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Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul für einen Kfz-Scheinwerfer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Im Bereich der Kfz-Beleuchtung, insbesondere bei Kfz-Scheinwerfern, ist die Verwendung von leistungsstarken Lichtquellen mit möglichst hoher Leuchtdichte erwünscht. Dadurch lassen sich mit kleinem Bauraum lichtstarke Beleuchtungseinrichtungen realisieren. Die abgestrahlten Lichtverteilungen müssen bestimmte, in der Regel gesetzlich vorgegebene Eigenschaften aufweisen. Für die Frontlichter eines Kraftfahrzeuges ist in der Regel weißes Licht erwünscht.
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Mit Laserlichtquellen, beispielsweise Halbleiter-Laserdioden, lassen sich hohe Strahlungsleistungen erzielen. Allerdings strahlen Laserlichtquellen Prinzip meist nahezu monochromatisches, kohärentes und stark kollimiertes Laserlicht aus, das in dieser Form nicht unmittelbar als abgestrahltes Licht der Beleuchtungseinrichtung verwendet werden kann.
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Laserlichtquellen werden in der Kfz-Beleuchtung daher meist mit einem Wellenlängenkonverter eingesetzt. Dabei wird das monochromatische, kohärente Laserlicht in diffuses und weitgehend inkohärentes weißes Licht umgewandelt. Aus der
DE 10 2012 220 481 A1 und der
US 8,400,011 B2 sind beispielsweise Lichtmodule mit einer Laserlichtquelle und einem Photolumineszenzkonverter bekannt. Der Photolumineszenzkonverter weist einen Photolumineszenzfarbstoff auf, der durch Anregung zur Photolumineszenz mittels Laserlicht ein Licht mit anderen Wellenlängen abgibt. Die so erzielte Sekundärlichtverteilung umfasst das umgewandelte Licht und gegebenenfalls auch gestreute Anteile des eingestrahlten Lichts, und ist daher für die Zwecke der Kfz-Beleuchtung nutzbar.
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Dem Wellenlängenkonverter kommt eine sicherheitsrelevante Bedeutung zu, da unumgewandeltes Laserlicht bei den typisch hohen Strahlungsleistungen von Laserlichtquellen potenziell gefährlich ist.
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Wird der Wellenlängenkonverter beschädigt, kann unter Umständen eine Gefährdung durch aus der Beleuchtungseinrichtung austretende, stark kollimierte Laserstrahlen auftreten. Um Beschädigungen des Konverters zu detektieren und den Laser gegebenenfalls abzuschalten, ist in der
DE 10 2012 220 481 A1 und der
US 8,400,011 B2 eine Detektionseinrichtung zum Detektieren der Strahlungsintensität vorgesehen ist. Nachteile dieser Sicherheitsvorrichtungen sind, dass sie zusätzliche optische und elektronische Komponenten benötigen um die Strahlungsintensität zu detektieren. Außerdem ist eine Steuereinrichtung erforderlich, um die Laserlichtquelle abzuschalten, wenn die detektierte Intensität einen Sicherheitsgrenzwert überschreitet.
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Aus der
DE 10 2012 220 472 A1 ist eine Sicherheitsvorrichtung bekannt, bei der eine Blende an einer Abstrahlvorrichtung oder im Strahlengang zwischen dem Photolumineszenzelement und der Abstrahloptik angeordnet ist. Diese Blende muss präzise in Bezug auf das Photolumineszenzselements und die Laserlichtquelle justiert werden. Außerdem muss konstruktiv sichergestellt sein, dass die Blende nicht ungewollt ihre Position verändert.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf zuverlässige und robuste Weise eine Gefährdung durch austretendes Laserlicht aus einer Kfz-Beleuchtungseinrichtung zu vermeiden.
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Diese Aufgabe wird durch ein Lichtmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Unter einem Lichtmodul wird im vorliegenden Zusammenhang die eigentlich lichtabgebende Baueinheit einer Kfz-Beleuchtungseinrichtung verstanden. Die Aufgabe wird jedoch auch durch eine Kfz-Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des beschriebenen Lichtmoduls gelöst.
