WO2016151024A1 - Beleuchtungsvorrichtung für fahrzeuge - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung für fahrzeuge Download PDF

Info

Publication number
WO2016151024A1
WO2016151024A1 PCT/EP2016/056402 EP2016056402W WO2016151024A1 WO 2016151024 A1 WO2016151024 A1 WO 2016151024A1 EP 2016056402 W EP2016056402 W EP 2016056402W WO 2016151024 A1 WO2016151024 A1 WO 2016151024A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radiation
light
lighting device
optics
optical system
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/056402
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Fischer
Sören SCHÄFER
Original Assignee
Hella Kgaa Hueck & Co.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hella Kgaa Hueck & Co. filed Critical Hella Kgaa Hueck & Co.
Publication of WO2016151024A1 publication Critical patent/WO2016151024A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/176—Light sources where the light is generated by photoluminescent material spaced from a primary light generating element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/24—Light guides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/20—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by refractors, transparent cover plates, light guides or filters
    • F21S41/285—Refractors, transparent cover plates, light guides or filters not provided in groups F21S41/24 - F21S41/2805
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/30—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by reflectors
    • F21S41/32—Optical layout thereof
    • F21S41/33—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature
    • F21S41/331—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of complete annular areas
    • F21S41/332—Multi-surface reflectors, e.g. reflectors with facets or reflectors with portions of different curvature the reflector consisting of complete annular areas with continuity at the junction between adjacent areas
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S45/00—Arrangements within vehicle lighting devices specially adapted for vehicle exteriors, for purposes other than emission or distribution of light
    • F21S45/70—Prevention of harmful light leakage
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the invention relates to a lighting device for vehicles with a semiconductor-based light source, in particular a laser for emitting an electromagnetic primary radiation and arranged in the main emission before the semiconductor-based light source luminescence conversion element, in particular a light input surface for coupling the primary radiation has, which is a phosphor for converting a part the primary radiation in a secondary radiation having a different wavelength than the
  • Primary radiation and in particular has a light output surface for coupling the primary radiation and the secondary radiation and wherein the
  • Luminescence conversion element is associated with a cooling body for cooling.
  • LASER diodes used to optimize space, efficiency, lifetime and many other criteria.
  • the latest innovations are currently heavily involved with LASER diodes as a new semiconductor light source. This is characterized by a long life, small space, the property as a point light source and high performance by an emission of monochromatic radiation.
  • broadband light white
  • short wave high-energy radiation
  • WO 2014/072227 A1 describes a lighting device for motor vehicles.
  • a laser light source is used to emit a laser light beam in a photoluminescent element.
  • a secondary light is generated in a specific light distribution.
  • An abstraction device converts the secondary light into a radiation distribution. Light bundles extending in a primary space angle area around the primary radiation direction are suppressed by an emission inhibitor. This is intended to prevent unconverted laser light emerging from the illumination device when the photoluminescent element is damaged.
  • LED semiconductor elements
  • Headlamp systems of various types that support laser safety and switch off the lighting system in the event of danger.
  • Object of the present invention is to provide a lighting device for
  • Luminance can be radiated with high conversion efficiency.
  • the invention in conjunction with the preamble of claim 1, characterized in that at least one light sensor is provided for analyzing the light radiation coupled into the optics.
  • the detected light radiation can now by an evaluation unit with regard to possible
  • Damage to the lighting device can be evaluated.
  • the frequency spectrum contained in the light radiation is recorded and analyzed.
  • the invention makes use of the fact that in a system with optically imaging units (primary, secondary optics, etc.) the "collected" luminous flux of the
