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Die Erfindung betrifft eine Scheinwerfervorrichtung, insbesondere eine Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug.
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Es sind Fahrzeugscheinwerfer mit scannenden Laserlichtmodulen bekannt, welche eine Laserlichtquelle zur Erzeugung einer primären Strahlung, eine Strahllenkungsvorrichtung zur Lenkungen des Laserstrahls auf eine Vorrichtung mit einem Leuchtstoff sowie eine Strahlformende Optik zur Formung des Scheinwerferlichtstrahls aufweisen.
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Die Druckschrift
EP 2 725 293 A1 beschreibt ein scannendes Scheinwerfermodul, das eine Trägervorrichtung mit einem Leuchtstoff, eine Anregungsstrahlungsquelle sowie eine Strahllenkungsvorrichtung aufweist, wobei die Strahllenkungsvorrichtung derart angeordnet ist, dass sie die von der Strahlungsquelle abgegebene elektromagnetische Strahlung auf einen Leuchtstoff lenkt.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Scheinwerfervorrichtung, einen Scheinwerfer sowie ein Fahrzeug mit verbesserten Eigenschaften bereitzustellen.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug vorgesehen, die eine erste Primärlichtquelle zur Erzeugung eines ersten Primärlichtstrahls, eine zweite Primärlichtquelle zur Erzeugung eines zweiten Primärlichtstrahls sowie einen schwenkbaren Spiegel zum Projizieren des ersten Primärlichtstrahls und des zweiten Primärlichtstrahls zu jeweils einem auf einer Leuchtstoffplatte beweglichen Lichtspot umfasst, wobei die Leuchtstoffplatte einen durch das Primärlicht anregbaren Leuchtstoff aufweist, so dass der jeweilige Lichtspot jeweils einen als sekundäre Lichtquelle fungierenden Leuchtstoffplattenbereich ausleuchten kann. Ferner umfasst die Scheinwerfervorrichtung eine der Leuchtstoffplatte nachgeschaltete strahlformende Optik zur Formung eines Scheinwerferlichtes, wobei die erste Primärlichtquelle, die zweite Primärlichtquelle und der schwenkbare Spiegel bezüglich der Leuchtstoffplatte derart angeordnet sind, dass durch eine Überlagerung der von dem ersten Primärlichtstrahl und von dem zweiten Primärlichtstrahl ausgeleuchteten Leuchtstoffplattenbereiche sich auf unterschiedliche Verweildauer des jeweiligen Lichtspots an unterschiedlichen Stellen der jeweiligen Leuchtstoffplattenoberfläche zurückzuführende Leuchtinhomogenitäten der Leuchtstoffplattenbereiche gegenseitig wenigstens teilweise kompensieren.
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Durch die Schwenkbewegung der Spiegel wird der jeweilige Lichtspot auf der dem schwenkbaren Spiegel zugewandten Oberfläche der Leuchtstoffplatte hin und her bewegt, so dass im zeitlichen Durchschnitt jeweils ein ausgedehnter Oberflächenbereich der Leuchtstoffplatte beleuchtet wird. Dabei wird am aktuellen Aufenthaltsort des jeweiligen Lichtspots auf der Oberfläche der Leuchtstoffplatte wenigstens ein Teil des Primärlichts durch den in der Leuchtstoffplatte befindlichen Leuchtstoff absorbiert und in ein sekundäres Licht umgewandelt.
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Diese Oberflächenbereiche der Leuchtstoffplatten dienen als Lichtquellen für die jeweilige nachgeschaltete strahlformende Optik, so dass durch das Leuchten dieser Leuchtstoffplattenbereiche jeweils ein bestimmter ausgedehnter Bereich der Scheinwerferlichtverteilung ausgeleuchtet werden kann.
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Durch die Überlagerung der beiden leuchtenden Bereiche können unerwünschte auf unterschiedliche Verweildauer des jeweiligen Lichtspots an unterschiedlichen Stellen der Leuchtstoffplattenoberfläche zurückzuführende Leuchtinhomogenitäten der leuchtenden Bereiche unterdrückt werden, so dass auch die Scheinwerferlichtverteilung homogenisiert wird. Außerdem kann dadurch Intensitätsverteilung des Scheinwerferlichtes gezielt modifiziert werden. Beispielsweise kann ein bestimmter Bereich der Scheinwerferlichtverteilung statisch oder dynamisch – je nach Bedarf – stärker ausgeleuchtet werden.
