EP4295171A1 - Sicherheitseinrichtung für wenigstens eine lichtquelle, sendeeinrichtung für licht, detektionsvorrichtung, fahrzeug mit wenigstens einer detektionsvorrichtung und verfahren zum betreiben wenigstens einer lichtquelle - Google Patents

Sicherheitseinrichtung für wenigstens eine lichtquelle, sendeeinrichtung für licht, detektionsvorrichtung, fahrzeug mit wenigstens einer detektionsvorrichtung und verfahren zum betreiben wenigstens einer lichtquelle

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EP4295171A1
EP4295171A1 EP22709966.0A EP22709966A EP4295171A1 EP 4295171 A1 EP4295171 A1 EP 4295171A1 EP 22709966 A EP22709966 A EP 22709966A EP 4295171 A1 EP4295171 A1 EP 4295171A1
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EP
European Patent Office
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light source
electrical
light
current path
charge
Prior art date
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Pending
Application number
EP22709966.0A
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English (en)
French (fr)
Inventor
Johannes APPL
Juergen Nies
Thomas Schuler
Christoph Parl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Original Assignee
Valeo Schalter und Sensoren GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Valeo Schalter und Sensoren GmbH filed Critical Valeo Schalter und Sensoren GmbH
Publication of EP4295171A1 publication Critical patent/EP4295171A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/484—Transmitters
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
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    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating

Definitions

  • Safety device for at least one light source transmission device for light, detection device, vehicle with at least one detection device and method for operating at least one light source Technical field
  • the invention relates to a transmission device for light, with at least one light source and with at least one safety device for preventing specified light energy limits from being exceeded when light is emitted with the at least one light source, the at least one safety device having at least one electrical component for Influencing an electrical power supply having at least one light source.
  • the invention is based on the object of designing a safety device, a transmission device, a detection device, a vehicle and a method of the type mentioned at the outset, in which with simpler and/or more space-saving means exceeding a predetermined light energy limit when emitting light with the at least one light source can be prevented.
  • the safety device has at least one electrical capacitive component which is connected to a light source current path of the at least one light source, at least one charge state comparison means which is connected directly or indirectly to at least one capacitive component with which a charge state variable characterizing a charge state of the at least one capacitive component can be compared with a predefined limit charge state variable and at least one alarm status for influencing the electrical energy supply of the at least one light source can be set depending on the result of the comparison.
  • the at least one light source emits light.
  • the emitted light energy correlates with the length of time for which the light source current path is closed and with the transmission power of the light source.
  • a charge exchange can take place between the at least one capacitive component and the light source current path.
  • a charge state of the at least one capacitive component can change.
  • the change in the state of charge and the magnitude of the state of charge of the at least one capacitive component correlates with the length of time for which the light source current path is open.
  • the change in the charge state and the charge state variable of the at least one capacitive component thus correlates with the light energy which the at least one light source emits.
  • the state of charge of an electrical capacitive device is the state related to the amount of electrical charge sensed by the capacitive device.
  • the state of charge variable is a measure of the charge on the capacitive component. According to the invention, the limit state of charge variable can be reached during a discharging process, in which the capacitive component is discharged, or in a charging process, in which the capacitive component is charged.
  • the at least one limit state of charge variable can advantageously characterize the limit period of time for which the at least one light source may emit light.
  • the connection of the at least one electrically capacitive component to the at least one light source current path correlates a charging cycle and/or a discharge cycle of the at least one electrical capacitive component with the length of time for which the at least one light source emits light. If the limit time is exceeded during a charging cycle or a discharging cycle of the at least one electrical capacitive component, the electrically capacitive component reaches the predefined limit state of charge variable. At least one alarm status is then set.
  • the state of charge, in particular the state of charge variable, of the at least one capacitive component is compared with a predetermined limit state of charge, in particular a limit state of charge variable, by means of a state of charge comparison means.
  • the limit state of charge, in particular the limit state of charge variable is specified in such a way that it correlates with the specified light energy limit of the at least one light source.
  • the at least one alarm status can advantageously have two states, in particular a functional state and an error state.
  • the at least one alarm status can have the functional status.
  • the safety device detects that the predetermined light energy limit has been reached, the at least one alarm status can be set to the error status.
  • the state of charge of at least one capacitive component can be characterized by an electrical voltage which is applied to the at least one capacitive component.
  • the electrical voltage applied to the at least one capacitive component can be used as a charge state variable that characterizes the charge state. Electrical voltages can be determined with appropriate taps with little technical effort. Furthermore, electrical voltages, in particular the capacitor voltage and a limit voltage, can be compared in a technically simple manner using electrical comparators.
  • the detection device according to a time-of-flight method, in particular a light pulse propagation time method, work.
  • Optical detection devices working according to the light pulse propagation time method can be designed and referred to as time-of-flight (TOF), light detection and ranging systems (LiDAR), laser detection and ranging systems (LaDAR) or the like .
  • the at least one detection device can operate according to a direct time-of-flight method or an indirect time-of-flight method.
  • At least one current path can advantageously be a charging current path.
  • the at least one electrical capacitive component can be charged via the charging current path, in particular independently of the operating state of the at least one light source.
  • the at least one charging current path can advantageously have at least one charging current supply device. That way, at least one can electric capacitive component are charged separately from a corresponding light source power supply device.
  • At least one electrical resistor and/or at least one electrical blocking component dependent on the current direction can be arranged between the at least one electrical capacitive component and the light source current path.
  • at least one electrical resistor in particular a discharge resistor
  • an electrical current between the at least one electrical capacitive component and the light source current path, in particular a discharge current of the electrical capacitive component can be preset when the light source current path is closed.
  • the at least one electrical resistor and the at least one electrical capacitive component act as a timer.
  • a discharge time can be specified by appropriate selection of the combination of the at least one electrical resistor, in particular the at least one electrical discharge resistor, and the at least one electrical capacitive component.
  • the safety device can be preset to the required light energy limit.
  • at least one electrical blocking component that is dependent on the current direction can be arranged between the at least one electrical capacitive component and the light source current path. In this way, the current direction can be specified by the electrical capacitive component in phases in which the light source current path is closed.
  • At least one current-direction-dependent electrical blocking component can be designed so that the at least one electrical capacitive component can be charged via a charging current path when the light source current path is interrupted and discharged via the light source current path when the light source current path is closed.
  • the at least one electrical capacitive component can be charged and discharged alternately in the light emission cycle.
  • the charging cycles and discharging cycles can balance out, so that the charge state of the at least one electrical capacitive component remains above a limit charge state.
  • at least one alarm status can be set accordingly using the at least one state of charge comparison means.
  • At least one controllable electric light source switching component can have at least one transistor, in particular a pnp transistor, an npn transistor, a field effect transistor (FET) and/or a metal-oxide-semiconductor field effect (MOSFET), or another controllable switching component in particular having or consisting of a fly active reset output or a low active reset output.
  • transistor in particular a pnp transistor, an npn transistor, a field effect transistor (FET) and/or a metal-oxide-semiconductor field effect (MOSFET), or another controllable switching component in particular having or consisting of a fly active reset output or a low active reset output.
  • FET field effect transistor
  • MOSFET metal-oxide-semiconductor field effect
  • the at least one light source switching component can be controllably connected to at least one signal generating means be.
  • a switching state of the electrical light source switching component can be set with the at least one signal generating means.
  • the at least one signal generating means can be used to generate switching signals, in particular switching pulses, for controlling the at least one controllable electrical light source switching component.
  • switching signals in particular switching pulses
  • the light source current path can, in particular, be alternately closed and interrupted in accordance with the switching signals.
  • At least one signal generating means can advantageously have or consist of a pulse generator.
  • a control input of at least one controllable electric light source switching component can be activated with control pulses.
  • the light source current path is closed and interrupted according to the control pulses, so that corresponding light pulses can be emitted with the at least one light source.
  • the at least one signal generating means can be part of a light generating device together with the at least one light source.
  • the light generating device can be part of a detector device with the safety device.
  • At least one charge state comparison means can be connected directly or indirectly to at least one switching component of at least one light source
  • At least one charge state comparison means can advantageously be connected to at least one switching component in the supply current path of the at least one light source power supply device of the at least one light source. In this way, the power supply of the at least one light source power supply device can be correspondingly controlled, in particular switched off.
  • At least one charge state comparison means can advantageously be connected to at least one signal generation means in a control path of at least one light source switching component. In this way, if an error is detected by the safety device, the light source switching component can be controlled to close by means of the at least one signal generating means.
  • At least one output of the at least one state of charge comparison device can be indirectly connected to at least one switching component and/or at least one control input and/or at least one signal generating device via at least one additional component, in particular at least one additional control and/or switching device to be connected.
  • additional components in particular at least one additional control and/or switching device to be connected.
  • at least one output of the at least one state of charge comparison means can advantageously be connected directly to at least one switching component and/or at least one control input and/or at least one signal generation means. In this way, the number of compo le required can be reduced.
  • At least one state of charge comparison means can be connected directly or indirectly to at least one switching component in the light source current path. In this way, the light source current path can be interrupted directly.
  • the safety device has at least one electrical capacitive component which is connected to a light source current path of the at least one light source, at least one charge state comparison means which is directly or indirectly connected to at least one capacitive component is connected, with which a charge state variable characterizing a charge state of the at least one capacitive component can be compared with a predetermined limit charge state variable and, depending on the result of the comparison, at least one alarm status for influencing the electrical energy supply of the at least one light source can be set.
  • the safety in particular the eye safety and/or the safety of objects illuminated with the at least one transmission device, can be improved when the transmission device is operated.
  • the transmission device can also be operated in situations, for example in traffic, in which people can be exposed to the light emitted by the transmission device.
  • the object is achieved according to the invention with the detection device in that the safety device has at least one electrical capacitive component which is connected to a light source current path of the at least one light source, at least one state of charge comparison means, which is connected directly or indirectly to at least one capacitive component, with which a state of charge variable characterizing a state of charge of the at least one capacitive component can be compared with a predetermined limit state of charge variable and, depending on the result of the comparison, at least one alarm status for Influencing the electrical power supply of at least one light source can be adjusted.
  • the detection devices can also be operated in situations, for example in traffic, in which people can be exposed to the light emitted by the transmission device.
  • the safety device has at least one electrical capacitive component which is connected to a light source current path of the at least one light source, at least one charge state comparison means which is directly or indirectly connected to at least one capacitive component is connected, with which a state of charge variable characterizing a state of charge of the at least one capacitive component can be compared with a predetermined limit state of charge variable and, depending on the result of the comparison, at least one alarm status for influencing the electrical energy supply of the at least one light source can be set.
  • the vehicle can advantageously have at least one driver assistance system. In this way, the vehicle can be operated autonomously or at least partially autonomously.
  • At least one detection device can be connected to a driver's seat system of the vehicle.
  • the vehicle can, on the basis of information determined with the at least one detection device, in particular object information, can be operated autonomously or at least partially autonomously from at least one surveillance area.
  • the object is achieved according to the invention with the method in that a light source current path, in which the at least one light source is located, is closed at least temporarily, a charge state variable characterizing a charge state of at least one electrically capacitive component, which with the light source Current path is connected, is compared with a predetermined limit state of charge variable, depending on the result of the comparison at least one alarm status is set and the power supply of the at least one light source is controlled based on the at least one alarm status.
  • the state of charge of at least one capacitive component is changed via the closed light source current path.
  • the at least one capacitive component can be discharged via the closed light source current path, in particular to another potential, in particular to ground.
  • the at least one alarm status is set to an error state.
