EP3227604A1 - Verfahren zum betrieb einer beleuchtungseinrichtung eines kraftfahrzeugs, beleuchtungseinrichtung und kraftfahrzeug - Google Patents

Verfahren zum betrieb einer beleuchtungseinrichtung eines kraftfahrzeugs, beleuchtungseinrichtung und kraftfahrzeug

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EP3227604A1
EP3227604A1 EP15797856.0A EP15797856A EP3227604A1 EP 3227604 A1 EP3227604 A1 EP 3227604A1 EP 15797856 A EP15797856 A EP 15797856A EP 3227604 A1 EP3227604 A1 EP 3227604A1
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EP
European Patent Office
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deflection
angle
light beam
control device
lighting device
Prior art date
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EP15797856.0A
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EP3227604B1 (de
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Carsten Gut
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Audi AG
Original Assignee
Audi AG
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Publication date
Application filed by Audi AG filed Critical Audi AG
Publication of EP3227604A1 publication Critical patent/EP3227604A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3227604B1 publication Critical patent/EP3227604B1/de
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/65—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources
    • F21S41/663—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on light sources by switching light sources

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a lighting device of a motor vehicle, wherein the lighting device comprises a light source for providing a light beam and a deflection device for deflecting the light beam with a first deflecting angle predeterminable by a control device in a first deflection direction and with a second deflection angle predeterminable by the control device a second deflecting direction that is angled to the first deflecting direction, the first deflecting angle being varied over a first angular range defined by the first critical angle, wherein the second deflecting angle is varied by the control device during the variation of the first deflecting angle over the first angular range to cover a second angular range defined by second critical angle.
  • the invention relates to an associated illumination device and an associated motor vehicle.
  • illumination devices for illuminating the motor vehicle environment in motor vehicles which, in addition to simple switching of light functions, for example between a dipped beam and a high beam, allow a flexible adaptation of the illuminated area.
  • These lighting devices can, for example, provide cornering light functions.
  • the entire lighting device can be pivoted by an actuator, the lighting device can have a plurality of separately controllable light sources or it can be provided controllable light aperture in the light path.
  • variable light distributions for example for head-up displays, by scanning an image area with a light beam, wherein the intensity of the light beam is varied as a function of location. A light beam is thereby repeatedly guided over the area to be illuminated, for example at a pixel repetition rate of 30 or 60 Hz, so that a stationary light image is created for a viewer.
  • a focused light beam for example a laser
  • a deflector in two substantially mutually perpendicular directions in order to guide the light beam line by line over a rectangular area to be potentially illuminated.
  • a selection of the line within which the light beam is guided typically takes place in discrete steps.
  • the guidance of the light beam within each of the lines can be achieved by setting a plurality of discrete deflection angles within the line or by sweeping the respective line continuously, for example in the form of an oscillation, through the deflection device. In areas that are not to be illuminated, the light source is deactivated.
  • the invention is therefore based on the object of specifying a method for operating a lighting device of a motor vehicle, which in contrast allows a more effective use of the light power which can be provided by the light source.
  • the object is achieved by a method of the type mentioned above, wherein the second critical angle as a function of the respectively set first deflection angle can be specified.
  • the deflection device such that a plurality of first deflection angles are sequentially set in order to select a "line" within which the light beam is to be guided, after which the second deflection angle is varied in order to sweep this "line".
  • the "lines" can be selected by varying the first deflection angle stepwise over the first angle range by means of the control device.
  • the second deflection angle is varied by the control device in this case for each set first deflection angle to the second angle range
  • the first deflection angle it is also possible for the first deflection angle to be varied essentially continuously over the first angular range If the variation of the second deflection angle is much higher than the variation of the first deflection angle, the first deflection angle during the sweep is one of "Lines" in each case quasi-stationary, that means he essentially does not change.
  • the second critical angles can also be predetermined given a substantially continuous variation of the first deflection angle as a function of the respectively set first deflection angle.
  • the critical angles which define the second angular range are predefined as a function of the first deflection angle just set.
  • the resulting light distribution on a projection plane behind the deflection device would therefore not be rectangular, but the boundary line of the light distribution can have almost any shapes even with a continuously active light source a light distribution with trapezoidal shape is provided. It is also possible to provide more complex relationships between the first deflection angle and the second limit angle, for example, to generate lateral bulges or bulges of the light distribution.
  • the light distribution can be further adapted as needed.
  • An essential advantage over a "rectangular" sweeping of the area illuminatable by the illuminating device and a switching off of the light source in areas not to be illuminated is that the switching-off times of the light source can be reduced in the method according to the invention Therefore, in the method according to the invention, it is possible to use a light source with a lower power than a given illumination brightness to be achieved, than with a "rectangular" sweep of the illuminated area.
  • the first and second deflection directions may be substantially perpendicular to each other. Deviations from a vertical arrangement can be caused in particular by production tolerances.
  • a light source a laser can be used.
  • a sweeping of the angular range is on the one hand possible by the deflector also gradually adjusts the second deflection angle to sweep the second angle range.
  • the time required to cover the second angle range is typically not linearly scaled with the size of the second angle range.
  • a time for a swing operation may be substantially independent of the amplitude. In this, but also in other cases, it may be desirable to keitsver Ecuador within an illuminated by the lighting device area.
  • the stepwise variation over the first angular range may be performed such that for at least two pairs of adjacent set first deflection angles, the angular difference between the respectively adjacent first deflection angles is different.
  • the first deflection angles, and thus the "lines" are unevenly distributed over the first angular range in this case, and areas in which the adjacent deflection angles are spaced smaller are illuminated brighter than areas where these areas are swept by the light beam more frequently the angular difference between each adjacent deflection angles is greater.
  • the second deflection angle can be varied such that the second angle range is swept over several times. If a deflection in the second deflection direction by swinging of the deflecting element, this is for example possible in that certain set first deflection angle are kept longer before a new first deflection angle is set.
  • the deflection angle is varied in such a way that in addition at least one further angle defined by at least partially overlapping the second angle range is swept for the second deflection angle before or after the second angle range is swept across the overlapping portion of the further angular range thus becomes the light beam Repainted several times so that the brightness in this part is increased.
  • the further angular range can in particular be selected such that it completely encompasses the second angular range or is encompassed entirely by the second angular range.
  • the further angular range may be a partial range of the second angular range or vice versa.
  • the described procedure makes it possible, in particular, to increase the brightness in a middle region of the second angle range. If a deflection of the light beam by an oscillating deflection element, so the light beam can be guided with a sinusoidal vibration over the second angular range. This means that the light beam is moved more slowly in the range of the second critical angle than in the central region, whereby the illumination at the edges of the brightness distribution is brighter. This can be compensated, at least partially, by repeatedly sweeping over the middle region.
  • the light source may be deactivated by the control means at at least one set first deflection angle during the sweep of at least a portion of the second angular range for the second deflection angle. For example, it may be desirable to omit portions of the second angular range, that is, not to illuminate. If, as explained above, a swinging deflection over the second angular range, the areas in the vicinity of the second critical angle can be illuminated more than the central region. By switching off the light source in the immediate vicinity of the second critical angle, this effect can be largely compensated.