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Als schwenkbare Spiegel können zu periodischer Schwenkbewegung bzw. Rotationsschwingung resonant bzw. quasiresonant anregbare Spiegel vorgesehen sein.
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Resonante bzw. quasiresonante Anregung bedeuten in diesem Zusammenhang, dass die Anregung der Schwingbewegung des schwenkbaren Spiegels mit einer Frequenz erfolgt, die gleich oder nahezu gleich zu der Resonanzfrequenz der Rotationsschwingung des schwenkbaren Spiegels ist.
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Durch die resonante bzw. quasiresonante Anregung der Schwingbewegung kann der schwenkbare Spiegel auf einfache und vorhersehbare Weise in eine periodische quasifreie Schwingbewegung versetzt werden.
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Quasifreie Schwingbewegung bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Spiegel mehrere periodische Schwingbewegungen ohne Anregungspuls ausführen können, und dass der Anregungspuls lediglich zur Kompensation etwaiger, insbesondere über mehrere Schwingungsperioden akkumulierter Dämpfung benötigt wird.
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Bedingt durch die resonante bzw. quasiresonante Schwingung der Spiegel führt der jeweilige Lichtspot eine oszillierende Bewegung auf der jeweiligen Leuchtstoffplattenoberfläche aus, welche der Oszillation eines harmonischen Oszillators ähnlich ist. Die Wendepunkte umkehrpunkte der Oszillation des jeweiligen Lichtspots entsprechen den Positionen maximaler Auslenkung des Spiegels bzw. einem Nulldurchgang der Winkelgeschwindigkeit des Spiegels, so dass die durchschnittliche Verweildauer des jeweiligen Lichtspots an den Umkehrpunkten am größten ist.
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Beim Passieren des Gleichgewichtszustandes des schwenkbaren Spiegels ist hingegen die Winkelgeschwindigkeit des Spiegels am höchsten, so dass in der Mitte des jeweiligen leuchtenden Bereichs die Verweildauer des jeweiligen Lichtspots am geringsten ist.
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Wegen dieser Unterschiede in der Verweildauer des jeweiligen Lichtspots an unterschiedlichen Stellen der Leuchtstoffplattenoberfläche weisen die leuchtenden Bereiche der Leuchtstoffplattenoberfläche – zeitlich gemittelt – eine inhomogene Leuchtstärkenverteilung auf, was sich in der Intensitätsverteilung der Scheinwerferlichtverteilung wiederspiegelt.
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Durch die Überlagerung der beiden leuchtenden Bereiche werden somit einerseits diese Inhomogenitäten in den Leuchtintensität der beiden leuchtenden Bereiche unterdrückt. Andererseits kommt es dadurch zu einer Erhöhung der Lichtintensität in einem dem Überlappungsbereich der beiden Leuchtstoffplattenbereiche entsprechenden Bereich der Scheinwerferlichtverteilung.
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Die schwenkbaren Spiegel können jeweils um eine Achse, insbesondere um jeweils eine nach dem Einbau der Scheinwerfervorrichtung vertikal ausgerichtete Achse schwenkbar sein, so dass auf der Oberfläche der Leuchtstoffplatte jeweils ein horizontaler streifenförmiger leuchtender Bereich erzeugbar ist.
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Diese streifenförmigen leuchtenden Bereiche auf den Oberflächen der Leuchtstoffplatten stellen jeweils eine räumlich ausgedehnte Lichtquelle für die jeweilige strahlformende Optik dar, so dass jeweils ein der jeweiligen räumlichen Ausdehnung entsprechendes Segment in der Scheinwerferlichtverteilung ausgeleuchtet werden kann.
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Die Scheinwerfervorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass sie im eingebauten Zustand die im Wesentlichen bezüglich einer Fahrzeuglängsrichtung symmetrische Scheinwerferlichtverteilung erzeugt.
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Durch eine derartige symmetrische Scheinwerferlichtverteilung kann eine gleichermaßen gute Ausleuchtung auf beiden Straßenseiten erzielt werden.
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Die Scheinwerfervorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass sie im eingebauten Zustand eine Scheinwerferlichtverteilung erzeugt, in welcher der dem Überlappungsbereich der beiden Leuchtstoffplattenbereiche entsprechende Bereich der Scheinwerferlichtverteilung mit erhöhter Lichtintensität auf die Straßenmitte fällt.
