CN104730710A - 具有荧光材料面的发光设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种发光设备(1),具有:用于生成至少两条光束(4,5)的光生成装置(2,3);至少一个能由光束(4,5)照射的荧光材料面(7);和至少一个用于使光束(4,5)扫描地转向到荧光材料面(7)上的、能运动的平面转向镜(6),从而使光束(4,5)间隔开地射入到至少一个荧光材料面(7),并且使得荧光材料面(7)的至少一个区域(V)能由至少两条光束(4,5)在时间上间隔开地照射。一种用于生成光辐射图案的方法,其中,该方法至少具有下述步骤:借助至少两条光束(4,5)照射至少一个荧光材料面(7),使得荧光材料面(7)的至少一个区域(V)由至少两条光束(4,5)在时间上间隔开地照射。
Description
技术领域
本发明涉及一种发光设备,具有用于生成光束的光生成装置,能由光束照射的荧光材料面,和至少一个用于使光束扫描地转向到荧光材料面上的运动的平面转向镜。本发明特别地应用在车辆照明上、特别是车辆前大灯、特别是轿车的前大灯上。
背景技术
为了生成随时间变化的光辐射图案,特别地没有大的运动的部分,其可行性方案为,借助于激光器将相应的光分布写在由此隔开的转换颜料上(“Remote Phosphor”,远程荧光粉)。在那里形成的光分布能够利用传统的成像的系统在远场中成像,并且在那里生成所希望的光辐射图案。特别地在外部照射中、例如通过前大灯,转换颜料的短时间的(峰值)负荷能够基于为了足够强的照明所必须的高的功率密度而变得非常高。在需要高的光通量时,负荷可能甚至变得过高,以便能够在整体上实现。特别是在应当实现高分辨率(即小的局部的图像点或者“像素”)的时候,短时间的在转换颜料上的峰值功率密度变得非常大。
DE 10 2007 025 330 A1公开了一种投影设备,其具有至少两个用于发射出相应光束的光源和用于使光束转向到投影平面上的投影装置,其中,将光源中的至少两个指向,以使得其以预先界定的相互的角度发射出光束。另一种投影设备具有至少两个用于在同一直线上发射出相应光束的光源,用于使光束不在同一直线上转向的转向系统,和用于使不在同一直线上的光束转向到投影平面上的投影装置;其中,转向系统具有至少一个共同的微光学元件。
EP 1 351 522 A2公开了一种扫描的、光学的显示系统,其具有少量的部件并且容易被微型化。该系统包括多个发射出具有彼此不同的波长区域的光的光源,用于组合由光源发出的光束中的多条光束的光汇聚元件,和将组合的光扫描地覆盖到扫描表面的光学的扫描系统。该光汇聚元件是光学的衍射元件。
US 2005/0110954 A1公开了一种光投影仪,其具有用于通过扫描激光将图像投影到用于显示图像的屏幕上。该激光包含了多个激光光束。投影装置利用具有时差的多个激光光束来辐射屏幕上的基本上同一个位置。被分配给激光光束中的每一个的图像信号具有时差,从而将与在后面的激光光束相关联的在前面的激光光束延迟,以便对应于辐射中的时延。
US 2006/0044297 A1公开了一种图像显示装置,其具有带有多个光发射器的光源和光学的投影系统,由此,将光源中的光在主扫描方向上或者在副扫描方向上强力照射,以便在屏幕上生成具有预设的像素数量的图像。在主扫描方向上的扫描行通过光发射器中的每个所发射的光形成,并且将其控制,以使得其彼此叠加地在屏幕上成像。
发明内容
本发明的目的在于,至少部分地克服现有技术的缺陷,并且特别地提供一种用于通过远程荧光粉布置生成在时间上变化的光分布的改善的可行性方案。本发明的特别的目的在于,通过简单的和廉价的远程荧光粉布置提供在时间上变化的高明亮度的光分布。
根据独立权利要求的特征实现本发明的目的。优选的实施方式特别地能由从属权利要求得到。
该目的通过发光设备来实现,其具有用于生成至少两个(激励)光束的光生成装置,至少一个能由光束照射的荧光材料面,和至少一个用于使光束扫描地转向到荧光材料面上的转向单元,从而使光束间隔开地入射到该至少一个荧光材料面,并且使得荧光材料面的至少一个区域能由至少两个间隔开射入的光束依次地照射。这特别是发生在建立图像期间或者在图像建立时间之内。因此优选地,两个间隔开射入的光束之间的时间间隔在所选的图像建立时间之内。