  • cropped optics can be used.
  • the optically for the illustration not relevant surfaces can be removed. Often, it is also partially present in the optical system
  • Radiation components are relevant for an analysis of the radiation in the optical imaging system of the light source and can be used for the analysis.
  • a modification of the imaging system is to be used to make a statement about whether the laser module (laser and converting unit) still works as desired, or has a defect and thus the. From the emitted and directed radiation
  • optics eg glass, thermoplastics such as PMMA & PC, elastomers or silicones.
  • Materials has a certain index of refraction that can be used in conjunction with invention content to direct emitted light from the light source to total analysis (TIR) to an analysis sensor.
  • TIR total analysis
  • the illumination device comprises an arrangement with a multiplicity of light sensors for detecting light radiation extending at different positions of the optics.
  • a light sensor can be mounted in the optics or directly on the optics, which can detect parts of the light radiation extending in the optics.
  • at least one optical outcoupling element is provided which is arranged at least partially in the optics and deflects at least parts of the light radiation extending in the optics in the direction of a, in particular outside, the optics mounted light sensor.
  • Angle entrance surface for the emitted light which faces the light source.
  • Production method and reflector structures in particular prismatic structures are introduced into the lens, which reflect a incident on this radiation component on the positioned analysis unit.
  • individual portions of the detection material eg, materials of silicon which correspond to the spectrum of the
  • Shortwave peaks of the frequency-converted radiation) in the optics, especially in silicone, are introduced to allow in particular immediately an analysis of the radiation.
  • the present invention thus enables the analysis of "white” radiation according to the automotive requirements for headlamps directly on the
  • Lighting device there are no complex structures for capturing the radiation components from the emitting and optical components of the
  • FIG. 1 A lighting device according to the invention in a first
  • FIG. 2 shows a lighting device according to the invention in a second
  • Fig. 3 shows a lighting device according to the invention in a third
  • FIG. 4 shows a lighting device according to the invention in a fourth
  • the subfigures a) each show the lighting devices in cross section
  • the subfigures b) each show the lighting devices in longitudinal section.
  • the lighting device 1 comprises as a light source a short-wave semiconductor laser 2, which behind a
  • a decoupling element 6 ' in this case a TIR (total internal reflection) optic 6', which has a specific refractive index n1.
  • n1 total internal reflection
  • a dipped beam light-dark boundary typical for the vehicle is formed at the same time, which can also be projected into the front apron of the vehicle by secondary optics.
  • the radiation 4 coupled into the TIR primary optics 5 in this case has a specific pattern (spectrum) during commissioning which can be precisely described by a ratio of shortwave and longwave radiation. This radiation is due to the internal reflection at the
  • Radiation 4 is totally reflected at the optical interfaces to the environment and radiated to the sensor 7 '.
  • This unit T compares the received radiation components or the components of the short-wave radiation with a reference value. Should be
  • the actual signal will differ from a stored in the evaluation unit target signal and a safety circuit can disable the laser.
  • a decoupling element operating on the TIR principle is dispensed with.
  • optical elements 6 can be introduced into optics 5 such that a radiation reflection takes place such that partial radiation is coupled to a sensor element 7. This reduces the installation space and the interference of the beam path from light source 2 to the output of primary optics 4 Otherwise, the design of FIG. 2 is identical to that of FIG.
  • FIG. 3 is identical to that of FIG. In the embodiment of Figure 4 is dispensed with an optical radiation deflection and a coupling.
  • Individual webs of radiation-sensitive material 7 " are applied as light sensors to the primary optics 5 or introduced into the material of the primary optics 5 in order to obtain an immediate signal for the evaluation unit 8. This minimizes this The shading by optical elements in the primary optics 5 and the number of optical parts and components as well as, if necessary, the expense for the production process can be used ,