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Auf diese Weise wird eine hohe Lichtstärke in einem Bereich der Scheinwerferlichtverteilung erzielt, in dem sie in den meisten Fällen auch benötigt wird.
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Als schwenkbarer Spiegel kann ein mikroelektromechanischer Spiegel (MEMS-Spiegel) vorgesehen werden.
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Mikroelektromechanische Spiegel eignen sich aufgrund ihrer geringen Trägheit und hohen Präzision gut dafür, periodische Schwingungen mit einer Frequenz von 100 Hz bis einigen Kilohertz präzise auszuführen. Bei diesen Frequenzen wird die auf die Schwenkbewegung der Spiegel zurückzuführende störende Dynamik in der Lichtverteilung für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar.
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Der schwenkbare Spiegel kann auch als ein piezoelektrisch angetriebener mikromechanischer Spiegel ausgeführt sein. Alternativ dazu kann der schwenkbare Spiegel als kapazitiv und/oder induktiv angetriebener Spiegel sein. Dadurch kann die Schwingung des Spiegels auf einfache Weise durch elektrische Pulse angeregt werden.
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Als Primärlichtquellen können im blauen Spektralbereich emittierende Laserdioden vorgesehen sein. Blaue Laserdioden weisen eine hohe Leuchteffizienz auf. Außerdem eignet sich das blaue Licht gut als Anregungslicht für Leuchtstoffe.
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Alternativ können auch im UV-Spektralbereich emittierende Laserdioden eingesetzt werden. Dadurch können auch solche Leuchtstoffe angeregt werden die vom blauen Licht nicht angeregt werden.
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Die Scheinwerfervorrichtung kann eine weitere oder mehrere weitere Primärlichtquellen zur Formung eines einer gewünschten Scheinwerferlichtverteilung entsprechenden leuchtenden Bereichs auf der Leuchtstoffplatte aufweisen.
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Durch die Verwendung von zusätzlichen Primärlichtquellen kann die resultierende Gesamtintensitätsverteilung des Scheinwerferlichtes weiter homogenisiert werden. Außerdem kann die Gesamtintensitätsverteilung durch gezieltes Ausleuchten bestimmter Bereiche der Leuchtstoffplatte gezielt modifiziert werden.
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Die weitere bzw. die weiteren Primärlichtquellen können derart ausgebildet sein, dass ein intensitätsstarker Randbereich eines auf eine Primärlichtquelle zurückzuführenden Lichtkegels des Scheinwerferlichtes zwischen zwei lokale Maxima der Intensitätsverteilung einer auf die restlichen Primärlichtquellen zurückzuführenden Lichtkegels des Scheinwerferlichtes fällt.
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Durch derartige Anordnung der Scheinwerfervorrichtung kann die Gesamtlichtverteilung besonders effizient homogenisiert werden.
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Die Scheinwerfervorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass die Spiegelebene im Gleichgewichtszustand des Spiegels einen spitzen Winkel zu der Leuchtstoffplatte bildet, wobei die Primärlichtquellen derart angeordnet sind, dass im Gleichgewichtszustand des Spiegels die Primärlichtstrahlen auf der Spiegeloberfläche im unterschiedlichen Abstand von der Leuchtstoffplatte eintreffen können.
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Eine derartige Scheinwerfervorrichtung erlaubt es, insbesondere durch unterschiedliche Positionierung der Primärlichtstrahlen bezüglich der Spiegeloberfläche den von den Primärlichtquellen ausgeleuchteten Bereich der Leuchtstoffplatte noch flexibler zu gestalten.
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Die Primärlichtquellen können jeweils eine der jeweiligen Primärlichtquelle nachgeschaltete Primäroptik aufweisen.
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Mit Hilfe der Primäroptik kann der Öffnungswinkel des jeweiligen Primärlichtstrahls und somit die Größe des jeweiligen Lichtspots auf der Leuchtstoffplatte angepasst werden, um den Leuchtintensitätsverteilung der Leuchtstoffplatte gemäß gewünschter Scheinwerferlichtverteilung zu beeinflussen.
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Als Primärlichtquellen können alternativ zu Laserdioden LED, insbesondere mit Kollimationsoptik ausgestattete LED eingesetzt werden.
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Durch die Kollimationsoptik kann das LED-Licht auf den jeweiligen schwenkbaren Spiegel gerichtet werden, um jeweils einen beweglichen Lichtspot auf der jeweiligen Leuchtstoffplattenoberfläche zu erzeugen.