这种发光设备具有的优点是,既能够减少实际光源的功率密度,又能够减少荧光材料面中的短时间的峰值功率密度。目前,每一个时间上间隔开的能被照射的、荧光材料面上的或者远场中的(荧光材料面和远场之间的相互关系例如通过光学的成像系统产生)区域能够由多个或者每个光源扫过,并且因此仅需要以小的强度对其产生作用,以便在与预设的图像建立时间相对应的预设的合成时间内生成相同的光通量。特别地,光通量倍增地由入射光的强度和所属辐射时间构成,即光通量=强度*辐射时间。该区域的总体的辐射时间作为关于超过一条光束的总和地增长。也就是说,在此至少使激励光束加倍,取代对利用单个的光束工作的布置进行复制并且在远场中叠加其光辐射图案并且在此减少唯一的布置的功率。
由此,光生成装置布置为远离荧光材料面,并且由其生成的光束通过空气路段直到荧光材料面,发光设备也能够被称为“Remote-Phosphor”-发光设备。
光束间隔开地入射到至少一个荧光材料面特别地意味着,至少两条光束不会在同一时间完全一致地入射到在荧光材料面,即不会在同一时间准确地照射同样的焦斑。特别地作为代替,至少两条光束在同时间、以其扩展的焦斑没有位置上的重叠地或者仅部分的位置上的重叠地入射到在至少一个荧光材料面上,或者在那里形成没有或部分重叠的焦斑。
图像建立时间特别地理解为需要这样的持续时间,以便建立利用确定的图像重复频率或图像重复率显示的图像序列的单帧图像。图像建立时间也能够理解为所需要的持续时间,以便照射荧光材料面。优选的是,荧光材料面的区域的辐射时间既与所希望的用于通过荧光材料面的轨迹的图像重复频率或者“重复率”匹配,又与荧光材料的松弛时间匹配。也是优选的是,图像重复频率至少是25Hz,从而将依次紧随的光辐射图案当作连续的依次紧随的来观察。25Hz的图像重复频率理想地甚至是至少100Hz或者甚至是至少200Hz,其在示例性选出的在远场中的0.05°和1°之间的分辨率中(并且因此在数量为大约800到320000的荧光材料面上的图像点形式的区域或图像点中),导致了这样的图像点的平均辐射时间在50微秒[800图像点/25Hz]和仅15纳秒[320000图像点/200Hz]之间。在这个辐射时间中,荧光材料应当既在改变所希望的光量的位置中,又应当至少部分地被松弛,从而能够进行另外的、至少部分的激励。优选地选择光分布的参数(例如图像点的数量[和因此的分辨率和区域]和图像重复率),以使得其能够完成通用的转换颜料。如果不是想要均匀地照射所有的图像点,而是想要附加地在时间上改变,那么优选的是,平均辐射持续时间(对所有图像点求平均)处于微秒的区域内。
转向单元能够具有一个或多个运动的平面转向镜。至少一个运动的平面转向镜能够设计用于将入射的激励光束或者初级光束扫描地或者以行的形式地转向。至少一个运动的平面转向镜能够设计用于将入射的激励光束或者初级光束扫描地转向到一个方向上或者两个(例如相互垂直的)方向上。特别地为了扫描地转向,平面转向镜能够设计成能绕着至少一条转动轴线摆动。
特别地,发光设备能够是发光模块或者“Light Engine”(光发动机)。
光生成装置能够具有一个或多个光源。由至少一个光源生成的光能够分裂成两个或更多不同的光束,例如借助于分光器。多个光源的光能够组合或者统一到一条光束中。
特别地,至少两条光束具有不同的光路,并且因此至少能直接地在射入之前不会彼此完全一致地位于荧光材料面上。
荧光材料面具有至少一种发光物或者转换颜料,其将在这上面入射的光束的初级光至少部分地转化或者转换为不同波长、特别是更大的波长的次级光。这种波长转换是本质上已知的,并且在此不需要进一步实施。例如,荧光材料能够将入射的蓝色的初级光部分地转化为黄色的次级光,从而由荧光材料面总共发射蓝-黄色或者白色的、具有相应的来自于初级光和次级光的一部分的混合光。
一个改进方案在于,至少两条光束具有相同的波长或者相同的光谱的分布的(初级)光。换句话说,这些至少两个的光束具有相同的颜色,例如由蓝色光组成。然而,光生成装置能够附加地生成对此不同颜色的光束。
还有一个改进方案在于,所有的在确定的荧光材料面上入射的光束有相同的波长或者颜色。
此外的一个改进方案在于,荧光材料面刚好具有一种荧光材料,其特别地简化了其制造和发光设备的建立。对此特别有利的是,所有的在荧光材料面上入射的光束有相同的波长或者颜色。
还有一个改进方案在于,荧光材料面具有多种荧光材料,其生成了不同的次级光(即其他的光谱区域或者其他的颜色的次级光)。能够借助于相同的光束(即有相同颜色的光)激励至少两种荧光材料,以用于生成不同的次级光。不同的次级光的一部分能够例如通过相应的荧光材料的一部分来调整。
还能够实现的是,在荧光材料面的同样的区域中(例如在由此的图像点上)的至少两种荧光材料通过不同颜色的光束有选择地进行激励。该区域能够例如由至少两条第一颜色的光束依次扫过以用于激励第一荧光材料,并且由至少一条第二颜色的光束依次扫过以用于激励第二荧光材料。例如,当所属的次级光的一部分在发光设备的合成的混合光中只有一点,那么第二颜色的唯一的光束就能够足够了。
