CN107401714A - 用于照明的前照灯和前照灯的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于照明的前照灯，所述前照灯具有：用于发射泵浦辐射(4)的泵浦辐射单元(1)；用于至少部分地将所述泵浦辐射(4)转换为转换光的发光材料元件(2)；微镜阵列(3)，其具有多个矩阵状地设置的微镜执行器(10)；其中在运行时，所述发光材料元件(2)用所述泵浦辐射(4)来辐照，其中接着从所述发光材料元件(2)射出的所述转换光形成照明光(7)的至少一部分，引导所述照明光以调节在微镜执行器(10)上的光分布，其中所述微镜执行器(10)在用于辅助借助于所述微镜阵列(3)来调节的光分布的相应的时间点用所述照明光(7)不均匀地进行照明。本发明还涉及前照灯的应用。

Description

用于照明的前照灯和前照灯的应用
技术领域
本发明涉及一种前照灯，所述前照灯具有用于发射泵浦辐射的泵浦辐射单元和用于至少部分地将泵浦辐射转换为转换光的发光材料元件，所述转换光形成照明光的至少一部分。
背景技术
由泵浦辐射单元和发光材料元件构成的组合例如能够在光谱方面是令人感兴趣的，转换光本身能够(全转换)或者以与按比例未被转换的泵浦辐射的组合的方式(部分转换)形成照明光。特别地，在功率密度高的泵浦辐射单元，例如激光器与发光材料元件间隔开地设置的情况下，还可实现光密度高的光源，这尤其在照明领域中开启了令人感兴趣的可行性。
发明内容
本发明基于下述技术问题：提供具有泵浦辐射单元和发光材料元件的尤其有利的前照灯。
根据本发明，用于照明的前照灯实现该目的，所述前照灯具有：
-用于发射泵浦辐射的泵浦辐射单元；
-用于至少部分地将泵浦辐射转换为转换光的发光材料元件；
-具有多个矩阵状地设置的微镜执行器的微镜阵列；
其中前照灯设立为，使得在运行时，通过泵浦辐射单元用泵浦辐射对发光材料元件进行辐照，其中随后由发光材料元件发射的转换光形成照明光的至少一部分，引导所述照明光以调节在微镜执行器上的光分布，其中在相应的时间点不均匀地用照明光对微镜执行器进行照明，以辅助借助于微镜阵列所调节的光分布。
在实施例和整个公开内容中得到优选的实施方式，其中在视图中并非总是对设备方面和方法方面或应用方面进行详细区分；在任何情况下都理解为隐含关于所有实施例的公开内容。
也就是说，前照灯具有微镜阵列(下面也仅称为“阵列”)，在所述微镜阵列上，在发光材料元件下游引导照明光，以调节光分布。所述阵列的微镜执行器能够至少部分地彼此无关地被操控和倾斜，其中相应的微镜执行器随后根据倾斜位置使在所述微镜执行器上被引导的照明光通过照明光学装置朝向照明应用转向或者在照明光学装置旁边转向，例如转向到吸收器中。在先提到的情况中，微镜执行器能够被认为是“接通的”(照明光从微镜执行器到达照明应用)，而微镜执行器在后提到的情况中从照明应用方面来观察是“关断的”(照明光不被使用)。
这种前照灯的可行性可根据优选的应用，即借助于Kfz前照灯的道路照明来最佳地说明。在此，照明光学装置与微镜阵列相关联，使得由不同的(接通的)微镜执行器引导穿过照明光学装置的照明光进入不同的空间方向，即，阵列平面中的位置空间中的光分布被转换为远场的角空间中的光分布。通过选择性地接通/关断相应的微镜执行器，与之相应地能够选择性地提供具有照明光的相应的空间方向或者空间角范围，或者不提供。
因此，从借助于前照灯最大可供使用的光锥，可有针对性地添加和移除空间角范围，这例如能够用于自适应的街道照明。由例如机动车辆(Kfz)的相机系统所检测到的前行车辆或者迎面驶来的车辆能够因此例如有针对性地从光锥中去除，也就是说，其方式是：相应相关联的微镜执行器被关断(进入相应的倾斜位置中)。这应说明有利的并且就此而言也优选的应用领域，但是不限制发明构思的普遍性。
因此，光分布最终从呈相应接通或关断状态的微镜执行器的矩阵状的设置中得出，其中照明光学装置将这种原理上二维的发射模式转换成相应的空间角分布。但是，在根据本发明的前照灯中，光分布此时不仅仅经由微镜阵列调节，而是已经为所述微镜阵列提供一定程度预成形的光分布，即，所述微镜阵列不均匀地被照明。所述不均匀性能够是光谱类型的，使得因此例如能够为阵列的一个区域供给冷白色的照明光而为另一个区域供给暖白色的照明光；前者因此例如能够辅助远光灯功能，后者例如能够辅助近光灯、雾灯和/或日间行车灯或者其它光功能，例如专用的市区行驶灯。