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
  • Lighting Device Outwards From Vehicle And Optical Signal (AREA)

Abstract

Beleuchtungsvorrichtung (1) für Fahrzeuge mit einer halbleiterbasierten Lichtquelle (2) zur Abgabe einer elektromagnetischen Primärstrahlung und mit einem in Hauptabstrahlrichtung vor der halbleiterbasierten Lichtquelle (2) angeordneten Lumineszenzkonversionselement (3), wobei das Lumineszenzkonversionselement (4) einen Leuchtstoff zur Konvertierung zumindest eines Teils der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung, die eine andere Wellenlänge aufweist als die Primärstrahlung, umfasst, wobei eine vom Frequenzkonverter (3) abgegebene Lichtstrahlung in eine Optik (5) eingekoppelt wird, wobei zumindest ein Lichtsensor (7) zur Analyse der in die Optik (5) eingekoppelten Lichtstrahlung (4) vorgesehen ist.

Description

Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
Beschreibung
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer halbleiterbasierten Lichtquelle, insbesondere einem Laser zur Abgabe einer elektromagnetischen Primärstrahlung und mit einem in Hauptabstrahlrichtung vor der halbleiterbasierten Lichtquelle angeordneten Lumineszenzkonversionselement, das insbesondere eine Lichteinkoppelfläche zur Einkopplung der Primärstrahlung auf weist, das einen Leuchtstoff zur Konvertierung eines Teils der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung aufweist, die eine andere Wellenlänge aufweist als die
Primärstrahlung, und das insbesondere eine Lichtauskoppelfläche zur Auskopplung der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung aufweist und wobei dem
Lumineszenzkonversionselement ein Kühlkörper zur Kühlung zugeordnet ist.
STAND DER TECHNIK
In verschiedensten Anwendungen der Beleuchtungsindustrie werden neue
Lichtquellen eingesetzt, um Bauraum, Effizienz, Lebensdauer und viele weitere Kriterien zu optimieren. Die neuesten Innovationen beschäftigen sich derzeit stark mit LASER-Dioden als neue Halbleiterlichtquelle. Diese zeichnet sich neben einer langen Lebensdauer, kleinem Bauraum, der Eigenschaft als Punktlichtquelle und hohen Leistungseigenschaften durch eine Emission von monochromatischer Strahlung aus. Speziell bei der Erzeugung von breitbandigem Licht (weiß) ist eine Abstrahlung von energiereicher Strahlung (kurzwellig) mit geringer Halbwertsbreite der Wellenlängen von Vorteil.
Über das Prinzip der Frequenzkonvertierung wird z.B. mit heutigen Phosphoren unterschiedlicher Ausprägung (Pulver, Keramik, Verguss etc.) eine Veränderung des Spektrums und damit der elektromagnetischen Energie je Spektralanteil
vorgenommen. Die derzeitige Einordnung einer solchen Lichtquelle erfolgt äquivalent zu LEDs. Insbesondere durch die mechanischen Belastungen im automobilen Sektor kann es jedoch zur Beschädigung des Phosphors kommen (Bruch, Splitterung, Abfall etc.). Im Fall der Beschädigung kann es gleichfalls zu einem Austritt kohärenter LASER- Strahlung kommen, die wiederum der Laserschutzbestimmung und damit der
Laserschutzklassen unterliegt.
In der WO 2014 / 072227 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Kraftfahrzeuge beschrieben. Eine Laserlichtquelle dient zur Ausstrahlung eines Laserlichtbündels in ein Photolumineszenzelement. Durch das in dem Photolumineszenzelement auftreffende Licht wird ein Sekundärlicht in einer spezifischen Lichtverteilung erzeugt. Eine Abstrahloptikeinrichtung formt das Sekundärlicht in eine Abstrahlverteilung um. Lichtbündel, die in einem Primärraumwinkelbereich um die Primärabstrahlrichtung verlaufen, werden durch ein Abstrahlungshemmungsmittel unterdrückt. Hierdurch soll verhindert werden, dass bei einer Beschädigung des Photolumineszenzelements unkonvertiertes Laserlicht aus der Beleuchtungsvorrichtung austritt.
Insbesondere in der automobilen Beleuchtungsindustrie werden Lichtquellen genutzt, welche hohe Lichtstärken bei kleinen Dimensionen erzeugen müssen. Um die optischen Abbildungseigenschaften zu optimieren, ist die Eigenschaft der