还有一个设计方案在于,至少一个运动的平面转向镜包括至少一个MEMS(“Micro Electro Mechanical System”,微电子机械系统)镜或者类似作用的光学的镜系统。MEMS镜也能够实现准确的、步骤方式的、特别地也能够实现在实用上持续的偏转。此外,MEMS镜能够实现特别精确的、并且无延迟的来回摆动,其中,在照射荧光材料面时能够减少死区时间。此外,能在两个方向上偏转的MEMS镜对此特别地提供了一种简单的可行性方案以用于少延迟地照射整个荧光材料面,因为该MEMS镜例如在以行的形式照射时,能够不用另外的转向元件地实现行进给(Zeilenvorschub)。
然而,运动的平面转向镜能够例如也是电动驱动的镜子。
至少一个能偏转的镜子不需要是来回转动的镜子,而是也能够例如构造成围绕地转动的镜子。在电动驱动的镜子的情况下,这使得控制转动运动特别容易。
通过以行的形式采样或者照射荧光材料面,能够特别地转换所谓的“Flying Spot”(飞点)方法。
为了使光束扫描地转向到荧光材料面,至少一个平面转向镜特别地对此设置和布置为,将光束引导到预定的关于荧光材料面的轨迹上。该轨迹能够例如对应于行形式的轨迹引导。借助于适当地接通和切断光束,轨迹能够仅逐步地通过这个光束被照射。光束能够特别地以比特形式或者类似于比特图案地接通和切断。
特别地,能够这样照射荧光材料面,即在其上生成矩阵形式的、由图像点构成的照射图案。光束的接通和切断的形式也被称为照射频率。不同的照射频率能够特别地通过不同的和/或移位的接通和/或切断时间区分,特别地通过不同的接通相的序列区分,在以脉冲方式运行光源时例如通过不同的接通脉冲的序列区分。因此一个设计方案在于,能个别地接通和切断光束。
为了接通和切断光束,能够以脉冲方式运行生成至少一条光束的光源。可替代或者附加地,能够在光束的路径中布置例如可控的遮光板,并且能够例如在持续运行中引导光源。
荧光材料面的至少一个区域-例如至少一个“图像点”-能由至少两条光束在时间上间隔开地照射,这特别地包括了,依次地由至少两条光束照射这个至少一个的区域并且因此至少闪烁两次。然而,不是每个区域、特别是图像点都需要通过间隔开的光束多次地照射荧光材料面。特别地,也能够有至少一个区域、特别是图像点,其仅借助于一条光束在图像建立时间之内来照射(一般地:通过一定数量的光束来照射,该数量小于光束的最大的可能的数量)。
一个改进方案在于,至少两条光束或者光路至少部分地具有或者通过相同的轨迹。这特别的包括了,这两条光路的轨迹不仅仅点状地交叉。一个特别的改进方案在于,至少两条光束或者光路在荧光材料面上具有或者通过正好相同的轨迹。在此,其照射频率能够不同。能够特别地至少逐步地在时间上使荧光材料面移位,例如用于走过在荧光材料面上的相同的轨迹。然而,这能够在荧光材料面之外需要这至少两条的光束不通过相同的轨迹。
一个设计方案在于,存在多个光源、特别是激光器以用于生成相应的光束。优选地,该至少一个光源包括至少一个半导体光源。例如,该至少一个半导体光源能够具有至少一个二极管激光器。
然而,该激光器也能够是一般的激光器,其因此不需要是基于半导体的。如果使用激光器,那么也能够提及LARP(“Laser Activated RemotePhosphor”,激光激活的远程荧光粉)布置。然而,光源也能够具有至少一个发光二极管形式的半导体光源。
一个设计方案在于,至少两条光束以预定的间距在荧光材料面上生成焦斑,特别地在相同的轨迹上或者以相同的轨迹间距。这具有的优点在于,由两个光束扫过的区域的光发射具有所限定的特性,特别是同样的在时间上合成的强度。
一般地,两个或者更多的焦斑能够适当地在其形式方面、在其面积的大小方面、在其强度方面或者在其强度轮廓方面等方面不同,例如通过应用不同的光源和/或不同的光路(例如具有不同的光学的元件)。
还能够实现的是,部分地叠加两个或者更多的(扩展的)焦斑。通过这种在完全分离和完全叠加之间的定位,能够例如以简单的方式实现的是,从光束的脉冲形式的接通和切断中生成线性扩展的焦斑(一条“线”),或者也在图像点形式的矩阵或者类似的内部生成其他的复杂的更大的形状。
一个改进方案在于,在叠加区域或者重叠区域中,与单个光束的峰值强度相比,两条光束的光的组合的强度不会更高。特别地,在两条相同光束的情况下,能够在叠加区域中具有不超过单个光束的峰值强度的50%的光束的强度。间隔开的光束的峰值强度能够是相同的或者是不同的。
还有一个设计方案在于,发光设备对此设计用于,改变荧光材料面的焦斑的间距。由此能够适当地改变由两条光束扫过的区域的特性。