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Die Leuchtstoffplatten können einen im gelben Spektralbereich emittierenden Leuchtstoff aufweisen.
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Solche Leuchtstoffe werden häufig zur Erzeugung von weißem Licht verwendet und sind leicht verfügbar.
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Die Leuchtstoffplatten können auch einen im breiten Spektralbereich emittierenden Leuchtstoff bzw. ein Leuchtstoffgemisch aufweisen.
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Durch die Verwendung des im breiten Spektralbereich emittierenden Leuchtstoffs bzw. Leuchtstoffgemisches kann ein weißes Scheinwerferlicht mit einem hohen Farbwiedergabeindex erzeugt werden.
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Die Leuchtstoffplatte kann transluzent ausgebildet sein und die Scheinwerfervorrichtung kann so eingerichtet sein, dass ein von einer dem schwenkbaren Spiegel abgewandten Rückseite der Leuchtstoffplatte abgegebenes Licht durch die strahlformende Optik erfassbar ist.
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Durch eine derartige Trennung des sekundären optischen Zweigs von dem primären optischen Zweig wird das Erfassen des von der Leuchtstoffplatte abgegebenen Lichtes von dem schwenkbaren Spiegel nicht beeinträchtigt.
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Die Scheinwerfervorrichtung kann derart ausgebildet sein, dass im Betrieb ein Teil des Primärlichts von der Leuchtstoffplatte diffus gestreut wird, so dass das von der Leuchtstoffplatte abgestrahlte und von der strahlformende Optik erfasste Licht eine Mischung des von Primärlichtquellen emittierten von der Leuchtstoffplatte diffus gestreuten Lichtes und des sekundären vom Leuchtstoff emittierten Lichtes darstellt, die im Wesentlichen als weißes Licht wahrnehmbar ist.
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Somit kann eine effiziente Weißlichtquelle zur Formung des Scheinwerferlichts bereitgestellt werden.
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Die strahlformende Optik kann eine Linse aufweisen.
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Durch Linsen können die als sekundäre Lichtquellen fungierenden leuchtenden Bereiche der jeweiligen Leuchtstoffplattenoberfläche auf einfache Weise auf eine Zielebene vor dem Fahrzeug projiziert werden.
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Alternativ oder zusätzlich zu Linsen kann auch eine Reflexionsoptik vorgesehen werden.
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Durch zusätzliche Optik kann die resultierende Lichtverteilung weiter modifiziert bzw. angepasst werden.
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Der schwenkbare Spiegel kann als ein um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen schwenkbarer Spiegel ausgebildet sein.
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Dadurch wird das primäre Licht in zwei senkrecht zueinander liegenden Richtungen derart aufgefächert, dass die jeweilige Projektion des jeweiligen Primärlichtstrahls auf der Leuchtstoffplatte jeweils eine im Wesentlichen rechteckige Fläche ausfüllt.
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Der um zwei Achsen schwenkbare Spiegel kann als resonant bzw. quasiresonant anregbarer um zwei Achsen schwenkbarer Spiegel ausgebildet sein. Insbesondere kann ein solcher Spiegel im Betrieb auf der Leuchtstoffplatte Lissajous-Trajektorien innerhalb des jeweiligen rechteckigen Bereichs fahren, so dass der jeweilige Lichtspot im zeitlichen Durchschnitt längere Zeit in Randbereichen als im zentralen Bereich des jeweiligen Rechtecks aufhält, was zu einem ungleichmäßigen Leuchten des leuchtenden Bereichs der Leuchtstoffplattenoberfläche führt.
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Auswirkungen dieser Ungleichmäßigkeit auf die Intensitätsverteilung im Scheinwerferfernfeld werden durch Überlagerung von einzelnen von jeweiligen Primärstrahlen ausgeleuchteten Leuchtstoffplattenbereiche wenigstens teilweise kompensiert.
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Die Scheinwerfervorrichtung kann so ausgebildet sein, dass ein von einer Primärlichtquelle ausgeleuchteter Leuchtstoffplattenbereich innerhalb eines größeren von einer oder mehreren anderen Primärlichtquellen ausgeleuchteten Leuchtstoffplattenbereichs fällt.