但是，不均匀性能够不仅以光谱方式表示，而且替选地或者附加地也以在阵列上的不均匀的辐照强度来表示。原本就较少的照明光或者完全没有照明光例如能够被输送给暂时地关断的微镜执行器；因此随后在前照灯的内部，少量的照明光必须被“消灭”，也就是说，例如被输送给吸收器(也称为“Beam Dump，束流捕集器”)，这例如能够提供涉及能量效率的优点。借助于降低的损耗功率，也可优化热连接，因此，例如能够设有较小的冷却体，除了结构空间优点外，这因此还能够提供重量优点。
形象地说，微镜阵列能够实现能够以相对精细光栅化的方式调节的光分布，其中这根据本发明基于一定的预光栅化进行。通常，该预成形涉及“相应的时间点”，即，不在时间变化曲线中观察微镜阵列的照明(在此显然也能够提供一种变型形式)，而是照明在作为瞬时拍摄的时间点中应当是不均匀的。因此，在相同的时间点中，阵列的一个区域例如以一种方式被照明，而其另一区域与此不同地(或者甚至完全不同地)被照明。
“微镜阵列”(也称为数字微镜设备，DMD)例如能够具有10、100、500、1000、5000、10000或者30000个微镜执行器并且(与其无关地)例如具有不多于1x108、1x107或1x106个微镜执行器(相应以所列举的序列递增是优选的)。微镜执行器不一定是完全彼此无关地可切换的，而是例如也能够在芯片侧就已经组合成组。也就是说，多个并排设置的微镜执行器例如也能够共同地提供空间角范围，或者不能共同地提供空间角范围，即，因此全部接通或关断。关于特定的运行模式，例如远光灯、近光灯、日间行车灯等，初始时已经组合成组也是可行的。
所述转换优选是降频转换，即，转换光与泵浦辐射相比是更长波的；转换光至少具有在可见光谱中的主要份额，优选完全处于可见范围中。转换光本身能够单独地形成照明光(全转换)，优选的是形成部分转换，在所述部分转换中，所述转换光与按比例未被转换的泵浦辐射共同地形成照明光。泵浦辐射优选是蓝光。照明光优选是白光，其色度坐标因此例如在CIE标准色度图(1931)中能够位于根据ECE/324/Rev.1/Adb.47/Reg.No.48/Rev.12的ECE白场中。
只要通常谈到前照灯“已设立”，那么这例如是指：在前照灯运行时，泵浦辐射/照明光相应地传播和/或微镜阵列相应地被接线或被照明。只要涉及光束引导，那么各个部件在这种情况下相对于彼此设置为，使得泵浦辐射和转换光或照明光相应地传播。优选的是，前照灯具有控制单元，所述控制单元相应地控制微镜执行器的接线(接通/关断)。
在一个优选的实施方式中，微镜阵列就其而言不均匀地被照明，因为照明光仅被引导到微镜执行器的一部分上，并且微镜执行器的其它部分保持不被照明。这涉及相应的时间点，即，最终涉及前照灯的特定的运行状态；在其它相应的时间点中(在另一运行状态中)因此例如也能够为所有微镜执行器供给照明光。为了部分地关断对阵列的照明，例如能够引入遮光板，或者能够在具有多个泵浦辐射源的泵浦辐射单元中选择性地关断这些泵浦辐射源。
但是，所述发明构思不仅可借助于这种一定程度的数字的(未照明的/照明的)预光栅化来实现，而且不均匀性也能够存在于光谱方面或者存在于在阵列上改变的辐照强度，参见下面详细描述的变型形式。在此，明确地说，组合也是可行的。因此，微镜执行器的一部分例如能够完全不被照明，并且附加地在其余部分中，在微镜执行器上被引导的照明光的辐照强度和/或光谱组成是不同的。
在一个优选的实施方式中，阵列就其而言不均匀地被照明，因为微镜执行器中的第一多个微镜执行器通过照明光的第一部分被照明，并且第二多个镜执行器(所述第二多个与第一多个不同)通过照明光的第二部分被照明，其中第一部分和第二部分具有不同的光谱组成。“不同的光谱组成”例如是指：两个相应的辐射功率光谱在缩放比例相同的情况下(均被标准化到共同的最大值Imax上)是不重合的。
经由在x轴上绘制的以nm为单位的波长并且在x轴和y轴上进行线性缩放时，在两个这种具有“不同的光谱组成的”光谱中，处于相应的光谱下的相应的面积能够与结合面积例如相差至少1％、2％、3％、4％或5％(即使小的偏差也能够具有显著的影响)，所述结合面积作为光谱下的面积的结合量产生。通常，照明光的第一部分和第二部分也能够具有不同的颜色，即，光谱通常也可以完全不叠合；然而优选是白光并且偏差是相当小的；与结合面积的偏差例如能够至多为30％、25％、20％、15％或10％(相应以所列举的序列递增是优选的)。