„Punktlichtquelle" favorisiert. Im Zuge dessen werden oft Halbleiterelemente (LED) vor ein frequenzkonvertierendes Element geschaltet.
Derzeit wird vor allem der Einsatz von Keramiken zur Strahlungskonvertierung untersucht (Granate z. B. Y3AI5O12:Ce3+ Verbindungen). Teilchenphysikalisch wird der energiereiche, kurzwellige Strahlung beim Durchdringen des Phosphors vom Kristallgitter absorbiert, innerhalb der atomaren Energieniveaus in energieärmere Zustände transformiert und vom Kristallgitter in Form kurzwelliger Strahlung isotrop emittiert. Die emittierte Strahlung ist breitbandiger Natur und wird vom Menschen in Überlagerung mit der nicht absorbierten energiereichen Strahlung als weißes Licht empfunden.
Dadurch, dass es sich bei dem Phosphor um eine kristalline Struktur handelt, ist die Betrachtung der Möglichkeit der Beschädigung, des Bruchs etc. vorhanden. Derzeit existieren in einzelnen Modulen diverse Möglichkeiten zur Vorhersage einer
Veränderung der Strahlungseigenschaften und somit die Feststellung, ob eine
Gefährdung durch Laserstrahlung vorliegt. Gängige Verfahren sind die Bestimmung des reflektierten Anteils von Strahlungskomponenten in/aus einem Lichtleiter oder auch der Detektion von austretenden Strahlungskomponenten aus der
Gesamtlichtverteilung der Lichtquelle durch partielle Messung im Lichtkegel, Messung eines reflektierten Anteils aus dem Lichtkegel etc.
Solche Techniken sind durchführbar, jedoch nicht für alle Lichtsysteme (Reflexion, Projektion) nutzbar und weisen zum Teil eine hohe Justageanforderung an den Sensor und die Lichtquelle, bzw. Einkoppelstelle auf. Hinsichtlich der Nutzung von „Blendenstrukturen" bei einer reflexionsbasierten Lösung sind auch Veränderungen im Reflektor vorhanden, die sich auf die Abbildungsgenauigkeit auswirken können.
Außerdem ist zu gewährleisten, dass alle Fehlerfälle detektierbar sind, was derzeit nicht der Fall ist.
Derzeit existiert keine allgemeingültige technische Lösung für laserbasierte
Scheinwerfersysteme verschiedener Ausprägung, die eine Lasersicherheit unterstützt und das Abschalten des Lichtsystems im Gefahrenfall durchführt.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung für
Fahrzeuge mit einer halbleiterbasierten Lichtquelle derart weiterzubilden, dass betriebssicher Licht über eine relativ kleine Lichtauskoppelflächen bei hoher
Leuchtdichte mit hoher Konversionseffizienz abgestrahlt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtsensor zur Analyse der in die Optik eingekoppelten Lichtstrahlung vorgesehen ist. Die erfasste Lichtstrahlung kann nun durch eine Auswerteeinheit im Hinblick auf mögliche
Beschädigungen der Beleuchtungsvorrichtung ausgewertet werden. Dabei wird insbesondere der das in der Lichtstrahlung enthaltene Frequenzspektrum zu erfasst und analysiert. Die Erfindung macht es sich zunutze, dass in einem System mit optisch abbildenden Einheiten (Primär-, Sekundäroptiken etc.) der„eingesammelte" Lichtstrom der
Lichtquelle durch die Optik geleitet und anschließend abgebildet wird. Bisher werden oftmals symmetrische Optiken eingesetzt. Der Trend hinsichtlich Design, Effizienz, neuen Materialien und Produktionsverfahren sowie dem Gewichtsvorteil durch
Materialeinsparung folgend, können beschnittene Optiken eingesetzt werden. In diesem Fall können die optisch, für die Abbildung nicht relevanten Flächen entfernt werden. Oftmals fallen damit auch teilweise im optischen System vorhandene
Strahlungsanteile (Streustrahlung, internal reflections, nicht hauptsächlich relevante Strahlungsanteile etc.) weg; diese sind aber für eine Analyse der Strahlung im optisch abbildenden System der Lichtquelle relevant und können für die Analyse genutzt werden.
Für die hier beschriebene Erfindung soll eine Modifikation des abbildenden Systems genutzt werden, um aus der emittierten und gelenkten Strahlung eine Aussage darüber treffen zu können, ob das Lasermodul (Laser und konvertierende Einheit) noch wie gewünscht arbeitet, oder einen Defekt aufweist und somit die