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Das Lichtmodul umfasst eine Laserlichtquelle zur Ausstrahlung eines Primärlichtbündels in einen Primärraumwinkelbereich um eine Primärabstrahlrichtung ausgehend von der Laserlichtquelle. Ferner ist ein Wellenlängenkonverter vorgesehen, welcher derart angeordnet ist, dass das mit der Laserlichtquelle ausstrahlbare Primärlichtbündel auf den Wellenlängenkonverter auftrifft. Der Wellenlängenkonverter ist derart ausgebildet ist, dass durch das auftreffende Primärlichtbündel eine Sekundärlichtverteilung mit insbesondere polychromatischem oder weißem Licht ausstrahlbar ist, indem wenigstens ein Anteil des Primärlichtbündels aus Laserlicht z.B. unter Ausnutzung von Photolumineszenz in Licht mit abweichender Wellenlänge umgewandelt wird.
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Die Sekundärlichtverteilung wird insbesondere in einen Sekundärraumwinkelbereich ausgestrahlt. Die Ausstrahlung der Sekundärlichtverteilung von dem Wellenlängenkonverter erfolgt insbesondere diffus und weitgehend ungerichtet. In der Regel weist der Wellenlängenkonverter nach Anregung durch das Primärlichtbündel die Abstrahlcharakteristik eines Lambert-Strahlers auf. Der Sekundärraumwinkelbereich ist insofern deutlich größer als der Primärraumwinkelbereich.
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Das Lichtmodul umfasst ferner eine Abstrahloptikeinrichtung (z.B. Projektionslinse, Umlenkreflektor) zum Umformen der Sekundärlichtverteilung in eine Abstrahllichtverteilung des Lichtmoduls. Die Abstrahllichtverteilung ist z.B. um eine Hauptabstrahlrichtung konzentriert, welche bei Einbau in ein Kraftfahrzeug z.B. in Fahrtrichtung weist.
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Das Lichtmodul umfasst außerdem ein Trägerbauteil zum Haltern des Wellenlängenkonverters. Das Trägerbauteil weist einen Sicherheitsbügel auf, welcher ausgehend von dem Wellenlängenkonverter betrachtet den Primärraumwinkelbereich um die Primärabstrahlrichtung herum überdeckt.
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Im störungsfreien Normalbetrieb ergibt sich in dem Lichtmodul folgender Strahlengang: Ausgehend von der als Primärlichtquelle wirkenden Laserlichtquelle verläuft ein Primärlichtbündel (Laserlicht) im Wesentlichen in dem Primärraumwinkelbereich um die Primärabstrahlrichtung herum. Das von der Laserlichtquelle ausgestrahlte Primärlichtbündel trifft im Normalfall auf den Wellenlängenkonverter. Der Wellenlängenkonverter wandelt das kohärente Primärlichtbündel in eine nutzbare Sekundärlichtverteilung aus diffusem weitgehend inkohärenten weißen Licht um. Die Lichtstrahlen der Sekundärlichtverteilung treffen auf die Abstrahloptikeinrichtung und werden von dieser in die, vorzugsweise im Wesentlichen um eine Hauptabstrahlrichtung des Lichtmoduls konzentrierte, Abstrahllichtverteilung umgeformt (d.h. umgelenkt und/oder reflektiert und/oder projiziert). Für die Abstrahloptikeinrichtung wirkt daher der Wellenlängenkonverter als die eigentliche Lichtquelle, dessen Sekundärlichtverteilung das Gefährdungspotenzial von Laserlicht im Wesentlichen nicht mehr aufweist. Im Normalbetrieb gewährleistet der Wellenlängenkonverter somit, dass das potenziell gefährliche Laserlicht nicht direkt in die Abstrahllichtverteilung gelangt.
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Ist der Wellenlängenkonverter beispielsweise aufgrund mechanischer Einflüsse, eines Unfalls oder Konstruktionsfehlers nicht im Strahlengang des Primärlichtbündels angeordnet (z.B. zerbrochen), so wird das Laserlicht des Primärlichtbündels durch den am Trägerbauteil des Wellenlängenkonverters angeordneten Sicherheitsbügel unterdrückt. Der Sicherheitsbügel ist somit derart am Trägerbauteil angeordnet, dass verhindert wird, dass trotz des nicht mehr wirksamen Wellenlängenkonverters potenziell gefährliches Laserlicht aus dem Lichtmodul austritt. Der Sicherheitsbügel gewährleistet außerdem, dass der Wellenlängenkonverter vor mechanischen Einwirkungen geschützt am Trägerbauteil angeordnet ist.