  • the power supply to the at least one light source is controlled accordingly, in particular switched off.
  • a charge state can be changed at least in one electrically capacitive component in a current path.
  • the at least one capacitive component can be charged or discharged regardless of whether the light source current path is closed or interrupted.
  • At least one current path can advantageously be a charging current path, in which the at least one electrically capacitive component can be charged.
  • at least one current path can be a discharge current path, in which at least one electrically capacitive component can be discharged.
  • the current path can also be switchable. The at least one electrical capacitive component can be charged or discharged via the current path, depending on the setting.
  • the light source current path can be alternately closed and interrupted.
  • the at least one light source can be activated in alternation.
  • light pulses can be emitted with at least one light source.
  • at least one capacitive component can be discharged and charged alternately via the alternately closed and interrupted light source current path in connection with the charging current path. In this way, with fault-free operation, a charge state of the at least one capacitive component can be kept above or below a limit charge state.
  • FIG. 2 shows a functional representation of the vehicle with the driver assistance system and the LiDAR system from FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a functional representation of a transmission device of the LiDAR system from FIGS. 1 and 2 according to a first exemplary embodiment
  • FIG. 4 shows a comparison of the course over time of an electrical capacitor voltage of a capacitor and an alarm status of a safety device of the transmitting device from FIG. 3;
  • FIG. 5 shows a functional representation of a transmission device of the LiDAR system from FIGS. 1 and 2 according to a second exemplary embodiment
  • FIG. 1 shows a front view of a vehicle 10 in the form of a passenger car.
  • Figure 2 shows a functional representation of vehicle 10.
  • Scanning light pulses 28 can be sent with the transmitting device 22 .
  • the scanning light pulses 28 can optionally be guided into the monitoring area 14 with a deflection device that is of no further interest here.
  • echo light pulses 30, which originate from scanning light pulses 28, which are reflected in the monitoring area 14 on an object 18, are received and converted into electrical signals.
  • the electrical signals generated by the receiving device 24 can be processed with the control and evaluation device 26 and the corresponding object information can be obtained therefrom.
  • the LiDAR system 12 can, for example, work according to a so-called runtime method (TOF).
  • TOF runtime method
  • the information obtained with the LiDAR system 12 can be transmitted to the driver assistance system 12 with the control and evaluation device 26 and processed with it. Furthermore, the functions of the LiDAR system 12 can be controlled with the control evaluation device 26 .
  • the transmission device 22 includes a light generating device 32 and a safety device 34.
  • a circuit diagram of a transmission device 22 according to a first exemplary embodiment is shown in FIG.
  • the scanning light pulses 28 can be generated with the light generating device 32 .
  • the safety device 34 With the safety device 34, the eye safety of the transmission device 22 can be increased.
  • the safety device 34 can be used to prevent the light energy emitted with the scanning light pulses 28 from becoming so great, for example in the event of a malfunction in the LiDAR system 12, that it can damage the eye.
  • the light generating device 32 includes an electrical signal generating means 46, with which electrical control signals for generating the scanning light pulses 28 can be generated.
  • the signal generating means 46 is connected to a control input, for example the base 48 of the transistor 40.
  • a power connection of the transistor 40 for example the collector 50, is connected to the free connection of the laser diode 38.
  • the other power connection of the transistor 40 for example the emitter 52 , is connected to the ground 54 .
  • All in all, the light source supply device 36, the electrical resistance 42, the laser diode 38, the transistor 40 and corresponding connecting lines form a light source current path 56.
  • the light source current path 56 can be closed, for example, by switching the transistor 40 or in some other way to be interrupted.
  • the signal generation means 46 When the transmission device 22 is in operation, the signal generation means 46 generates control signals, for example in the form of voltage pulses, which are applied to the base 48 of the transistor 40 . Accordingly, the transistor 40 is switched to open in a pulsed manner, so that the light source current path 56 is closed and an electric current flows through the laser diode 38 . For the duration of the opening of the Tran sistor 40 is emitted with the laser diode 38 light energy.
  • the safety device 34 has an electrical capacitive component in the form of a capacitor 58 .
  • the capacitor 58 is connected to the ground 54 with a capacitor connection 60 .
  • the other capacitor terminal 62 is connected to the light source current path 56 via an electrical resistor, for example a discharge resistor 64, and a current-direction-dependent electrical blocking component, for example a diode 66, between the laser diode 38 and the collector 50 of the transistor 40.
  • the diode 66 can be a fast-switching diode, such as a Schottky diode. Schottky diodes can reliably switch between blocking and conducting even with rapid changes in current direction.
  • the charging supply device 68 is connected, for example, with its positive pole via an electrical resistor, for example a charging resistor 70, to the capacitor connection 62 of the capacitor 58.
  • the negative pole of the charging supply device 68 is connected to ground 54 .
  • the charging supply device 68, the charging resistor 70 and the capacitor 58 form a charging current path 71.
  • the charging resistor 70 and the capacitor 58 form a timer for charging the capacitor 58.
  • Safety device 34 also includes a checking device 72.
  • the checking device 72 has a charge state detection means in the form of a voltage detection means 74 .
  • the voltage sensing means 74 is connected to the capacitor terminal 62 of the capacitor 58 .
  • the capacitor voltage Uc applied to the capacitor 58 can be detected with the voltage detection means 74 .
  • the capacitor voltage Uc applied to the capacitor 58 characterizes the state of charge of the capacitor 58 and is used as the state of charge variable.
  • a logical one or a corresponding potential can be output as the release state of the alarm status AS at the output of the comparator 76. If the capacitor voltage Uc falls below the limit capacitor voltage UTH, a logical zero or a corresponding potential can be output at the output of the comparator 76 as an error condition of the alarm status AS.
  • the comparator 76 can be designed in such a way that a logical zero is output as the release state and a logical one as the error state of the alarm status AS.
  • the alarm status AS at the output of the comparator 76 can be output via a signal output 78 of the checking device 72 .
  • the alarm status AS can be transmitted to a safety switching component 80 as a control signal.
  • the safety switching component 80 With the safety switching component 80, the power supply to the laser diode 38 can be correspondingly limited, for example interrupted.
  • the safety switching component 80 can be arranged in the power supply of the light source supply device 36 between the negative pole and the ground 54 .
  • the power supply to the light source supply device 36 can thus be interrupted with the safety switching component 80 .
  • safety switching components can be arranged at other points of the light generating device 32 .
  • three safety switching components 80a, 80b and 80c are indicated by dashed lines.
  • the safety switching Part 80a can be integrated into the light source supply device 36, for example.
  • a safety switching component 80b can be arranged in the light source current path 56 between the laser diode 38 and the transistor 40 .
  • the light source current path 56 can thus be interrupted there.
  • a safety switching component 80c can be integrated into the signal generating means 46 . In this way, the control signal of the signal generating means 46 can be influenced accordingly, so that the transistor 40 is blocked and the light source current path 56 is interrupted.
  • a pulse-shaped control signal is generated with the signal generating means 46, with which the transistor 40 is switched to allow or block in a correspondingly pulsed manner.
  • the light source current conduction path 56 is alternately closed and broken.
  • phase in which the transistor 40 is switched on and the light source current path 56 is closed current flows through the laser diode 38 so that it emits scanning light pulses 28 .
  • the capacitor 58 is connected in the opening direction via the diode 66 of the safety device 34 so that the capacitor 58 can discharge via the discharge resistor 64 .
  • the light source current path 56 is interrupted, so that no current can flow through the laser diode 38 .
  • the laser diode 38 does not emit any scanning light pulses 28 .
  • the diode 66 blocks in this phase, so that the discharge of the capacitor 58 is interrupted.
  • the discharge of the capacitor 58 is compensated for by the charging of the capacitor 58 with the charging supply device 68 via the charging resistor 70 .
  • the capacitor voltage Uc of the capacitor 58 always remains above the limit voltage during error-free operation.
  • the release state is present at the signal output 78 of the checking device 72 as the alarm status AS, so that the safety switching component 80 with the checking device 72 remains enabled. If, for example due to a fault in the control of transistor 40 or of transistor 40 itself, the opening times of transistor 40 are extended to such an extent that the specified light energy limit can be exceeded when the scanning light pulses 28 are emitted with laser diode 38 the discharge time of the capacitor 58.
  • the discharge of the capacitor 58 can no longer be compensated with the charging supply device 68. State of charge of the condensate sators 58 and thus the capacitor voltage Uc decreases. If the capacitor voltage Uc drops below the specified limit capacitor voltage UTH, SO, the size at the output of the comparator 76 changes to the error status of the alarm status AS. The error status of the alarm status AS is output to the signal output 78. The safety switching component 80 is controlled to close on the basis of the spring state of the alarm status AS. The energy supply to the laser diode 38 is interrupted and the generation of scanning light pulses 28 is stopped. Overall, the safety of the eyes is restored.
  • the temporal progression of the capacitor voltage Uc and the alarm status AS are qualitatively compared as an example. If the limit capacitor voltage UTH is not reached, the alarm status AS switches from the enable status 1 to the error status 0.
  • FIG. 5 shows a circuit diagram of a transmission device 22 according to a second exemplary embodiment.
  • the second exemplary embodiment differs from the first exemplary embodiment in that the capacitor 58 is charged via a control means in the form of a transistor 82 during an operating phase in which the light source current path 56 is closed.
  • the base of the transistor 82 is connected via the diode 66 to the light source current path 56 .
  • a power terminal of the transistor 82 is connected to the resistor 64, which here acts as a charging resistor.
  • the other power connection of the transistor 82 is connected via a suitable supply device 68 .
  • the capacitor 58 is charged via the charging resistor 64 .
  • the course of a charging curve is shown in FIG. 6 by way of example.
  • the capacitor 58 is discharged via the discharge resistor 70 .
  • the capacitor voltage Uc is compared with the limit capacitor voltage UTH by means of the checking device 72 .

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung (34) für wenigstens eine Lichtquelle (38) zur Verhinderung von Überschreitungen von vorgegebenen Licht-Energiegrenzen bei der Aussendung von Licht (28) mit der wenigstens einen Lichtquelle (38), welche wenigstens ein elektrisches Bauteil (58, 64, 66, 68, 70, 72) zur Beeinflussung einer elektrischen Energieversorgung wenigstens einer Lichtquelle (38) aufweist. Die Sicherheitseinrichtung (34) weist wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil (58) auf, welches mit einem Lichtquellen-Strompfad (56) der wenigstens einen Lichtquelle (38) verbunden ist. Die Sicherheitseinrichtung (84) weist wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel (76) auf, welches direkt oder indirekt mit wenigstens einem kapazitiven Bauteil (58) verbunden ist, mit dem eine einen Ladungszustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils (58) charakterisierende Ladungszustandsgröße (UC) mit einer vor-gegebenen Grenz-Ladungszustandsgröße (UTH) verglichen werden kann und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Alarmstatus (AS) zur Beeinflussung der elektrischen Energieversorgung der wenigstens eine Lichtquelle (38) eingestellt werden kann.

Description

Beschreibung
Sicherheitseinrichtung für wenigstens eine Lichtquelle, Sendeeinrichtung für Licht, Detektionsvorrichtung, Fahrzeug mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung und Verfahren zum Betreiben wenigstens einer Lichtquelle Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung für wenigstens eine Lichtquelle, zur Verhinderung von Überschreitungen von vorgegebenen Licht-Energiegrenzen bei der Aussendung von Licht mit der wenigstens einen Lichtquelle, welche wenigstens ein elektrisches Bauteil zur Beeinflussung einer elektrischen Energieversor gung wenigstens einer Lichtquelle aufweist.
Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Sendeeinrichtung für Licht, mit wenigstens ei ner Lichtquelle und mit wenigstens einer Sicherheitseinrichtung zur Verhinderung von Überschreitungen von vorgegebenen Licht-Energiegrenzen bei der Aussendung von Licht mit der wenigstens einen Lichtquelle, wobei die wenigstens eine Sicherheitseinrichtung wenigstens ein elektrisches Bauteil zur Beeinflussung einer elektrischen Energieversorgung wenigstens einer Lichtquelle aufweist.
Ferner betrifft die Erfindung eine Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin mittels Lichtsignalen, mit wenigstens einer Sendeeinrichtung mit wenigstens einer Lichtquelle zur Erzeugung von Lichtsignalen, mit wenigstens einer Empfangseinrichtung zum Empfangen von in dem wenigstens einen Überwachungsbereich reflektierten Lichtsignalen, wobei die wenigstens eine Sendeeinrichtung wenigstens eine Sicherheitseinrichtung aufweist zur Verhinderung von Überschreitungen von vorgegebenen Licht- Energiegrenzen bei der Aussendung von Lichtsignalen mit der wenigstens einen Licht quelle, wobei die wenigstens eine Sicherheitseinrichtung wenigstens ein elektrisches Bauteil zur Beeinflussung einer elektrischen Energieversorgung wenigstens einer Lichtquelle aufweist. Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit wenigstens einer Detektionsvorrich tung zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs auf Objekte hin mittels Lichtsignalen, wobei die wenigstens eine Detektionsvorrichtung aufweist wenigstens eine Sendeeinrichtung mit wenigstens einer Lichtquelle zur Erzeugung von Lichtsignalen, wenigstens eine Empfangseinrichtung zum Empfangen von in dem wenigstens einen Überwachungsbereich reflektierten Lichtsignalen, wobei die wenigstens eine Sendeeinrichtung wenigstens eine Sicherheitseinrichtung aufweist zur Verhinderung von Überschreitungen von vorgegebenen Licht- Energiegrenzen bei der Aussendung von Lichtsignalen mit der wenigstens einen Licht quelle, wobei die wenigstens eine Sicherheitseinrichtung wenigstens ein elektrisches Bauteil zur Beeinflussung einer elektrischen Energieversorgung wenigstens einer Lichtquelle aufweist
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Betreiben wenigstens einer Licht quelle, bei dem mit der wenigstens einen Lichtquelle Lichtsignale erzeugt werden und mit wenigstens einer Sicherheitseinrichtung bei einer Überschreitung einer vorgegebe nen Licht-Energiegrenze bei der Aussendung der Lichtsignale mit der wenigstens einen Lichtquelle eine elektrische Versorgungsenergie zur Versorgung wenigstens einer Lichtquelle verringert wird.
Stand der Technik
Aus der EP 2 568 547 B1 ist ein Lasertreiber mit Sicherheitsüberwachung bekannt, bei welchem von einem Sicherheits-Controller mithilfe einer Monitordiode die von der La serdiode emittierte Leistung überwacht wird. Im Falle einer Überschreitung der in den Regularien festgelegten Limits wird eine weiterführende Energieversorgung der Laser diode, beispielsweise durch Öffnen eines Schalters, unterbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung, eine Sendeein richtung, eine Detektionsvorrichtung, ein Fahrzeug und ein Verfahren der eingangs ge nannten Art zu gestalten, bei denen mit einfacheren und/oder platzsparenderen Mitteln eine Überschreitung einer vorgegebenen Licht-Energiegrenze bei der Aussendung von Licht mit der wenigstens einen Lichtquelle verhindert werden kann.
Offenbarung der Erfindung
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei der Sicherheitseinrichtung dadurch gelöst, dass die Sicherheitseinrichtung aufweist wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil, welches mit einem Lichtquellen- Strompfad der wenigstens einen Lichtquelle verbunden ist, wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel, welches direkt oder indirekt mit we nigstens einem kapazitiven Bauteil verbunden ist, mit dem eine einen Ladungszustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils charakterisierende Ladungszustandsgröße mit einer vorgegebenen Grenz-Ladungszustandsgröße verglichen werden kann und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Alarmstatus zur Beeinflussung der elektrischen Energieversorgung der wenigstens eine Lichtquelle eingestellt werden kann.
Erfindungsgemäß ist wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil vorgesehen, wel ches mit dem Lichtquellen-Strompfad verbunden ist. Vorteilhafterweise kann das we nigstens eine elektrische kapazitive Bauteil mit einem Anschluss mit dem Lichtquellen- Strompfad verbunden sein. Mit dem anderen Anschluss kann das wenigstens eine elektrische kapazitiven Bauteil mit einem anderen Potenzial, insbesondere der Masse, verbunden sein.
Der Lichtquellen-Strompfad wird durch elektrische Leitungen und darin angeordnete Bauteile, insbesondere, Energieversorgungseinrichtungen, Verbraucher wie Lichtquel len oder andere Bauteile, gebildet. Der Lichtquellen-Strompfad kann insbesondere durch entsprechende elektrische Bauteile, insbesondere Schaltbauteile oder derglei chen, insbesondere temporär geschlossen oder unterbrochen werden. In dem ge schlossenen Lichtquellen-Strompfad kann elektrischer Strom fließen. In dem unterbro chenen Lichtquellen-Strompfad kann kein elektrischer Strom fließen.
Solange der Lichtquellen-Strompfad geschlossen ist, sendet die wenigstens eine Licht quelle Licht. Die abgegebene Lichtenergie korreliert mit der Zeitdauer, für die der Licht quellen-Strompfad geschlossen ist, und mit der Sendeleistung der Lichtquelle. Durch die Verbindung des wenigstens einen kapazitiven Bauteils mit dem Lichtquellen- Strompfad kann, sobald der Lichtquellen-Strompfad geschlossen ist, ein Ladungsaus tausch zwischen dem wenigstens einen kapazitiven Bauteil und dem Lichtquellen- Strompfad stattfinden. So kann sich, solange der Lichtquellen-Strompfad geschlossen ist, ein Ladungszustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils verändern. Die Än derung des Ladungszustands und der Ladungszustandsgröße des wenigstens einen kapazitiven Bauteils korreliert mit der Zeitdauer, für die der Lichtquellen-Strompfad offen ist. Somit korreliert die Änderung des Ladungszustands und der Ladungszustandsgröße des wenigstens einen kapazitiven Bauteils mit der Lichtenergie, welche die wenigstens eine Lichtquelle aussendet.
Der Ladungszustand eines elektrischen kapazitiven Bauteils ist der Zustand bezüglich der Menge der mit dem kapazitiven Bauteil erfassten elektrischen Ladung. Die La dungszustandsgröße ist ein Maß für die Ladung des kapazitiven Bauteils. Dabei kann erfindungsgemäß die Grenz-Ladungszustandsgröße bei einem Entladevorgang, bei dem das kapazitiven Bauteil entladen wird, oder einem Ladevorgang, bei dem das ka pazitiven Bauteil geladen wird, erreicht werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Grenz-Ladungszustandsgröße eine vorgege bene Licht-Energiegrenze charakterisieren. Mit der Erfindung wird verhindert, dass die Licht-Energiegrenze überschritten werden. Die abgegebene Lichtenergie kann das Pro dukt aus der Lichtleistung der wenigstens einen Lichtquelle und der Zeitdauer, für die die wenigstens eine Lichtquelle Licht aussendet, sein. Um zu verhindern, dass eine Licht-Energiegrenze überschritten wird, kann vorteilhafterweise die Zeitdauer, für die die wenigstens eine Lichtquelle Licht aussendet, auf eine Grenz-Zeitdauer begrenzt wer den.
Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Grenz-Ladungszustandsgröße durch entspre chende Wahl der Bauteile, insbesondere Kapazitäten von Kondensatoren, Wider standswerte von elektrischen Widerständen oder dergleichen, und/oder entsprechende Wahl von Betriebsspannungen, insbesondere von Ladespannungen und/oder Entlade spannungen, vorgegeben werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens eine Grenz- Ladungszustandsgröße, insbesondere verwendete Bauteile und/oder Betriebsspannun gen, auf dem Wege einer Kalibration vorgegeben werden.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Grenz-Ladungszustandsgröße die Grenz- Zeitdauer charakterisieren, für die die wenigstens eine Lichtquelle Licht aussenden darf. Durch die Verbindung des wenigstens einen elektrisch kapazitiven Bauteils mit dem wenigstens einen Lichtquellen-Strompfad korreliert ein Ladezyklus und/oder ein Ent ladezyklus des wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteils mit der Zeitdauer, für die die wenigstens eine Lichtquelle Licht aussendet. Wird die Grenz-Zeitdauer bei ei nem Ladezyklus oder einem Entladezyklus des wenigstens einen elektrischen kapaziti ven Bauteils überschritten, so erreicht das elektrisch kapazitive Bauteil die vorgegebene Grenz-Ladungszustandsgröße. Daraufhin wird wenigstens ein Alarmstatus eingestellt.
Insbesondere um gesundheitliche Schäden und/oder Schäden an der Detektionsvor richtung oder umgebenden Objekten zu verhindern, kann es erforderlich sein, zu ver hindern, dass die ausgesendete Lichtenergie eine vorgegebene Licht-Energiegrenze überschreitet. Insbesondere bei Störungen der Steuerung der wenigstens einen Licht quelle, kann es erforderlich, die ausgesendete Lichtenergie zu reduzieren. Die Redukti on der ausgesendeten Lichtenergie kann durch Reduzierung der Leistung der wenigs tens einen Lichtquelle, insbesondere durch Abschaltung, erreicht werden. Dies wird durch entsprechende Beeinflussung der elektrischen Energieversorgung wenigstens einer Lichtquelle, insbesondere dem Abschalten der Energieversorgung, erreicht.
Der Ladungszustand, insbesondere die Ladungszustandsgröße, des wenigstens einen kapazitiven Bauteils wird mittels einem Ladungszustands-Vergleichsmittel mit einem vorgegebenen Grenz-Ladungszustand, insbesondere einer Grenz- Ladungszustandsgröße, verglichen. Der Grenz-Ladungszustand, insbesondere die Grenz-Ladungszustandsgröße, ist so vorgegeben, dass er mit der vorgegebenen Licht- Energiegrenze der wenigstens einen Lichtquelle korreliert. Beim Erreichen des Grenz- Ladungszustands, insbesondere der Grenz-Ladungszustandsgröße, im Besonderen beim Unterschreiten des Grenz-Ladungszustands, insbesondere der Grenz- Ladungszustandsgröße, oder beim Überschreiten des Grenz-Ladungszustands insbe sondere der Grenz-Ladungszustandsgröße, kann mit dem wenigstens einen Ladungs- zustands-Vergleichsmittel wenigstens ein entsprechender Alarmstatus eingestellt wer den.
Mit dem wenigstens einen Alarmstatus kann charakterisiert werden, ob ein Zustand vor liegt, in dem die Energieversorgung der wenigstens einen Lichtquelle verringert, insbe sondere gestoppt werden soll. Auf den entsprechenden Alarmstatus hin kann die Ener gieversorgung der wenigstens einen Lichtquelle entsprechend beeinflusst, insbesonde re die Versorgungsenergie verringert oder abgeschaltet, werden.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Alarmstatus zwei Zustände aufweisen, insbesondere einen Funktionszustand und einen Fehlerzustand. Beim fehlerfreien Be trieb der wenigstens einen Lichtquelle kann der wenigstens eine Alarmstatus den Funk tionszustand aufweisen. Sobald mithilfe der Sicherheitseinrichtung das Erreichen der vorgegebenen Licht-Energiegrenze erkannt wird, kann der wenigstens eine Alarmstatus auf den Fehlerzustand eingestellt werden.