优选的是，照明光的第一部分和第二部分相应都是白光(例如各处于ECE白场中的色度)并且这两者在其相应的色温方面不同。除了所提及的远光灯外，冷白色的照明光例如还能够有针对性地满足标记功能，使得因此例如能够为朝向行车道边缘取向的空间角范围供给冷白色的照明光，例如以便有针对性地显示交通标志或也显示可能的危险源，例如处于行车道边缘上的野生动物(例如小鹿)。
在一个优选的实施方式中，对微镜阵列的照明就其而言是不均匀的，因为照明光的第一部分对第一多个微镜执行器进行照明，并且第二部分对(与第一多个不同的)第二多个微镜执行器进行照明，其中第一部分和第二部分在阵列上具有不同的辐照强度。第一辐照强度例如能够大于第二辐照强度，其中因此例如能够经由第一多个微镜执行器对光锥的中部区域进行供给。
对应于例如在中部提高的辐照强度而提高的光束密度(光密度)因此例如能够实现传播距离非常远的光指，例如用于在速度提高时照亮直线的路段。与上述内容的细节无关，第一辐照强度例如能够比第二辐照强度大至少5％，并且更尤其优选大至少15％或25％(可能的上限例如能够与其无关，例如至多为300％、200％或100％)。
通常，辐照强度也能够在相应的区域上改变并且对于所述比较而言因此以在相应的区域上形成的平均值为基础，优选的是，辐照强度在相应的区域中是恒定的。辐照强度“在阵列上”被观察，即，在相应的参考面上被观察，所述参考面包含在未倾斜的参考状态(也称为瞬时的“平放状态”)中的相应的微镜执行器(其反射面)，因此，所述辐照强度尤其与相应的微镜执行器的倾斜角无关。
在目前为止优先已经探讨过照明光在阵列上所具有的不均匀性之后，下面深入介绍用于调节这种不均匀性的不同的可行性，尤其经由相应地构造泵浦辐射单元和/或发光材料元件(或者也借助于位于其间的遮光板/滤光器)来进行调节。在此，各个措施又能够替选地或者也能够以组合的方式出现。更普遍的，泵浦辐射源(例如LED和/或激光器)能够用于实现不均匀地辐照阵列；通常，相同光束密度的泵浦辐射源例如也能够受设置方式或光学装置限制例如产生不均匀的辐照，即，照亮发光材料元件的不同大小的面。
在一个优选的实施方式中，泵浦辐射单元具有多个泵浦辐射源并且实现对阵列进行不均匀地照明，其方式是：泵浦辐射源的第一泵浦辐射源和第二泵浦辐射源发射具有不同的光束密度的泵浦辐射。通常，泵浦辐射源例如能够是LED(发光二极管)或者激光源、尤其激光二极管。在此，明确地说，组合也是可行的，即，不同的光束密度例如也能够已经通过原则上不同的放射特性来调节。通常以朗伯特方式发射泵浦辐射的LED例如能够提供基本辐照，其中随后激光器对过高进行局部地调制或者为发光材料元件的没有被LED辐照的区域加载较高的辐照强度。
通常，发光材料元件一般而言不必强制性地与泵浦辐射源间隔开地设置，而是尤其在LED作为泵浦辐射源的情况下也可以考虑直接邻接的、即与其在光学上直接接触地设置的发光材料元件(泵浦辐射在其间不穿过光学有效的气体体积)。然而无论如何，在激光器的情况下，但是优选也在LED中，与泵浦辐射单元间隔开地设置的发光材料元件都是优选的，使得其间的泵浦辐射光学有效地穿过流体，尤其气体体积，尤其空气。
与上述内容的细节无关，优选发光材料元件本身已经不均匀地被辐照。在此，“不同的”光束密度涉及所接通的泵浦辐射源的差异，替选地和/或附加地，也能够完全地添加和移除泵浦辐射源。通常，发光材料元件的辐照就此而言优选是静态的，即，发光材料元件的入射面的相应的泵浦辐射源所辐照的(例如在半值宽度之后所取的)辐照区域优选具有在运行期间保持不变的面重心。虽然，辐照区域在其大小方面必要时是可变的，但是无论如何在其位置方面和在相应的运行模式中都应当是固定的，优选在整个运行期间是固定的，也优选的是，大小是恒定的。
在一个优选的实施方式中，第一泵浦辐射源和第二泵浦辐射源是结构相同的，并且它们以不同的输出功率来运行以调节不均匀性，例如以幅度和/或脉冲宽度调制的方式。因此，第一泵浦辐射源的输出功率例如能够比第二泵浦辐射源的输出功率大至少5％、15％或25％，其中(与其无关地)可能的上限例如能够至多为300％、200％或100％(相应地以所列举的顺序递增是优选的)。优选的是，这涉及作为泵浦辐射源的激光二极管；相应的泵浦辐射源也能够由多个激光二极管构造，其相应的激光器光束簇随后例如经由光束压缩光学装置会聚并且叠加(这通常是可行的，也与具有不同的输出功率的运行无关)。优选的是，每个泵浦辐射源等同于恰好一个激光二极管。