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Bei der Verwendung von Laserlichtquellen muss aufgrund der typischerweise stark kollimierten Lichtbündel mit geringem Strahldurchmesser eine präzise Ausrichtung der Laserlichtquelle auf den Wellenlängenkonverter und eine zuverlässige und sichere Anordnung des Wellenlängenkonverters sichergestellt werden. Dies kann mit dem Trägerbauteil zum Haltern des Wellenlängenkonverters und ggf. seiner Befestigungsweise in dem Lichtmodul gewährleistet werden.
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Durch Anordnung des Sicherheitsbügels an dem Trägerbauteil des Wellenlängenkonverters befindet sich der Sicherheitsbügel ebenfalls in einer robusten, sicheren und präzise auf die Laserlichtquelle ausgerichtete Position. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung kann somit jeder Laserstrahl durch den Sicherheitsbügel im Innern des Lichtmoduls beendet werden. Im Störfall wird auf einfach zu realisierende Weise eine Gefährdung durch abgestrahlte Laserstrahlen vermieden. Diese Schutzeinrichtung weist eine hohe Funktionssicherheit auf, da insbesondere bewegliche mechanische Bauteile oder elektronische Steuerungen nicht erforderlich sind.
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Die Abstrahloptikeinrichtung kann als Reflektor z.B. parabolischer Reflektor oder als Reflektoranordnung ausgebildet sein. Ebenso ist möglich, dass die Abstrahloptikeinrichtung als Projektionseinrichtung, z.B. umfassend eine Projektionslinse ausgebildet ist. Die Abstrahloptikeinrichtung kann auch aus mehreren Optikelementen bestehen, z.B. Primäroptik und Sekundäroptik.
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Im störungsfreien Normalbetrieb ist der Einfluss des Sicherheitsbügels auf die Abstrahllichtverteilung vernachlässigbar gering. Dies ist darauf zurückzuführen, dass der Sicherheitsbügel vorzugsweise in seiner Größe derart bemessen ist, dass das Licht nur für den Fall blockiert wird, in dem es direkt (ohne Wellenlängenkonverter) auf den Sicherheitsbügel trifft. Bei typischen Laserlichtquellen kann der Halbwertswinkel des Laserlichts ca. 2°–8° betragen. Der Sicherheitsbügel weist z.B. eine Längserstreckung von 10mm bis 20mm und eine Quererstreckung von 1mm bis 8mm auf und kann im genannten Fall beispielsweise 90 % des Laserstrahls blockieren. Ist der Wellenlängenkonverter wirksam, wird die Abstrahllichtverteilung im Wesentlichen durch die vom Wellenlängenkonverter abgestrahlte Sekundärlichtverteilung gespeist. Das weitgehend inkohärente weiße Licht der Sekundärlichtverteilung ist weniger kollimiert und stärker diffus. Die Leistung der Sekundärlichtverteilung ist daher homogener im Raum in dem Sekundärraumwinkelbereich verteilt. Der Sekundärraumwinkelbereich ist deutlich größer als der Primärraumwinkelbereich. Eine Unterdrückung von Lichtstrahlen durch den Sicherheitsbügel in dem vergleichsweise kleinen Primärraumwinkelbereich um die Primärabstrahlrichtung führt daher im Normalbetrieb nicht zu einem nennenswerten Leistungsverlust oder Störungen der Abstrahllichtverteilung. Um Leistungsverluste zu minimieren, ist der Sicherheitsbügel insbesondere nicht größer ausgelegt, als zum Blockieren des Primärstrahlbündels erforderlich. Der Sicherheitsbügel ist insbesondere derart bemessen, dass nur Licht blockiert wird, das um die Primärabstrahlrichtung in dem Primärraumwinkelbereich verlaufend auf den Sicherheitsbügel trifft.
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Vorzugsweise ist der Sicherheitsbügel mit dem Trägerbauteil fest verbunden, insbesondere einstückig verbunden. Dadurch ist der Sicherheitsbügel mechanisch robust und fest justiert in das Trägerbauteil integriert. Insbesondere ist dadurch gewährleistet, dass der Sicherheitsbügel relativ zum Wellenlängenkonverter exakt ausgerichtet ist.