  • the invention relates to a lighting device for a motor vehicle, comprising a light source for providing a light beam, a deflection device for deflecting the light beam and a control device for controlling the deflection device, wherein the control device and the deflection device are designed to carry out the method according to the invention.
  • the features explained for the method according to the invention can also be transferred to the illumination device according to the invention with the advantages mentioned there.
  • the deflection device may comprise an electrostatically or electromagnetically controlled micromirror.
  • the provision of micromirrors enables a particularly compact design of the illumination device.
  • the construction of a micromirror-based deflection device is basically known from the prior art and will not be explained in detail.
  • the deflection of a micromirror can take place at least in the second deflection direction such that the micromirror oscillates.
  • the oscillations may be excited by at least one actuator based on an electromagnetic or electrostatic attraction.
  • the amplitude of an oscillation can be determined by control voltages or control currents for the actuating element. If current or voltage pulses are used to excite the oscillation, then an amplitude can be adjusted by a pulse width modulation of the current or voltage pulses. It is also possible to directly adapt an amplitude of the control voltages or currents.
  • an amplitude of the oscillation can also be effected by adapting a frequency of the control voltage or of the control current. If an oscillation of the microgame is excited by a control voltage or by a control current having a frequency slightly above or slightly below the resonant frequency of the micromirror, the amplitude can be influenced by bringing the frequency of the excitation voltage or the excitation current closer to the resonant frequency or further is spaced from this.
  • the micromirror may preferably be tiltable in the first and the second deflection direction. Accordingly, at least two adjusting elements can be provided on the micromirror in order to transfer electrostatic or electromagnetic forces to the micromirror, wherein the adjusting elements and a Storage of the micromirror span a triangle. Alternatively, two adjusting elements can be provided for each tilting direction.
  • the deflection device may comprise at least two of the micromirrors which can be tilted in different directions.
  • a first micromirror acts as a first deflecting element that deflects the light beam in one of the deflection directions
  • a second micromirror acts as a second deflecting element that deflects in the second of the deflection directions.
  • the light beam is deflected by the deflecting device onto a luminous element which can be excited by the light beam, whereby the luminous element is excited at a position determined by the first and the second deflecting angle to emit light.
  • the luminous element can be substantially transparent and it can be a phosphor introduced into the luminous element, or applied to this, which can be excited by the light of the light source.
  • blue light can be used to excite the luminous element
  • white light can be emitted by the luminous element or white light can be provided by a combination of the light emitted by the luminous element with the incident light.
  • the lighting element can light up in the case of illumination with the light beam, in particular for a specific time interval, with which a uniform light image can be provided.
  • the light emitted by the luminous element can then be projected into an area to be illuminated, for example, on a street in front of a motor vehicle.
  • the invention relates to a motor vehicle, wherein the motor vehicle comprises a lighting device according to the invention.
  • the motor vehicle comprises a lighting device according to the invention.
  • FIG. 3 is an illustration of a lighted area and an associated deflection pattern in an implementation of an embodiment of the method according to the invention
  • Fig. 6 shows another embodiment of an inventive
  • Fig. 1 and Fig. 2 each show schematic embodiments of a lighting device of a motor vehicle.
  • the illumination devices 1, 11 each comprise a light source 2 for providing a light beam 3 and a deflection device 4, 12 for deflecting the light beam 3 with a first deflection angle predeterminable by a control device 10 in a first deflection direction, which is represented by the arrow 5 and in FIG the image plane is located, and with a predetermined by the control device 10 second deflection angle in a second deflection direction, which is indicated in each case by the arrow 6 and is perpendicular to the image plane.
  • the first deflection angle is gradually over a The first angular range defined by the first critical angle varies.
  • the second deflection angle is varied by the control device 10 in order to cover a second angular range defined by the second limit angle.
  • the second critical angles are each predetermined as a function of the set first deflection angle.
  • the stepwise variation of the first critical angle selects "lines" of an area to be illuminated, which are swept by the light beam by varying the second deflection angle.
  • the sweeping of the individual "lines”, ie the variation of the second deflection angle, takes place in the form of a high-frequency oscillation with a vibration frequency of a few kilohertz.
  • the first deflection angle is varied, for example, in one hundred steps over the first angle range. After each oscillation of the second deflection angle through the second angular range, the first deflection angle is changed.
  • the complete sweep of an illuminated area defined by the first and second critical angles becomes a time interval of just over 30 milliseconds required, so that an illumination of the entire area with a frequency of about 30 Hz is possible.
  • the illumination appears static to a human eye.
  • the illumination devices 1, 11 shown in FIG. 1 and FIG. 2 differ in the specific implementation of the deflection device 4 or 12.
  • the deflection device 4 which is shown in FIG. 1
  • a single micromirror 8 is provided for deflecting the light beam 3 which is tiltable via an actuator 9 in the first and the second deflection direction in order to deflect the light beam 3.
  • the deflected light beam 3 is subsequently supplied to the protective screen 7 of the illumination device 1, which terminates the illumination device relative to the vehicle surroundings.
  • additional optical elements for example Apertures to integrate in the optical path from the deflection device 4 to the protective plate 7.
  • the actuator 9 is formed by at least two adjusting elements, which span a triangle together with a bearing of the micromirror 8 and which tilt the micromirror 8 by electrostatic or electromagnetic forces. It is also possible that two adjusting elements are provided for each of the tilting directions, which are arranged substantially symmetrically to a mounting of the micromirror 8. A tilt in the first deflection takes place stepwise. In the second deflection direction, an oscillation of the micromirror 8 close to a resonance frequency of the micromirror 8 is excited by corresponding control of the actuating elements by the control device 10. By adjusting the frequency and / or the amplitude of the excitation, an oscillation amplitude can be adjusted in accordance with the respectively specified second critical angle.
  • the control device 10 is designed to specify the second limit angle as a function of the respectively set first deflection angle.
  • the deflection device 12 comprises the first micromirror 13 with the associated actuator 14, through which a first deflection angle in the deflection deflection represented by the arrow 5 is varied step by step by an actuation by the control device 10.
  • the light beam is then directed via the lens 17 onto the second micromirror 15.
  • the micromirror 15 By means of the micromirror 15, the light beam 3 is deflected in the deflection direction represented by the arrow 6, which is substantially perpendicular to the deflection direction represented by the arrow 5.
  • the micromirror 15 is excited to oscillate in order to periodically vary the deflection of the light beam in the deflection direction represented by the arrow 6 by varying the second deflection angle.
  • the control unit 10 adjusts the amplitude or the frequency of the excitation in such a way that that the amplitude of the oscillation is given by the second critical angle.
  • FIG. 3 shows a lighted area 19 as it would be imaged in the area of the protective pane 7.
  • the illuminated area 19 corresponds to illumination required for a high beam, in which an upper middle angle range in front of the motor vehicle is relatively strongly illuminated, the height of the illumination limit to the lateral edges of the illumination area decreasing.
  • the illuminated area 19 is thus substantially triangular.