在一个优选的实施方式中，实现或者辅助对阵列的不均匀照明，其方式是：泵浦辐射在发光材料元件上游穿过滤光器和/或照明光在发光材料元件下游穿过滤光器。尽管此时首先参考“滤光器”，但是明确地说，由上游的和下游的设置所构成的组合也是可行的。滤光器例如能够是灰度滤波器，其滤光度在滤光器面上是变化的(这支持不均匀性)。但是彩色滤光器也是可行的，所述彩色滤光器在光谱方面改变穿过的光束簇；特别地，其也能够是二向色性滤光器，所述二向色性滤光器在一个波长范围中是透射性的，而在另一波长范围中是反射性的。在彩色滤光器/二向色性滤光器的情况下，在滤光器面上变化的滤光器特性也是可行的。
滤光器例如能够直接邻接于发光材料元件设置(与其在光学上直接接触)，也就是说，例如根据上游和下游的设置作为覆层施加到入射面或者放射面上。但是，另一方面，与发光材料元件间隔开的设置也是可行的，其中滤光器于是此外也能够可移置地安装(参见关于“可移置”的涉及遮光板或发光材料元件的公开内容)。也就是说，滤光器因此也能够根据运行状态从相应的光束簇或所述光束簇的一部分中取出并且必要时通过另一滤光器代替，其中滤光器例如也能够是共同的滤光轮的一部分，也就是说，不一定在物理上彼此分开。
在一个优选的实施方式中，实现或者辅助对阵列的不均匀照明，其方式是：泵浦辐射在发光材料元件上游和/或照明光在光束横截面方面在发光材料元件下游通过相应的遮光板减小。明确地说，由上游的和下游的设置构成的组合再次是可行的，但是为了简单起见，下面参考“遮光板”。借助于遮光板，尤其可实现开始提到的变型形式，其中完全没有照明光被输送给微镜执行器中的一些微镜执行器。
优选的是，遮光板以可移置的方式安装，使得光束横截面的减小也是可移除和/或可改变的。例如在光束簇会聚或发散的情况下，例如也能够借助于可沿着透射方向移置的遮光板实现改变。优选的是，遮光板可倾斜于透射方向运动，尤其垂直于其运动，也就是说，所述遮光板能够移入光束路径中或者移出光束路径。在此，通常也可以考虑斩光器，也就是说，借助于所述斩光器，对于不同的运行状态保存不同的阴影轮廓(以相应的遮光板的形式)。如下遮光板是优选的，所述遮光板能够移入或移出并且在后一种情况下不被另一遮光板替代，而是释放整个光束簇。特别优选的能够是倾斜/垂直于透射方向、直线地、例如可经由线性马达/执行器移动地安装的遮光板。
在一个优选的实施方式中，实现或辅助不均匀的照明，其方式是：设有如下发光材料元件，所述发光材料元件被分为至少两个区域，所述区域在其相应的转换特性方面不同。这种细分涉及倾斜于，优选垂直于泵浦辐射入射方向的侧向方向。“泵浦辐射入射方向”作为所有的方向矢量的平均值产生，沿着所述“泵浦辐射入射方向”，泵浦辐射入射到发光材料元件上，其中在形成该平均值时，用附属于方向矢量的光束强度对每个方向矢量进行加权。侧向方向垂直于发光材料元件的厚度方向，后者沿着侧向方向具有其面状的延伸部，也就是说，例如沿着所述侧向方向中的每个侧向方向，与沿着与其垂直的厚度方向相比，都具有是其至少5倍或者10倍大的延伸部。垂直的泵浦辐射入射能够是优选的，从而厚度方向和泵浦辐射入射方向相应地重合。
由于“不同的转换特性”，从发光材料元件的一个区域中射出的照明光相对于从另一个区域中射出的照明光具有不同的光谱组成(参见关于此的上述定义)。在此，通常考虑在相应的区域上形成的平均值，优选的是，每个区域的转换特性是恒定的。通常，发光材料元件也能够多件式地设置，即，由多个独立的并且彼此分开的、易操纵的部件构造。然而，所述发光材料元件优选是一件式的，也就是说，所述发光材料元件的不同的，例如在转换特性方面不同的区域无法在不损坏的情况下彼此分开。
“发光材料元件”通常例如能够是优选透明的载体，在所述载体上具有发光材料，其中发光材料优选与载体直接邻接和/或形成连贯的层；但是，一般而言，发光材料也能够经由接合连接层，尤其粘合剂层与所述载体连接。但是发光材料元件例如也能够具有基体材料，例如陶瓷、玻璃或者塑料材料，在所述基体材料中，发光材料分布式地设置在分立的区域上，例如以陶瓷的颗粒或者以玻璃/塑料的颗粒形式模制。发光材料元件此外也能够是发光材料的单晶体，例如YAG：Ce单晶体。在之前所探讨的至少部分的损坏中，此时例如可能将单晶体、基体材料或载体和/或发光材料本身局部地分开。
即使在一件式的发光材料元件的情况下，发光材料元件的不同的区域仍然能够在光学上彼此解耦，其中所述区域例如能够借助分隔壁(例如由反射性的或者吸收性的材料构成)解耦；但是所述发光材料元件也能够(尽管整体上一件式的设计方案)通过局部的机械分隔，例如在整体多层的发光材料元件的发光材料层中局部的机械分离来实现解耦。
