DE202015001682U1

DE202015001682U1 - Beleuchtungseinrichtung

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Publication number: DE202015001682U1
Application number: DE201520001682
Authority: DE
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2015-03-04
Filing date: 2015-03-04
Publication date: 2015-03-24
Anticipated expiration: 2025-03-05

Abstract

Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug mit einer Laserdiodenanordnung (2), einem Lichtwellenlängenkonversionselement (4) zur Wellenlängenkonversion des von der Laserdiodenanordnung (2) erzeugten Lichts sowie einer Sicherheitsvorrichtung zur Messung eines Fehlerfalls des Lichtwellenlängenkonversionselements (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsvorrichtung mindestens einen Signalgeber und mindestens einen Signalempfänger zum Senden und Empfangen von Messstrahlung aufweist, wobei der mindestens eine Signalgeber und der mindestens eine Signalempfänger auf unterschiedlichen Seiten des Lichtwellenlängenkonversionselements (4) angeordnet sind, so dass Messstrahlung vom mindestens einen Signalgeber das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) durchdringt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
I. Stand der Technik
Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise in der DE 20 2012 005 157 U1 offenbart. Diese Schrift beschreibt eine gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mit einer Laserdiodenanordnung, einem Lichtwellenlängenkonversionselement und einer Optik. Jedoch besitzt diese Beleuchtungseinrichtung keine Sicherheitsvorrichtung, insbesondere eine Sicherheitsabschaltung, welche einen Fehlerfall zuverlässig detektiert und die Laserlichtquelle abschaltet oder zumindest auf ein biologisch ungefährliches Strahlungsleistungsniveau herunter regelt.
Sicherheitsvorrichtungen für eine gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtungen sind beispielsweise in den Druckschriften DE 10 2011 075 147 A1 , WO 2012/007027 A1 , DE 10 2010 011 029 A1 und DE 10 2010 028 949 A1 sowie DE 10 2010 063 921 A1 offenbart.
II. Darstellung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Sicherheitsvorrichtung für eine gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, welche eine zuverlässige Detektion eines Fehlerfalls ermöglicht und die daraufhin die Laserlichtquelle abschaltet oder zumindest auf ein biologisch ungefährliches Strahlungsleistungsniveau herunter regelt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Beleuchtungseinrichtung bereitzustellen, die es ermöglicht, eine zu intensive Beleuchtung, insbesondere von Personen, mit Laserlicht zu vermeiden.
Die photobiologische Sicherheit von Fahrzeugleuchten und Fahrzeugscheinwerfern mit LED- oder Laser-Lichtquellen muss gewährleistet werden. Gemäß der Einteilung der Risikogruppen nach IEC 62471:2006 muss auf jeden Fall das Erreichen von Risikogruppe 3 vermieden werden. Es ist sogar das Vermeiden von Risikogruppe 2 wünschenswert. Gegebenenfalls sind auch weitere relevante Richtlinien, beispielsweise von der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin zu berücksichtigen. Hierbei ist auch die Unterscheidung von Tag, Nacht und Dämmerung zu berücksichtigen. Besonders relevant ist dieses Thema im Zusammenhang mit Laser-Lichtquellen und anderen Lichtquellen, bei denen der Scheinwerfer eine besonders hohe Leuchtdichte an der Lichtaustrittsfläche aufweist. Als weiteres Beispiel seien an dieser Stelle Hochstrom-Leuchtdioden und insbesondere auch der Einsatz der vorgenannten Lichtquellen in Scheinwerfern mit kleiner Apertur genannt. Kritisch sind in diesem Zusammenhang vor allem Abblendlicht- und Fernlichtfunktion sowie adaptive Systeme, insbesondere Advanced Forward Lighting Systems (AFS), und Markierungslichtfunktion.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird durch eine Beleuchtungseinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besitzt eine Laserdiodenanordnung und ein Lichtwellenlängenkonversionselement zur Wellenlängenkonversion des von der Laserdiodenanordnung erzeugten Lichts. Erfindungsgemäß weist die Beleuchtungseinrichtung mindestens eine Sicherheitsvorrichtung auf, die einen Fehlerfall zuverlässig detektiert, wobei die Sicherheitsvorrichtung mindestens einen Signalgeber und mindestens einen Signalempfänger zum Senden und Empfangen von Messstrahlung aufweist, und wobei der mindestens eine Signalgeber und der mindestens eine Signalempfänger auf unterschiedlichen Seiten des Lichtwellenlängenkonversionselements angeordnet sind, so dass Messstrahlung vom Signalgeber das Lichtwellenlängenkonversionselement durchdringt. Mit Hilfe der Messstrahlung können Defekte im Lichtwellenlängenkonversionselement detektiert werden, da Richtung und Intensität der vom Lichtwellenlängenkonversionselement transmittierten Messstrahlung vom Zustand des Lichtwellenlängenkonversionselements abhängen. Da Signalgeber und Signalempfänger auf unterschiedlichen Seiten des Lichtwellenlängenkonversionselements angeordnet sind, kann vom Signalempfänger nur Messstrahlung empfangen werden, die vom Lichtwellenlängenkonversionselement transmittiert wurde.
