendung eines Laserscheinwerfers in Form einer Keule erfolgt,
- e) und der Öffnungswinkel der Keule variabel einstellbar ist,
- f) und die Lichtleistung des auszusendeten Lichtspektrums variabel und/oder adaptierbar ist,
und sich ferner dadurch auszeichnet, dass
- g) die Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung ferner einen Sensor umfasst, welcher ausgebildet ist,
- a. um das von den Laserscheinwerfern bereits ausgesendete Lichtspektrum zu erfassen, sowie
- b. um eine Frequenz und/oder ein Frequenzspektrum aus dem von den Laserscheinwerfern bereits ausgesendeten Lichtspektrum zu erfassen.
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Bei der Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung ist die Anzahl der Laserlichtquelle/n und der Konverter nicht auf EINS begrenzt, sondern je nach Realisierung der Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung vorzugsweise derart ausgeführt, dass zumindest ein jeder Laserscheinwerfer eine Laserlichtquelle und einen Konverter aufweist, wobei ein einzelner Laserscheinwerfer auch mehrere Laserlichtquellen und gegebenenfalls mehrere Konverter aufweisen kann, wobei ferner die Frequenz/en der mehreren Laserlichtquellen identisch wie auch voneinander abweichend sein kann/können.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich die Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung dadurch aus, dass diese ausgebildet ist, um eine Frequenz oder um Frequenzen, welche bei der Konvertierung zum „weißen Laserlicht“, als Basisfrequenz dient/dienen und beispielsweise als Streustrahlung fehlerhaft mit ausgesendet wird, zu erfassen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich die Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung dadurch aus, dass diese ausgebildet ist, um eine Frequenz oder um Frequenzen, welche bei der Konvertierung zum „weißen Laserlicht“, als Zwischen- und/oder Mischfrequenz/en außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches existent ist/sind, zu erfassen.
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In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich die Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung dadurch aus, dass diese ausgebildet ist, um eine Frequenz oder um Frequenzen, welche bei der Konvertierung zum „weißen Laserlicht“, als Endfrequenz/en amplitudenmäßig eine vorgebbare Signalstärke überschreiten, zu erfassen.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich die Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung dadurch aus, dass
- a) der Sensor als Kamera ausgebildet,
- b) wobei die Kamera
- a. in Fahrtrichtung wirkend ist, um einen Umgebungsausschnitt vor dem Fahrzeug zu erfassen, und
- b. einen Erfassungswinkel (β) aufweist, der zur Erfassung des Umgebungsausschnittes variabel einstellbar ist,
- c. einen arrayartigen Bildaufnehmer-Chip aufweist, welcher zeilenförmig angeordnet mehrere Pixel aufweist, um ein Lichtspektrum und/oder Frequenzen zu erfassen, welche bei der Konvertierung zum „weißen Laserlicht“, als Basisfrequenz dient, und/oder als Zwischen- und/oder Mischfrequenz/en außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches existent ist/sind, und/oder als Endfrequenz/en amplitudenmäßig eine vorgebbare Signalstärke überschreiten,
- c) und die Kamera dazu eingerichtet ist, bei einem Fehler der Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung mittels der zeilenförmig angeordnet mehreren Pixeln eine Information zu generieren, aus dieser ableitbar ist, welcher der beiden Laserscheinwerfer der Fehlerhafte ist.
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Bei Erkennung eines Fehlers oder einer Unregelmäßigkeit an der Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung, erfolgt die Auswertung bzw. Ermittlung nach dem sich anders verhaltenden Scheinwerfers („welcher der beiden Laserscheinwerfer der fehlerhafte ist“) beispielsweise derart, dass die Information der zeilenförmig angeordnet mehreren Pixeln derart ausgewertet werden, indem aufgrund der Abbildungsregeln durch die Optik und der Pixel-Position/en am arrayartigen Bildaufnehmer-Chip der Kamera, ein Rückschluss auf die Position (rechts oder links) des sich anders verhaltenden Scheinwerfers gezogen wird.