掺杂铈的钇铝石榴石(YAG：Ce)通常优选作为发光材料，尤其作为用于产生白光的发光材料。对于彩色光而言，也能够使用其它的发光材料体系，必要时与滤光器/滤光轮组合。但是，一般而言，“发光材料”也能够被理解为多个单一发光材料的混合物，其中一个因此例如能够是YAG：Ce。与设计方案的细节无关，发光材料元件能够以反射的方式(入射面和放射面重合)或者以透射的方式(入射面和放射面彼此相反)运行。
不同的转换特性例如能够通过区域中的发光材料方面的差异来实现，其中在多个单一发光材料混合的情况下，这些单一发光材料占相应的混合物的不同份额已经能够引起差异。但是，混合物例如也能够在至少一种单一发光材料方面不同。显然，在一个区域中也能够设有恰好一种单一发光材料，而在另一区域中设有另一种。
在一个优选的实施方式中，在第一区域和第二区域中设有相同的发光材料，然而所述区域的区别在于发光材料的有效浓度。“有效浓度”是由泵浦辐射在每单位面积实际上透射的发光材料量，也就是说，一方面发光材料的体积浓度在一个区域中实际上与另一区域中的体积浓度不同，和/或另一方面，发光材料元件在所述区域中具有不同的厚度。
在一个优选的实施方式中(替选于或者也补充于发光材料的不同的有效浓度)，在转换特性不同的区域中设有相同的散射颗粒，然而散射颗粒的有效浓度不同。借助于不同的散射颗粒浓度，例如能够改变转换光和按比例未被转换的泵浦辐射的相对比例；例如可以考虑二氧化钛颗粒作为散射颗粒。关于“有效浓度”参见之前的段落(体积浓度和/或厚度能够是不同的)。
在一个优选的实施方式中，借助于如下发光材料元件实现或辅助对阵列的不均匀照明，所述发光材料元件具有梯度区域。在该梯度区域中，转换特性沿着一个侧向方向以一个梯度改变，也就是说，转换特性具有无极的或者平滑的曲线(在可微分的意义上)。在此，梯度一般而言在梯度区域上变化，然而优选是恒定的梯度。梯度例如能够通过发光材料的和/或散射颗粒的相应改变的有效浓度调节，参见上述段落。具有多个梯度区域的发光材料元件是优选的，也就是说，在所述梯度区域中，转换特性分别以相应的梯度改变。在相应的梯度区域内部，也能够存在多个梯度(沿着彼此倾斜的，尤其垂直的侧向方向)。
在优选的设计方案中，梯度区域以围绕平行于发光材料元件的厚度方向的轴线环绕的方式延伸，并且梯度区域中的转换特性沿着相对于该轴线径向的方向改变(这些径向方向中的每个径向方向也与侧向方向重合，参见之前的定义)。因此，转换特性远离上述轴线径向向外改变，转换度能够向外增加或减小。这种梯度区域例如能够是圆的，尤其能够是环形的或者圆形的，尤其是圆环形的；但是另一方面也可以是三角形形状的。
通常，设有不同的转换特性的发光材料元件除了调节/辅助不均匀的照明外还帮助校正或者部分地补偿照明光学装置的成像误差，例如边缘衰减/渐晕。这种成像误差或一般缺陷例如能够出于其它原因存在于照明光学装置中从而随后可至少部分地被补偿。
在优选的设计方案中，在梯度区域中改变的转换特性通过相应地改变发光材料的有效浓度来实现，参见前文。
在一个优选的实施方式中，发光材料元件以可移置的方式安装并且其在相对于泵浦辐射单元的第一移置部位中的转换特性与在第二移置部位中的转换特性不同。由于“可移置的”安装，整个发光材料元件的位置不一定是可变的，可旋转的安装例如也是可行的，使得能够借助于旋转运动在移置部位之间切换。但是，另一方面，可移动的安装也能够是优选的，尤其以倾斜/垂直于泵浦辐射入射方向取向的移动方向；直线的可移动性是优选的，例如经由线性马达/执行器来运行。一般而言，也可以考虑沿着泵浦辐射入射方向的可移动性，借此在非准直的(会聚的/发散的)光束簇中改变(增大/缩小)被辐照的区域。
本发明也涉及当前所描述的前照灯用于照明的应用，尤其用于Kfz照明，尤其用于外部照明；在Kfz前照灯中的应用是优选的，在汽车前照灯中的应用是尤其优选的。在所述应用中，微镜执行器在至少一个运行状态中不均匀地被照明，即，预成形的照明光被输送给阵列。明确地说，参照所有之前的说明，所述说明关于相应的应用同样应当是公开的。但是，一般而言，也可以考虑在效果光前照灯中的应用或者通常在娱乐领域中的应用或者也可以考虑用于建筑照明的应用。
附图说明
在下文中根据实施例详细阐述本发明，其中说明书范围中的各个特征的不同组合也能够是对本发明重要的并且此外也并非总是在不同的实施例之间进行详细区分。