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Vorzugsweise ist der Sicherheitsbügel im Strahlengang des Primärlichtbündels zwischen Wellenlängenkonverter und Abstrahloptikeinrichtung angeordnet. Dadurch wird das Primärlichtbündel durch den Sicherheitsbügel unterdrückt bevor es auf die Abstrahloptikeinrichtung trifft und von vorneherein verhindert, dass potenziell gefährliches Laserlicht von der Abstrahloptikeinrichtung in Richtung der Abstrahllichtverteilung umgelenkt wird. Insbesondere ragt der Sicherheitsbügel über eine Halterungsebene des Wellenlängenkonverters, in welcher der Wellenlängenkonverter angeordnet ist, hervor.
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In einer bevorzugten Ausführungsform verläuft der Sicherheitsbügel in seinem weiteren Verlauf beabstandet von der Halterungsebene und erstreckt sich entlang der Halterungsebene, insbesondere im Wesentlichen parallel zu der Halterungsebene. Der Abstand des entlang der Halterungsebene verlaufenden Abschnitts des Sicherheitsbügels von der Halterungsebene kann zum Beispiel ca. 1–10 mm betragen. Denkbar ist, dass der Sicherheitsbügel ausgehend von der Halterungsebene zunächst einen schrägen Verlauf aufweist. Nach dem schrägen Verlauf kann der Sicherheitsbügel in einen Abschnitt mit parallelem Verlauf zu Halteebene übergehen. Denkbar ist auch, dass der Sicherheitsbügel entlang seiner Erstreckung einen abgewinkelten Verlauf aufweist. Insbesondere ist der Sicherheitsbügel fingerartig ausgestaltet und erstreckt sich abgeknickt über die Halterungsebene. Durch die gewinkelte Ausgestaltung beeinträchtigt der Sicherheitsbügel bei intaktem Wellenlängenkonverter einen möglichst geringen Bereich der Sekundärlichtverteilung.
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Vorzugsweise umfasst der Sicherheitsbügel auf der der Laserlichtquelle zugewandten Seite einen Absorptionsbereich, welcher derart ausgebildet ist, dass auftreffendes Laserlicht zumindest teilweise absorbierbar ist. Dies kann dadurch erfolgen, dass der Absorptionsbereich eine zur Absorption von Laserlicht ausgebildete Oberfläche umfasst.
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Es erweist sich als vorteilhaft wenn der Absorptionsbereich auf der der Laserlichtquelle zugewandten Seite nur in dem Bereich ausgebildet ist, der den Primärraumwinkelbereich überdeckt.
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Nach einer Ausgestaltung der Erfindung, umfasst der Sicherheitsbügel einen Streubereich mit einer Oberfläche aus einem streuenden Material, so dass ein auftreffendes Lichtbündel insbesondere derart zur Seite oder diffus gestreut wird, dass es nicht von der Abstrahloptikeinrichtung erfasst wird. Ein auf der Streuoberfläche auftreffendes Lichtbündel trägt dadurch nicht zur Abstrahllichtverteilung bei.
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Denkbar ist auch eine Ausgestaltung, wonach der Sicherheitsbügel einen Reflexionsbereich mit einer Reflexionsoberfläche umfasst, welche derart angeordnet ist, dass ein entlang der Primärabstrahlrichtung auftreffendes Lichtbündel derart ablenkbar ist, dass es nicht zur Abstrahllichtverteilung beiträgt. Ein auf der Reflexionsoberfläche auftreffendes Lichtbündel wird insbesondere derart abgelenkt, dass es nicht von der Abstrahloptikeinrichtung erfasst wird. Beispielsweise kann die Reflexionsoberfläche schräg zur Primärabstrahlrichtung orientiert sein.
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Eine vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich dadurch, dass der Sicherheitsbügel einen Rückreflexionsbereich mit einer reflektierenden Oberfläche umfasst, so dass ein entlang der Primärabstrahlrichtung verlaufendes auf die reflektierende Oberfläche auftreffendes Lichtbündel zurück zu dem Wellenlängenkonverter gelenkt wird. Das Lichtbündel kann dann von dem Wellenlängenkonverter gestreut werden und somit zumindest teilweise zu der Abstrahllichtverteilung beitrage. Der Rückreflexionsbereich kann z.B. so ausgestaltet und orientiert sein, dass rückreflektiertes Licht auf einen im Vergleich zur ursprünglichen ein Strahlrichtung abgelegenen oder randständigen Bereich des Wellenlängenkonverters trifft. Bei einem bereichsweise beschädigten Wellenlängenkonverter kann dadurch die Strahlung auf noch unbeschädigte Bereiche gelenkt werden und dadurch die Betriebssicherheit erhöht werden.