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Dadurch kann zum einen die zweidimensionale Gesamtintensitätsverteilung der Scheinwerferlichtverteilung homogenisiert, und zum anderen im Zentralbereich des dem größeren Leuchtstoffplattenbereich entsprechenden Scheinwerferlichtkegels eine gezielte Erhöhung der Lichtintensität erreicht.
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Nach einem zweiten Aspekt ist ein Scheinwerfer eines Fahrzeugs vorgesehen, der eine Scheinwerfervorrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist.
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Der Scheinwerfer weist eine hohe Lichtstärke sowie eine weitgehend homogenisierte Gesamtintensitätsverteilung auf. Das vom Scheinwerfer emittierte weiße Licht weist zudem eine gute Farbwiedergabe auf.
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Der Scheinwerfer kann als Matrix-Scheinwerfer mit segmentierter Lichtverteilung ausgeführt sein, die eine Scheinwerfervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt zur Ausleuchtung eines oder mehrere Segmente der segmentierten Lichtverteilung aufweist.
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Durch die Ausführung des Scheinwerfers als Matrix-Scheinwerfer mit segmentierter Lichtverteilung kann die Flexibilität eines Matrix-Scheinwerfers mit der hohen Lichtstärke und homogenen Lichtverteilung der Scheinwerfervorrichtung kombiniert werden.
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Nach einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug vorgesehen, das einen Scheinwerfer gemäß dem zweiten Aspekt im vorderen Teil der Fahrzeugkarosserie aufweist.
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Das Fahrzeug zeichnet sich durch eine verbesserte Straßenausleuchtung mit dem Scheinwerfer aus, insbesondere aufgrund der homogenisierten Intensitätsverteilung des Scheinwerferlichtes. Zudem kann in den Bereichen, wo die hohe Lichtstärke benötigt wird, die Lichtintensität ganz gezielt erhöht werden.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht einer Scheinwerfervorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht einer Scheinwerfervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine schematische Draufsicht einer Scheinwerfervorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Scheinwerfervorrichtung 1 weist ein erste Primärlichtquelle 2 zur Erzeugung eines ersten Primärlichtstrahls und eine zweite Primärlichtquelle 2' zur Erzeugung eines zweiten Primärlichtstrahls auf. Ferner weist die Scheinwerfervorrichtung einen schwenkbaren Spiegel 4 zum Projizieren des ersten Primärlichtstrahls und des zweiten Primärlichtstrahls zu jeweils einem beweglichen Lichtspot auf einer dem schwenkbaren Spiegel 5 zugewandten Oberfläche einer Leuchtstoffplatte 5 sowie eine der Leuchtstoffplatte 5 nachgeschaltete strahlformende Optik 6 auf.
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Als Primärlichtquellen 2, 2' werden in diesem Ausführungsbeispiel im blauen Spektralbereich emittierende Laserdioden vorgesehen.
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Es können auch im UV-Spektralbereich emittierende Laserdioden eingesetzt werden. Alternativ zu Laserdioden können auch LED, insbesondere mit einer strahlformenden Primäroptik ausgestattete LED eingesetzt werden.
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Als schwenkbarer Spiegel 4 wird in der Scheinwerfervorrichtung ein piezoelektrisch angetriebener mikroelektromechanischer Spiegel (MEMS-Spiegel) vorgesehen.
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Es können auch kapazitiv und/oder induktiv angetriebene mikroelektromechanische Spiegel verwendet werden.
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Die Schwenkbarkeit bzw. die Schwenkbewegung des Spiegels 4 wird in 1 durch gebogene doppelseitige Pfeile symbolisch dargestellt.
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Als Leuchtstoffplatte 5 wird eine mit einem durch blaues Licht anregbaren im gelben Spektralbereich emittierenden Leuchtstoff bzw. Leuchtstoffgemisch versehene transluzente Platte vorgesehen.
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Als strahlformende Optik 6 wird in diesem Ausführungsbeispiel eine Linse vorgesehen. Alternativ oder zusätzlich können auch Reflektoren für die Formung des Scheinwerferlichtstrahls eingesetzt werden.
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Der Strahlengag in der Scheinwerfervorrichtung wird in 1 durch dünne Pfeile verdeutlicht.
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Im Betrieb wird der schwenkbare Spiegel 4 resonant bzw. quasiresonant angeregt. Resonante bzw. quasiresonante Anregung bedeuten in diesem Zusammenhang, dass die Anregungsfrequenz gleich oder nahezu gleich der Resonanzfrequenz des Spiegels 4 liegt, so dass der Spiegel 4 eine quasifreie Schwenkbewegung ausführen kann.