详细地示出：
图1a示出具有微镜阵列的根据本发明的前照灯的示意性的侧视图；
图1b示出根据图1a的微镜阵列的微镜执行器的细节视图；
图2a至4b示出发光材料元件，所述发光材料元件为了调节根据图1a的微镜阵列的不均匀的照明而被划分为转换特性不同的区域；
图5a至7b示出发光材料元件，所述发光材料元件为了调节根据图1a的微镜阵列的不均匀的照明显示出随着梯度改变的转换特性；
图8a至9b示出用于调节根据图1a的微镜阵列的不均匀的照明的其它发光材料元件；
图10a至11b示出与不均匀的泵浦辐射入射相结合的其它发光材料元件，所述泵浦辐射入射用于调节根据图1a的微镜阵列的不均匀的照明。
具体实施方式
图1a以简化的示意图示出根据本发明的前照灯，所述前照灯具有：泵浦辐射单元1，当前即激光二极管；发光材料元件2；和微镜阵列3。在运行时，泵浦辐射单元1发射泵浦辐射4，当前即蓝光，所述蓝光射到发光材料元件2的入射面5上。设置在泵浦辐射单元1和发光材料元件2之间的光学装置，在最简单的情况下是准直透镜，必要时以光束压缩光学装置/聚焦光学装置来补充，在示意性的视图中未示出该光学装置。
发光材料元件2具有YAG：Ce作为发光材料，所述发光材料由于借助于泵浦辐射4进行激发而发射黄色的转换光。该转换光与按比例未被转换的泵浦辐射4共同地在发光材料元件2的与入射面5相反的放射面6处作为照明光7引出，也就是说，发光材料元件以透射的方式运行。在此，入射面5和/或放射面6也能够分别二向色性地被覆层，也就是说，前者对于泵浦辐射4是透射性的/对于转换光是反射性的，而后者以相反的形式进行，但是这当前未详细示出(在部分转换时放射面6是未覆层的)。
照明光7在微镜阵列3上被引导，其中照明光学装置设置8在该微镜阵列下游。为此，发光材料元件2的放射面6借助于未示出的光学装置被成像到微镜阵列3上。在微镜阵列3的不同的部位处被反射的照明光7通过照明光学装置8沿着不同的空间方向引导(在相应的微镜执行器的接通的状态中，参见图1b)。也就是说，通过微镜阵列的相应的接线，因此能够有针对性地从照明中去除空间方向或空间角范围，这例如允许自适应的街道照明。
图1b以示意性的放大视图示出微镜阵列3的微镜执行器10。微镜阵列3由多个这种微镜执行器10构造，所述微镜执行器矩阵状地设置。在微镜执行器10接通的状态中，该微镜执行器处于倾斜位置中，使得射在其上的照明光7通过照明光学装置8被输送给照明应用。而在关断的状态中，微镜执行器10倾斜为(以虚线表示)，使得射在其上的照明光7不通过照明光学装置8引导，而是射到吸收器11上(即未被使用)。
由此，在根据本发明的前照灯中，例如为了减少未被使用的并且在吸收器11中被消灭的照明光7的量，微镜阵列3已经不均匀地被照明。也就是说，为微镜阵列3提供预成形的光分布，使得随后按比例而言较少的照明光7必须在吸收器11中被消灭。关于预成形的光分布的优点还有变型形式明确参见说明书导言。
在下文中，示出不同的可行性，借助于所述可行性可实现微镜阵列3的不均匀的照明。相应的发光材料元件2在此分别在俯视图中(图“…a”)和与厚度方向平行的剖面(图“…b”)中示出。
根据图2的发光材料元件2划分为内部的第一区域2a和外部的第二区域2b。在内部的区域2a中有效的发光材料浓度是更高的，这在发光材料的体积浓度相同的情况下经由区域2a中的更大的厚度实现。因此，在第一区域2a中铈的掺杂度是更高的，也就是说，在该处按比例而言更多的泵浦辐射被转换/发射更多的转换光。
在根据图3的发光材料元件2中，与根据图2的发光材料元件相反，此时首先在俯视图中观察，所述基本形状是圆的而不是矩形或方形的。此外，内部的区域2a更薄，因此在该处有效的发光材料浓度更小。也就是说，从区域2a中发射出的照明光7随后具有更高的蓝色份额(更少的转换)，这对于远光灯功能而言例如能够是令人感兴趣的。作为对发光材料浓度的改变的补充或者替选于发光材料浓度的改变，差异例如也能够通过散射颗粒的不同的有效浓度来调节，所述散射颗粒例如是二氧化钛颗粒。
根据图4的发光材料元件2划分为三个区域2a、b、c，所述区域再次彼此嵌套。在第一区域2a中，有效的发光材料浓度(被泵浦辐射4“视为”有效的CER份额)最高，也就是说，从该处发射基本上黄色的照明光(几乎没有蓝色份额)。朝向外部的紧接于此的区域2b明显更薄(参见图4b)，借此有效的发光材料浓度更小，从而被透射的蓝色份额更高。第三区域2c中的有效的发光材料浓度位于第一区域2a的有效的发光材料浓度和第二区域2b的有效的发光材料浓度之间。