Vorzugsweise ist die Sicherheitsvorrichtung derart ausgebildet, dass sie die Laserdiodenanordnung im Fehlerfall abschaltet oder zumindest auf ein biologisch ungefährliches Strahlungsleistungsniveau herunter regelt.
Vorzugsweise umfasst die Sicherheitsvorrichtung eine Sensorvorrichtung, die mindestens einen Signalgeber und mindestens einen Signalempfänger zum Senden und Empfangen von Messstrahlung aufweist, und ist dazu ausgebildet, Sensorsignale von der Sensorvorrichtung auszuwerten sowie die Lichtemission der Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Sensorsignalauswertung zu steuern. Insbesondere ist die Sicherheitsvorrichtung dazu ausgelegt, die Laserlichtquellen der Laserdiodenanordnung im Fehlerfall bzw. im Fall eines Defekts des Lichtwellenlängenkonversionselements zu dimmen oder auszuschalten.
Vorteilhafterweise umfasst die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung zusätzlich eine Überwachungsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, Sensorsignale von einer Sensorvorrichtung auszuwerten und die Lichtemission der Laserdiodenanordnung oder der Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Sensorsignalauswertung zu steuern, so dass eine im Rahmen der photobiologischen Sicherheit zulässige Beleuchtungsdauer nicht überschritten wird. Dadurch wird zusätzlich zur Beleuchtungsstärke auch die Beleuchtungsdauer überwacht.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung mindestens eine Halbleiterlichtquelle und eine Überwachungsvorrichtung auf, wobei die Überwachungsvorrichtung dazu ausgebildet ist, Sensorsignale von einer Sensorvorrichtung auszuwerten und die Lichtemission der mindestens einen Halbleiterlichtquelle oder der Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Sensorsignalauswertung zu steuern, so dass eine im Rahmen der photobiologischen Sicherheit zulässige Beleuchtungsdauer nicht überschritten wird.
Die Beleuchtungseinrichtung weist ein Lichtwellenlängenkonversionselement (4) auf. Dieses ist von der Anregungslichtquelle, welche bevorzugt als Laserdiode ausgebildet ist, räumlich entfernt angebracht, also in einer sogenannten Remote Anordnung.
Das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) kann dabei auf einem Trägersubstrat (nicht dargestellt), beispielsweise auf einem Saphir- oder Diamantplättchen angeordnet sein. Das Lichtwellenlängenkonversionselement (4), insbesondere eine Phosphor-Keramik, kann aber auch ohne die Nutzung eines Trägersubstrats direkt an seinen Seitenrändern gehaltert sein, so dass der Anregungsstrahl der Laserdiode (2) direkt in das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) eindringen kann, ohne vorher ein Trägersubstrat durchlaufen zu haben. Das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) kann insbesondere elektrisch isoliert an einer elektrisch nichtleitenden Kappe 10 eines ringförmigen Absatzes 104 angebracht sein.
Vorzugsweise ist das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) als Gehäuseabschnitt des Gehäuses für die Beleuchtungseinrichtung oder die Laserdiodenanordnung ausgebildet. Das Gehäuse schützt die Laserdiode bzw. die Laserdioden vor Beschädigung und Berührung. Außerdem kann mittels des Gehäuses eine Wärmesenke für die Laserdiodenanordnung verwirklicht werden und Schutz vor dem Laserlicht geboten werden. Der Kappe (10) weist eine Lichtaustrittsöffnung auf, in der das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) angeordnet ist. Dadurch kann der Rand der Lichtaustrittsöffnung als Blende für das von dem Lichtwellenlängenkonversionselement emittierte Licht genutzt werden.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung dient vorzugsweise als Lichtquelle in Kraftfahrzeugscheinwerfern.