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Der schwenkbare Spiegel 4 ist um eine vertikale – also senkrechte zur der Abbildungsebene – Achse schwenkbar, so dass von dem ersten Primärlichtstrahl und von dem zweiten Primärlichtstrahl jeweils ein horizontaler streifenförmiger leuchtender Bereich auf der Leuchtstoffplatte 5 ausgeleuchtet wird.
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Dabei wird ein Teil des Primärlichts durch den Leuchtstoff der Leuchtstoffplatte 5 absorbiert und in ein sekundäres Licht umgewandelt. Ein Teil des Primärlichts wird von der Leuchtstoffplatte 5 diffus gestreut.
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Bedingt durch die Transluzenz der Leuchtstoffplatte 5 findet das Leuchten des jeweiligen streifenförmigen Bereichs der Leuchtstoffplatte 5 auch auf der dem schwenkbaren Spiegel 4 abgewandten und der Linse 6 zugewandten Rückseite der Leuchtstoffplatte 5 statt.
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Somit stellt der jeweilige streifenförmige leuchtende Bereich der Leuchtstoffplatte 5 jeweils eine räumlich ausgedehnte Lichtquelle für die strahlformende Optik 6 dar, so dass ein der räumlichen Ausdehnung des jeweiligen streifenförmigen leuchtenden Bereichs entsprechendes Segment in der Scheinwerferlichtverteilung ausgeleuchtet werden kann.
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Die erste Primärlichtquell 2, die zweite Primärlichtquelle 2', der schwenkbarer Spiegel 4 und die Leuchtstoffplatte 5 sind derart angeordnet, dass sich der von dem ersten Primärstrahl erzeugte streifenförmige leuchtende Bereich und der von dem zweiten Primärstrahl erzeugten leuchtenden Bereich überlagern. Somit überlagern sich auch diesen Bereichen der Leuchtstoffplatte 5 entsprechenden Segmente in der Scheinwerferlichtverteilung.
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Bedingt durch die resonante bzw. quasiresonante Schwingung des Spiegels 4 führt der jeweilige Lichtspot eine oszillierende Bewegung auf der dem schwenkbaren Spiegel 4 zugewandten Oberfläche der Leuchtstoffplatte 5 aus, welche der Oszillation eines harmonischen Oszillators ähnlich ist. Wendepunkte bzw. Umkehrpunkte der Oszillation des jeweiligen Lichtspots entsprechen den Positionen maximaler Auslenkung des Spiegels 4 bzw. einem Nulldurchgang der Winkelgeschwindigkeit des Spiegels 4, so dass die durchschnittliche Verweildauer des jeweiligen Lichtspots an den Wendepunkten am größten ist.
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Beim Passieren des Gleichgewichtszustandes ist hingegen die Winkelgeschwindigkeit des jeweiligen Spiegels am höchsten, so dass in der Mitte des jeweiligen leuchtenden Bereichs die Verweildauer des jeweiligen Lichtspots am geringsten ist.
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Bedingt durch diese Unterschiede in der Verweildauer des jeweiligen Lichtspots an unterschiedlichen Stellen der Leuchtstoffplattenoberflächen weisen die leuchtenden Bereiche der Leuchtstoffplattenoberflächen – zeitlich gemittelt – eine inhomogene Leuchtstärkenverteilung auf. Diese inhomogene Leuchtstärkenverteilung spiegelt sich in der Intensitätsverteilung von auf einzelne Primärlichtquellen 2, 2' zurückzuführenden Lichtkegeln 7, 7' wieder, die in der 1 schematisch als dünne gestrichelte Linien dargestellt sind, so dass die beiden Lichtkegel 7 und 7' Randbereiche mit erhöhter Intensität und jeweils einen zentralen Bereich mit niedriger Intensität aufweisen.
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Rechts in 1 sind Intensitätsverteilungen 8, 8' der beiden Lichtkegel 7, 7' ebenfalls schematisch dargestellt, die sich ergeben, wenn die Primärlichtquellen 2, 2' einzeln eingeschaltet sind. Der erste nur auf die erste Primärlichtquelle 2 zurückzuführende Lichtkegel 7 weist eine erste Intensitätsverteilung 8 auf und der zweite nur auf die zweite Primärlichtquelle 2' zurückzuführende Lichtkegel 7' der zweiten Primärlichtquelle 2' weist eine zweite Intensitätsverteilung 8' auf.