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Erfindungsgemäß wird weiter ein Verfahren zur Überprüfung einer Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung gemäß vorangegangener Beschreibung, sowie zur Gefährdungsreduzierung im Fehlerfall, vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst mindestens die folgenden Schritte, wobei die Reihenfolge der Schritte nicht zwingend bindend ist:
- - Überprüfen und gegebenenfalls Einstellen des Erfassungswinkels (β) der Kamera auf einen Wert, der größer oder gleich dem Öffnungswinkel (α) der Lichtkeulen der Laserscheinwerfer ist,
- - Überprüfung des aus dem Laserscheinwerfer bereits ausgesendeten Lichtspektrums, auf das Vorhandensein einer oder mehrere unerwünschten/r Frequenz/en, welche bei der Konvertierung zum „weißen Laserlicht“, als Basisfrequenz dient, und/oder als Zwischen- und/oder Mischfrequenz/en außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches existent ist/sind, und/oder als Endfrequenz/en amplitudenmäßig eine vorgebbare Signalstärke überschreiten,
- - Ausführung einer Gegenmaßnahme, bei Erkennung einer oder mehrerer unerwünschten/r Frequenz/en im bereits aus dem Laserscheinwerfer ausgesendeten Lichtspektrums,
- - adaptive Reduzierung und/oder adaptive Begrenzung der Lichtleistung des ausgesendeten Lichtspektrums als Gegenmaßnahme, an mindestens einem der beiden Laserscheinwerfer.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die adaptive Reduzierung und/oder adaptive Begrenzung der Lichtleistung in Abhängigkeit eines oder mehrerer erfasster Objekte innerhalb des Umgebungs-Erfassungsbereichs der Kamera erfolgt, wobei
- - bei der Erkennung einer Person und/oder eines Lebewesens innerhalb des Umgebungs-Erfassungsbereichs der Kamera,
- - die adaptive Reduzierung und/oder adaptive Begrenzung der Lichtleistung auf einen Wert erfolgt, der im Ergebnis an der Position der Person und/oder des Lebewesens einen Intensitätswert ergibt, der sich signifikant unterhalb des zulässigen Wertes befindet, um die Augensicherheit an dieser Position sicher gewährleisten zu können.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass bei der Bestimmung der adaptiven Reduzierung und/oder adaptiven Begrenzung der Lichtleistung des ausgesendeten Lichtspektrums,
- - die Position der Person und/oder des Lebewesens mitberücksichtigt wird,
- - wobei abstandsmäßig die Position der Person und/oder des Lebewesens berücksichtigt wird, welche dem Laserscheinwerfer am nächsten ist.
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Die adaptive Reduzierung bzw. adaptive Begrenzung der Lichtleistung des ausgesendeten Lichtspektrums dient hierbei dem Zwecke, dass gewährleistet werden kann, dass bei dem Abstand (an der Position), bei diesem eine Person und/oder ein Lebewesen gegenüber dem Laserscheinwerfer als nächstliegendes Objekt ermittelt wurde, das Kriterium zur Gewährleistung der Augensicherheit sicher eingehalten wird.
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Durch die Vorgabe, bzw. Berücksichtigung bei der Bestimmung der adaptiven Reduzierung bzw. adaptiven Begrenzung der Lichtleistung des ausgesendeten Lichtspektrums, dass der sich ergebende Intensitätswert am nächstliegenden Objekt sich signifikant unterhalb des zulässigen Wertes befindet, wird zudem sichergestellt, dass systembedingte Toleranzen (z.B. Messunsicherheiten bei der Erfassung der Intensität der zu überwachenden Frequenzen mittels der Kamera) mit abgedeckt werden, indem die theoretisch möglichen systembedingte Toleranzen bei der Bestimmung der adaptiven Reduzierung bzw. adaptiven Begrenzung der Lichtleistung des ausgesendeten Lichtspektrums, als Eingangsparameter entsprechend mit berücksichtigt werden.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die adaptive Reduzierung und/oder adaptive Begrenzung der Lichtleistung in Abhängigkeit eines oder mehrerer erfasster Objekte innerhalb des Umgebungs-Erfassungsbereichs der Kamera erfolgt, wobei
- - bei KEINER Erkennung einer Person und/oder eines Lebewesens innerhalb des Umgebungs-Erfassungsbereichs der Kamera,
- - die adaptive Reduzierung und/oder adaptive Begrenzung der Lichtleistung auf einen Wert erfolgt, der im Ergebnis einen Intensitätswert ergibt, der sich kleiner oder gleich des zulässigen Wertes befindet, um die Augensicherheit noch gewährleisten zu können.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens zeichnet sich hierzu dadurch aus, dass bei der Bestimmung der adaptiven Reduzierung und/oder adaptiven Begrenzung der Lichtleistung des ausgesendeten Lichtspektrums,
- - eine Position einer fiktiven Person und/oder eines fiktiven Lebewesens mitberücksichtigt wird,
- - wobei abstandsmäßig die Entfernung berücksichtigt wird, welche der maximalen Erstreckung des Umgebungs-Erfassungsbereichs der Kamera entspricht.