Beschreibung der einzigen Fig. 1.
Diese zeigt eine teilweise geschnittene, schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung mit erfindungsgemäßer Sicherheitsabschaltung (nicht dargestellt).
In 1 ist schematisch eine Beleuchtungseinrichtung dargestellt, die allein oder zusammen mit weiteren gleichartigen Beleuchtungseinrichtungen als Lichtquelle in einem Kraftfahrzeugscheinwerfer dient. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt ein zylindrisches Gehäuse 1 aus Aluminium, eine Laserdiodenanordnung 2, welche aus einer oder mehreren Laserdioden bestehen kann, eine innerhalb des Gehäuses 1 angeordnete Primäroptik 3 und ein Lichtwellenlängenkonversionselement 4 sowie eine Sekundäroptik 5.
Das zylindrische Gehäuse 1 besitzt eine erste Stirnseite 101 und eine zweite Stirnseite 102 sowie eine zylindrische Seitenwand 100. Die Laserdiodenanordnung 2 ist innerhalb des Gehäuses 1 an der ersten Stirnseite 101 des Gehäuses 1 angeordnet. An seiner zweiten Stirnseite 102 weist das Gehäuse 1 eine Kappe 10 auf, die an der zylindrischen Seitenwand 100 des Gehäuses 1, beispielsweise mittels einer Steckverbindung und Schrauben (nicht abgebildet), fixiert ist. Die Primäroptik 3 ist mittig innerhalb des zylindrischen Gehäuses 1 angeordnet und an der Innenseite der zylindrischen Seitenwand 100 fixiert.
Die Kappe 10 weist eine kreisscheibenförmige Öffnung 11 auf, die als Lichtaustrittsöffnung des Gehäuses 1 dient und in der das Lichtwellenlängenkonversionselement 4 angeordnet ist, so dass die Öffnung 11 von dem Lichtwellenlängenkonversionselement 4 abgedeckt ist. Das Lichtwellenlängenkonversionselement 4 ist in einer Aussparung 103 in der Kappe 10 am Rand der Öffnung 11 mittels Klebstoff fixiert. Der Klebstoff kann elektrisch isolierend sein. Die Kappe 10 weist einen ringförmigen Absatz 104 auf, dessen Außendurchmesser auf den Innendurchmesser der zylindrischen Seitenwand 100 abgestimmt ist und der mit Klemmsitz an der Innenseite der zylindrischen Seitenwand 100 anliegt. An der äußeren Stirnfläche der Kappe 10 ist die Sekundäroptik 5 angeordnet und beispielsweise mittels Passstiften 51, die in entsprechende Bohrungen in der Kappe 10 greifen, und mittels Schrauben (nicht abgebildet) an der Kappe 10 befestigt. Die Anordnung der Passstifte 51 an der Sekundäroptik 5 und der entsprechenden, passgerechten Bohrungen in der Kappe 10 legt die relative räumliche Lage und Ausrichtung der Sekundäroptik bezüglich des Lichtwellenlängenkonversionselements 4 und der Lichtaustrittsöffnung 11 sowie der Laserdiodenanordnung 2 und der Primäroptik 3 fest.
Die Laserdiodenanordnung 2 besteht aus einer Laserdiode, die blaues Licht mit einer Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 430 bis 470 Nanometer erzeugt und einer Treiberschaltung für die Laserdiode sowie Stromzuführungen, die aus dem Gehäuse 1 an seiner ersten Stirnseite 101 herausgeführt sind.
Die Primäroptik 3 ist als Sammellinse ausgebildet, die das von der Laserdiodenanordnung 2 erzeugte Licht auf das Lichtwellenlängenkonversionselement 4 lenkt.
Das Lichtwellenlängenkonversionselement 4 liegt bevorzugt in Form eines keramischen Konverters vor.