  • the illumination pattern shown can be illuminated in a continuous operation of the light source by the second critical angle depending on the set first deflection angle are given.
  • the maximum area illuminated by the illumination device 1, 11 is represented by the rectangle 18.
  • the first deflection angle By varying the first deflection angle, the light beam can be deflected in a first deflection direction, which corresponds to the vertical direction in FIG. 3.
  • a variation of the second deflection angle leads to a deflection of the light beam in a second deflection direction, which corresponds to a left-right direction in FIG. 3.
  • the control device 10 controls the deflection device 4, 12 such that a bright area 19 of the rectangle 18 is illuminated, while a dark area 20 is not illuminated.
  • the light source is active during the entire illumination, so that the determination of the bright area 19 and the dark area 20 is effected exclusively by a corresponding specification of the first and second deflection angles.
  • the guidance of the light beam for illuminating the bright area 19 is represented by the arrows 21 to 26.
  • Each of the arrows 21 to 26 corresponds to a "line” which is selected by a stepwise specification of the first deflection angle, and each of these "lines” is followed by an oscillation of the light beam in the second deflection direction to sweep the second angular range.
  • the second angle range is defined in each case by second critical angle, that of a position of the light beam 3 at the arrowheads of the arrows 21 to 26 correspond.
  • the amplitude of the oscillation is adjusted such that the second critical angles are predefined as a function of the respective first deflection angle, that is to say the instantaneous "line". This can be done as explained with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the first deflection angles are unevenly distributed over the first angular range extending from arrow 21 to arrow 26.
  • the first deflection angles represented by the arrows 21, 22 are substantially closer to one another than the deflection angles represented by the arrows 25, 26.
  • the luminance in this area is also higher than in the area of the arrows 25, 26.
  • the control device 10 additionally controls the light source 2 in order to control the Light source 2 at at least one set first deflection angle during the sweep of at least a portion of the second angular range for the second deflection angle.
  • the micromirror 8, 16 oscillates in the second deflection over the second angle range represented by the arrow 30, the light source controlled by the control device 10 so that it is activated during the sweeping of the area 27, that emits a light beam 3 and deactivated during a sweep, the area 28, 29.
  • the light source is preferably activated in the region 27, in which the micromirrors 8, 16 oscillates at almost constant angular velocity.
  • 5 shows a further possibility of varying the brightness within a "line.”
  • further angle ranges 32, 33 are defined in the control device 10 for the corresponding "line", that is to say for a predefined first deflection angle be swept over after sweeping the second angle range.
  • Fig. 6 shows schematically another embodiment of a lighting device of a motor vehicle.
  • the illumination device 34 corresponds largely to the illumination device 1 shown in FIG. 1.
  • the light beam through the deflection device in the illumination device 34 according to FIG 4 is directed to a luminous element 35 which is excited by the light beam at a position determined by the first and second deflection angles to emit light.
  • the luminous element 35 is formed by introducing a stimulable by the light of the light source 2 phosphor in a transparent plastic.
  • the light source 2 may provide a blue light that excites the phosphor to emit white light.
  • the light emitted by the light-emitting element 35 is supplied via the lens 36 to the protective pane 7 and radiated from there into the motor vehicle environment.
  • the light distribution on the light-emitting element 35 which depends on the excitation by the light source 2 and thus on the deflection pattern of the deflection device 4, is thus imaged by the lens 36 in the automotive environment in order to illuminate it.
  • the use of a stimulable by the light beam light-emitting element 35 is independent of the further structure of the illumination device 34. Accordingly, such a light-emitting element 35, for example, in the lighting device 11 shown in Fig. 2 are provided.

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Abstract

Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine Lichtquelle zur Bereitstellung eines Lichtstrahls und eine Ablenkeinrichtung zur Ablenkung des Lichtstrahls mit einem durch eine Steuereinrichtung vorgebbaren ersten Ablenkwinkel in eine erste Ablenkrichtung und mit einem durch die Steuereinrichtung vorgebbaren zweiten Ablenkwinkel in eine gewinkelt zur ersten Ablenkrichtung stehende zweite Ablenkrichtung umfasst, wobei durch die Steuereinrichtung der erste Ablenkwinkel über einen durch erste Grenzwinkel definierten ersten Winkelbereich variiert wird, wobei während der Variation des ersten Ablenkwinkels über den ersten Winkelbereich durch die Steuereinrichtung der zweite Ablenkwinkel variiert wird, um mehrfach einen durch zweite Grenzwinkel definierten zweiten Winkelbereich zu überstreichen, wobei die zweiten Grenzwinkel in Abhängigkeit des jeweils eingestellten ersten Ablenkwinkels vorgegeben werden.

Description

Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, Beleuchtungseinrichtung und Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine Lichtquelle zur Bereitstellung eines Lichtstrahls und eine Ablenkeinrichtung zur Ablenkung des Lichtstrahls mit einem durch eine Steuereinrichtung vorgebbaren ersten Ablenkwinkel in eine erste Ablenkrichtung und mit einem durch die Steuereinrichtung vorgebbaren zweiten Ablenkwinkel in eine gewinkelt zur ersten Ablenkrichtung stehende zweite Ablenkrichtung umfasst, wobei durch die Steuereinrichtung der erste Ablenkwinkel über einen durch erste Grenzwinkel definierten ersten Winkelbereich variiert wird, wobei während der Variation des ersten Ablenkwinkels über den ersten Winkelbereich durch die Steuereinrichtung der zweite Ablenkwinkel variiert wird, um mehrfach einen durch zweite Grenzwinkel definierten zweiten Winkelbereich zu überstreichen. Daneben betrifft die Erfindung eine zugeordnete Beleuchtungseinrichtung und ein zugeordnetes Kraftfahrzeug.
Es ist bekannt, in Kraftfahrzeugen Beleuchtungseinrichtungen zur Ausleuchtung des Kraftfahrzeugumfelds zu nutzen, die neben einfachen Umschaltun- gen von Lichtfunktionen, beispielsweise zwischen einem Abblendlicht und einem Fernlicht, eine flexible Anpassung des ausgeleuchteten Bereichs ermöglichen. Diese Beleuchtungseinrichtungen können beispielsweise Kurvenlichtfunktionen bereitstellen.