Sicherheitsmerkmale zur Zulassung nicht erfüllt. Es ist sowohl eine Modifikation des abbilden Systems als auch des nichtabbildenden Systems (Lichtleitkörper) möglich.
Derzeit finden für die Herstellung der Optiken einzelne Materialien vermehrt Einsatz (z. B. Glas, Thermoplaste wie PMMA & PC, Elaste wie Silikone). Jedes dieser
Materialien verfügt über einen bestimmten Brechungsindex, der in Verbindung mit Erfindungsinhalten genutzt werden kann, um emittierte Strahlung der Lichtquelle mittels Totaler Innerer Reflexion (TIR) zu einem Analysesensor zu leiten.
Vorzugsweise umfasst die Beleuchtungsvorrichtung eine Anordnung mit einer Vielzahl von Lichtsensoren zur Erfassung von an unterschiedlichen Positionen der Optik verlaufenden Lichtstrahlung. Alternativ kann in der Optik oder unmittelbar an der Optik ein Lichtsensor angebracht sein, der Teile der in der Optikverlaufenden Lichtstrahlung erfassen kann. Vorzugsweise ist zumindest ein optisches Auskoppelelement vorgesehen, welches zumindest teilweise in der Optik angeordnet ist und zumindest Teile der in der Optik verlaufenden Lichtstrahlung in Richtung auf einen, insbesondere außerhalb, der Optik angebrachten Lichtsensor umlenkt.
So können in einigen Regionen der Optik, vorzugsweise jene, welche für eine
Abbildung von Strukturen nicht notwendig sind (z. B. siehe die oben beschriebenen Bereiche), einzelne definierte geometrische Strukturen eingebracht werden z. B.
Bohrungen, in welche anschließend eine z. B. eine lichtleitende optische Einheit eingebracht wird, welche sich durch einen höheren Brechungsindex als das
umgebende Linsenmaterial auszeichnet und ggf. durch eine (z. B. 45°-)
Winkeleintrittsfläche für das emittierte Licht, der Lichtquelle zugewandt ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können in einem
Produktionsverfahren auch Reflektorstrukturen, insbesondere Prismenstrukturen in die Linse so eingebracht werden, die einen auf diese einfallenden Strahlungsanteil auf die positionierte Analyseeinheit reflektieren.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform können bereits einzelne Anteile des Detektionsmaterials (z. B. Materialien Silizium, welche dem Spektrum des
kurzwelligen Peaks der frequenzkonvertierten Strahlung entsprechen) in die Optik, speziell bei Silikon, eingebracht werden, um insbesondere sofort eine Analyse der Strahlung zu ermöglichen.
Die vorliegende Erfindung so ermöglicht die Analyse von„weißer" Strahlung gemäß den Automotive-Anforderungen für Scheinwerfer direkt an der
Beleuchtungsvorrichtung. Somit sind keine komplexen Aufbauten für das Abgreifen der Strahlungsanteile aus den emittierenden und optischen Bestandteilen des
Gesamtsystems nötig, was zu einer Vereinfachung des Aufbaus führt. Weiterhin ergeben sich folgende Vorteile, der Bauraumoptimierung, der Reduktion von
Komplexität gegenüber anderen Lösungen, der Möglichkeit der Einzelüberwachung der Laserelemente bei Multi-Laserdioden-Aufbauten sowie der Sicherheitselemente und der Nutzung von Flächen und Sensorelementen die bereits im Scheinwerfer verbaut sind. Eine Echtzeitabschaltung wird möglich.
AUSFÜHRUNGSBEISPIEL DER ERFINDUNG
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 Eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung in einer ersten
Ausgestaltung,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung in einer zweiten
Ausgestaltung,
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung in einer dritten
Ausgestaltung,
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung in einer vierten
Ausgestaltung,
Die Unterfiguren a) zeigen jeweils die Beleuchtungsvorrichtungen im Querschnitt, die Unterfiguren b) zeigen jeweils die Beleuchtungsvorrichtungen im Längsschnitt.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung 1 nach Figur umfasst als Lichtquelle einen kurzwelligen Halbleiterlaser 2, welcher hinter einem