Das Lichtwellenlängenkonversionselement 4 umfasst mindestens eine Konversionsschicht mit mindestens einem Konversionsmittel. Das Konversionsmittel ist dazu ausgebildet, wenigstens einen Teil des ersten Anteils der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung mit einer von der Primärstrahlung verschiedenen, größeren Wellenlänge zu konvertieren.
Die Konversionsschicht kann auch ein Matrixmaterial enthalten, beispielsweise ein Silikon oder eine Keramik, in welchem das mindestens eine Konversionsmittel eingebettet ist. Das Matrixmaterial kann hierbei als Bindemittel wirken. Das Matrixmaterial kann in einem relevanten Spektralbereich bevorzugt durchlässig für die elektromagnetische Strahlung sein. „Relevanter Spektralbereich” bedeutet hierbei sowohl elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge oder eines ersten Wellenlängenbereichs, das zu konvertieren ist (also die Primärstrahlung), als auch elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereichs, das durch die Konversion resultiert (also die Sekundärstrahlung).
Das Konversionsmittel kann ein anorganischer Leuchtstoff sein, der auf Down-Conversion beruht. Bevorzugt ist das Konversionsmittel mit einem Cer- oder Europium-dotierten Leuchtstoff gebildet. Der Wirkungsgrad der Konversion kann von der Temperatur abhängen, insbesondere kann der Wirkungsgrad mit steigender Temperatur sinken. Das Konversionsmittel ist zum Beispiel pulverförmig oder liegt als gesintertes Substrat vor. Ebenso wie das Matrixmaterial ist das Konversionsmittel im relevanten Spektralbereich beständig gegen Fotoschäden.
Bevorzugt enthält die Konversionsschicht ein Keramikmaterial oder wird durch eine Schicht aus einem Keramikmaterial gebildet, welches einen keramischen Konversionsstoff aufweist, welcher als Konversionsmittel wirkt.
Der keramische Konversionsstoff kann beispielsweise zumindest eines oder mehrere der folgenden Materialien zur Konversion aufweisen oder aus einem oder mehreren der folgenden Materialien gebildet sein: mit Metallen der seltenen Erden dotierte Granate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisulfide, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Thiogallate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Silikate, wie Orthosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Chlorosilikate, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Erdalkalisiliziumnitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Oxinitride und mit Metallen der seltenen Erden dotierte Aluminiumoxinitride, mit Metallen der seltenen Erden dotierte Siliziumnitride, Sialone.
Als keramischer Konversionsstoff können in bevorzugten Ausführungsformen insbesondere Granate, etwa Yttriumaluminiumoxid (YAG), Lutetiumaluminiumoxid (LuAG) und Terbiumaluminiumoxid (TAG), verwendet werden.
Die Materialien für den keramischen Konversionsstoff sind in weiteren bevorzugten Ausführungsformen beispielsweise mit einem der folgenden Aktivatoren dotiert: Cer, Europium, Neodym, Terbium, Erbium, Praseodym, Samarium, Mangan. Rein beispielhaft für mögliche dotierte keramische Konversionsstoffe seien Cer-dotierte Yttriumaluminium-Granate, Cer-dotierte Lutetiumaluminium-Granate, Europium-dotierte Orthosilikate sowie Europium-dotierte Nitride genannt.
Das Lichtwellenlängenkonversionselement 4 konvertiert das von der Laserdiodenanordnung 2 erzeugte blaue Licht anteilig in gelbes Licht mit einem Intensitätsmaximum im Wellenlängenbereich von 500 bis 590 Nanometer, so dass durch die Öffnung 11 in der Kappe 10 weißes Licht emittiert wird, das eine Mischung aus nicht-konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist. Das von dem Lichtwellenlängenkonversionselement 4 emittierte weiße Licht wird in die Sekundäroptik 5 eingekoppelt.
Die Sekundäroptik 5 besteht aus Glas oder transparentem Kunststoff. Die Sekundäroptik 5 ist im Wesentlichen kegelstumpfförmig ausgebildet. Ihre Mantelfläche 500 ist totalreflektierend ausgebildet oder mit einer lichtreflektierenden, beispielsweise metallischen Beschichtung versehen. Die der Kappe 10 zugewandte erste Stirnseite 501 der Sekundäroptik 5 ist mit mehreren Passstiften 51 ausgestattet, die in passgerechte Bohrungen in der Kappe 10 greifen. Die zweite Stirnseite 502 der Sekundäroptik 5 dient als Lichtaustrittsöffnung der Sekundäroptik 5 bzw. der Beleuchtungseinrichtung. Die zweite Stirnseite 502 der Sekundäroptik 5 weist Facetten 503 oder stufenartigen Erhebungen aufweisen. Die Sekundäroptik 5 dient zur Formung der Lichtverteilung des von der Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichts.