Es sind verschiedene Ausführungsformen bekannt, um derartige Beleuchtungseinrichtungen auszubilden. So kann die gesamte Beleuchtungseinrichtung durch einen Aktor verschwenkbar sein, die Beleuchtungseinrichtung kann eine Mehrzahl separat ansteuerbarer Lichtquellen aufweisen oder es können steuerbare Lichtblenden im Lichtweg vorgesehen werden. Daneben ist es bekannt, variable Lichtverteilungen, beispielsweise für Head- up-Displays, durch ein Abrastern eines Bildbereichs mit einem Lichtstrahl, wobei die Intensität des Lichtstrahls ortsabhängig variiert wird, bereitzustellen. Ein Lichtstrahl wird dabei so schnell wiederholt über den auszuleuchtenden Bereich geführt, beispielsweise mit einer Pixel-Wiederholrate von 30 o- der 60 Hz, dass für einen Betrachter ein stehendes Lichtbild entsteht. Hierzu wird ein fokussierter Lichtstrahl, beispielsweise ein Laser, durch eine Ablenkeinrichtung in zwei im wesentlichen senkrecht aufeinander stehende Richtungen abgelenkt, um den Lichtstrahl zeilenweise über einen rechteckigen potentiell auszuleuchtenden Bereich zu führen. Eine Auswahl der Zeile, innerhalb der der Lichtstrahl geführt wird, erfolgt dabei typischerweise in diskreten Stufen. Die Führung des Lichtstrahls innerhalb jeder der Zeilen kann je nach konkreter Umsetzung der Ablenkeinrichtung dadurch erfolgen, dass durch die Ablenkeinrichtung mehrere diskrete Ablenkwinkel innerhalb der Zeile eingestellt werden oder dadurch, dass der Lichtstrahl kontinuierlich, beispielsweise in Form einer Oszillation, die jeweilige Zeile überstreicht. In Bereichen, die nicht ausgeleuchtet werden sollen, wird die Lichtquelle deaktiviert.
Soll eine derartige Beleuchtungseinrichtung zur Ausleuchtung eines Umfelds eines Kraftfahrzeugs genutzt werden, ist es jedoch nachteilig, dass in Kraftfahrzeugen häufiger sehr unregelmäßige Lichtverteilungen bereitgestellt werden sollen, die zu langen Deaktivierungszeiten der Lichtquelle führen. Gleichzeitig wird eine hohe Lichtintensität benötigt. Um eine ausreichende Beleuchtungsstärke zu erreichen, muss die Lichtquelle somit relativ leistungsstark dimensioniert werden.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs anzugeben, das demgegenüber eine effektivere Nutzung der durch die Lichtquelle bereitstellbaren Lichtleistung ermöglicht. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren der eingangs genannten Art gelöst, wobei die zweiten Grenzwinkel in Abhängigkeit des jeweils eingestellten ersten Ablenkwinkels vorgegeben werden.
Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, die Ablenkeinrichtung derart zu steuern, dass sequentiell mehrere erste Ablenkwinkel eingestellt werden, um eine„Zeile" innerhalb der der Lichtstrahl geführt werden soll, auszuwählen, wonach der zweite Ablenkwinkel variiert wird, um diese„Zeile" zu überstreichen. Die„Zeilen" können dabei ausgewählt werden, indem durch die Steuereinrichtung der erste Ablenkwinkel stufenweise über den ersten Winkelbereich variiert wird. Zum Überstreichen der jeweiligen Zeile wird über die Steuereinrichtung in diesem Fall für jeden eingestellten ersten Ablenkwinkel der zweite Ablenkwinkel variiert, um den zweiten Winkelbereich wenigstens einmal zu überstreichen. Es ist jedoch auch möglich, dass der erste Ablenkwinkel im Wesentlichen kontinuierlich über den ersten Winkelbereich variiert wird. Erfolgt die Variation des zweiten Ablenkwinkels weit höherfrequent als die Variation des ersten Ablenkwinkels, so ist der erste Ablenkwinkel während des Überstreichens einer der„Zeilen" jeweils quasistationär, das heißt er ändert sich im Wesentlichen nicht. Die zweiten Grenzwinkel können im erfindungsgemäßen Verfahren daher auch bei einer im Wesentlichen kontinuierlichen Variation des ersten Ablenkwinkels in Abhängigkeit des jeweils eingestellten ersten Ablenkwinkels vorgegeben werden. Entgegen einem üblichen Vorgehen, bei dem ohne Deaktivierung der Lichtquelle ein im Wesentlichen rechteckiges Lichtbild bereitgestellt würde, bei dem jede der„Zeilen" die gleiche Länge aufweist, werden die Grenzwinkel, die den zweiten Winkelbereich definieren, in Abhängigkeit des gerade eingestellten ersten Ablenkwinkels vorgegeben. Die resultierende Lichtverteilung auf einer Projektionsebene hinter der Ablenkeinrichtung wäre somit nicht rechteckig, sondern die Begrenzungslinie der Lichtverteilung kann auch bei durchgehend aktiver Lichtquelle nahezu beliebige Formen aufweisen. Wird beispielsweise der Abstand zwischen den zweiten Grenzwinkeln mit jedem der nacheinander eingestellten ersten Ablenkwinkel verringert oder erhöht, so wird eine Lichtverteilung mit Trapezform bereitgestellt. Es ist auch möglich, komplexere Zusammenhänge zwischen dem ersten Ablenkwinkel und dem zweiten Grenzwinkel vorzusehen, um beispielsweise seitliche Ein- beziehungsweise Ausbuchtungen der Lichtverteilung zu erzeugen. Durch eine Nachschaltung von Linsen, Hohlspiegeln oder ähnlichem kann die Lichtverteilung bei Bedarf weiter angepasst werden. Wesentlicher Vorteil gegenüber einem „rechteckigen" Überstreichen des durch die Beleuchtungseinrichtung beleuchtbaren Bereichs und einem -Abschalten der Lichtquelle in nicht auszuleuchtenden Bereichen ist, dass im erfindungsgemäßen Verfahren die Ausschaltzeiten der Lichtquelle reduziert werden können. Es kann somit ein höherer Nutzungsgrad der Lichtquelle erreicht werden. Bei einer vorgegebenen zu erreichenden Beleuchtungshelligkeit ist daher in dem erfindungsgemäßen Verfahren die Nutzung einer Lichtquelle mit geringerer Leistung möglich, als bei einem„rechteckigen" Überstreichen des beleuchteten Bereichs.
Die erste und die zweite Ablenkrichtung können im Wesentlichen senkrecht zueinander stehen. Abweichungen von einer senkrechten Anordnung können insbesondere durch Produktionstoleranzen verursacht sein. Als Lichtquelle kann ein Laser genutzt werden.
Ein Überstreichen des Winkelbereichs ist einerseits möglich, indem die Ablenkeinrichtung auch den zweiten Ablenkwinkel stufenweise anpasst, um den zweiten Winkelbereich zu überstreichen. Vorzugsweise erfolgt jedoch eine kontinuierliche Führung des Lichtstrahls über den zweiten Winkelbereich. Dies kann durch ein Vorsehen eines oszillierenden Ablenkelements in der Ablenkeinrichtung, beispielsweise eines Spiegels, erreicht werden. Die Oszillation des Ablenkelements kann resonant erfolgen.
Erfolgt ein Überstreichen des zweiten Winkelbereichs durch ein Schwingen des Ablenkelements, skaliert die Zeit, die zum Überstreichen des zweiten Winkelbereichs jeweils benötigt wird, typischerweise nicht linear mit der Größe des zweiten Winkelbereichs. Insbesondere kann eine Zeit für einen Schwingvorgang im Wesentlichen unabhängig von der Amplitude sein. In diesem, aber auch in anderen Fällen, kann es gewünscht sein, eine Hellig- keitsverteilung innerhalb eines durch die Beleuchtungseinrichtung beleuchteten Bereichs anzupassen.