一个用于改变焦斑的间距的有利的设计方案在于,发光设备对此设计用于,改变在相应的平面转向镜上的光束中的至少一条的定位角。这能够例如通过改变邻近下游的初级光学系统的至少一个光源来实现,或者通过改变至少一个光源的指向和/或位置来实现。例如,能够借助于至少一个激励器(例如压电激励器)和/或发动机转动和/或移动至少一个光源,例如至少一个激光器。
还有一个用于改变焦斑的间距的有利的设计方案在于,发光设备设计用于,使得至少两条光束对准相应的移动的平面转向镜并且设计用于,相对于彼此改变平面转向镜的指向。换句话说,为至少两条光束中的每条分配一个单独的平面转向镜。这些平面转向镜能够是另外的、共同的平面转向镜的光学上的下游。平面转向镜能够特别地具有共同的转动轴线。然后,在荧光材料面上的两条光束的间距能够特别地通过和转动轴线相关的不同的转动角度来实现。焦斑间的间距的改变能够以简单的方式、例如通过改变相互的所属的平面转向镜的角度差来实现。这种平面转向镜优选地是MEMS镜。
如果两个平面转向镜光学地依次连接,例如如上所述,其能够将光束特别地在相互垂直的方向上转向。例如,镜子中的一个能够引起水平方向上的转向,并且另外的镜子能够引起垂直方向上的转向。因此,能够例如至少在一个空间方向(水平或者垂直)上动态地改变“焦斑矩阵”中的焦斑间的间距。因此例如能够实现的是,在照射外部区域期间,忽略光分布(例如具有根据数值来说小的水平角度)的内部区域。
此外,一个设计方案在于,使光束相互弯曲。由此,能够以简单的方式在光束的共同应用的光学系统中实现焦斑的预定的间距。
一个改进方案在于,发光设备具有多个如上所述的元件的组,特别地用于生成光分布图案的相应的子区域。这能够增加光束图案的亮度或者光通量
另一个改进方案在于,发光设备具有多个如上所述的元件的组,其生成了不同颜色和/或不同部分的次级光。因此,能够特别多方面地调整光束图案的光的颜色。
特别地,对于环境照射来说能有利地应用该发光设备。特别地,该发光设备能够是一种发光设备,特别是车辆的前大灯。该车辆能够例如是陆路的机动车辆,但是例如也能是飞机、直升飞机或者船舶。陆路的机动车辆能够是轿车或者货车。
本发明还通过用于生成光束图案的方法来实现,其中,该方法至少具有以下步骤:借助于至少两条光束照射至少一个荧光材料面,从而由至少两条光束在时间上间隔开地或者依次地照射荧光材料面的至少一个区域(特别是轨迹或者轨迹的部段)。能够类似于所述设备地设计该方法,并且达到相同的优点。
附图说明
结合下述联系附图详细阐述的实施例的示意性说明,详细阐述了本发明的上述特性、特征和优点以及实现的方式和方法。在此为了简明起见,相同的或者相同作用的元件能够以相同的标号标出。
图1示出发光设备的可能的基本构造的简化草图的俯视图;
图2示出发光设备的荧光材料面的前视图;
图3示出两个焦斑经过荧光材料面的运动;并且
图4至7示出可能的焦斑在荧光材料面上的其他的布置。
具体实施方式
图1示出了发光模块1形式的发光设备。发光模块具有带有两个激光器2和3的光生成装置,这两个激光器将光束(激光束)4或5发送到平面转向镜6上。平面转向镜6在此具有垂直指向的转动轴线D。以三种可能的转动位置示出了平面转向镜6,但是其基本上能在两个端部位置之间自由地来回摆动。平面转向镜6将光线4,5转向到覆盖有荧光材料层的荧光材料面7上。光线4,5在此以距转动轴线D相同的间距入射到平面转向镜6,特别是集中到转动轴线D。
激光器2和3发射出具有相同颜色的初级光P的光束,例如具有蓝色。激光器2和3优选地建造的相同。激光器2和3是能分别驱控的,即在此仅示例性地以脉冲方式运行。由此,光束4,5也对应于在时间上以脉冲方式运行的接通状态(光强度>0或者有光)E和切断状态(光强度=0或者没光)O的序列A1或者A2,特别是类似于比特图案。
将光束4,5以行形式扫描的方式、例如类似于Flying-Spot方法转向到荧光材料面7上。这能够例如由此转换,即,将平面转向镜6在两个端部位置之间来回偏转,以使得光束4,5扫过在轨迹上的荧光材料平面7,该轨迹具有多个行。这在此通过运动方向R来描述。由此,激光器2和3,还有因此的光束4,5相互弯曲地指向,光束4,5在预定的时间点间隔开地入射到荧光材料面7上。在此,光束4,5能够取决于其接通和切断状态E或者O地在荧光材料面7那里生成相应的照射频率。对于行进给、即行的变化来说,平面转向镜6能够例如逐步地绕着位于附图平面中的另外的转动轴线(未示出)摆动。对此,平面转向镜6优选地设计为MEMS镜。
在光束4,5入射到荧光材料面7的地方将蓝色的初级光P至少部分地转化为更长波长的次级光S,例如转化为黄色的光。因此,由荧光材料面7上的相应的焦斑B1和B2发射具有来自初级光P和次级光S的部分地混合光P,S,例如蓝黄色的或者白色的混合光P,S。