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Die adaptive Reduzierung bzw. adaptive Begrenzung der Lichtleistung des ausgesendeten Lichtspektrums dient hierbei dem Zwecke, dass gewährleistet werden kann, dass größer der Entfernung (also darüber hinaus), bis zu dieser sich der Erfassungsbereich der Kamera erstreckt, das Kriterium zur Gewährleistung der Augensicherheit eingehalten wird.
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Unter dem Begriff „ausgesendetes Lichtspektrum (8)“ ist im Lichte der Erfindung ein Gemisch eines elektromagnetischen Wellenspektrums / Gemisch aus Frequenzen zu verstehen, welches im Ergebnis idealerweise ein „weißes Licht“ (3) ergibt/ergeben, wobei - insbesondere im Fehlerfall - ergänzend hierzu auch noch unerwünschte Wellenlängen / Frequenzen (Frequenzen mit überhöhter Amplitude / Intensität) mit beinhaltet sein können.
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Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist primär darin zu sehen, dass im Falle eines Fehlers an einer Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung, mittels einer „Kompromisslösung“ ein Zustand herbeiführbar ist, welcher gewährleistet, dass
- a) die Augensicherheit eingehalten wird, bzw. gewährleistet werden kann, dass die erforderlichen Kriterien zur Erfüllung der Augensicherheit trotz eines fehlerhaften Laser-Scheinwerfersystems erfüllt / erzielt werden, sowie
- b) zumindest eine gewisse Ausleuchtung der in Fahrtrichtung liegenden Fahrtrajektorie mittels der Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung erzielbar ist, um die Fahrsicherheit bestmöglich aufrechtzuerhalten (zu können) .
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand der 1 bis 3 beispielhaft näher erläutert. Die Figuren und die darin genannten / zu entnehmenden Werteangaben (soweit vorhanden) sind nur beispielhaft und dienen zum leichteren Verständnis.
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Alle Figuren sind nur Prinzip-Darstellungen (nicht maßstabsgetreu).
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Es zeigen schematisch:
- 1: ein Kraftfahrzeug mit einer Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung;
- 2: eine Darstellung eines elektromagnetischen Wellenspektrums;
- 3: eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung;
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Die 1 zeigt ein Kraftfahrzeug (10) mit einer Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung (1). Wie aus der 1 hierzu hervorgeht, besteht in diesem gezeigten Beispiel die Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung (1) aus einer Laserlichtquelle (4), einem Konverter (5) einem Scheinwerfer (2) und einem optischen Erfassungssystem in Form einer Kamera (6).
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Wie aus der 1 weiter hervorgeht, sind die genannten Komponenten (4, 5, 2, 6) der Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung (1) mittels einer Schnittstelle miteinander verbunden, bzw. stehen miteinander in Wirkverbindung, wobei in der Praxis die Laserlichtquelle (4), der Konverter (5) und der Scheinwerfer (2) vorzugsweise als eine kompakte Einheit räumlich zusammengefasst realisiert sind. Wie aus der 1 weiter ersichtlich ist, ist die Kamera (6) in Fahrtrichtung wirkend, bzw. weist die Kamera (6) einen Erfassungsbereich (7) auf, der in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (10) wirkend ist, um unter anderem das von den Laserscheinwerfern (2) bereits ausgesendete Lichtspektrum (8) zu erfassen.
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Die Kamera (6) ist (wie nicht näher gezeigt) auch ausgezeichnet /ausgeführt (dazu realisiert) zur Erfassung der Intensität der zu überwachenden Frequenzen im ausgesendeten Lichtspektrum (8), um im Fehlerfall der Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung (1), mittels diesen Informationen eine adaptive Reduzierung und/oder adaptive Begrenzung der Lichtleistung des ausgesendeten Lichtspektrums (8) als Gegenmaßnahme auszuführen / zu veranlassen, bzw. der auszuführenden Steuereinheit hierfür die erforderlichen Parameter als Eingangsinformationen zur Verfügung zu stellen, damit letztendlich gewährleistet werden kann, dass an Positionen an diesen eine Person und/oder ein Lebewesen von der Kamera erfasst wird, an diesen Positionen die „Lichtleistung“ auf einen Wert reduziert und/oder begrenzt ist (wird), um die Augensicherheit zu gewährleisten, bzw. die Kriterien zur Erfüllung der Anforderungen bezüglich der Augensicherheit bei laserbasierten Systemen erfüllen zu können.