Die stufenweise Variation über den ersten Winkelbereich kann derart durchgeführt werden, dass für wenigstens zwei Paare benachbarter eingestellter erster Ablenkwinkel der Winkelunterschied zwischen den jeweils benachbarten ersten Ablenkwinkeln verschieden ist. Die ersten Ablenkwinkel und somit die„Zeilen" sind in diesem Fall ungleichmäßig über den ersten Winkelbereich verteilt. Bereiche, in denen die benachbarten Ablenkwinkel geringer beabstandet sind, werden, da diese Bereiche öfter von dem Lichtstrahl überstrichen werden, heller ausgeleuchtet als Bereiche, in denen der Winkelunterschied zwischen jeweils benachbarten Ablenkwinkeln größer ist.
Ergänzend oder alternativ kann für wenigstens einen der eingestellten ersten Ablenkwinkel durch die Steuereinrichtung der zweite Ablenkwinkel derart variiert werden, dass der zweite Winkelbereich mehrmals überstrichen wird. Erfolgt eine Ablenkung in die zweite Ablenkrichtung durch ein Schwingen des Ablenkelements, ist dies beispielsweise dadurch möglich, dass bestimmte eingestellte erste Ablenkwinkel länger gehalten werden, bevor ein neuer erster Ablenkwinkel eingestellt wird.
Es kann auch gewünscht sein, eine Helligkeitsverteilung innerhalb einer„Zeile", das heißt innerhalb des für einen eingestellten ersten Ablenkwinkel über- strichenen zweiten Winkelbereichs zu variieren. Dies kann dadurch erreicht werden, dass für wenigstens einen der eingestellten ersten Ablenkwinkel durch die Steuereinrichtung der zweite Ablenkwinkel derart variiert wird, dass zusätzlich wenigstens ein durch weitere Grenzwinkel definierter, zumindest teilweise mit dem zweiten Winkelbereich überlappender, weiterer Winkelbereich für den zweiten Ablenkwinkel vor oder nach dem Überstreichen des zweiten Winkelbereichs überstrichen wird. Der überlappende Teil des weiteren Winkelbereichs wird somit von dem Lichtstrahl mehrmals überstrichen, so dass die Helligkeit in diesem Teil erhöht wird. Der weitere Winkelbereich kann insbesondere so gewählt werden, dass er den zweiten Winkelbereich ganz umfasst beziehungsweise ganz von dem zweiten Winkelbereich umfasst wird. Der weitere Winkelbereich kann ein Teilbereich des zweiten Winkelbereichs sein oder umgekehrt.
Durch das beschriebene Vorgehen kann insbesondere die Helligkeit in einem Mittelbereich des zweiten Winkelbereichs erhöht werden. Erfolgt eine Ablenkung des Lichtstrahls durch ein oszillierendes Ablenkelement, so kann der Lichtstrahl mit einer sinusförmigen Schwingung über den zweiten Winkelbereich geführt werden. Das bedeutet, dass der Lichtstrahl im Bereich der zweiten Grenzwinkel langsamer bewegt wird als im Mittelbereich, womit die Ausleuchtung an den Rändern der Helligkeitsverteilung heller ist. Dies kann zumindest teilweise durch ein mehrfaches Überstreichen des mittleren Bereichs kompensiert werden.
Die Lichtquelle kann durch die Steuereinrichtung bei wenigstens einem eingestellten ersten Ablenkwinkel während des Überstreichens zumindest eines Teils des zweiten Winkelbereichs für den zweiten Ablenkwinkel deaktiviert werden. Es kann beispielsweise gewünscht sein, Teile des zweiten Winkelbereichs auszusparen, das heißt nicht zu beleuchten. Erfolgt wie vorangehend erläutert eine schwingende Ablenkung über den zweiten Winkelbereich, können die Bereiche im Umfeld des zweiten Grenzwinkels stärker beleuchtet werden als der Mittelbereich. Durch ein Abschalten der Lichtquelle im unmittelbaren Umfeld der zweiten Grenzwinkel kann dieser Effekt weitgehend kompensiert werden.
Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren betrifft die Erfiridung eine Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Lichtquelle zur Bereitstellung eines Lichtstrahls, einer Ablenkeinrichtung zur Ablenkung des Lichtstrahls und einer Steuereinrichtung zur Ansteuerung der Ablenkeinrichtung, wobei die Steuereinrichtung und die Ablenkeinrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgebildet sind. Die zum erfindungsgemäßen Verfahren erläuterten Merkmale lassen sich mit den dort genannten Vorteilen auch auf die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung übertragen. Die Ablenkeinrichtung kann einen elektrostatisch oder elektromagnetisch gesteuerten Mikrospiegel umfassen. Das Vorsehen von Mikrospiegeln ermöglicht einen besonders kompakten Aufbau der Beleuchtungseinrichtung. Der Aufbau einer Mikrospiegel basierten Ablenkeinrichtung ist grundsätzlich aus dem Stand der Technik bekannt und soll nicht detailliert erläutert werden.
Die Auslenkung eines Mikrospiegels kann zumindest in der zweiten Ablenkrichtung derart erfolgen, dass der Mikrospiegel oszilliert. Die Oszillationen können durch wenigstens ein auf einer elektromagnetischen oder elektrostatischen Anziehung beruhendes Stellelement angeregt werden. Die Amplitude einer Oszillation kann durch Steuerspannungen beziehungsweise Steuerströme für das Stellelement bestimmbar sein. Werden Strom- beziehungsweise Spannungspulse zur Anregung der Oszillation genutzt, so kann eine Amplitude durch eine Pulsweitenmodulation der Strom- beziehungsweise Spannungspulse angepasst werden. Es ist auch möglich, direkt eine Amplitude der Steuerspannungen beziehungsweise -ströme anzupassen.
Alternativ oder ergänzend kann eine Amplitude der Oszillation auch durch eine Anpassung einer Frequenz der Steuerspannung beziehungsweise des Steuerstroms erfolgen. Wird eine Oszillation des Mikrospiels durch eine Steuerspannung beziehungsweise durch einen Steuerstrom mit einer Frequenz etwas oberhalb oder etwas unterhalb der Resonanzfrequenz des Mikrospiegels angeregt, so kann die Amplitude dadurch beeinflusst werden, dass die Frequenz der Anregungsspannung beziehungsweise des Anregungsstroms näher an die Resonanzfrequenz herangeführt wird oder weiter von dieser beabstandet wird.
Der Mikrospiegel kann vorzugsweise in die erste und die zweite Ablenkrichtung verkippbar sein. Entsprechend können am Mikrospiegel zumindest zwei Stellelemente vorgesehen sein, um elektrostatische oder elektromagnetische Kräfte auf den Mikrospiegel zu übertragen, wobei die Stellelemente und eine Lagerung des Mikrospiegels ein Dreieck aufspannen. Alternativ können für jede Kipprichtung zwei Stellelemente vorgesehen sein.