Im Betrieb der Beleuchtungseinrichtung kann das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) porös werden und/oder Teile des Materials können abfallen und/oder herausbrechen, so dass unkonvertierte Laserstrahlung in biologisch gefährlicher Intensität aus der Beleuchtungseinrichtung austreten kann. Weiterhin können sich im Lichtwellenlängenkonversionselement (4) Risse, Spalten, innere Grenzflächen und Vakuolen ausbilden, die es ebenfalls ermöglichen, dass unkonvertierte Laserstrahlung in biologisch gefährlicher Intensität aus der Beleuchtungseinrichtung austreten kann. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besitzt mindestens eine Sicherheitsvorrichtung, die dazu ausgebildet ist, Sensorsignale von mindestens einer Sensorvorrichtung auszuwerten und die Lichtemission der Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Sensorsignalauswertung zu steuern, insbesondere zu dimmen oder abzuschalten. Insbesondere soll dabei die materielle Integrität des Lichtwellenlängenkonversionselements 4 überprüft werden, indem die Ausbildung von Defekten (Risse, Spalten, innere Grenzflächen, Materialausbrüche, Vakuolen) überwacht wird.
III. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Die erfindungsgemäße Sensorvorrichtung kann wie folgt beschrieben ausgebildet sein, auch in Kombination jeder einzelnen der nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen.
Eine oder mehrere Infrarotlichtquellen (nicht dargestellt) beaufschlagen das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) von außen, also von außerhalb des Gehäuses (1), mit einer Messstrahlung, deren Strahlausbreitung hin zum Lichtwellenlängenkonversionselement (4) weist. Die Infrarotstrahlung (Messstrahlung) kann dabei auf das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) unter einem Einfallswinkel von Null Grad, also parallel zur Ebenen-Normalen des Lichtwellenlängenkonversionselement (4)), auftreffen, und/oder auch schräg zur Ebenen-Normalen. Eine Infrarot-Sensoranordnung (Signalempfänger) (nicht dargestellt) befindet sich im Inneren des Gehäuses (1). Die Infrarotstrahlung (Messstrahlung) des Signalgebers durchdringt das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) von außen nach innen und kann von der innenliegenden Infrarot-Sensoranordnung, beispielsweise einer geeigneten Photodiode oder Photozelle, detektiert werden. Im Fehlerfall, also wenn die Integrität des Lichtwellenlängenkonversionselements (4) nicht mehr gegeben ist, empfängt die Infrarot-Sensoranordnung eine erhöhte Infrarot-Intensität. Die Infrarot-Sensoranordnung leitet dann das Messsignal (Fehlerfallsignal) nach außen zu einer Signalanalysevorrichtung weiter. Dies geschieht über nicht dargestellte Signalleitungen, die aus dem Gehäuse (1) herausführen, alternativ auch per drahtloser Kommunikation. Alternativ kann sich die Signalanalysevorrichtung auch innerhalb des Gehäuses (1) befinden. Die Signalanalysevorrichtung ist mit einer Steuervorrichtung (nicht dargestellt) für die Laserdioden verbunden, welche im Fehlerfall den Betrieb der Laserdioden unterbrechen oder die Laserdioden mit einem photobiologisch unschädlichen Leistungsniveau betreiben.
Die Beaufschlagung mit Infrarotstrahlung (Messstrahlung) kann dabei kontinuierlich oder zeitlich getaktet erfolgen. Die Beaufschlagung mit Infrarotstrahlung kann auch im Nichtbetriebszustand der Beleuchtungsanlage erfolgen, so dass bereits vor der Inbetriebnahme der Beleuchtungsanlage ein Fehlerfall entdeckt werden kann.
Alternativ ist es möglich, den Lichtweg umzukehren, indem die Infrarot-Lichtquellen (Signalgeber) innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet sind, und Sensoreinrichtung (Signalempfänger) außerhalb des Gehäuses (1) im oder neben dem Abstrahlbereich der Beleuchtungseinrichtung angeordnet ist.