根据发光模块1的实施方式,由荧光材料面7反射的混合光P,S能够应用为用于在远场中生成光发射模块的有效光,就像通过在焦斑B2处的实线箭头描述的那样(“反射布置”)。可替代地或者附加地,在荧光材料面7上的、避开入射的光束4,5的那一侧面上射出的混合光P,S能够应用为用于在远场中生成光发射模块的有效光,就像通过在焦斑B2处的点状箭头描述的那样(“透光布置”)。
通过光束4,5距转动轴线S的相同的间距,这些光束以预定的间距d射入到荧光材料面7上,或者其焦斑B1或B2具有预定的、从中心到中心的间距。间距能够例如通过改变激光器2和/或3中的至少一个与平面转向镜6的定位角,或者通过改变由光束4,5的发射方向围成的角度来改变。对此,能够电动地使激光器2,3中的至少一个运动、特别是转动,例如借助于激励器或者电动机(未示出)。
图2示出了荧光材料面7的在荧光材料面7上具有光束4,5的轨迹Sp的前视图。轨迹Sp是由m个水平延伸的行j聚在一起的,其通过虚线箭头描述,并且其被光束4,5在平面转向镜6绕着转动轴线D偏转时走过。行j中的每一个都具有最大i=n个图像点。优选地,在镜子6连续摆动时,解析同样是连续的,从而不存在“真实的”或者光学上单独解析的图像点。因此,能够在荧光材料面7上生成(m*n)形状的焦斑图案或者照射图案。在此,焦斑B1,B2对应于投影到远场中的光辐射图案的图像点。光束4和5的轨迹Sp能够超出荧光材料面7。
优选的是,图像重复频率(例如每秒在荧光材料面7上的照射周期的数量)至少是100Hz,从而在更大的距离中,人眼也不能再在时间上解析单个图像点的生成。图像建立时间优选地不多于10毫秒。特别优选的是,图像重复频率至少是200Hz,从而使图像建立时间不超过5毫秒。在该时间内,几乎不能一次或者多次地利用激励光对荧光材料面的区域产生作用。
图3示出了两个焦斑根据三个在时间上移位的图像而经过荧光材料面7的运动。
左边的子图示出了在第一时间点t1的荧光材料面7。在荧光材料面7上的、对应于所有的图像点的(m*n)矩阵的图像点(i;j)的固定区域V在此首先通过光束5发光。因此,在该区域V处生成所属的焦斑B2。因此,区域V闪烁例如白色。
在随后的时间点t2>t1,如中间的子图所示,固定区域V不再发光。在那里的荧光材料能够松弛。
在再随后的时间点t3>t2,如右边的子图所示,固定区域V再次发光,然而现在是由于接下来经过轨迹Sp的光束4。固定区域V因此重新闪烁。因此,两条光束4和5在时间上间隔开地照射固定区域V。典型地,荧光材料面上的光束4和5的时间上的间距如此的小,以至于在经过整个轨迹Sp期间,人类观察者在时间上无法再解析固定区域V的多倍的闪烁,而是将其合成。因此,相比较应用单个光束而言,能够平分在区域V中的光束4和5的短时间的强度和光源2和3的功率密度,亦即在总共(时间上的平均)相同的强度和光通量的条件下。
图4到7示出了荧光材料面7上的焦斑B的另外的可能的布置。因此,图4示出了与图3类似的布置,但是现在是三个焦斑B的布置。确定的区域V能够在图像建立时间内不由光束、由一条光束、由两条光束或者由三条光束照射。图5示出了六个焦斑,其能够布置在不同的行中。如图6所示也能够的是,在不同的间隙中布置焦斑B。如图7所示,焦斑或者由此生成的图像点的布置不局限于矩阵图案,而是能基本上自由选择。不仅需要生成点状的或者圆状的焦斑,还要能够例如生成线状的焦斑,例如通过光束的部分叠加。
尽管通过所示的实施例在细节上详细地阐述并描述了本发明,但本发明并不局限于此,并且其他的变体可以由专业人员推导出,这并不脱离本发明的保护范围。
因此,能够例如引用两个平面转向镜来替换一个平面转向镜6,这两个平面转向镜同样具有至少一个垂直的转动轴线D,其中,光束4或者5只落到这两个平面转向镜中的一个上。然后,间距d能够通过相对改变这两个平面转向镜的转动角度而特别简单地相互改变。
一般地,能够将“一个”为单个或者多个,特别地,在“至少一个”或者“一个或者多个”等的意义上理解“一个”,只要其没有被明确地排除,例如通过“正好一个”等的表达。
数量说明也能够精确地包括也作为习惯上的公差范围的所给出的数量,只要其没有被明确地排除。
附图标记说明
1 发光模块
2 激光器
3 激光器
4 光束
5 光束
6 平面转向镜
7 荧光材料面
A1 序列
A2 序列
B1 焦斑
B2 焦斑
D 转动轴线
d 间距
E 接通状态
H 水平部段
K 倾斜部段
O 切断状态
P 初级光
R 运动方向
S 次级光
t1 第一时间点
t2 随后的时间点