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Zur weiteren Ausgestaltung des Lichtmoduls ist ein zur Detektion von Laserstrahlung ausgebildetes Detektionselement vorgesehen. Der Sicherheitsbügel umfasst vorzugsweise einen Umlenkbereich mit einer zumindest anteilig reflektierend wirkenden Oberfläche, so dass ein entlang der Primärabstrahlrichtung auftreffendes Lichtbündel zumindest teilweise auf das Detektionselement ablenkbar ist. Das Detektionselement ist insbesondere zur Erkennung einer Intensitätszunahme des erfassten Lichtes eingerichtet. Überschreitet die Strahlungsintensität einen festgelegten Schwellwert, kann z.B. die Laserlichtquelle von einer Kontrollelektronik abgeschaltet werden.
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Es ist denkbar, dass an dem Sicherheitsbügel selbst ein Detektionselement angeordnet ist. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Temperatursensor handeln. Insbesondere weist der Sicherheitsbügel einen Absorptionsbereich mit einer absorbierenden Oberfläche auf. Durch die Absorption unumgewandelter Laserstrahlung erwärmt sich der Sicherheitsbügel. Trifft im Falle eines beschädigten Wellenlängenkonverters mehr unumgewandelte Laserstrahlung auf dem Sicherheitsbügel auf, erwärmt sich dieser stärker. Durch einen Temperatursensor wird der Temperaturanstieg erfasst. Überschreitet die Temperatur einen vorgegebenen Wert, kann z.B. die Laserlichtquelle von einer Kontrollelektronik abgeschaltet werden. Es ist ebenfalls denkbar, an dem Bügel ein Indikationselement anzubringen, das sich bei Erwärmung über einen Schwellwert insbesondere dauerhaft verfärbt. Anhand der Verfärbung es Indikationselements können Defekte oder Schäden am Wellenlängenkonverter auch bei ausgeschaltetem Lichtmodul diagnostiziert werden.
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Für Kfz-Beleuchtungseinrichtungen soll die Abstrahllichtverteilung oftmals charakteristische Eigenschaften aufweisen, die zum Teil gesetzlich geregelt sind. Insbesondere weist eine abgeblendete Lichtverteilung eine Hell-Dunkel-Grenze auf, welche einen (unten liegenden) ausgeleuchteten Bereich von einem (oben liegenden) Dunkelbereich trennt. Nach einem Aspekt der Erfindung kann der Sicherheitsbügel dazu beitragen, die gewünschte Lichtverteilung zu erzielen. Hierzu kann der Sicherheitsbügel beispielsweise eine Blendenkante aufweisen, welche einen Bereich der Sekundärlichtverteilung abschattet und welche derart in Bezug auf die Abstrahloptikeinrichtung angeordnet ist, dass die von der Blendenkante abgeschattete Sekundärlichtverteilung in eine Abstrahllichtverteilung mit einer Hell-Dunkel-Grenze umgeformt wird.
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer die in den Figuren dargestellten Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind.
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Es zeigen:
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1 eine skizzierte Darstellung eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls im Normalbetrieb;
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2 eine Detailansicht aus 1;
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3a eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls in einer weiteren Ausführungsform im Normalbetrieb;
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3b eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls aus 3a im gestörten Betrieb;
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4 eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls in einer weiteren Ausführungsform; und
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5 eine Detailansicht eines erfindungsgemäßen Lichtmoduls in einer anderen Ausführungsform.
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In den Figuren sowie in der nachfolgenden Beschreibung sind gleiche oder einander entsprechende Bauteile und Merkmale mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Die 1 zeigt ein Lichtmodul 10 für einen Kfz-Scheinwerfer mit einer Laserlichtquelle 12 in Seitenansicht. Diese strahlt ein Primärlichtbündel 14 aus, welches um eine Primärabstrahlrichtung 16 in einem kleinen Primärraumwinkelbereich konzentriert verläuft. In dem in 1 dargestellten Normalbetrieb trifft das Primärlichtbündel 14 auf eine optionale Zwischenoptik 18, die das Primärlichtbündel 14 auf einen Wellenlängenkonverter 20 lenkt. Der Wellenlängenkonverter 20 ist von einem Trägerbauteil 22 gehaltert im Strahlengang des Primärlichtbündels 14 der Laserlichtquelle 12 angeordnet. Durch das auftreffende Primärlichtbündel 14 wird der Wellenlängenkonverter 20 zur Ausstrahlung einer Sekundärlichtverteilung 24 angeregt, welche vorzugweise inkohärentes, polychromatisches bzw. weißes Licht aufweist. Daher hat die Sekundärlichtverteilung nicht mehr die potenziell gefährlichen Eigenschaften von Laserlicht.