Der Ladungszustand wenigstens eines kapazitiven Bauteils kann durch eine elektrische Spannung charakterisiert werden, welche an dem wenigstens einen kapazitiven Bauteil anliegt. Die elektrische Spannung, welche an dem wenigstens einen kapazitiven Bauteil anliegt, kann als Ladungszustandsgröße verwendet werden, die den Ladungszustand charakterisiert. Elektrische Spannungen können mit entsprechenden Abgriffen mit ge ringem technischen Aufwand ermittelt werden. Ferner können elektrische Spannungen, insbesondere die Kondensatorspannung und eine Grenzspannung, technisch einfach mithilfe von elektrischen Komparatoren verglichen werden.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Lichtquelle eine gepulst betreibbar Licht quelle sein. Auf diese Weise können mit der wenigstens einen Lichtquelle Lichtpulse ausgesendet werden.
Vorteilhafterweise können die wenigstens eine Lichtquelle und die Sicherheitseinrich tung Teil einer Detektionsvorrichtung zur Überwachung wenigstens eines Überwa chungsbereichs mithilfe von Lichtsignalen sein.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung nach einem Lichtlaufzeitverfahren, insbesondere einem Lichtimpulslaufzeitverfahren, arbeiten. Nach dem Lichtimpulslauf zeitverfahren arbeitende optische Detektionsvorrichtungen können als Time-of-Flight- (TOF), Light-Detection-and-Ranging-Systeme (LiDAR), Laser-Detection-and-Ranging- Systeme (LaDAR) oder dergleichen ausgestaltet und bezeichnet werden. Dabei kann die wenigstens ein Detektionsvorrichtung nach einem direkten Lichtlaufzeitverfahren oder einem indirekten Lichtlaufzeitverfahren arbeiten.
Vorteilhafterweise kann die Detektionsvorrichtung als scannendes System ausgestaltet sein. Dabei kann mit Lichtsignalen ein Überwachungsbereich abgetastet, also abge scannt, werden. Alternativ kann die Detektionsvorrichtung als sogenanntes Flash- System, insbesondere als Flash-LiDAR, ausgestaltet sein. Dabei können entsprechen de Lichtsignale gleichzeitig einen größeren Teil des Überwachungsbereichs oder den gesamten Überwachungsbereich anstrahlen.
Vorteilhafterweise kann die wenigstens eine Lichtquelle als Laser, insbesondere als Diodenlaser, ausgestaltet sein. Mit dem Laser können insbesondere gepulste Lichtsig nale gesendet werden. Mit dem Laser können Lichtsignale in für das menschliche Auge sichtbaren oder nicht sichtbaren Wellenlängenbereichen emittiert werden.
Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Fahrzeugen, insbesondere Kraftfahrzeugen, verwendet werden. Vorteilhafterweise kann die Erfindung bei Landfahrzeugen, insbe sondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bussen, Motorrädern oder dergleichen, Luftfahrzeugen, insbesondere Drohnen, und/oder Wasserfahrzeugen verwendet wer den. Die Erfindung kann auch bei Fahrzeugen eingesetzt werden, die autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden können. Die Erfindung ist jedoch nicht be schränkt auf Fahrzeuge. Sie kann auch im stationären Betrieb, in der Robotik und/oder bei Maschinen, insbesondere Bau- oder Transportmaschinen, wie Kränen, Baggern oder dergleichen, eingesetzt werden.
Die Detektionsvorrichtung kann vorteilhafterweise mit wenigstens einer elektronischen Steuervorrichtung eines Fahrzeugs oder einer Maschine, insbesondere einem Fahrer assistenzsystem und/oder einer Fahrwerksregelung und/oder einer Fahrer- Informationseinrichtung und/oder einem Parkassistenzsystem und/oder einer Gestener kennung oder dergleichen, verbunden oder Teil einer solchen sein. Auf diese Weise kann wenigstens ein Teil der Funktionen des Fahrzeugs oder der Maschine autonom oder teilautonom betrieben werden.
Mit der Detektionsvorrichtung können stehende oder bewegte Objekte, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Gesten, Bewegungen, Tiere, Pflanzen, Flindernisse, Fahr bahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil wenigstens einen elektrischen Konden sator aufweisen oder daraus bestehen und/oder wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel kann wenigstens einen Komparator aufweisen oder daraus bestehen und/oder wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel kann direkt oder indirekt mit wenigs tens einem Schaltbauteil zum Schalten wenigstens eines elektrischen Pfades verbun den sein. Auf diese Weise kann die Sicherheitseinrichtung mit einfachen und platzspa renden Bauteilen realisiert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil wenigstens ei nen elektrischen Kondensator aufweisen oder daraus bestehen. Elektrische Kondensa toren können einfach und platzsparend realisiert werden. Elektrische Kondensatoren können elektrische Ladungen speichern. Ein Ladungszustand eines elektrischen Kon densators kann mit einer Kondensatorspannung charakterisiert werden. Die Kondensa torspannung dient dabei als Ladungszustandsgröße des Kondensators.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise die Sicherheitseinrichtung wenigstens ein Ladungszustands-Erfassungsmittel aufweisen. Mit wenigstens einem Ladungszu- stands-Erfassungsmittel kann eine Ladungszustandsgröße wenigstens eines elektri schen kapazitiven Bauteils ermittelt werden. Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Ladungszustands-Erfassungsmittel direkt oder indirekt mit dem wenigstens einen kapazitiven Bauteil verbunden sein. Auf diese Weise kann die Ladungszustandsgröße direkt an dem wenigstens einen kapazitiven Bauteil ermittelt werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Ladungszustands-Erfassungsmittel ein elektri sches Spannungserfassungsmittel aufweisen. Auf diese Weise kann eine elektrische Spannung an dem wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteil ermittelt werden. So kann die elektrische Spannung als Ladungszustandsgröße des elektrischen kapazi tiven Bauteils ermittelt werden.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Ladungszustands-Erfassungsmittel mit dem Anschluss des wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteils verbunden sein, mit dem das wenigstens eine elektrische kapazitiven Bauteil mit dem Lichtquellen- Strompfad verbunden ist. Auf diese Weise kann die elektrische Spannung an dem we nigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteil gegen Masse ermittelt werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Ladungszustands- Vergleichsmittel wenigstens einen Komparator aufweisen. Mit einem Komparator kön nen an dem wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteil anliegende elektrische Spannungen mit entsprechenden Grenzspannungen verglichen werden. Die Grenz spannungen können dabei als Grenz-Ladungszustandsgrößen dienen. Am Ausgang des Komparators kann direkt wenigstens eine Zustandsgröße für den Alarmstatus aus gegeben werden. Wenigstens eine Zustandsgröße kann dabei digital, insbesondere eine logische Null oder logische eins, sein. Auf diese Weise kann die elektrische Ener gieversorgung entsprechend zwischen zwei Zuständen geschaltet, insbesondere einge schaltet oder ausgeschaltet, werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Komparator als analoger Komparator ausgestal tet sein. Auf diese Weise können analoge Größen, insbesondere analoge Ladungszu standsgrößen des elektrischen kapazitiven Bauteils, miteinander verglichen werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittels mit wenigs tens eine Mikrocontroller, wenigstens einem Feldeffekttransistor (FET) und/oder we nigstens einen Operationsverstärker (OPA) realisiert sein.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Ladungszustands- Vergleichsmittel direkt oder indirekt mit wenigstens einem Schaltbauteil zum Schalten wenigstens eines elektrischen Pfades verbunden sein. Auf diese Weise kann der elekt rische Pfad gesteuert, insbesondere geschlossen oder unterbrochen, werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein elektrischer Pfad ein Strompfad, insbesondere der Lichtquellen-Strompfad, sein. Auf diese Weise kann die Stromzufuhr direkt in dem Strompfad, insbesondere dem Lichtquellen-Strompfad für die wenigstens eine Licht quelle, unterbrochen oder geschlossen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein elektrischer Pfad ein Steuerpfad sein. Über den Steuerpfad kann insbesondere mittels einer Steuerspannung ein Steuermittel, insbesondere ein Transistor oder dergleichen, zum schalten des Lichtquellen- Strompfads gesteuert werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein elektrisches ka pazitives Bauteil in wenigstens einem Strompfad angeordnet sein. Über den Strompfad kann der Ladungszustand wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteil insbeson dere unabhängig von dem Betriebszustand der wenigstens einen Lichtquelle verändert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Strompfad ein Ladestrompfad sein. Über den Ladestrompfad kann das wenigstens eine elektrische kapazitiven Bauteil insbesondere unabhängig von dem Betriebszustand der wenigstens eine Lichtquelle geladen werden.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Strompfad ein Entladestrompfad sein. Über einen Entladestrompfad kann das wenigstens eine elektrische kapazitiven Bauteil insbesondere unabhängig von dem Betriebszustand der wenigstens einen Lichtquelle entladen werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein elektrisch kapazitives Bauteil elektrisch leitend mit dem Lichtquellen-Strompfad der wenigstens einen Lichtquelle verbunden sein. Auf diese Weise kann das elektrisch kapazitiven Bauteil direkt über den Lichtquellen- Strompfad entladen oder geladen werden. In diesem Fall kann das elektrisch kapaziti ven Bauteil zusätzlich in einem Ladestrompfad oder Entladestrompfad angeordnet sein, in welchem dieses in Betriebsphasen, in denen der Lichtquellen-Strompfad unterbro chen ist, geladen oder entladen werden kann.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein elektrisch kapazitives Bauteil steuertechnisch mittels Steuermitteln, insbesondere Transistoren oder derglei chen, mit dem Lichtquellen-Strompfad der wenigstens einen Lichtquelle verbunden sein. Die Steuermittel können abhängig davon, ob der Lichtquellen-Strompfad geöffnet oder unterbrochen ist einen entsprechenden Strompfad, in dem sich das wenigstens eine elektrische kapazitiven Bauteil befindet, freigeben oder unterbrechen. Der Strom pfad mit dem elektrisch kapazitiven Bauteil kann dabei eine Entladestrompfad oder ein Ladestrompfad oder ein umschaltbarer Strompfad sein.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine elektrische kapazitive Bauteil in Betriebs phasen, in denen der Lichtquellen-Strompfad unterbrochen ist und die wenigstens eine Lichtquelle kein Licht aussendet, geladen werden. Sobald der wenigstens eine Licht quellen-Strompfad geschlossen wird und wenigstens eine Lichtquelle Licht aussendet, kann das elektrische kapazitive Bauteil gleichzeitig über den Lichtquellen-Strompfad entladen werden.
Falls der wenigstens eine Lichtquellen-Strompfad alternierend geschlossen und unter brochen wird, sodass die wenigstens eine Lichtquelle Lichtpulse aussendet, kann das wenigstens eine elektrische kapazitive Bauteil entsprechend alternierend geladen oder entladen werden. Dabei kann das wenigstens eine elektrische kapazitive Bauteil für die Dauer, für die der Lichtquellen-Strompfad geschlossen ist über diesen entladen werden. Für die Dauer, für die der Lichtquellen-Strompfad unterbrochen ist, kann das wenigs tens eine kapazitive Bauteil über den wenigstens einen Ladestrompfad geladen werden.
Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Ladestrompfad wenigstens eine Lade strom-Versorgungseinrichtung aufweisen. Auf diese Weise kann das wenigstens eine elektrische kapazitive Bauteil getrennt von einer entsprechenden Lichtquellen- Stromversorgungseinrichtung geladen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in dem wenigstens einen Strom pfad wenigstens ein elektrischer Widerstand angeordnet sein. Durch entsprechende Wahl deselektrischen Widerstands in Kombination mit der Kapazität des wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteils kann ein Ladestrom oder Entladestrom und da mit eine Ladezeit oder Entladezeit vorgegeben werden. Der wenigstens eine elektrische Ladewiderstand und das wenigstens elektrische kapazitive Bauteil können so ein Zeit glied realisieren.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann zwischen dem wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteil und dem Lichtquellen-Strompfad wenigstens ein elektrischer Widerstand und/oder wenigstens ein stromrichtungsabhängiges elektrisches Sperrbauteil angeordnet sein. Mithilfe wenigstens eines elektrischen Widerstands, insbesondere eines Entladewider stands kann bei geschlossenem Lichtquellen-Strompfad ein elektrischer Strom zwi schen dem wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteil und dem Lichtquellen- Strompfad, insbesondere ein Entladestrom des elektrischen kapazitiven Bauteils, vor gegeben werden. Der wenigstens eine elektrische Widerstand und das wenigstens eine elektrische kapazitive Bauteil wirken als Zeitglied.
Durch entsprechende Wahl der Kombination des wenigstens einen elektrischen Wider stands , insbesondere des wenigstens einen elektrischen Entladewiderstands, und dem wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteil kann eine Entladezeit vorgegeben werden.
Durch entsprechende Kombination von wenigstens einem elektrischen kapazitiven Bau teils, des elektrischen Entladewiderstands und/oder gegebenenfalls eines elektrischen Ladewiderstands kann die Sicherheitseinrichtung auf die erforderliche Licht- Energiegrenze voreingestellt werden. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein stromrichtungsabhängiges elektrisches Sperrbauteil zwischen dem wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteils und dem Lichtquellen-Strompfad angeordnet sein. Auf diese Weise kann die Stromrichtung durch das elektrische kapazitive Bauteil in Phasen, in denen der Lichtquellen-Strompfades geschlossen ist, vorgegeben werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein stromrichtungsabhängiges elektrisches Sperr bauteil zu ausgestaltet sein, dass das wenigstens eine elektrische kapazitive Bauteil bei unterbrochenem Lichtquellen-Strompfad über einen Ladestrompfad geladen und bei geschlossenem Lichtquellen-Strompfad über den Lichtquellen-Strompfad entladen wer den kann. Auf diese Weise kann das wenigstens eine elektrische kapazitive Bauteil im Zyklus der Aussendung von Licht alternierend geladen und entladen werden. Im fehler freien Betrieb können sich die Ladezyklen und Entladezyklen ausgleichen, sodass der Ladungszustand des wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteil oberhalb eines Grenz-Ladungszustands bleibt. Sobald die Ladungszustandsgröße unter die Grenz- Ladungszustandsgröße fällt, kann mit dem wenigstens einen Ladungszustands- Vergleichsmittel entsprechend wenigstens einen Alarmstatus einstellen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in dem Lichtquellen-Strompfad wenigstens ein steuerbares elektrisches Lichtquellen-Schaltbauteil angeordnet sein. Mit dem elektrischen Lichtquellen-Schaltbauteil kann der Lichtquellen-Strompfad wahlweise geschlossen oder unterbrochen werden. So kann ein elektrischer Strom durch den Lichtquellen-Strompfad und damit die Lichtabgabe mit der wenigstens einen Lichtquelle beeinflusst werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein steuerbares elektrisches Lichtquellen- Schaltbauteil wenigstens einen Transistor, insbesondere einen pnp-Transistor, einen npn- Transistor, einen Feldeffekttransistor (FET) und/oder einen Metall-Oxid-Halbleiter- Feldeffekt (MOSFET), oder ein anderes steuerbares Schaltbauteil insbesondere mit einem Fligh-Active-Reset- Ausgang oder einem Low-Active-Reset-Ausgang, aufweisen oder daraus bestehen.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann das wenigstens eine Lichtquel len-Schaltbauteil mit wenigstens einem Signalerzeugungsmittel steuerbar verbunden sein. Mit dem wenigstens einen Signalerzeugungsmittel kann ein Schaltzustand des elektrischen Lichtquellen-Schaltbauteils eingestellt werden.
Mit dem wenigstens ein Signalerzeugungsmittel können Schaltsignale, insbesondere Schaltpulse, zur Steuerung des wenigstens einen steuerbaren elektrischen Lichtquel len-Schaltbauteils erzeugt werden. So kann der Lichtquellen-Strompfad entsprechend der Schaltsignale insbesondere alternierend geschlossen und unterbrochen werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Signalerzeugungsmittel einen Pulsgenerator aufweisen oder daraus bestehen. Auf diese Weise kann ein Steuereingang wenigstens eines steuerbaren elektrischen Lichtquellen-Schaltbauteils mit Steuerpulsen angesteu ert werden. Auf diese Weise wird der Lichtquellen-Strompfad entsprechend den Steuer pulsen geschlossen und unterbrochen, sodass mit der wenigstens einen Lichtquelle entsprechende Lichtpulse ausgesendet werden können.
Das wenigstens eine Signalerzeugungsmittel kann mit der wenigstens einen Lichtquelle Teil einer Lichterzeugungseinrichtung sein. Die Lichterzeugungseinrichtung kann mit der Sicherheitseinrichtung Teil einer Detektorvorrichtung sein.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens ein Ladungszu- stands-Vergleichsmittel direkt oder indirekt verbunden sein mit wenigstens einem Schaltbauteil wenigstens einer Lichtquellen-
Stromversorgungseinrichtung für die wenigstens eine Lichtquelle und/oder mit wenigstens einem Schaltbauteil in einem Versorgungs-Strompfad wenigstens einer Lichtquellen-Stromversorgungseinrichtung für die wenigstens eine Lichtquelle und/oder mit wenigstens einem Signalerzeugungsmittel in einem Steuerpfad wenigstens eines
Lichtquellen-Schaltbauteils und/oder mit wenigstens einem Schaltbauteil in dem Lichtquellen-Strompfad. Auf diese Weise kann die elektrische Energieversorgung der wenigstens eine Lichtquelle über das La- dungszustands-Vergleichsmittel gesteuert, insbesondere reduziert oder abgeschaltet, werden. Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel mit wenigs tens einem Schaltbauteil wenigstens einer Lichtquellen-Stromversorgungseinrichtung der wenigstens einen Lichtquelle verbunden sein. Auf diese Weise kann die Lichtquel len-Stromversorgungseinrichtung mit einem in dieser enthaltenen Schaltbauteil ent sprechend gesteuert, insbesondere ausgeschaltet, werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Ladungszustands- Vergleichsmittel mit wenigstens einem Schaltbauteil im Versorgungs-Strompfad der wenigstens einen Lichtquellen-Stromversorgungseinrichtung der wenigstens einen Lichtquelle verbunden sein. Auf diese Weise kann die Stromversorgung der wenigstens einen Lichtquellen-Stromversorgungseinrichtung entsprechend gesteuert, insbesondere ausgeschaltet, werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Ladungszustands- Vergleichsmittels mit wenigstens einem Steuereingang wenigstens eines Lichtquellen- Schaltbauteils im Lichtquellen-Strompfad verbunden sein. Auf diese Weise kann ein Strom durch den Lichtquellen-Strompfad über das wenigstens eine Lichtquellen- Schaltbauteil gesteuert, insbesondere abgeschaltet, werden.
Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Ladungszustands- Vergleichsmittel mit wenigstens einem Signalerzeugungsmittel in einem Steuerpfad we nigstens eines Lichtquellen-Schaltbauteils verbunden sein. Auf diese Weise kann, falls mit der Sicherheitseinrichtung ein Fehler erkannt wird, das Lichtquellen-Schaltbauteil mittels dem wenigstens ein Signalerzeugungsmittel schließend angesteuert werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Ausgang des wenigstens einen Ladungszu- stands-Vergleichsmittels über wenigstens ein weiteres Bauteil, insbesondere wenigs tens ein weiteres Steuer- und/oder Schaltmittel, indirekt mit wenigstens einem Schalt bauteil und/oder wenigstens einem Steuereingang und/oder wenigstens einem Sig nalerzeugungsmittel verbunden sein. Auf diese Weise können zusätzliche Funktionen realisiert werden. Alternativ oder zusätzlich kann vorteilhafterweise wenigstens ein Ausgang des wenigs tens einen Ladungszustands-Vergleichsmittel direkt mit wenigstens einem Schaltbauteil und/oder wenigstens einem Steuereingang und/oder wenigstens einem Signalerzeu gungsmittel verbunden sein. Auf diese Weise kann die Anzahl der erforderlichen Bautei le verringert werden.
Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittels di rekt oder indirekt mit wenigstens einem Schaltbauteil in dem Lichtquellen-Strompfad verbunden sein. Auf diese Weise kann der Lichtquellen-Strompfad direkt unterbrochen werden.
Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei der Sendeeinrichtung dadurch gelöst, dass die Sicherheitseinrichtung aufweist wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil, welches mit einem Lichtquellen- Strompfad der wenigstens einen Lichtquelle verbunden ist, wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel, welches direkt oder indirekt mit we nigstens einem kapazitiven Bauteil verbunden ist, mit dem eine einen Ladungszustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils charakterisierende Ladungszustandsgröße mit einer vorgegebenen Grenz-Ladungszustandsgröße verglichen werden kann und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Alarmstatus zur Beeinflussung der elektrischen Energieversorgung der wenigstens eine Lichtquelle eingestellt werden kann.
Auf diese Weise kann die Sicherheit, insbesondere die Augensicherheit und/oder die Sicherheit von mit der wenigstens eine Sendeeinrichtung angeleuchteten Objekten, beim Betreiben der Sendeeinrichtung verbessert werden. So kann die Sendeeinrichtung auch in Situationen, beispielsweise im Straßenverkehr, betrieben werden, in denen Personen dem mit der Sendeeinrichtung ausgesendeten Licht ausgesetzt sein können.
Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei der Detektionsvorrichtung dadurch ge löst, dass die Sicherheitseinrichtung aufweist wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil, welches mit einem Lichtquellen- Strompfad der wenigstens einen Lichtquelle verbunden ist, wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel, welches direkt oder indirekt mit we nigstens einem kapazitiven Bauteil verbunden ist, mit dem eine einen Ladungszustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils charakterisierende Ladungszustandsgröße mit einer vorgegebenen Grenz-Ladungszustandsgröße verglichen werden kann und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Alarmstatus zur Beeinflussung der elektrischen Energieversorgung der wenigstens eine Lichtquelle eingestellt werden kann.
Auf diese Weise kann Sicherheit, insbesondere die Augensicherheit und/oder die Si cherheit von mit der wenigstens einen Sendeeinrichtung angeleuchteten Objekten, beim Betreiben der Detektionsvorrichtung verbessert werden. So kann die Detektionsvorrich tungen auch in Situationen, beispielsweise im Straßenverkehr, betrieben werden, in denen Personen dem mit der Sendeeinrichtung ausgesendeten Licht ausgesetzt sein können.