t3 再随后的时间点
V 固定区域。
Claims (10)
1.一种发光设备(1),具有
用于生成至少两条光束(4,5)的光生成装置(2,3),
至少一个能由所述光束(4,5)照射的荧光材料面(7),和
至少一个用于使所述光束(4,5)扫描地转向到所述荧光材料面(7)上的、运动的平面转向镜(6),从而
使得所述光束(4,5)间隔开地入射到至少一个所述荧光材料面(7),并且
使得所述荧光材料面(7)的至少一个区域(V)能由至少两条光束(4,5)在时间上间隔开地照射。
2.根据权利要求1所述的发光设备(1),其中,至少两条光束(4,5)以预定的间距(d)在所述荧光材料面(7)上生成焦斑(B1,B2)。
3.根据权利要求2所述的发光设备(1),其中,所述发光设备设计用于,改变在所述荧光材料面(7)上的所述焦斑(B1,B2)的间距(d)。
4.根据权利要求3所述的发光设备(1),其中,所述发光设备(1)设计用于,改变在相应的平面转向镜(6)上的所述光束(4,5)中的至少一个光束的定位角。
5.根据权利要求3或4所述的发光设备(1),其中,所述发光设备(1)设计用于,使得至少两条光束(4,5)对准相应的、运动的平面转向镜(6),并且所述发光设备设计用于,相对于彼此地改变所述平面转向镜(6)的指向。
6.根据前述权利要求中的任一项所述的发光设备(1),其中,所述光束(4,5)是彼此弯曲的。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的发光设备(1),其中,至少一个运动的平面转向镜(6)设计为能偏转的平面转向镜(6)。
8.根据前述权利要求中的任一项所述的发光设备(1),其中,所述光束(4,5)是能独立地接通和切断的。
9.根据前述权利要求中的任一项所述的发光设备(1),具有多个光源、特别是激光器(2,3),以用于生成相应的光束(4,5)。
10.一种用于生成光辐射图案的方法,其中,所述方法至少具有下述步骤:借助于至少两条光束(4,5)照射至少一个荧光材料面(7),
使得所述荧光材料面(7)的至少一个区域(V)由至少两条光束(4,5)在时间上间隔开地照射。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108302433A (zh) * | 2016-08-10 | 2018-07-20 | 株式会社小糸制作所 | 车辆用前照灯 |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102015207560A1 (de) | 2015-04-24 | 2016-10-27 | Osram Gmbh | Beleuchtungsvorrichtung mit Halbleiter-Primärlichtquellen und mindestens einem Leuchtstoffkörper |
DE102015106312A1 (de) * | 2015-04-24 | 2016-10-27 | Osram Gmbh | Beleuchtungsvorrichtung mit Halbleiter-Primärlichtquellen und mindestens einem Leuchtstoffkörper |
AT517519B1 (de) * | 2015-08-03 | 2017-04-15 | Zkw Group Gmbh | Verfahren zum Ansteuern einer Laserbeleuchtungsvorrichtung für einen Fahrzeugscheinwerfer |
JP2017097968A (ja) * | 2015-11-18 | 2017-06-01 | スタンレー電気株式会社 | 車両用灯具 |
DE102015224981A1 (de) | 2015-12-11 | 2017-06-14 | Robert Bosch Gmbh | Projektionssystem und Herstellungsverfahren für ein Projektionssystem für einen Projektor oder ein Fahrzeuglicht |
JP6684602B2 (ja) * | 2016-01-25 | 2020-04-22 | スタンレー電気株式会社 | 光走査装置 |
JP2017134908A (ja) * | 2016-01-25 | 2017-08-03 | スタンレー電気株式会社 | 車両用灯具 |