Die Wellenlängen der Infrarotstrahlung können im nahen, mittleren und im fernen Infrarotbereich liegen.
Alternativ können auch andere Wellenlängen verwendet werden, zum Beispiel im sichtbaren oder ultravioletten Spektralbereich.
In analoger Weise kann eine Beaufschlagung des Lichtwellenlängenkonversionselements (4) mit Terahertzstrahlung (Messstrahlung) erfolgen, welche dann beispielsweise mit einem geeigneten Signalempfänger, beispielsweise einer Golay-Zelle, nachgewiesen werden können.
In analoger Weise kann eine Beaufschlagung des Lichtwellenlängenkonversionselements (4) mit Mikrowellenstrahlung (Messstrahlung) erfolgen.
In analoger Weise kann eine Beaufschlagung des Lichtwellenlängenkonversionselements (4) mit Ultraschall (Messstrahlung) erfolgen. Im Fehlerfall tritt ein größerer Anteil an Ultraschall durch das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) hindurch und kann von entsprechenden Sensoren (Signalempfänger) detektiert und der Sicherheitsauswertung- und Sicherheitsregelung zugeführt werden. Dabei kann die Ultraschallquelle innerhalb oder außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet sein wobei der Ultraschallsensor (Signalempfänger) stets auf der anderen Seite in Bezug zum Lichtwellenlängenkonversionselement (4) angeordnet ist. Alternativ können auch andere Schallfrequenzen verwendet werden. Es können aber auch andere Frequenzbereiche verwendet werden, beispielsweise im Frequenzbereich von 20 Hertz bis 1 KHz, oder im weiteren akustisch wahrnehmbaren Bereich bis ca. 20 kHz. Die Schallerzeugung kann beispielsweise mit einem Piezo-Kristall erfolgen.
Weitere Methoden der Fehlerermittlung können sein:
Ein Signalgeber emittiert eine Messstrahlung, zum Beispiel eine Infrarotstrahlung, dergestalt, dass die Strahlung die Außenseite des Lichtwellenlängenkonversionselements (4) parallel zu seiner Erstreckungsebene überstreicht. Die Messstrahlung bildet dabei sozusagen einen Strahlungsvorhang in geringem Abstand zur Oberfläche des Lichtwellenlängenkonversionselements aus, ähnlich zu einem in der Industrie gängigen Sicherheits-Lichtvorhang.
Die dem oder den Signalgebern zugeordneten Infrarot-Empfängern, beispielsweise Photozellen, detektieren in oben beschriebener Weise die Signalstärke der Infrarotstrahlung. Verdampft nun im Betrieb der Beleuchtungsanordnung im Fehlerfall Konversionsmaterial vom Lichtwellenlängenkonversionselement (4) nach außen (in Bezug auf das Gehäuse (1)), so wird ein Teil der Infrarotstrahlung an den austretenden Partikeln gestreut, was zu einer Intensitätsminderung an zumindest einer der Infrarot-Empfängern führt. Dieses Signal kann dann wiederum zur Steuerung der Laserdioden (2) verwendet werden, beispielsweise zur Abschaltung oder Dimmung.
In analoger Weise können Infrarot-Signalgeber und Infrarotempfänger auch innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet sein, wobei dann die innere Oberfläche des Lichtwellenlängenkonversionselements (4) parallel zu seiner Erstreckungsebene von der Infrarotstrahlung (Messstrahlng) überstrichen wird.
Weitere Möglichkeiten der Erkennung eines Fehlerfalls sind:
Im Innern des Gehäuses herrscht ein Luftdruck bzw. ein Partialdruck, der geringer ist als der Außenluftdruck außerhalb des Gehäuses (1). Bei Luftdurchtritt durch das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) von außen nach innen, was beispielsweise bei einem Sprung oder Riss des Lichtwellenlängenkonversionselement (4) der Fall sein kann, ändert sich der innere Luftdruck innerhalb des Gehäuses (1), was mit einem innerhalb des Gehäuses befindlichen Drucksensor detektiert werden kann.