Alternativ ist es möglich, dass die Ablenkeinrichtung wenigstens zwei der Mikrospiegel umfasst, die in unterschiedliche Richtungen verkippbar sind. Ein erster Mikrospiegel wirkt als erstes Ablenkelement, das den Lichtstrahl in eine der Ablenkrichtungen ablenkt und ein zweiter Mikrospiegel wirkt als zweites Ablenkelement, dass eine Ablenkung in die zweite der Ablenkrichtungen durchführt.
Im erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, dass der Lichtstrahl durch die Ablenkeinrichtung auf ein durch den Lichtstrahl anregbares Leuchtelement gelenkt wird, wodurch das Leuchtelement an einer durch den ersten und den zweiten Ablenkwinkel bestimmten Position angeregt wird, Licht abzustrahlen. Das Leuchtelement kann im Wesentlichen transparent sein und es kann ein Leuchtstoff in das Leuchtelement eingebracht, bzw. auf dieses aufgebracht sein, der durch das Licht der Lichtquelle anregbar ist. Beispielsweise kann blaues Licht genutzt werden, um das Leuchtelement anzuregen, und es kann durch das Leuchtelement Weißlicht abgestrahlt werden bzw. durch eine Kombination des von dem Leuchtelement abgestrahlten Lichts mit dem eingestrahlten Licht Weißlicht bereitgestellt werden. Das Leuchtelement kann bei einer Beleuchtung mit dem Lichtstrahl insbesondere für ein bestimmtes Zeitintervall nachleuchten, womit ein gleichmäßiges Lichtbild bereitgestellt werden kann. Das durch das Leuchtelement abgestrahlte Licht kann anschließend in einen zu beleuchtenden Bereich, beispielsweise auf eine Straße vor einem Kraftfahrzeug, projiziert werden.
Zudem betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug, wobei das Kraftfahrzeug eine erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung umfasst. Merkmale, die zum erfindungsgemäßen Verfahren beziehungsweise zur erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung erläutert wurden, sind mit den dort genannte Vorteilen auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragbar. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den folgenden Ausführungsbeispielen sowie den zugehörigen Zeichnungen. Dabei zeigen schematisch:
Fig. 1 und
Fig. 2 Ausführungsbeispiele einer erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung,
Fig. 3 eine Darstellung eines beleuchteten Bereichs und eines zugeordneten Ablenkmusters bei einer Durchführung eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 4 eine Darstellung der Abschnitte eines zweiten Winkelbereichs, in denen in einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens die Lichtquelle aktiv beziehungsweise nicht aktiv ist,
Fig. 5 eine Darstellung des zweiten Winkelbereichs sowie weitere überlappende Winkelbereiche in einem weiteren Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens, und
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Beleuchtungseinrichtung.
Fig. 1 und Fig. 2 zeigen jeweils schematische Ausführungsbeispiele einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Beleuchtungseinrichtungen 1 , 11 umfassen jeweils eine Lichtquelle 2 zur Bereitstellung eines Lichtstrahls 3 und eine Ablenkeinrichtung 4, 12 zur Ablenkung des Lichtstrahls 3 mit einem durch eine Steuereinrichtung 10 vorgebbaren ersten Ablenkwinkel in eine erste Ablenkrichtung, die jeweils durch den Pfeil 5 dargestellt ist und in der Bildebene liegt, und mit einem durch die Steuereinrichtung 10 vorgebbaren zweiten Ablenkwinkel in eine zweite Ablenkrichtung, die jeweils durch den Pfeil 6 angedeutet ist und senkrecht zur Bildebene steht. Durch die Steuereinrichtung 10 wird der erste Ablenkwinkel stufenweise über einen durch erste Grenzwinkel definierten ersten Winkelbereich variiert. Für jeden der eingestellten ersten Ablenkwinkel wird durch die Steuereinrichtung 10 der zweite Ablenkwinkel variiert, um einen durch zweite Grenzwinkel definierten zweiten Winkelbereich zu überstreichen. Die zweiten Grenzwinkel werden jeweils in Abhängigkeit des eingestellten ersten Ablenkwinkels vorgegeben.
Durch die stufenweise Variation des ersten Grenzwinkels werden„Zeilen" eines zu beleuchtenden Bereichs gewählt, die durch den Lichtstrahl durch Variation des zweiten Ablenkwinkels überstrichen werden. Das Überstreichen der einzelnen„Zeilen", also die Variation des zweiten Ablenkwinkels, erfolgt in Form einer hochfrequenten Schwingung mit einer Schwingungsfrequenz von einigen Kilohertz. Der erste Ablenkwinkel wird beispielsweise in hundert Stufen über den ersten Winkelbereich variiert. Nach jeder Schwingung des zweiten Ablenkwinkels durch den zweiten Winkelbereich wird der erste Ablenkwinkel geändert. Erfolgt eine Schwingung in die zweite Ablenkrichtung beispielsweise mit einer Frequenz von drei Kilohertz und wird der erste Ablenkwinkel in hundert Stufen variiert, so wird zum vollständigen Überstreichen eines beleuchteten Bereichs, der durch die ersten und zweiten Grenzwinkel definiert ist, ein Zeitintervall von etwas über 30 Millisekunden benötigt, so dass eine Ausleuchtung des Gesamtbereichs mit einer Frequenz von ca. 30 Hz möglich ist. Die Ausleuchtung erscheint für ein menschliches Auge als statisch.
Die in Fig. 1 und Fig. 2 gezeigten Beleuchtungseinrichtungen 1 , 11 unterscheiden sich in der konkreten Umsetzung der Ablenkeinrichtung 4 beziehungsweise 12. In der Ablenkeinrichtung 4, die in Fig. 1 gezeigt ist, ist zur Ablenkung des Lichtstrahls 3 ein einzelner Mikrospiegel 8 vorgesehen, der über einen Aktor 9 in die erste und die zweite Ablenkrichtung verkippbar ist, um den Lichtstrahl 3 abzulenken. Der abgelenkte Lichtstrahl 3 wird anschließend der Schutzscheibe 7 der Beleuchtungseinrichtung 1 zugeführt, die die Beleuchtungseinrichtung gegenüber dem Fahrzeugumfeld abschließt. Ergänzend wäre es möglich, zusätzliche optische Elemente, beispielsweise Blenden, in den optischen Weg von der Ablenkvorrichtung 4 zu der Schutzscheibe 7 zu integrieren.
Der Aktor 9 ist durch wenigstens zwei Stellelemente gebildet, die gemeinsam mit einer Lagerung des Mikrospiegels 8 eine Dreieck aufspannen und die den Mikrospiegel 8 durch elektrostatische oder elektromagnetische Kräfte verkippen. Es ist auch möglich, dass für jede der Kipprichtungen zwei Stellelemente vorgesehen sind, die im Wesentlichen symmetrisch zu einer Lagerung des Mikrospiegels 8 angeordnet sind. Eine Verkippung in die erste Ablenkrichtung erfolgt dabei stufenweise. In die zweite Ablenkrichtung wird durch entsprechende Ansteuerung der Stellelemente durch die Steuereinrichtung 10 eine Oszillation des Mikrospiegels 8 nahe einer Resonanzfrequenz des Mikrospiegels 8 angeregt. Durch ein Anpassen der Frequenz und/oder der Amplitude der Anregung kann eine Oszillationsamplitude gemäß der jeweils vorgegebenen zweiten Grenzwinkel angepasst werden. Die Steuereinrichtung 10 ist dabei ausgebildet, die zweiten Grenzwinkel in Abhängigkeit des jeweils eingestellten ersten Ablenkwinkels vorzugeben.