DE102016205563A1 (de) | 2016-04-05 | 2017-10-05 | Osram Gmbh | Beleuchtungseinrichtung für ein fahrzeug und fahrzeugscheinwerfer |
DE102016207780A1 (de) | 2016-05-04 | 2017-11-09 | Osram Gmbh | Kombiniervorrichtung für Strahlungen und Verfahren zur Herstellung einer Kombiniervorrichtung |
DE102016006798A1 (de) * | 2016-06-03 | 2017-12-07 | GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) | Scheinwerfervorrichtung für ein Fahrzeug |
JP6684674B2 (ja) * | 2016-07-21 | 2020-04-22 | スタンレー電気株式会社 | 車両用灯具及びその駆動方法 |
CN109416160A (zh) * | 2016-07-29 | 2019-03-01 | 松下知识产权经营株式会社 | 发光装置以及照明装置 |
DE102016214294A1 (de) * | 2016-08-03 | 2018-02-08 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Projizieren eines Lichtmusters |
DE102016217323A1 (de) | 2016-09-12 | 2018-03-15 | Osram Gmbh | Lichtmodul zum Bereitstellen von Effektlicht |
DE102016221354A1 (de) * | 2016-10-28 | 2018-05-03 | Osram Gmbh | Beleuchtungsvorrichtung |
CN108679574A (zh) * | 2018-06-14 | 2018-10-19 | 华域视觉科技(上海)有限公司 | 车灯及汽车 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050110954A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-05-26 | Akihiro Kojima | Projection type image display device |
DE102012100141A1 (de) * | 2012-01-10 | 2013-07-11 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Lichtmodul für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs |
CN103250096A (zh) * | 2010-12-08 | 2013-08-14 | Nec显示器解决方案株式会社 | 照明光学系统以及包括其的投影显示设备 |
WO2013174683A1 (de) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Beleuchtungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug und konvertierungsschicht zur verwendung in einer solchen beleuchtungsvorrichtung |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4174195B2 (ja) | 2001-05-28 | 2008-10-29 | キヤノン株式会社 | 画像表示装置 |
JP2003295112A (ja) | 2002-04-05 | 2003-10-15 | Canon Inc | 走査型画像表示光学系、走査型画像表示装置および画像表示システム |
DE102007025330A1 (de) | 2007-05-31 | 2008-12-11 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Projektionsvorrichtung |