In einer alternativen Ausbildung kann im Inneren des Gehäuses (1) ein Luftüberdruck herrschen, welcher dann bei Auftreten eines Sprung oder Riss des Lichtwellenlängenkonversionselement (4) abnimmt, was wiederum durch ein im Inneren des Gehäuses befindlichen Drucksensor detektiert werden kann. Anstelle von einer Luftbefüllung im Inneren kann auch ein anderes Gas oder Gasgemisch verwendet werden, zum Beispiel ein Edelgas oder ein nicht brennbares Gasgemisch wie Schwefelhexafluorid SF₆. Anstelle eines Gesamtdrucks kann auch der Partialdruck eines Füllgases gemessen werden.
In einer weiteren Ausführung können Signalgeber und Signalempfänger auf derselben Seite des Lichtwellenlängenkonversionselement (4) angeordnet sein, also, beide innerhalb des Gehäuses, was den Vorteil hat, dass Signalgeber und Signalempfänger vor Umwelteinflüssen geschützt sind, oder beide außerhalb des Gehäuses, was den Vorteil hat, dass beide in einer freieren Gestaltung platziert werden können.
Das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) kann kreisförmig flach ausgebildet sein, mit einem Kreisdurchmesser von ca. 1 bis 2 mm und einer Dicke von 30 bis 200 Mikrometer.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 202012005157 U1 [0002]
DE 102011075147 A1 [0003]
WO 2012/007027 A1 [0003]
DE 102010011029 A1 [0003]
DE 102010028949 A1 [0003]
DE 102010063921 A1 [0003]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

IEC 62471:2006 [0006]

Claims

Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug mit einer Laserdiodenanordnung (2), einem Lichtwellenlängenkonversionselement (4) zur Wellenlängenkonversion des von der Laserdiodenanordnung (2) erzeugten Lichts sowie einer Sicherheitsvorrichtung zur Messung eines Fehlerfalls des Lichtwellenlängenkonversionselements (4), dadurch gekennzeichnet, dass die Sicherheitsvorrichtung mindestens einen Signalgeber und mindestens einen Signalempfänger zum Senden und Empfangen von Messstrahlung aufweist, wobei der mindestens eine Signalgeber und der mindestens eine Signalempfänger auf unterschiedlichen Seiten des Lichtwellenlängenkonversionselements (4) angeordnet sind, so dass Messstrahlung vom mindestens einen Signalgeber das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) durchdringt.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, Sensorsignale von einer Sensorvorrichtung auszuwerten und die Lichtemission der Laserdiodenanordnung oder der Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Sensorsignalauswertung zu steuern, so dass eine im Rahmen der photobiologischen Sicherheit zulässige Beleuchtungsdauer nicht überschritten wird.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) als Bestandteil eines Gehäuses (1) der Beleuchtungseinrichtung ausgebildet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Lichtwellenlängenkonversionselement als Bestandteil eines Gehäuses (1, 20) der Laserdiodenanordnung (2) ausgebildet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gehäuseabschnitt (10) eine Lichtaustrittsöffnung (11) aufweist und das Lichtwellenlängenkonversionselement (4) in der Lichtaustrittsöffnung (11) angeordnet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gehäuseabschnitt als elektrisch isolierende Kappe (10) oder Deckel ausgebildet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Signalgeber außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist und ein Signalempfänger innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei ein Signalgeber innerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist und ein Signalempfänger außerhalb des Gehäuses (1) angeordnet ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messstrahlung eine elektromagnetische Strahlung ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Messstrahlung eine akustische Strahlung ist.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Sicherheitsvorrichtung im Fehlerfall die Laserlichtquelle abschaltet oder zumindest auf ein biologisch ungefährliches Strahlungsleistungsniveau herunter regelt.
Beleuchtungseinrichtung für ein Fahrzeug mit mindestens einer Halbleiterlichtquelle, dadurch gekennzeichnet, dass eine Überwachungsvorrichtung vorgesehen ist, die dazu ausgebildet ist, Sensorsignale von einer Sensorvorrichtung auszuwerten und die Lichtemission der mindestens einen Halbleiterlichtquelle oder der Beleuchtungseinrichtung in Abhängigkeit von einem Ergebnis der Sensorsignalauswertung zu steuern, so dass eine im Rahmen der photobiologischen Sicherheit zulässige Beleuchtungsdauer nicht überschritten wird.
Fahrzeugscheinwerfer mit mindestens einer Beleuchtungseinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12.