In einigen Fällen kann es gewünscht sein, einfach aufgebaute Mikrospiegel zu nutzen, die eine Ablenkung in jeweils eine Ablenkungsrichtung ermöglichen, um den Lichtstrahl 3 abzulenken. Ein entsprechende Aufbau ist in Fig. 2 dargestellt. Die Ablenkvorrichtung 12 gemäß Fig. 2 umfasst den ersten Mikrospiegel 13 mit dem zugehörigen Aktor 14, durch den durch eine AnSteuerung durch die Steuereinrichtung 10 ein erster Ablenkwinkel in die durch den Pfeil 5 dargestellte Ablenk chtung stufenweise variiert wird. Der Lichtstrahl wird anschließend über die Linse 17 auf den zweiten Mikrospiegel 15 gelenkt. Durch den Mikrospiegel 15 erfolgt eine Ablenkung des Lichtstrahls 3 in die durch den Pfeil 6 dargestellte Ablenkrichtung, die im Wesentlichen senkrecht zu der durch den Pfeil 5 dargestellten Ablenkrichtung steht. Durch den Aktuator 16 wird der Mikrospiegel 15 zu Schwingungen angeregt, um durch Variation des zweiten Ablenkwinkels die Ablenkung des Lichtstrahls in die durch den Pfeil 6 dargestellte Ablenkrichtung periodisch zu variieren. Wie vorangehend erläutert, wird durch die Steuereinrichtung 10 die Amplitude beziehungsweise die Frequenz der Anregung derart angepasst, dass die Amplitude der Schwingung durch die zweiten Grenzwinkel vorgegeben wird.
Fig. 3 zeigt einen ausgeleuchteten Bereich 19, wie er im Bereich der Schutzscheibe 7 abgebildet würde. Der ausgeleuchtete Bereich 19 entspricht einer für ein Fernlicht benötigte Ausleuchtung, bei der ein oberer mittlerer Winkelbereich vor dem Kraftfahrzeug relativ stark ausgeleuchtet wird, wobei die Höhe der Ausleuchtungsgrenze zu den seitlichen Rändern des Ausleuch- tungsbereichs abnimmt. Der ausgeleuchtete Bereich 19 ist somit im wesentlichen dreiecksförmig. Das gezeigte Beleuchtungsmuster kann bei einem kontinuierlichen Betrieb der Lichtquelle ausgeleuchtet werden, indem die zweiten Grenzwinkel in Abhängigkeit des eingestellten ersten Ablenkwinkels vorgegeben werden.
Der maximale durch die Beleuchtungseinrichtung 1 , 11 beleuchtbare Bereich ist durch das Rechteck 18 dargestellt. Durch eine Variation des ersten Ablenkwinkels kann der Lichtstrahl in eine erste Ablenkrichtung ausgelenkt werden, die in der Fig. 3 der Hochrichtung entspricht. Eine Variation des zweiten Ablenkwinkels führt zu einer Ablenkung des Lichtstrahls in eine zweite Ablenkrichtung, die einer links-rechts-Richtung in Fig. 3 entspricht. Die Steuereinrichtung 10 steuert die Ablenkeinrichtung 4, 12 derart, dass ein heller Bereich 19 des Rechtecks 18 beleuchtet wird, während ein dunkler Bereich 20 nicht beleuchtet wird. Die Lichtquelle ist während der gesamten Beleuchtung aktiv, so dass die Bestimmung des hellen Bereichs 19 und des dunklen Bereichs 20 ausschließlich durch eine entsprechende Vorgabe der ersten und zweiten Ablenkwinkel erfolgt.
Die Führung des Lichtstrahls zur Beleuchtung des hellen Bereichs 19 ist durch die Pfeile 21 bis 26 dargestellt. Jeder der Pfeile 21 bis 26 entspricht einer„Zeile" die durch eine stufenweise Vorgabe des ersten Ablenkwinkels ausgewählt wird. Auf jede dieser„Zeilen" folgt eine Oszillation des Lichtstrahls in die zweite Ablenkrichtung, um den zweiten Winkelbereich zu überstreichen. Der zweite Winkelbereich ist jeweils durch zweite Grenzwinkel definiert, die einer Position des Lichtstrahls 3 an den Pfeilspitzen der Pfeile 21 bis 26 entsprechen. Für jede der„Zeilen" wird die Amplitude der Oszillation derart angepasst, dass die zweiten Grenzwinkel in Abhängigkeit des jeweiligen ersten Ablenkwinkels, also der momentanen„Zeile" vorgegeben werden. Dies kann wie zu Fig. 1 und Fig. 2 erläutert, erfolgen.
In Fig. 3 sind die ersten Ablenkwinkel ungleichmäßig über den ersten Winkelbereich, der sich von Pfeil 21 bis Pfeil 26 erstreckt, verteilt. Beispielsweise liegen die durch die Pfeile 21 , 22 dargestellten ersten Ablenkwinkel wesentlich näher beieinander als die durch die Pfeile 25, 26 dargestellten Ablenkwinkel. Da somit in dem Bereich der Pfeile 21 , 22 die Dichte der durch den Lichtstrahl überstrichenen„Zeilen" höher ist, ist in diesem Bereich auch die Leuchtdichte höher als in dem Bereich der Pfeile 25, 26. Durch Vorgabe einer Verteilung der ersten Ablenkwinkel über den ersten Winkelbereich kann somit eine Helligkeitsverteilung des hellen Bereichs 19 variiert werden.