JP4881255B2 (ja) * | 2007-08-13 | 2012-02-22 | 株式会社小糸製作所 | 車両用前照灯 |
DE102010028949A1 (de) * | 2010-05-12 | 2011-11-17 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Scheinwerfermodul |
FR2993831B1 (fr) * | 2012-07-27 | 2015-07-03 | Valeo Vision | Systeme d'eclairage adaptatif pour vehicule automobile |
AT513916B1 (de) * | 2013-02-07 | 2015-04-15 | Zizala Lichtsysteme Gmbh | Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Erzeugen einer Lichtverteilung |
AT514834B1 (de) * | 2013-02-07 | 2017-11-15 | Zkw Group Gmbh | Scheinwerfer für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zum Erzeugen einer Lichtverteilung |
KR101491283B1 (ko) * | 2013-07-24 | 2015-02-06 | 현대자동차주식회사 | 글래어프리하이빔 구현을 위한 차량용 헤드램프 |
-
2013
- 2013-12-19 DE DE102013226622.7A patent/DE102013226622A1/de not_active Withdrawn
-
2014
- 2014-11-26 US US14/554,071 patent/US9933134B2/en active Active
- 2014-12-18 CN CN201410797667.9A patent/CN104730710B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050110954A1 (en) * | 2003-07-09 | 2005-05-26 | Akihiro Kojima | Projection type image display device |
CN103250096A (zh) * | 2010-12-08 | 2013-08-14 | Nec显示器解决方案株式会社 | 照明光学系统以及包括其的投影显示设备 |
DE102012100141A1 (de) * | 2012-01-10 | 2013-07-11 | Hella Kgaa Hueck & Co. | Lichtmodul für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs |
WO2013174683A1 (de) * | 2012-05-22 | 2013-11-28 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Beleuchtungsvorrichtung für ein kraftfahrzeug und konvertierungsschicht zur verwendung in einer solchen beleuchtungsvorrichtung |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108302433A (zh) * | 2016-08-10 | 2018-07-20 | 株式会社小糸制作所 | 车辆用前照灯 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20150176809A1 (en) | 2015-06-25 |
CN104730710B (zh) | 2020-01-14 |
DE102013226622A1 (de) | 2015-06-25 |
US9933134B2 (en) | 2018-04-03 |
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