根据图5a、5b的发光材料元件2不划分为多个区域，而是转换特性以梯度在整个发光材料元件2上改变。有效的发光材料浓度在图5a中向下减小，因此蓝色份额向上升高，这通过箭头来表明。发光材料浓度的相应的变化曲线例如能够通过在发光材料元件2上渐增的体积浓度来调节。
根据图6a、b的发光材料元件2划分为两个梯度区域2d、2e，所述梯度区域分别围绕轴线60环绕地延伸，其中梯度关于相对于轴线60径向的方向构成。在这两个梯度区域2d、2e中，有效的发光材料浓度向外减小，并且与之相应地，蓝色份额向外增加，其中外部的梯度区域2e中的转换度通常(平均)更高，并且另一方面在该处梯度也更高。
根据图7a、7b的发光材料元件2具有厚的内部区域2a，所述内部区域具有恒定的转换特性和高的黄色份额(参见图4a、b)，两个环绕的梯度区域2d、2e向外连接到所述内部区域上；就此而言也参见关于图6a、6b的描述。
根据图8的发光材料元件2由遮光板80部分地荫蔽(在根据图8a的俯视图中示出)，其中遮光板80倾斜于泵浦辐射4的入射方向可移动地安装，也就是说，荫蔽程度能够改变，借此可调节不同地预成形的光分布(对于微镜阵列的照明而言)。根据图8b的剖面位于发光材料元件2的在图8a中位于下部的部分中。发光材料元件划分为一个梯度区域2d和两个区域2a、2b，在所述梯度区域2d中蓝色份额向右增加，在所述两个区域2a、2b上，转换特性分别是恒定的，其中区域2b中的有效的发光材料浓度更小(经由不同的体积浓度和/或厚度来调节)。
根据图9a、9b的发光材料元件2整体上相对于泵浦辐射单元1可运动地安装，因为转换特性在梯度区域2d、2e中改变(蓝色份额向上增加)，借此根据发光材料元件2的定位能够调节不同的照明光。在这两个梯度区域2d、2e中，蓝色份额沿着运动方向变化，在梯度区域2e中附加地也垂直于所述运行方向变化(向右增加)。
根据图10a、10b的发光材料元件2设有均匀的、在发光材料元件2上恒定的转换特性，其中在放射面上变化的照明光发射(从而对微镜阵列3不均匀的照明)经由借助于泵浦辐射不均匀地辐照来实现。在根据图10a的俯视图中标明内部的区域100a，在所述内部的区域中与在外部的区域100b中相比辐照强度更高。根据上述附图中的一个附图被划分为不同的区域的发光材料元件2也能够相应不均匀地被辐照，因此，在根据图3a、b的发光材料元件中，第一区域2a与第二区域2b相比例如能够用更高的辐照强度来辐照。
图11a、11b图解说明了这种组合，其中在俯视图(图11a)中图解说明辐照强度不同的区域100a至100c，而剖面(图11b)图解说明发光材料元件2被划分为区域2a、2b。矩形的辐照例如能够通过将矩形的LED成像到发光材料元件2上来实现，但是也能够借助遮光板/滤光器来实现。在第一区域2a中，有效的发光材料浓度更小，并且与之相应地蓝色份额更高。第二区域2b(具有更小的蓝色份额)用如下辐照强度辐照(区域100c)，所述辐照强度相比于区域100b中的辐照强度更高。在最内部的区域100a中，辐照强度最高。
附图标记列表
泵浦辐射单元 1
发光材料元件 2
发光材料元件的区域 2a至2e
微镜阵列 3
泵浦辐射 4
入射面 5
放射面 6
照明光 7
照明光学装置 8
微镜执行器 10
吸收器 11
轴线 60
遮光板 80
发光材料元件的辐照强度不同的区域 100a至100c
内部的区域 100a
外部的区域 100b

Claims (16)

1.一种用于照明的前照灯，所述前照灯具有：
-用于发射泵浦辐射(4)的泵浦辐射单元(1)；
-用于至少部分地将所述泵浦辐射(4)转换为转换光的发光材料元件(2)；
-微镜阵列(3)，所述微镜阵列具有多个矩阵状地设置的微镜执行器(10)；
其中所述前照灯设立为，使得在运行时，由所述泵浦辐射单元(1)用所述泵浦辐射(4)来辐照所述发光材料元件(2)，其中接着从所述发光材料元件(2)射出的所述转换光形成照明光(7)的至少一部分，引导所述照明光(7)以调节在微镜执行器(10)上的光分布，
其中在为了辅助借助于所述微镜阵列(3)调节的光分布的相应的时间点，用所述照明光(7)不均匀地照明所述微镜执行器(10)。
2.根据权利要求1所述的前照灯，其中在相应的所述时间点，仅在所述微镜执行器(10)中的一些微镜执行器上引导所述照明光(7)，也就是说，不照明所述微镜执行器(10)中的其它微镜执行器，这至少辅助了对所述微镜执行器(10)的不均匀照明。