Lumineszenzkonversionselement 3 mit einer frequenzkonvertierenden Schicht, beispielsweise einer Phosphorkeramik, sitzt. Durch diese Einheit aus Halbleiterlaser und Lumineszenzkonversionselement 3 wird Licht 4 in eine Auskoppelelement 6', in diesem Fall eine TIR (total internal reflection) Optik 6' eingekoppelt, welche einen bestimmten Brechungsindex n1 besitzt. Durch die gegebene Form (Figur 1a) wird gleichzeitig eine für das Fahrzeug typische Abblendlicht Hell-Dunkel-Grenze gebildet, welche auch durch eine Sekundäroptik in das Vorfeld des Fahrzeugs projiziert werden kann. Es ist eine Anordnung 9 mit einer Mehrzahl von Strahlungsdetektoreinheiten T vorgesehen, die Hinsichtlich der Sicherheit und der Wirkketten die Strahlungsdetektoreinheit allerdings so nahe wie möglich an der Lichtquelle 2 positioniert sein sollten. Die in diesem Fall in die TIR Primäroptik 5 eingekoppelte Strahlung 4 verfügt bei Inbetriebnahme über ein spezifisches Muster (Spektrum) welches sich durch ein Verhältnis von kurzwelliger und langwelliger Strahlung genau beschreiben lässt. Dies Strahlung wird durch die interne Reflexion an den
Mantelfläche der Optik 5 totalreflektiert und gelangt zum optischen Ausgang, ebenso wie in die .Auskoppelfalle" mit dem Lichtleitkörper 6', welcher in die Optik 4 über einen Kanal oder dergleichen eingebracht ist, über einen höheren Brechungsindex n2>n1 verfügt und spezielle Einkoppelflächenneigung verfügt. Über einen Prismenwinkel des Lichtleitkörpers 6 wird durch die Totalreflexion ein Teil der emittierten Strahlung 4 zu der Strahlungsdetektoreinheit 7' geleitet und dort detektiert. Auch hier wird die
Strahlung 4 an den optischen Trennflächen zur Umgebung totalreflektiert und auf den Sensor 7' abgestrahlt. Diese Einheit T vergleicht die empfangenen Strahlungsanteile bzw. die Anteile der kurzwelligen Strahlung mit einem Referenzwert. Sollte ein
Positionierfehler des Halbleiterlasers 2 zum Phosphor, ein Phosphorriss, ein
Abspringen des Phosphors oder eine sonstige Beschädigung auftreten, wird sich das Istsignal von einem in der Auswerteeinheit hinterlegten Sollsignal unterscheiden und eine Sicherheitsschaltung kann den Laser deaktivieren.
Bei der Ausgestaltung nach Figur 2 wird auf einen auf dem TIR-Prinzip arbeitenden Auskoppelelement verzichtet. Über spezielle Produktionsverfahren können optische Elemente 6" in die Optik 5 so eingebracht werden, dass eine Strahlungsreflexion derart erfolgt, dass eine Teilstrahlung auf ein Sensorelement 7 ausgekoppelt wird. Dies verringert den Bauraum und die Störung des Strahlengangs von der Lichtquelle 2 zum Ausgang der Primäroptik 4. Im Übrigen stimmt die Ausgestaltung der Figur 2 mit derjenigen nach Figur 1 überein.
Bei der Ausgestaltung nach Figur 3 werden Auskoppelstrukturen 6"' in die
Grenzfläche zwischen dem Material der Optik 5 und der Umgebung eingebracht (z.B. Strahlungsauskoppelprismen), die die Strahlung 4 auf den Lichtsensor 7 lenken. Im Übrigen stimmt die Ausgestaltung der Figur 3 mit derjenigen nach Figur 1 überein. Bei der Ausgestaltung nach Figur 4 wird auf eine optische Strahlungsumlenkung und eine Auskopplung verzichtet. Es werden einzelne Bahnen von strahlungssensitivem Material 7" (Silizium, z.B. a-SiC:H pin structures) als Lichtsensoren auf die Primäroptik 5 aufgebracht oder in das Material der Primäroptik 5 eingebracht, um ein sofortiges Signal für die Auswerteeinheit 8 zu erhalten. Dies minimiert die Abschattung durch optische Elemente in der Primäroptik 5 sowie die Anzahl der optischen Teile und Komponenten als auch ggf. den Aufwand für das Produktionsverfahren. Eine Netz- /Matrixstruktur kann genutzt werden. Im Übrigen stimmt die Ausgestaltung der Figur 4 mit derjenigen nach Figur 1 überein.
Bezugszeichen liste
1 Beleuchtungsvorrichtung
2 Laser
3 Frequenzkonverter
4 Lichtstrahlung
5 Optik
6 Auskoppelelement
7 Lichtsensor
8 Auswerteeinheit
9 Anordnung von Lichtsensoren