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Die 2 zeigt eine Darstellung eines elektromagnetischen Wellenspektrums, insbesondere den für's menschliche Auge sichtbaren Bereich von ca. 400 nm bis 700 nm, sowie die an diesen Bereich angrenzenden Bereiche (*1), wobei bei einer Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung (1) vorzugsweise Frequenzen aus dem unteren angrenzenden (violetten / ultravioletten) Bereich, also Wellenlängen mit kleiner 400 nm, als Basis-Frequenz, bzw. auch Primär-Frequenz für die Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung (1) verwendet werden, um mittels Zuhilfenahme eines Konverters das „weiße Licht“ (3) zu generieren.
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Die 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung. Die 3 zeigt hierzu ein Fahrzeug (10), welches entlang einer Fahrbahn (9) fährt. Wie aus der 3 weiter ersichtlich ist, ist das Fahrzeug (10) mit einer Kamera (6) versehen, welche in Fahrtrichtung des Fahrzeugs (10) wirkend ist, wobei die Kamera (6) einen in Fahrtrichtung wirkenden keulenförmigen Erfassungsbereich (7) mit einem Erfassungswinkel (β) (Öffnungswinkel β) aufweist, um unter anderem das von den Laserscheinwerfern (2) bereits ausgesendete Lichtspektrum (8) zu erfassen.
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Wie aus der 3 weiter ersichtlich ist, erfolgt die Lichtaussendung (8) eines Scheinwerfers (2) in Form einer Keule (2.1), wobei die Lichtkeule eines Laserscheinwerfers (2) einen Öffnungswinkel (α) aufweist, um die vor dem Fahrzeug (10) liegende Fahrtrajektorie auszuleuchten. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in dieser Figur nur eine keulenförmige Lichtaussendung (8, 2.1) eines einzigen Laserscheinwerfers (2) gezeigt.
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Wie aus der 3 weiter in schematischer „Zoom-Darstellung“ ersichtlich ist, weist die Kamera (6) einen in Spalten und Zeilen organisierten arrayartigen Bildaufnehmer-Chip (11) auf, dieser zeilenförmig angeordnet mehrere Pixel (12) aufweist, um ein Lichtspektrum und/oder Frequenzen zu erfassen, welche bei der Konvertierung zum „weißen Laserlicht“, als Basisfrequenz dient/dienen, und/oder als Zwischen- und/oder Mischfrequenz/en außerhalb des sichtbaren Spektralbereiches existent ist/sind, und/oder als Endfrequenz/en amplitudenmäßig eine vorgebbare Signalstärke überschreiten, wobei neben der jeweiligen Wellenlänge (Frequenz) auch deren Intensität damit miterfasst werden können, sowie aus den daraus generierten / generierbaren Informationen einen Rückschluss erzielen zu können, um welchen der mindesten beiden Scheinwerfer (2) es sich um den fehlerhaften Scheinwerfer handelt, wenn an der Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung (1) ein Fehler erkannt wird, bzw. ein Fehlverhalten diagnostiziert wird/wurde.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung
- 2
- Laserscheinwerfer
- 2.1
- Lichtaussendung eines Scheinwerfers (2) in Form einer Keule
- 3
- Ausgesendetes „weißes Laserlicht“
- 4
- Laserlichtquelle
- 5
- Konverter
- 6
- Sensor / Optisches Erfassungssystem / Kamera
- 7
- Erfassungsbereich des optischen Erfassungssystems (6)
- 8
- Bereits ausgesendetes Lichtspektrum
- 9
- In Fahrtrichtung liegenden Fahrtrajektorie
- 10
- Kraftfahrzeug
- 11
- Arrayartigen Bildaufnehmer-Chip
- 12
- Zeilenförmig angeordnet mehrere Pixel
- α
- Öffnungswinkel der Keule (2.1)
- β
- Erfassungswinkel des Sensors (6) / der Kamera (6)
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102016110886 A1 [0003, 0005]
- DE 102016213428 B4 [0010]
- DE 102016112691 A1 [0012, 0013, 0014]
- DE 102012220481 A1 [0014, 0017]
- US 8502695 B2 [0014]
- DE 102012109020 A1 [0015, 0016]