3.根据权利要求1或2所述的前照灯，其中在相应的所述时间点，用所述照明光(7)的第一部分来照明所述微镜执行器(10)中的第一多个微镜执行器，而用所述照明光(7)的第二部分来照明所述微镜执行器(10)中的第二多个微镜执行器，其中所述照明光的所述第一部分和所述第二部分具有不同的光谱组成，这至少辅助了对所述微镜执行器的不均匀照明。
4.根据上述权利要求中任一项所述的前照灯，其中在相应的所述时间点，用所述照明光(7)的第一部分来照明所述微镜执行器(10)中的第一多个微镜执行器，所述第一部分在所述微镜阵列(3)上具有第一辐照强度，而用所述照明光(7)的第二部分来照射所述微镜执行器(10)中的第二多个微镜执行器，所述第二部分在所述微镜阵列(3)上具有第二辐照强度，其中所述第一辐照强度和所述第二辐照强度是不同大小的，这至少辅助了对所述微镜执行器(10)的不均匀照明。
5.根据上述权利要求中任一项所述的前照灯，其中所述泵浦辐射(4)射到所述发光材料元件(2)的入射面(5)上，并且在所述入射面(5)上产生不均匀的辐照强度分布，这至少辅助了对所述微镜执行器(10)的不均匀照明。
6.根据上述权利要求中任一项所述的前照灯，其中所述泵浦辐射单元(1)具有多个泵浦辐射源，其中在相应的所述时间点，所述泵浦辐射源中的第一泵浦辐射源以第一光束密度发射所述泵浦辐射(4)的第一部分，而所述泵浦辐射源中的第二泵浦辐射源以第二光束密度发射所述泵浦辐射(4)的第二部分，其中所述第一光束密度和所述第二光束密度是不同大小的，这至少辅助了对所述微镜执行器(10)的不均匀照明。
7.根据权利要求6所述的前照灯，其中所述第一泵浦辐射源和所述第二泵浦辐射源结构相同，但是在相应的所述时间点以不同的输出功率运行。
8.根据上述权利要求中任一项所述的前照灯，其中所述泵浦辐射(4)在所述发光材料元件(2)上游和/或所述照明光(7)在所述发光材料元件(2)下游穿过滤光器，这至少辅助了对所述微镜执行器(10)的不均匀照明。
9.根据上述权利要求中任一项所述的前照灯，其中所述泵浦辐射(4)在所述发光材料元件(2)上游和/或所述照明光(7)在所述发光材料元件(2)下游由遮光板(80)限界，即，减小相应的光束簇的光束横截面，这至少辅助了对所述微镜执行器(10)的不均匀照明。
10.根据上述权利要求中任一项所述的前照灯，其中所述发光材料元件(2)关于倾斜于泵浦辐射入射方向的侧向方向具有第一区域(2a)和与所述第一区域不同的第二区域(2b)，其中所述第一区域(2a)和所述第二区域(2b)的转换特性不同，这至少辅助了对所述微镜执行器(10)的不均匀照明。
11.根据权利要求10所述的前照灯，其中在所述第一区域(2a)和所述第二区域(2b)中设有相同的发光材料和/或设有相同的散射颗粒，然而，所述发光材料在所述第一区域(2a)和所述第二区域(2b)中的有效浓度是不同的和/或所述散射颗粒在所述第一区域(2a)和所述第二区域(2b)中的有效浓度是不同的。
12.根据上述权利要求中任一项所述的前照灯，其中所述发光材料元件(2)具有梯度区域(2d，2e)，在所述梯度区域中，所述转换特性沿着倾斜于所述泵浦辐射入射方向的侧向方向随着梯度改变，这至少辅助了对所述微镜执行器(10)的不均匀照明。
13.根据权利要求12所述的前照灯，其中所述梯度区域(2d，2e)以环绕垂直于所述侧向方向的轴线(60)的方式延伸，并且所述转换特性在所述梯度区域中沿着相对于所述轴线(60)径向的方向随着梯度改变。
14.根据权利要求12或13所述的前照灯，其中所述转换特性的改变通过所述发光材料的变化的有效浓度来实现。
15.根据上述权利要求中任一项所述的前照灯，其中所述发光材料元件(2)以能移置的方式安装，使得所述发光材料元件(2)的所述转换特性在相对于所述泵浦辐射单元(1)的第一移置位置中与在相对于所述泵浦辐射源的第二移置位置中的转换特性不同。
16.一种根据上述权利要求中任一项所述的前照灯的应用，所述应用用于照明，尤其用于机动车辆照明和/或用于如下照明：在进行所述照明的过程中，用照明光彼此不同地不均匀地，在第一相应的时间点照明微镜执行器(10)以辅助第一光分布，并且在第二相应的时间点照明微镜执行器以辅助第二光分布。
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