Claims

Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge Patentansprüche
1. Beleuchtungsvorrichtung (1 ) für Fahrzeuge mit einer halbleiterbasierten
Lichtquelle (2) zur Abgabe einer elektromagnetischen Primärstrahlung und mit einem in Hauptabstrahlrichtung vor der halbleiterbasierten Lichtquelle (2) angeordneten Lumineszenzkonversionselement (3), wobei das
Lumineszenzkonversionselement (4) einen Leuchtstoff zur Konvertierung zumindest eines Teils der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung, die eine andere Wellenlänge aufweist als die Primärstrahlung, umfasst, wobei eine vom Frequenzkonverter (3) abgegebene Lichtstrahlung in eine Optik (5) eingekoppelt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Lichtsensor (7) zur Analyse der in die Optik (5) eingekoppelten Lichtstrahlung (4) vorgesehen ist.
2. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach dem vorherigen Anspruch, dadurch
gekennzeichnet, dass die Optik eine TIR-Optik oder ein verspiegelter Optikkörper ist.
3. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch eine Auswerteeinheit (8) zur Auswertung der von dem zumindest einen Lichtsensor (7) erfassten Lichtstrahlung (4) im Hinblick auf mögliche Beschädigungen der Beleuchtungsvorrichtung (1).
4. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtsensor (7) eingerichtet ist, das in der Lichtstrahlung (4) enthaltene Frequenzspektrum zu erfassen und einer Auswertung zuzuführen.
5. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Anordnung (9) einer Vielzahl von Lichtsensoren (7) zur Erfassung von an unterschiedlichen Positionen der Optik
verlaufenden Lichtstrahlung (4).
6. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorherigen Ansprüche,
gekennzeichnet durch zumindest ein optisches Auskoppelelement (6), welches zumindest teilweise in der Optik (5) angeordnet ist und zumindest Teile der in der Optik (5) verlaufenden Lichtstrahlung (4) in Richtung auf einen, insbesondere außerhalb, der Optik (5) angebrachten Lichtsensor (7') umlenkt.
7. Beleuchtungsvorrichtung (1 ) nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Optik (5) oder unmittelbar an der Optik (5) ein Lichtsensor (7") angebracht ist, der Teile der in der Optik (5) verlaufenden Lichtstrahlung (4) erfassen kann.
8. Verfahren zur Überwachung einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die durch den zumindest einen Lichtsensor (7) erfasste Lichtstrahlung (4) im Hinblick auf mögliche Beschädigungen von Teilen der Beleuchtungsvorrichtung (1), insbesondere von Teilen der Lichtquelle (2) und/oder des Lumineszenzkonversionselement (4), ausgewertet werden und im Bedarfsfall eine Sicherheitsabschaltung der Lichtquelle (2) durchgeführt wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das in der erfassten Lichtstrahlung (4) enthaltene Frequenzspektrum ausgewertet wird.
10. Überwachungseinheit für eine Beleuchtungseinrichtung (1 ) nach einem der
Ansprüche 1 bis 7 oder zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 8 oder 9.
PCT/EP2016/056402 2015-03-25 2016-03-23 Beleuchtungsvorrichtung für fahrzeuge WO2016151024A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015104506.0A DE102015104506A1 (de) 2015-03-25 2015-03-25 Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
DE102015104506.0 2015-03-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016151024A1 true WO2016151024A1 (de) 2016-09-29

Family

ID=55589877

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2016/056402 WO2016151024A1 (de) 2015-03-25 2016-03-23 Beleuchtungsvorrichtung für fahrzeuge

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102015104506A1 (de)
WO (1) WO2016151024A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110476008A (zh) * 2017-04-06 2019-11-19 株式会社小糸制作所 立体面显示装置及车辆用显示装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060087860A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Koito Manufacturing Co., Ltd. Vehicle illumination lamp
EP2297827A2 (de) * 2008-07-07 2011-03-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Augensichere beleuchtung auf laserbasis
WO2013068063A1 (de) * 2011-11-11 2013-05-16 Docter Optics Gmbh Fahrzeugscheinwerfer
JP2013101887A (ja) * 2011-11-09 2013-05-23 Sharp Corp 照明装置および車両用前照灯
DE102012220481A1 (de) * 2012-11-09 2014-05-15 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtmodul
WO2014072227A1 (de) 2012-11-09 2014-05-15 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Kfz.-beleuchtungsvorrichtung
US20150023032A1 (en) * 2013-07-16 2015-01-22 Sl Corporation Current controlling apparatus for automotive lamp