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Die Intensitätsverteilungen 8, 8' stellen eine Abhängigkeit der Lichtintensität von einem horizontalem Richtungswinkel α in willkürlichen Einheiten dar. Die beiden Intensitätsverteilungen 8 und 8' sind im Wesentlichen identisch und weisen eine niedrige Intensität jeweils in einem breiten zentralen Bereich sowie eine hohe Intensität in Randbereichen auf. Diese Inhomogenität der Intensitätsverteilungen 8, 8' ist auf inhomogenes Leuchten der als sekundäre Lichtquellen dienenden Bereiche der Leuchtstoffplatte 5 zurückzuführen.
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Im Betrieb der Scheinwerfervorrichtung 1 überlagern sich die auf die jeweilige Primärlichtquelle 2, 2' zurückzuführende leuchtenden Bereiche der Leuchtstoffplatte 5, sodass auch die entsprechenden Lichtkegel 7, 7' sich überlagern. Dabei fällt ein intensitätsstarker Randbereich des ersten Lichtkegels 7 in den intensitätsschwachen mittleren Bereich des zweiten Lichtkegels 7', und umgekehrt, ein intensitätsstarker Randbereich des zweiten Lichtkegels 7' fällt in den intensitätsstarken mittleren Bereichs des ersten Lichtkegels 7. Dadurch ergibt sich eine Gesamtintensitätsverteilung 9, wie sie in 1 durch eine durgezogene Linie dargestellt ist.
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In der Gesamtintensitätsverteilung 9 kompensieren sich zum Teil die auf unterschiedliche Verweildauer des jeweiligen Lichtspots an unterschiedlichen Stellen der jeweiligen Leuchtstoffplattenoberfläche zurückzuführenden Inhomogenitäten der ersten und der zweiten Intensitätsverteilung 8, 8' gegenseitig.
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Außerdem wird im zentralen Bereich der Gesamtintensitätsverteilung eine Intensitätserhöhung erzielt, wodurch der zentrale Bereich der Scheinwerferlichtverteilung stärker ausgeleuchtet werden kann.
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2 zeigt eine schematische Draufsicht einer Scheinwerfervorrichtung gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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Die Scheinwerfervorrichtung 1 der 2 ist ähnlich zu der Vorrichtung der 1 aufgebaut und weist Primärlichtquellen 2, 2', 2'' zur Erzeugung jeweils eines Primärlichtstrahls auf. Ferner weist die Scheinwerfervorrichtung einen schwenkbaren Spiegel 4 zum Projizieren des jeweiligen Primärlichtstrahl zu jeweils einem beweglichen Lichtspot auf einer dem schwenkbaren Spiegel 5 zugewandten Oberfläche einer Leuchtstoffplatte 5 sowie. Der Leuchtstoffplatte 5 ist eine strahlformende Optik 6 nachgeschaltet.
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Im Unterschied zu der 1 sind die Primärlichtquellen 2, 2', 2'' und der schwenkbare Spiegel 4 bezüglich der Leuchtstoffplatte 5 derart angeordnet, dass die von den einzelnen Primärlichtquellen ausgesandte Lichtstrahl an unterschiedlichen Stellen des schwenkbaren Spiegels eintreffen.
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Die Primärlichtstrahlen weisen unterschiedliche Öffnungswinkel und leuchten unterschiedliche Bereiche der Leuchtstoffplatte 5 aus.
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Zur Einstellung des jeweiligen Öffnungswinkels der jeweiligen Primärlichtquelle, sind Primäroptiken vorgesehen, die in 2 nicht dargestellt sind.
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Durch Wahl der Primäroptik, durch Ausrichtung der Primärlichtquellen und durch die jeweilige Position des Eintreffen des Primärlichtes auf der Spiegeloberfläche kann die von den Primärlichtstrahlen ausgeleuchtete Bereich sowie die Beleuchtungsstärkenverteilung entsprechend der Zielverteilung der Lichtintensität der Scheinwerferlichtverteilung eingestellt werden.
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Rechts in 2 sind Intensitätsverteilungen 8, 8', 8'' der auf einzelne Primärlichtquellen 2, 2', 2'' zurückzuführenden Lichtkegel 7, 7', 7'' schematisch als gestrichelte dicke Linien dargestellt.