Außerdem wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Fahrzeug dadurch gelöst, dass die Sicherheitseinrichtung aufweist wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil, welches mit einem Lichtquellen- Strompfad der wenigstens einen Lichtquelle verbunden ist, wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel, welches direkt oder indirekt mit we nigstens einem kapazitiven Bauteil verbunden ist, mit dem eine einen Ladungszustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils charakterisierende Ladungszustandsgröße mit einer vorgegebenen Grenz-Ladungszustandsgröße verglichen werden kann und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Alarmstatus zur Beeinflussung der elektrischen Energieversorgung der wenigstens eine Lichtquelle eingestellt werden kann.
Vorteilhafterweise kann das Fahrzeug wenigstens ein Fahrassistenzsystem aufweisen. Auf diese Weise kann das Fahrzeug autonom oder wenigstens teilautonom betrieben werden.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Detektionsvorrichtung mit einem Fahrersitz kennt System des Fahrzeugs verbunden sein. Auf diese Weise kann das Fahrzeug auf Basis von mit der wenigstens einen Detektionsvorrichtung ermittelten Informationen, insbesondere Objektinformationen, aus wenigstens einem Überwachungsbereich auto nom oder wenigstens teilautonom betrieben werden.
Des Weiteren wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Verfahren dadurch gelöst, dass ein Lichtquellen-Strompfad, in dem sich die wenigstens eine Lichtquelle befindet, we nigstens temporär geschlossen wird, eine einen Ladungszustand wenigstens eines elektrisch kapazitiven Bauteils charakteri sierende Ladungszustandsgröße, welche mit dem Lichtquellen-Strompfad verbunden ist, mit einer vorgegebenen Grenz-Ladungszustandsgröße verglichen wird, abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Alarmstatus eingestellt wird und die Energieversorgung der wenigstens einen Lichtquelle auf Basis des wenigstens einen Alarmstatus gesteuert wird.
Erfindungsgemäß wird der Ladungszustand wenigstens eines kapazitiven Bauteils über den geschlossenen Lichtquellen-Strompfad verändert. Vorteilhafterweise kann das we nigstens eine kapazitive Bauteil über den geschlossenen Lichtquellen-Strompfad insbe sondere gegenüber einem anderen Potenzial, insbesondere gegenüber Masse, entla den werden.
Falls der Ladungszustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils, welche durch die Ladungszustandsgröße charakterisiert wird, die vorgegebene Grenz- Ladungszustandsgröße erreicht, wird der wenigstens eine Alarmstatus auf ein Fehler zustand eingestellt. Auf den Fehlerzustand hin wird die Energieversorgung der wenigs tens eine Lichtquelle entsprechend gesteuert, insbesondere abgeschaltet.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann ein Ladungszustand wenigs tens eines elektrisch kapazitiven Bauteils in einem Strompfad verändert werden. Auf diese Weise kann das wenigstens eine kapazitiver Bauteil unabhängig davon, ob der Lichtquellen-Strompfad geschlossen oder unterbrochen ist, geladen oder entladen wer den.
Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Strompfad ein Ladestrompfad sein, in dem das wenigstens eine elektrisch kapazitiven Bauteil geladen werden kann. Alternativ oder zusätzlich kann wenigstens ein Strompfad ein Entladestrompfad sein, in dem das we nigstens eine elektrisch kapazitiven Bauteil entladen werden kann. Der Strompfad kann auch umschaltbaren sein. So kann das wenigstens eine elektrische kapazitiven Bauteil je nach Einstellung über den Strompfad geladen oder entladen werden.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann der Lichtquellen- Strompfad alternierend geschlossen und unterbrochen werden. Auf diese Weise kann die wenigstens eine Lichtquelle alternierend aktiviert werden. So können mit der we nigstens einen Lichtquelle Lichtpulse ausgesendet werden. Außerdem kann das we nigstens eine kapazitiver Bauteil über den alternierend geschlossenen und unterbro chenen Lichtquellen-Strompfad in Verbindung mit dem Ladestrompfad alternierend ent laden und geladen werden. Auf diese Weise kann bei fehlerfreien Betrieb ein Ladungs zustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils oberhalb oder unterhalb eines Grenz-Ladungszustands gehalten werden.
Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit erfindungsgemäßen Sicherheitseinrich tung, der erfindungsgemäßen Sendeeinrichtung, der erfindungsgemäßen Detektions vorrichtung, dem erfindungsgemäßen Fahrzeug und dem erfindungsgemäßen Verfah ren und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vor teile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hin ausgehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeich nung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschrei bung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen. Es zeigen schematisch
Figur 1 eine Vorderansicht eines Fahrzeugs mit einem Fahrerassistenzsystem und einem LiDAR-System zur Überwachung eines Überwachungsbereichs in Fahrtrichtung vor dem Fahrzeug;
Figur 2 eine Funktionsdarstellung des Fahrzeugs mit dem Fahrerassistenzsystem und dem LiDAR-System aus der Figur 1 ;
Figur 3 eine Funktionsdarstellung einer Sendeeinrichtung des LiDAR-Systems aus den Figuren 1 und 2 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
Figur 4 eine Gegenüberstellung des zeitlichen Verlaufs einer elektrischen Kondensa torspannung eines Kondensators und eines Alarmstatus einer Sicherheitsein richtung der Sendeeinrichtung aus der Figur 3;
Figur 5 eine Funktionsdarstellung einer Sendeeinrichtung des LiDAR-Systems aus den Figuren 1 und 2 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
Figur 6 eine Gegenüberstellung des zeitlichen Verlaufs einer elektrischen Kondensa torspannung eines Kondensators und eines Alarmstatus einer Sicherheitsein richtung der Sendeeinrichtung aus der Figur 5.
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Ausführungsform(en) der Erfindung
In der Figur 1 ist ein Fahrzeug 10 in Form eines Personenkraftwagens in der Vorderan sicht gezeigt. Die Figur 2 zeigt eine Funktionsdarstellung des Fahrzeugs 10.
Das Fahrzeug 10 verfügt über eine optische Detektionsvorrichtung beispielsweise in Form eines LiDAR-Systems 12. Das LiDAR-System 12 ist beispielhaft in der vorderen Stoßstange des Fahrzeugs 10 angeordnet und in einen Überwachungsbereich 14 in Fahrtrichtung 16 vor dem Fahrzeug 10 gerichtet. Mit dem LiDAR-System 12 kann der Überwachungsbereich 14 auf Objekte 18 hin überwacht werden. Das LiDAR-System 12 kann auch an anderer Stelle des Fahrzeugs 10 angeordnet und anders ausgerichtet sein.
Mit dem LiDAR-System 12 können stehende oder bewegte Objekte 18, insbesondere Fahrzeuge, Personen, Gesten, Bewegungen, Tiere, Pflanzen, Hindernisse, Fahr bahnunebenheiten, insbesondere Schlaglöcher oder Steine, Fahrbahnbegrenzungen, Verkehrszeichen, Freiräume, insbesondere Parklücken, Niederschlag oder dergleichen, erfasst werden. Ferner verfügt das Fahrzeug 10 über ein Fahrerassistenzsystem 20. Mit dem Fahreras sistenzsystem 20 kann das Fahrzeug 10 autonom oder teilweise autonom betrieben werden. Das Fahrerassistenzsystem 20 ist funktional mit dem LiDAR-System 12 ver bunden. So können Objektinformationen, beispielsweise Entfernungen, Richtungen und/oder Geschwindigkeiten von Objekten 18 relativ zum Fahrzeug 10, welche mit dem LiDAR-System 12 erfasst werden, an das Fahrerassistenzsystem 20 übermittelt wer den. Mit dem Fahrerassistenzsystem 20 können die Objektinformationen zur Steuerung des Betriebs des Fahrzeugs 10 herangezogen werden.
Das LiDAR-System 12 umfasst beispielhaft eine Sendeeinrichtung 22, eine Empfangs einrichtung 24 und eine Steuer- und Auswerteeinrichtung 26.
Mit der Sendeeinrichtung 22 können Abtast-Lichtpulse 28 gesendet werden. Die Abtast- Lichtpulse 28 können optional mit einer hier nicht weiter interessierenden Umlenkein richtung in den Überwachungsbereich 14 gelenkt werden.
Mit der Empfangseinrichtung 24 können Echo-Lichtpulse 30, welche von Abtast- Lichtpulsen 28 stammen, die im Überwachungsbereich 14 an einem Objekt 18 reflek tiert werden, empfangen und zu elektrischen Signalen umgewandelt werden.
Mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 können die elektrischen Signale, die mit der Empfangseinrichtung 24 erzeugt werden, verarbeitet werden und daraus die entspre chenden Objektinformation gewonnen werden. Das LiDAR-System 12 kann beispiels weise nach einem sogenannten Laufzeitverfahren (TOF) arbeiten. Die mit dem LiDAR- System 12 gewonnen Informationen können mit der Steuer- und Auswerteeinrichtung 26 an das Fahrerassistenzsystem 12 übermittelt werden und mit diesem verarbeitet werden. Ferner können mit der Steuer Auswerteeinrichtung 26 die Funktionen des Li- DAR-Systems 12 gesteuert werden.
Die Sendeeinrichtung 22 umfasst eine Lichterzeugungseinrichtung 32 und eine Sicher heitseinrichtung 34. Ein Schaltplan einer Sendeeinrichtung 22 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist in der Figur 3 gezeigt. Mit der Lichterzeugungseinrichtung 32 können die Abtast-Lichtpulse 28 erzeugt werden. Mit der Sicherheitseinrichtung 34 kann die Augensicherheit Sendeeinrichtung 22 erhöht werden. Mit der Sicherheitseinrichtung 34 kann verhindert werden, dass beispielsweise im Falle einer Fehlfunktion im LiDAR-System 12 die mit den Abtast-Lichtpulsen 28 ab gegebene Lichtenergie so groß wird, dass sie zu Schädigungen am Auge führen kann.
Die Lichterzeugungseinrichtung 32 umfasst eine elektrische Lichtquellen- Versorgungseinrichtung 36, eine Lichtquelle in Form einer Laserdiode 38 und ein Licht- Schaltmittel in Form eines Transistors 40.
Die Lichtquellen-Versorgungseinrichtung 36 kann beispielsweise eine Stromversor gungseinrichtung in Form eines Netzteils oder dergleichen sein, mit der die Laserdiode 38 mit elektrischen Strom versorgt werden kann.
Außerdem umfasst die Lichterzeugungseinrichtung 32 einen elektrischen Widerstand 42. Der elektrische Widerstand 42 ist zwischen einem Anschluss, beispielsweise einem Pluspol, der Lichtquellen-Versorgungseinrichtung 36, und der Laserdiode 38 angeord net. Der Minuspol der Lichtquellen-Versorgungseinrichtung 36 ist mit der Masse 54 ver bunden.
Ferner umfasst die Lichterzeugungseinrichtung 32 ein elektrisches Signalerzeugungs mittel 46, mit welchem elektrische Steuersignale zur Erzeugung der Abtast-Lichtpulse 28 generiert werden können. Das Signalerzeugungsmittel 46 ist mit einem Steuerein gang, beispielsweise der Basis 48 des Transistors 40, verbunden.
Der Transistor 40 ist beispielhaft als npn-Transistor ausgelegt. Bei einer anderen, nicht gezeigten, beispielhaften Ausgestaltung einer Lichtquellen-Versorgungseinrichtung und einer anderen Schaltung kann stattdessen ein pnp-Transistor, ein FET, ein MOSFET oder dergleichen verwendet werden.