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Die Sekundärlichtverteilung 24 füllt einen im Vergleich zu dem Primärraumwinkelbereich größeren Sekundärraumwinkelbereich aus. Eine im dargestellten Beispiel als Reflektor 26 ausgebildete Abstrahloptikeinrichtung dient dazu, die Lichtbündel der Sekundärlichtverteilung 24 in eine Abstrahllichtverteilung 28 umzuformen bzw. umzulenken, welche im Wesentlichen um eine Hauptabstrahlrichtung 30 des Lichtmoduls 10 konzentriert ist.
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Das Lichtmodul 10 umfasst einen Sicherheitsbügel 32, der an dem Trägerbauteil 22 des Wellenlängenkonverters 20 angeordnet ist und über eine Halterungsebene für den Wellenlängenkonverters 20, in welcher der Wellenlängenkonverter 20 bzw. eine lichtabgebende Oberfläche des Wellenlängenkonverters 20 angeordnet ist, hervorragt.
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2 zeigt eine Ausgestaltung eines Lichtmoduls 10 in Draufsicht auf das Trägerbauteil 22 mit Wellenlängenkonverter 20 und dem an dem Trägerbauteil befestigten Sicherheitsbügel 32. Der Sicherheitsbügel 32 ragt über die Halterungsebene des Wellenlängenkonverters 20 hervor. Insbesondere ist der Wellenlängenkonverter 20 in einem mittigen Abschnitt des Trägerbauteil 22 positioniert. Der Sicherheitsbügel 32 setzt beispielsweise an einem Randabschnitt des Trägerbauteil 22 an und ragt ausgehend von dem Randabschnitt über den mittigen Bereich des Trägerbauteil 22. Insofern überdeckt der Sicherheitsbügel 32 einen Teil der Fläche des Wellenlängenkonverters 20.
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Somit trifft nur ein geringer Teil der vom Wellenlängenkonverter 20 ausgesandten Sekundärlichtverteilung 22 auf den Sicherheitsbügel 32. Der Sicherheitsbügel 32 ist so bemessen und angeordnet, dass der Primärraumwinkelbereich überdeckt wird, in dem Lichtbündel verlaufen, welche ausgehend von der Laserlichtquelle 12 um die Primärabstrahlrichtung 16 verlaufen. Im Idealfall treffen auch nur solche Lichtbündel auf den Sicherheitsbügel 32, welche ausgehend von der Laserlichtquelle 12 in einem Primärraumwinkelbereich um die Pimärabstrahlrichtung 16 verlaufen, sodass eine Umformung in die Abstrahllichtverteilung 28 auch nur für solche Lichtbündel unterdrückt wird. Die Abstrahllichtverteilung 28 wird im Wesentlichen durch die Sekundärlichtverteilung 24 erzeugt. Eine Unterdrückung von Lichtstrahlen in dem vergleichsweise kleinen Primärraumwinkelbereich um die Primärabstrahlrichtung 16 führt daher im Normalbetrieb nicht zu einem nennenswerten Leistungsverlust oder Störungen der Abstrahllichtverteilung 28.
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Der Sicherheitsbügel 32 kann auf der dem Wellenlängenkonverter 20 zugewandten Seite einen Absorptionsbereich 34 zum Absorbieren von Laserstrahlung umfassen. Durch die Absorption der Laserstrahlung erwärmt sich der Sicherheitsbügel 32. Ist der Wellenlängenkonverter 20 beschädigt, trifft ein größerer Anteil von Laserlicht auf den Sicherheitsbügel 32. Dieser erwärmt sich stärker. Beispielsweise kann ein am Sicherheitsbügel 32 angebrachter Temperatursensor 36 die Erwärmung detektieren.