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Diese Intensitätsverteilungen würden sich ergeben, wenn die Primärlichtquellen 2, 2', 2'' separat hintereinander eingeschaltet worden wären.
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Zwei Intensitätsverteilungen 8 und 8' sind den entsprechenden Intensitätsverteilungen der 1 ähnlich und überlagern sich auch auf ähnliche Weise. Die dritte Intensitätsverteilung 8'' ist enger als die ersten zwei Intensitätsverteilungen 8, 8' und liegt mitten in dem Überlagerungsbereich der ersten zwei Intensitätsverteilungen 8, 8'.
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Durch Überlagerung von einzelnen Lichtkegeln 7, 7', 7'' ergibt sich eine Gesamtintensitätsverteilung 9, die in 2 als eine durgezogene dicke Linie dargestellt ist.
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In der Gesamtintensitätsverteilung 9 wird durch den mittleren Lichtkegel 7'' insbesondere der mittlere Bereich beeinflusst. Insbesondere wird die Lichtintensität in dem mittleren Bereich erhöht. Außerdem wird in diesem Bereich der Gesamtintensitätsverteilung die Verteilung homogenisiert.
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In einem Ausführungsbeispiel ist der Spiegel 4 um zwei senkrecht zueinander stehende Achsen schwenkbar. Dabei werden die Primärlichtstrahlen in zwei senkrecht zueinander liegenden Richtungen derart aufgefächert, dass die jeweilige Projektion des jeweiligen Primärlichtstrahls auf der Leuchtstoffplattenoberfläche 5 jeweils eine im wesentlichen rechteckige Fläche ausfüllt, in der der jeweilige Lichtspot Lissajous-Figuren umschreibt. Dabei verweilt der jeweilige Lichtspot im Durchschnitt längere Zeit in Randbereichen als im zentralen Bereich des jeweiligen Rechtecks, was zu einem ungleichmäßigen Leuchten des jeweiligen im Wesentlichen rechteckigen leuchtenden Bereichs der Leuchtstoffplattenoberfläche führt. Auswirkungen dieser Ungleichmäßigkeit auf die Scheinwerferlichtverteilung können wenigstens zum Teil durch Überlagerung des auf die erste Primärlichtquelle zurückzuführenden leuchtenden Bereichs und des auf die zweite Primärlichtquelle zurückzuführenden leuchtenden Bereichs kompensiert.
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In einem Ausführungsbeispiel weisen die Primärlichtquellen Kollimationsoptik auf und sind derart angeordnet, dass der von einer Primärlichtquelle 2 ausgeleuchteter Bereich der Leuchtstoffplatte 5 in den von der anderen Primärlichtquelle 2' ausgeleuchteten Bereich auf der Leuchtstoffplatte 5 fällt. Dadurch kann in der Scheinwerferlichtverteilung in einem dem von der ersten Primärlichtquelle 2 ausgeleuchteten Bereich entsprechenden Segment höhere Lichtintensität erzielt werden.
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Dadurch wird zum einen die zweidimensionale Gesamtintensitätsverteilung homogenisiert, und zum anderen wird im Zentralbereich eine Erhöhung der Lichtintensität erzielt.
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Obwohl zumindest eine beispielhafte Ausführungsform in der vorhergehenden Beschreibung gezeigt wurde, können verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden. Die genannten Ausführungsformen sind lediglich Beispiele und nicht dazu vorgesehen, den Gültigkeitsbereich, die Anwendbarkeit oder die Konfiguration der vorliegenden Offenbarung in irgendeiner Weise zu beschränken. Vielmehr stellt die vorhergehende Beschreibung dem Fachmann einen Plan zur Umsetzung zumindest einer beispielhaften Ausführungsform zur Verfügung, wobei zahlreiche Änderungen in der Funktion und der Anordnung von in einer beispielhaften Ausführungsform beschriebenen Elementen gemacht werden können, ohne den Schutzbereich der angefügten Ansprüche und ihrer rechtlichen Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Scheinwerfervorrichtung
- 2, 2', 2''
- Primärlichtquelle
- 4
- Schwenkbarer Spiegel
- 5
- Leuchtstoffplatte
- 6
- Strahlformende Optik
- 7, 7', 7''
- Lichtkegel
- 8, 8', 8''
- Intensitätsverteilung
- 9
- Gesamtintensitätsverteilung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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