Ein Leistungsanschluss des Transistors 40, beispielhaft der Kollektor 50, ist mit dem freien Anschluss der Laserdiode 38 verbunden. Der andere Leistungsanschluss des Transistors 40, beispielhaft der Emitter 52, ist mit der Masse 54 verbunden. Insgesamt bilden die Lichtquellen-Versorgungseinrichtung 36, der elektrische Wider stand 42, die Laserdiode 38, der Transistor 40 und entsprechende Verbindungsleitun gen einen Lichtquellen-Strompfad 56. Der Lichtquellen-Strompfad 56 kann beispiels weise durch schalten des Transistors 40 oder in anderer Weise geschlossen oder un terbrochen werden.
Beim Betrieb der Sendeeinrichtung 22 werden mit dem Signalerzeugungsmittel 46 Steuersignale beispielhaft in Form von Spannungspulsen generiert, welche an die Basis 48 des Transistors 40 angelegt werden. Entsprechend wird der Transistor 40 pulsförmig öffnend geschaltet, sodass der Lichtquellen-Strompfad 56 geschlossen wird und ein elektrischer Strom durch die Laserdiode 38 fließt. Für die Dauer der Öffnung des Tran sistors 40 wird mit der Laserdiode 38 Lichtenergie ausgesendet.
Um die Augensicherheit zu gewährleisten, darf die ausgesendete Lichtenergie eine vor gegebene Lichtenergiegrenze nicht überschreiten. Um zu verhindern, dass beispiels weise im Falle einer Fehlfunktion der Sendeeinrichtung 22 die Lichtenergiegrenze über schritten wird, wird der Lichtquellen-Stromleitungspfad 56 mit der Sicherheitseinrichtung 34 überwacht und gegebenenfalls unterbrochen.
Die Sicherheitseinrichtung 34 weist ein elektrisches kapazitives Bauteil in Form eines Kondensators 58 auf. Der Kondensator 58 ist mit einem Kondensatoranschluss 60 mit der Masse 54 verbunden. Der andere Kondensatoranschluss 62 ist über einen elektri schen Widerstand, beispielsweise einen Entladewiderstand 64, und ein stromrichtungs abhängiges elektrisches Sperrbauteil, beispielsweise eine Diode 66, zwischen der La serdiode 38 und dem Kollektor 50 des Transistors 40 mit dem Lichtquellen-Strompfad 56 verbunden. Beispielhaft kann die Diode 66 eine schnell schaltende Diode, beispiels weise eine Schottky-Diode, sein. Schottky-Dioden können auch bei schnellen Strom- Richtungswechseln zuverlässig zwischen Sperren und Durchlass umschalten.
Die die Diode 66 ist bezüglich ihrer Sperrrichtung so angeordnet, dass sich der Kon densator 58 über den Lichtquellen-Strompfad 56 entladen aber nicht geladen werden kann. Beispielhaft ist die Katode der Diode 66 mit dem Lichtquellen-Strompfad 56 und die Anode mit dem Entladewiderstand 64 verbunden. Der Kondensator 58 und der Entladewiderstand 64 bilden ein Zeitglied für das Entladen des Kondensators 58.
Ferner verfügt die Sicherheitseinrichtung 34 über eine elektrische Lade- Versorgungseinrichtung 68. Die Lade-Versorgungseinrichtung kann beispielsweise eine Stromversorgungseinrichtung in Form eines Netzteils oder dergleichen sein, mit der der Kondensator 58 mit elektrischen Ladestrom versorgt werden kann.
Die Lade-Versorgungseinrichtung 68 ist beispielhaft mit ihrem Pluspol über einen elektrischen Widerstand, beispielhaft einen Ladewiderstand 70, mit dem Kondensator anschluss 62 des Kondensators 58 verbunden. Der Minuspol der Lade- Versorgungseinrichtung 68, ist mit der Masse 54 verbunden. Die Lade- Versorgungseinrichtung 68, der Ladewiderstand 70 und der Kondensator 58 bilden ei nen Ladestrompfad 71.
Beim Laden des Kondensators 58 bilden der Ladewiderstand 70 und der Kondensator 58 ein Zeitglied für das Laden des Kondensators 58.
Des Weiteren umfasst die Sicherheitseinrichtung 34 eine Überprüfungseinrichtung 72.
Die Überprüfungseinrichtung 72 weist ein Ladungszustands-Erfassungsmittel in Form eines Spannungserfassungsmittels 74 auf. Das Spannungserfassungsmittel 74 ist mit dem Kondensatoranschluss 62 des Kondensators 58 verbunden. Mit dem Spannungs erfassungsmittel 74 kann die an dem Kondensator 58 anliegende Kondensatorspan nung Uc erfasst werden. Die an dem Kondensator 58 anliegende Kondensatorspan nung Uc charakterisiert den Ladungszustand des Kondensators 58 und wird als La dungszustandsgröße verwendet.
Ferner weist die Überprüfungseinrichtung 72 ein Ladungszustands-Vergleichsmittel, beispielsweise in Form eines analogen elektrischen Komparators 76, auf. Das La- dungszustands-Vergleichsmittels kann beispielsweise mit einem Mikrocontroller, einem Feldeffekttransistor (FET) und/oder einen Operationsverstärker (OPA) realisiert sein. Mit dem Komparator 76 kann der Ladungszustand des Kondensators 58, nämlich der Ladungszustandsgröße in Form der Kondensatorspannung Uc, mit einem vorgegebe nen Grenz-Ladungszustand, beispielsweise einer Grenz-Ladungszustandsgröße in Form einer Grenz-Kondensatorspannung UTH, verglichen werden. Falls die Kondensa torspannung Uc die vorgegebene Grenz-Kondensatorspannung UTH erreicht, kann mit dem Komparator 76 ein Alarmstatus AS der Sicherheitseinrichtung 34 auf einen Fehler zustand eingestellt werden. Die vorgegebene Grenz-Kondensatorspannung UTH wird erreicht, wenn der Kondensator 58 für eine Grenz-Zeitdauer tm entladen wird. Die Grenz-Zeitdauer ist die maximale Zeitdauer, für die die Laserdiode 38 Licht aussenden darf.
Beispielsweise kann am Ausgang des Komparators 76, solange die Kondensatorspan nung Uc oberhalb der Grenz-Kondensatorspannung UTH liegt, eine logische Eins oder ein entsprechendes Potential als Freigabezustand des Alarmstatus AS ausgegeben werden. Falls die Kondensatorspannung Uc unter die Grenz-Kondensatorspannung UTH fällt, kann am Ausgang des Komparators 76 eine logische Null oder ein entsprechendes Potenzial als Fehlerzustand des Alarmstatus AS ausgegeben werden. Alternativ kann der Komparators 76 so ausgestaltet sein, dass eine logische Null als Freigabezustand und eine logische Eins als Fehlerzustand des Alarmstatus AS ausgegeben wird.
Der Alarmstatus AS am Ausgang des Komparators 76 kann über einen Signalausgang 78 der Überprüfungseinrichtung 72 ausgegeben werden. Der Alarmstatus AS kann als Steuersignal an ein Sicherheitsschaltbauteil 80 übermittelt werden. Mit dem Sicher heitsschaltbauteil 80 kann die Energieversorgung der Laserdiode 38 entsprechend be grenzt, beispielhaft unterbrochen, werden.
Beispielhaft kann das Sicherheitsschaltbauteil 80 in der Stromversorgung der Lichtquel len-Versorgungseinrichtung 36 zwischen dem Minuspol und der Masse 54 angeordnet sein. Mit dem Sicherheitsschaltbauteil 80 kann so die Stromversorgung der Lichtquel len-Versorgungseinrichtung 36 unterbrochen werden.
Zusätzlich oder alternativ können Sicherheitsschaltbauteile an anderen Stellen der Lich terzeugungseinrichtung 32 angeordnet sein. In der Figur 3 sind beispielhaft drei Sicher heitsschaltbauteile 80a, 80b und 80c gestrichelt angedeutet. Das Sicherheitsschaltbau- teil 80a kann beispielsweise in der Lichtquellen-Versorgungseinrichtung 36 integriert sein. Alternativ oder zusätzlich kann ein Sicherheitsschaltbauteil 80b im Lichtquellen- Strompfad 56 zwischen der Laserdiode 38 und dem Transistor 40 angeordnet sein. So kann der Lichtquellen-Strompfad 56 dort unterbrochen werden. Alternativ oder zusätz lich kann ein Sicherheitsschaltbauteil 80c in das Signalerzeugungsmittel 46 integriert sein. Auf diese Weise kann das Steuersignal des Signalerzeugungsmittel 46 entspre chend beeinflusst werden, sodass der Transistor 40 sperrt wird und so der Lichtquellen- Strompfad 56 unterbrochen ist.
Beim Betrieb des LiDAR-Systems 12 wird mit dem Signalerzeugungsmittel 46 ein puls förmig es Steuersignal erzeugt, mit dem der Transistor 40 entsprechend gepulst durch lassend oder sperrend geschaltet wird. Infolgedessen wird der Lichtquellen- Stromleitungspfad 56 wechselweise geschlossen und unterbrochen.
In Phasen, in denen der Transistor 40 durchlassend geschaltet und der Lichtquellen- Strompfad 56 geschlossen ist, fließt Strom durch die Laserdiode 38, sodass diese Ab- tast-Lichtpulse 28 aussendet. Außerdem wird in Phasen, in denen der Transistor 40 durchlassend geschaltet ist, der Kondensator 58 über die Diode 66 der Sicherheitsein richtung 34 in Öffnungsrichtung geschaltet, sodass sich der Kondensator 58 über den Entladewiderstand 64 entladen kann.
Während der Sperrphase des Transistors 40 hingegen ist der Lichtquellen-Strompfad 56 unterbrochen, sodass kein Strom durch die Laserdiode 38 fließen kann. Die Laserdi ode 38 sendet in dieser Phase keine Abtast-Lichtpulse 28 aus. Außerdem sperrt die Diode 66 in dieser Phase, sodass die Entladung des Kondensators 58 unterbrochen wird.
Bei fehlerfreiem Betrieb der Sendeeinrichtung 22 wird die Entladung des Kondensators 58 durch das Laden des Kondensators 58 mit der Lade-Versorgungseinrichtung 68 über den Ladewiderstand 70 ausgeglichen. Auf diese Weise bleibt die Kondensatorspannung Uc des Kondensators 58 im fehlerfreien Betrieb immer oberhalb der Grenzspannung. Im fehlerfreien Betrieb liegt an dem Signalausgang 78 der Überprüfungseinrichtung 72 als Alarmstatus AS der Freigabezustand an, sodass das Sicherheitsschaltbauteil 80 mit der Überprüfungseinrichtung 72 freigeschaltet bleibt. Falls, beispielsweise durch eine Störung in der Steuerung des Transistors 40 oder des Transistors 40 selbst, sich die Öffnungszeiten des Transistors 40 so verlängern, dass die vorgegebene Lichtenergiegrenze bei dem Aussenden der Abtast-Lichtpulse 28 mit der Laserdiode 38 überschritten werden kann, nimmt entsprechend auch die Entlade zeit des Kondensators 58. Die Entladung des Kondensators 58 kann nicht mehr mit der Lade-Versorgungseinrichtung 68 ausgeglichen werden. Ladungszustand des Konden sators 58 und damit die Kondensatorspannung Uc verringert sich. Sinkt die Kondensa torspannung Uc unter die vorgegebene Grenz-Kondensatorspannung UTH, SO ändert sich die Größe am Ausgang des Komparators 76 in den Fehlerzustand des Alarmstatus AS. Der Fehlerzustand des Alarmstatus AS wird dem Signalausgang 78 ausgegeben. Auf Basis des Federzustandes des Alarmstatus AS wird das Sicherheitsschaltbauteil 80 schließend angesteuert. Die Energieversorgung der Laserdiode 38 wird unterbrochen und die Erzeugung von Abtast-Lichtpulse 28 gestoppt. Insgesamt wird so die Augensi cherheit wiederhergestellt.