Fig. 4 und Fig. 5 stellen Möglichkeiten dar, die Helligkeit innerhalb einer der in Fig. 3 durch die Pfeile 21 bis 26 dargestellten„Zeilen" zu variieren. In Fig. 4 wird durch die Steuereinrichtung 10 zusätzlich die Lichtquelle 2 angesteuert, um die Lichtquelle 2 bei wenigstens einem eingestellten ersten Ablenkwinkel während des Überstreichens zumindest eines Teils des zweiten Winkelbereichs für den zweiten Ablenkwinkel zu deaktivieren. Während der Mik- rospiegel 8, 16 in die zweite Ablenkrichtung über den durch den Pfeil 30 dargestellten zweiten Winkelbereich oszilliert, wird die Lichtquelle durch die Steuereinrichtung 10 derart angesteuert, dass sie während des Überstreichens des Bereichs 27 aktiviert ist, also einen Lichtstrahl 3 aussendet und während eines Überstreichens der Bereich 28, 29 deaktiviert ist. Durch das dargestellte Deaktivieren der Lichtquelle, während sich die Oszillation des Mikrospiegels in den Randbereichen befindet, kann eine ungleichmäßige Helligkeitsverteilung über den zweiten Winkelbereich aufgrund einer längeren Verweildauer des Mikrospiegels 8, 16 in den Randbereichen der Oszillation kompensiert werden. Die Lichtquelle wird vorzugsweise im Bereich 27 aktiviert, in dem der Mikrospiegel 8, 16 mit nahezu konstanter Winkelgeschwindigkeit schwingt. Fig. 5 zeigt eine weitere Möglichkeit, die Helligkeit innerhalb einer„Zeile" zu variieren. Neben dem zweiten Winkelbereich 31 sind für die entsprechende „Zeile", also für einen vorgegebenen ersten Ablenkwinkel, in der Steuereinrichtung 10 weitere Winkelbereich 32, 33 definiert, die nach dem Überstreichen des zweiten Winkelbereichs überstrichen werden. Dies kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass nach jeder der Oszillationen des Mik- rospiegels 8, 16 eine Spannungs- oder Stromamplitude eines Ansteuersig- nals für den Aktor 9, 16 reduziert wird, so dass zunächst der zweite Winkelbereich 31 , und anschließend die weiteren Winkelbereiche 32, 33, überstrichen werden. Durch das beschriebene Vorgehen wird die Beleuchtungsstärke im Mittelbereich des in Fig. 3 dargestellten Rechtecks 18 gezielt erhöht. Alternativ könnte auch die beleuchtungsstärke in anderen Bereichen erhöht werden.
Fig. 6 zeigt schematisch ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs. Die Beleuchtungseinrichtung 34 entspricht weitgehend der in Fig. 1 gezeigten Beleuchtungseinrichtung 1. Während jedoch die in Fig. 1 dargestellte Beleuchtungseinrichtung 1 das Umfeld des Kraftfahrzeugs direkt durch das Scannen des Lichtstrahls beleuchtet, wird in der Beleuchtungseinrichtung 34 gemäß Fig. 6 der Lichtstrahl durch die Ablenkeinrichtung 4 auf ein Leuchtelement 35 gelenkt, das durch den Lichtstrahl an einer durch den ersten und den zweiten Ablenkwinkel bestimmten Position angeregt wird, Licht abzustrahlen. Das Leuchtelement 35 ist gebildet, indem ein durch das Licht der Lichtquelle 2 anregbarer Leuchtstoff in einen transparenten Kunststoff eingebracht ist. Die Lichtquelle 2 kann beispielsweise ein blaues Licht zur Verfügung stellen, durch das der Leuchtstoff zur Abstrahlung weißen Lichts angeregt wird. Das durch das Leuchtelement 35 abgestrahlte Licht wird über die Linse 36 der Schutzscheibe 7 zugeführt und von dort in das Kraftfahrzeugumfeld abgestrahlt. Durch die Linse 36 wird somit die Lichtverteilung am Leuchtelement 35, die von der Anregung durch die Lichtquelle 2 und somit von dem Ablenkmuster der Ablenkeinrichtung 4 abhängt, in das Kraftfahrzeugumfeld abgebildet, um dieses auszuleuchten. Die Nutzung eines durch den Lichtstrahl anregbaren Leuchtelements 35 ist unabhängig vom weiteren Aufbau der Beleuchtungseinrichtung 34. Entsprechend kann ein solches Leuchtelement 35 beispielsweise auch in der in Fig. 2 dargestellten Beleuchtungseinrichtung 11 vorgesehen werden.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Betrieb einer Beleuchtungseinrichtung eines Kraftfahrzeugs, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine Lichtquelle zur Bereitstellung eines Lichtstrahls und eine Ablenkeinrichtung zur Ablenkung des Lichtstrahls mit einem durch eine Steuereinrichtung vorgebbaren ersten Ablenkwinkel in eine erste Ablenkrichtung und mit einem durch die Steuereinrichtung vorgebbaren zweiten Ablenkwinkel in eine gewinkelt zur ersten Ablenkrichtung stehende zweite Ablenkrichtung umfasst, wobei durch die Steuereinrichtung der erste Ablenkwinkel über einen durch erste Grenzwinkel definierten ersten Winkelbereich variiert wird, wobei während der Variation des ersten Ablenkwinkels über den ersten Winkelbereich durch die Steuereinrichtung der zweite Ablenkwinkel variiert wird, um mehrfach einen durch zweite Grenzwinkel definierten zweiten Winkelbereich zu überstreichen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die zweiten Grenzwinkel in Abhängigkeit des jeweils eingestellten ersten Ablenkwinkels vorgegeben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,
dass die stufenweise Variation über den ersten Winkelbereich derart durchgeführt wird, dass für wenigstens zwei Paare benachbarter eingestellter erster Ablenkwinkel der Winkelunterschied zwischen den jeweils benachbarten ersten Ablenkwinkeln verschieden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass für wenigstens einen der eingestellten ersten Ablenkwinkel durch die Steuereinrichtung der zweite Ablenkwinkel derart variiert wird, dass der zweiten Winkelbereich mehrmals überstrichen wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass für wenigstens einen der eingestellten ersten Ablenkwinkel durch die Steuereinrichtung der zweite Ablenkwinkel derart variiert wird, dass zusätzlich wenigstens ein durch weitere Grenzwinkel definierter, zumindest teilweise mit dem zweiten Winkelbereich überlappender, weiterer Winkelbereich für den zweiten Ablenkwinkel vor oder nach dem Überstreichen des zweiten Winkelbereichs überstrichen wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lichtquelle durch die Steuereinrichtung bei wenigstens einem eingestellten ersten Ablenkwinkel während des Überstreichens zumindest eines Teils des zweiten Winkelbereichs für den zweiten Ablenkwinkel deaktiviert wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Lichtstrahl durch die Ablenkeinrichtung auf ein durch den Lichtstrahl anregbares Leuchtelement gelenkt wird, wodurch das Leüchtelement an einer durch den ersten und den zweiten Ablenkwinkel bestimmten Position angeregt wird, Licht abzustrahlen.
7. Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Lichtquelle (2) zur Bereitstellung eines Lichtstrahls (3), einer Ablenkeinrichtung (4, 12) zur Ablenkung des Lichtstrahls (3) und einer Steuereinrichtung (10) zur Ansteuerung der Ablenkeinrichtung (4, 12),
dadurch gekennzeichnet,
dass die Steuereinrichtung (10) und die Ablenkeinrichtung (4, 12) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet sind.
8. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ablenkeinrichtung (4, 12)) wenigstens einen elektrostatisch oder elektromagnetisch gesteuerten Mikrospiegel (8, 13, 16) umfasst.
9. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Mikrospiegel (8) in die erste und in die zweite Ablenkrichtung verkippbar ist.
10. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Ablenkeinrichtung (12) wenigstens zwei der Mikrospiegel (13, 16) umfasst, die in unterschiedliche Richtungen verkippbar sind.
11. Kraftfahrzeug,
dadurch gekennzeichnet,
dass es die Beleuchtungseinrichtung (1 , 11 ) nach einem der Ansprüche 7 bis 10 umfasst.
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