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006040641A1 (de) * 2006-08-30 2008-03-13 Robert Bosch Gmbh Leuchtmodul
DE102008012316B4 (de) * 2007-09-28 2023-02-02 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Halbleiterlichtquelle mit einer Primärstrahlungsquelle und einem Lumineszenzkonversionselement
AT512588B1 (de) * 2012-03-12 2014-12-15 Zizala Lichtsysteme Gmbh Lichtquellenmodul mit Laserlichtquelle sowie Fahrzeugscheinwerfer
DE102012206644A1 (de) * 2012-04-23 2013-10-24 Osram Gmbh Beleuchtungssystem mit mindestens einer Beleuchtungseinheit
AT514438B1 (de) * 2013-07-04 2015-01-15 Zizala Lichtsysteme Gmbh Fahrzeugscheinwerfer
DE102014202294A1 (de) * 2014-02-07 2015-08-13 Osram Gmbh Beleuchtungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung
DE102014202943A1 (de) * 2014-02-18 2015-08-20 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung mit Primärlichtquelle und Leuchtstoffvolumen
DE102014205606A1 (de) * 2014-03-26 2015-10-01 Osram Gmbh Beleuchtungsvorrichtung mit Lichtmischelement und Leuchtstoffvolumen

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20060087860A1 (en) * 2004-10-27 2006-04-27 Koito Manufacturing Co., Ltd. Vehicle illumination lamp
EP2297827A2 (de) * 2008-07-07 2011-03-23 Koninklijke Philips Electronics N.V. Augensichere beleuchtung auf laserbasis
JP2013101887A (ja) * 2011-11-09 2013-05-23 Sharp Corp 照明装置および車両用前照灯
WO2013068063A1 (de) * 2011-11-11 2013-05-16 Docter Optics Gmbh Fahrzeugscheinwerfer
DE102012220481A1 (de) * 2012-11-09 2014-05-15 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Lichtmodul
WO2014072227A1 (de) 2012-11-09 2014-05-15 Automotive Lighting Reutlingen Gmbh Kfz.-beleuchtungsvorrichtung
US20150023032A1 (en) * 2013-07-16 2015-01-22 Sl Corporation Current controlling apparatus for automotive lamp

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110476008A (zh) * 2017-04-06 2019-11-19 株式会社小糸制作所 立体面显示装置及车辆用显示装置
CN110476008B (zh) * 2017-04-06 2021-10-26 株式会社小糸制作所 立体面显示装置及车辆用显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
DE102015104506A1 (de) 2016-09-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3108177B1 (de) Beleuchtungsvorrichtung mit primärlichtquelle und leuchtstoffvolumen
DE102006029203B9 (de) Lichtemittierende Vorrichtung
WO2014072227A1 (de) Kfz.-beleuchtungsvorrichtung
EP2901076B1 (de) Faseroptisches konversionsmodul
EP2035801A1 (de) Anordnung mit einem lichtleiter
WO2015140001A1 (de) Beleuchtungseinrichtung
DE102012220476B3 (de) Kfz-Beleuchtungsvorrichtung
WO2017158005A1 (de) Optoelektronisches bauelement und verfahren zum betreiben eines optoelektronischen bauelements
WO2014037217A1 (de) Beleuchtungseinrichtung
DE102016210363A1 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug, Kraftfahrzeug mit Beleuchtungseinrichtung und Verfahren zum Betreiben einer Beleuchtungseinrichtung
DE102016207759A1 (de) Detektieren einer Beschädigung einer Konvertereinrichtung
DE102013207841A1 (de) Beleuchtungseinrichtung
WO2016151016A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für fahrzeuge
DE102016101884A1 (de) Scheinwerfer
DE102015100329A1 (de) Optoelektronisches Bauelement
WO2016151024A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für fahrzeuge
DE102015205353A1 (de) Beleuchtungseinrichtung
DE102016117411B4 (de) System zur Beleuchtung für ein Kraftfahrzeug mit einer Laserlichtquelle
DE102017101678A1 (de) Laserlichtscheinwerfer mit einem Sensor
DE102016100818A1 (de) Beleuchtungseinrichtung für ein Kraftfahrzeug
EP3473918B1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für einen kraftfahrzeugscheinwerfer
DE102014208504A1 (de) Beleuchtungseinrichtung
DE102016101192A1 (de) Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge
DE102019003198A1 (de) Kraftfahrzeug-Laserscheinwerfer-Anordnung mit Frequenzüberwachung
DE102016102570A1 (de) Lichtmodul

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16711637

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16711637

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1