In der Figur 4 ist beispielhaft qualitativ der zeitliche Verlauf der Kondensatorspannung Uc und des Alarmstatus AS gegenübergestellt. Bei Unterschreiten der Grenz- Kondensatorspannung UTH schaltet der Alarmstatus AS vom Freigabezustand 1 auf den Fehlerzustand 0.
In der Figur 5 ist ein Schaltplan einer Sendeeinrichtung 22 gemäß einem zweiten Aus führungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungs beispiels aus Figur 3 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel dadurch, dass der Kondensator 58 während einer Betriebsphase, in der der Lichtquel len-Strompfad 56 geschlossen ist, über ein Steuermittel in Form eines Transistors 82 geladen wird. Die Basis des Transistors 82 ist hierzu über die Diode 66 mit dem Licht quellen-Strompfad 56 verbunden. Ein Leistungsanschluss des Transistors 82 ist mit dem Widerstand 64 verbunden, welcher hier als Ladewiderstand wirkt. Der andere Leis tungsanschluss des Transistors 82 ist über eine geeignete Versorgungseinrichtung 68 verbunden. In einer Betriebsphase, in der Lichtquellen-Strompfad 56 geschlossen ist, wird der Kon densator 58 über den Ladewiderstand 64 geladen. Der Verlauf einer Ladekurve ist bei spielhaft in der Figur 6 gezeigt. In einer Betriebsphase, in der der Lichtquellen- Strompfad 56 unterbrochen ist, also mit der Laserdiode 38 kein Licht ausgesendet wird, wird der Kondensator 58 über den Entladewiderstand 70 entladen. Die Kondensator spannung Uc wird dabei wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel mittels der Überprü fungseinrichtung 72 mit der Grenz-Kondensatorspannung UTH verglichen.

Claims

Ansprüche
1. Sicherheitseinrichtung (34) für wenigstens eine Lichtquelle (38), zur Verhinderung von Überschreitungen von vorgegebenen Licht-Energiegrenzen bei der Aussendung von Licht (28) mit der wenigstens einen Lichtquelle (38), welche wenigstens ein elektrisches Bauteil (58, 64, 66, 68, 70, 72) zur Beeinflussung einer elektrischen Energieversorgung wenigstens einer Lichtquelle (38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (34) aufweist wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil (58), welches mit einem Lichtquellen- Strompfad (56) der wenigstens einen Lichtquelle (38) verbunden ist, wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel (76), welches direkt oder indirekt mit wenigstens einem kapazitiven Bauteil (58) verbunden ist, mit dem eine einen Ladungs zustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils (58) charakterisierende Ladungszu standsgröße (Uc) mit einer vorgegebenen Grenz-Ladungszustandsgröße (UTH) vergli chen werden kann und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Alarm status (AS) zur Beeinflussung der elektrischen Energieversorgung der wenigstens eine Lichtquelle (38) eingestellt werden kann.
2. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil (58) wenigstens einen elektrischen Kondensator aufweist oder daraus besteht und/oder wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel (76) wenigstens einen Komparator
(76) aufweist oder daraus besteht und/oder wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel (76) direkt oder indirekt mit wenigs tens einem Schaltbauteil (80, 80a, 80b, 80c) zum Schalten wenigstens eines elektri schen Pfades (56) verbunden ist.
3. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil (58) in wenigstens einem Ladestrom pfad (71) oder einem Entladestrompfad angeordnet ist.
4. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass in dem wenigstens einen Strompfad (71) wenigstens ein elektrischer Widerstand (70) angeord net ist.
5. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem wenigstens einen elektrischen kapazitiven Bauteil (58) und dem Lichtquellen-Strompfad (56) wenigstens ein elektrischer Widerstand (64) und/oder wenigstens ein stromrichtungsabhängiges elektrisches Sperrbauteil (66) angeordnet ist.
6. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Lichtquellen-Strompfad (56) wenigstens ein steuerbares elektrisches Lichtquellen-Schaltbauteil (40) angeordnet ist.
7. Sicherheitseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das we nigstens eine Lichtquellen-Schaltbauteil (40) mit wenigstens einem Signalerzeugungs mittel (46) steuerbar verbunden ist.
8. Sicherheitseinrichtung nach einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel (76) direkt oder indirekt verbunden ist mit wenigstens einem Schaltbauteil (80a) wenigstens einer Lichtquellen-
Stromversorgungseinrichtung (36) für die wenigstens eine Lichtquelle (38) und/oder mit wenigstens einem Schaltbauteil (80) in einem Versorgungs-Strompfad wenigstens einer Lichtquellen-Stromversorgungseinrichtung (36) für die wenigstens eine Lichtquelle (38) und/oder mit wenigstens einem Signalerzeugungsmittel (46, 80c) in einem Steuerpfad wenigs tens eines Lichtquellen-Schaltbauteils (40) und/oder mit wenigstens einem Schaltbauteil (80b) in dem Lichtquellen-Strompfad (56).
9. Sendeeinrichtung (22) für Licht, mit wenigstens einer Lichtquelle (38) und mit we nigstens einer Sicherheitseinrichtung (34) zur Verhinderung von Überschreitungen von vorgegebenen Licht-Energiegrenzen bei der Aussendung von Licht (28) mit der wenigs tens einen Lichtquelle (38), wobei die wenigstens eine Sicherheitseinrichtung (34) wenigstens ein elektrisches Bau teil (58, 64, 66, 68, 70, 72) zur Beeinflussung einer elektrischen Energieversorgung we nigstens einer Lichtquelle (38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (34) aufweist wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil (58), welches mit einem Lichtquellen- Strompfad (56) der wenigstens einen Lichtquelle (38) verbunden ist, wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel (76), welches direkt oder indirekt mit wenigstens einem kapazitiven Bauteil (58) verbunden ist, mit dem eine einen Ladungs zustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils (58) charakterisierende Ladungszu standsgröße (Uc) mit einer vorgegebenen Grenz-Ladungszustandsgröße (UTH) vergli chen werden kann und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Alarm status (AS) zur Beeinflussung der elektrischen Energieversorgung der wenigstens eine Lichtquelle (38) eingestellt werden kann.
10. Detektionsvorrichtung (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbe reichs (14) auf Objekte (18) hin mittels Lichtsignalen (28), mit wenigstens einer Sendeeinrichtung (22) mit wenigstens einer Lichtquelle (38) zur Erzeugung von Lichtsignalen (28), mit wenigstens einer Empfangseinrichtung (24) zum Empfangen von in dem wenigstens einen Überwachungsbereich (14) reflektierten Lichtsignalen (30), wobei die wenigstens eine Sendeeinrichtung (22) wenigstens eine Sicherheitseinrich tung (34) aufweist zur Verhinderung von Überschreitungen von vorgegebenen Licht- Energiegrenzen bei der Aussendung von Lichtsignalen (28) mit der wenigstens einen Lichtquelle (38), wobei die wenigstens eine Sicherheitseinrichtung (34) wenigstens ein elektrisches Bau teil (58, 64, 66, 68, 70, 72) zur Beeinflussung einer elektrischen Energieversorgung we nigstens einer Lichtquelle (38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (34) aufweist wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil (58), welches mit einem Lichtquellen- Strompfad (56) der wenigstens einen Lichtquelle (38) verbunden ist, wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel (76), welches direkt oder indirekt mit wenigstens einem kapazitiven Bauteil (58) verbunden ist, mit dem eine einen Ladungs zustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils (58) charakterisierende Ladungszu standsgröße (Uc) mit einer vorgegebenen Grenz-Ladungszustandsgröße (UTH) vergli chen werden kann und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Alarm status (AS) zur Beeinflussung der elektrischen Energieversorgung der wenigstens eine Lichtquelle (38) eingestellt werden kann.
11. Fahrzeug (10) mit wenigstens einer Detektionsvorrichtung (12) zur Überwachung wenigstens eines Überwachungsbereichs (14) auf Objekte (18) hin mittels Lichtsignalen (28), wobei die wenigstens eine Detektionsvorrichtung (12) aufweist wenigstens eine Sendeeinrichtung (22) mit wenigstens einer Lichtquelle (38) zur Erzeu gung von Lichtsignalen (28), wenigstens eine Empfangseinrichtung (24) zum Empfangen von in dem wenigstens einen Überwachungsbereich (14) reflektierten Lichtsignalen (30), wobei die wenigstens eine Sendeeinrichtung (22) wenigstens eine Sicherheitseinrich tung (34) aufweist zur Verhinderung von Überschreitungen von vorgegebenen Licht- Energiegrenzen bei der Aussendung von Lichtsignalen (22) mit der wenigstens einen Lichtquelle (38), wobei die wenigstens eine Sicherheitseinrichtung (34) wenigstens ein elektrisches Bau teil (58, 64, 66, 68, 70, 72) zur Beeinflussung einer elektrischen Energieversorgung we nigstens einer Lichtquelle (38) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitseinrichtung (34) aufweist wenigstens ein elektrisches kapazitives Bauteil (58), welches mit einem Lichtquellen- Strompfad (56) der wenigstens einen Lichtquelle (38) verbunden ist, wenigstens ein Ladungszustands-Vergleichsmittel (76), welches direkt oder indirekt mit wenigstens einem kapazitiven Bauteil (58) verbunden ist, mit dem eine einen Ladungs zustand des wenigstens einen kapazitiven Bauteils (58) charakterisierende Ladungszu standsgröße (Uc) mit einer vorgegebenen Grenz-Ladungszustandsgröße (UTH) vergli chen werden kann und abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Alarm- Status (AS) zur Beeinflussung der elektrischen Energieversorgung der wenigstens eine Lichtquelle (38) eingestellt werden kann.
12. Verfahren zum Betreiben wenigstens einer Lichtquelle (38), bei dem mit der wenigstens einen Lichtquelle (38) Lichtsignale (28) erzeugt werden und mit wenigstens einer Sicherheitseinrichtung (34) bei einer Überschreitung einer vorge gebenen Licht-Energiegrenze bei der Aussendung der Lichtsignale (28) mit der wenigs tens einen Lichtquelle (38) eine elektrische Versorgungsenergie zur Versorgung we nigstens einer Lichtquelle (38) verringert wird, dadurch gekennzeichnet, dass ein Lichtquellen-Strompfad (56), in dem sich die wenigstens eine Lichtquelle (38) befin det, wenigstens temporär geschlossen wird, eine einen Ladungszustand wenigstens eines elektrisch kapazitiven Bauteils (58) cha rakterisierende Ladungszustandsgröße (Uc), welche mit dem Lichtquellen-Strompfad (56) verbunden ist, mit einer vorgegebenen Grenz-Ladungszustandsgröße (UTH) vergli chen wird, abhängig vom Ergebnis des Vergleichs wenigstens ein Alarmstatus (AS) eingestellt wird und die Energieversorgung der wenigstens einen Lichtquelle (38) auf Basis des wenigs tens einen Alarmstatus (AS) gesteuert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ladungszu stand wenigstens eines elektrisch kapazitiven Bauteils (58) in einem Strompfad (71) verändert wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Licht quellen-Strompfad (56) alternierend geschlossen und unterbrochen wird.
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