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Die 3a und 3b zeigen eine schematische Darstellung des Sicherheitsbügels 32 eines Lichtmoduls 10 in einer weiteren Ausführungsform im störungsfreien Betrieb (3a) und für einen Störfall (3b). Der Sicherheitsbügel 32 umfasst einen Reflexionsbereich 38 mit einer schräg zur Primärabstrahlrichtung 16 orientierten Reflexionsoberfläche 40. Im Normalbetrieb (3a), d.h. mit einem intakten Wellenlängenkonverter 20, wird im Idealfall das gesamte Primärlichtbündel 14 erfasst und die Sekundärlichtverteilung 24 erzeugt. Die Sekundärlichtverteilung 24 strahlt in den Sekundärraumwinkelbereich ab und nur der Teil der Sekundärlichtverteilung 24, der in der Primärabstrahlrichtung 16 verläuft, wird von dem Sicherheitsbügel 32 abgelenkt. Die restlichen Lichtbündel der Sekundärlichtverteilung 24 werden von dem Sicherheitsbügel 32 nicht reflektiert und treffen auf Reflektor 26.
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Ist der Wellenlängenkonverter 20 beschädigt (3b), trifft das potenziell gefährliche Laserlichtbündel ausgehendend von der Laserlichtquelle 12 und der Zwischenoptik 18 auf den Sicherheitsbügel 32. Durch die Reflexionsoberfläche 40 des Sicherheitsbügels 32 werden die auftreffenden Lichtstrahlen in einen der Hauptabstrahlrichtung 30 des Lichtmoduls 10 und des Reflektors 26 abgewandten Bereich gelenkt und tragen somit nicht zur Abstrahllichtverteilung 28 des Lichtmoduls 10 bei.
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Die 4 und 5 zeigen weitere Ausführungsformen eines Lichtmoduls 10, wobei jeweils die Abstrahloptik nicht dargestellt ist. Auf einer Leiterplatte 42 ist ein Detektionselement 44 zum Erfassen und Überwachen der Strahlungsintensität von Laserlicht und zum Aussenden eines Detektorsignals angeordnet. In 4 weist der Sicherheitsbügel 32 einen Streubereich 46 mit einer streuenden Oberfläche 48 auf. Zumindest ein Teil des auf dem Sicherheitsbügel 32 auftreffenden Lichtbündels wird von der streuenden Oberfläche 48 auf einen Lichtleiter 50 gelenkt und in dem Lichtleiter 50 auf das Detektionselement 44 geführt. Der Lichtleiter 50 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass nur unumgewandelte Laserstrahlen geleitet werden. Dies kann insbesondere durch eine Beschichtung des Lichtleiters 50 oder durch den Einbau eines zusätzlichen optischen Filters realisiert werden. Lichtbündel der Sekundärlichtverteilung 24, die auf den Lichtleiter 50 treffen werden dann absorbiert und/oder reflektiert und gelangen vorzugsweise nicht auf das Detektionselement 44.
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Das Detektionselement 44 erfasst die Strahlungsintensität des auftreffenden Lichtbündels. Im Falle eines Defekts des Wellenlängenkonverters 20 trifft der unumgewandelte Laserlichtstrahl auf den Sicherheitsbügel 32 und damit auch auf das Detektionselement 44. Das Detektionselement 44 erfasst dann einen (sprunghaften) Anstieg der Strahlungsintensität und sendet im Falle einer Grenzwertüberschreitung der Strahlungsintensität ein Detektionssignal an eine Steuerelektronik der Laserlichtquelle 12. Um weitere Schäden am Lichtmodul 10 zu vermeiden, kann im Störfall die Laserlichtquelle 12 aufgrund des Detektionssignals des deaktiviert werden.
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Die 5 zeigt eine Ausführungsform, bei der zumindest ein Teil des auf den Sicherheitsbügel 32 auftreffenden Lichtbündels durch eine Durchstrahlöffnung 52 in dem Trägerbauteil 22 auf das Detektionselement 44 geführt wird. Vorteilhafterweise ist in der Durchstrahlöffnung 52 ein optisches Element 54, insbesondere eine Linse, ein diffraktives Element, ein Farbfilter oder ein Prisma vorgesehen, um die durch die Durchstrahlöffnung 52 eintretenden Lichtbündel auf das Detektionselement 44 anzupassen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012220481 A1 [0004, 0006]
- US 8400011 B2 [0004, 0006]
- DE 102012220472 A1 [0007]
