CN108884978B - 用于照明装置的光源以及具有这样的光源的照明装置 - Google Patents

用于照明装置的光源以及具有这样的光源的照明装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于照明装置的、特别是用于机动车的照明装置的光源，所述光源包括多个激光二极管(1a、1b、1c)、光导向器件(3)、转换器件(4)，所述激光二极管在光源的运行中发出激光辐射(2a、2b、2c)，来自不同方向的由激光二极管(1a、1b、1c)发出的激光辐射(2a、2b、2c)入射到所述光导向器件中，所述转换器件将由激光二极管(1a、1b、1c)发出的激光辐射(2a、2b、2c)转变成由光源发出的光、特别是白光，其中，所述光导向器件(3)将激光辐射(2a、2b、2c)输送给转换器件(4)，其中，所述光导向器件(3)包括转向器件，所述转向器件在光源的运行中将至少一个所述激光辐射(2a、2b)这样转向，使得所述至少一个激光辐射在转向之后与至少另一个所述激光辐射(2a、2b、2c)一起基本上沿相同方向传播并且射到转换器件(4)上。

Description

用于照明装置的光源以及具有这样的光源的照明装置
技术领域
本发明涉及一种用于照明装置的、特别是用于机动车的照明装置的光源以及一种具有这样的光源的照明装置。
背景技术
上述类型的光源由US 2011/0248624A1已知。在其中描述的光源中设置有由透明的材料制成的锥体作为光导向器件，其中，可以将由多个激光二极管发出的激光辐射耦入到锥体的底面中。由锥体的尖端射出的激光辐射射到邻接尖端的转换器件上，该转换器件将单色的激光辐射转变成白光。锥体基于其长度和形状均质地作用于激光辐射，从而激光辐射以尽可能均匀的强度分布投射到转换器件上。在激光二极管和锥体之间设置有准直镜组。
在此，被证实为不利的是，一方面必须将多个准直镜组相对于锥体定位并且另一方面由于锥体的均质的功能而不能对激光辐射的强度分布产生影响。因此，设有这样的光源的照明装置针对街道照明的优化可能设计为相对昂贵的。此外，光源具有相对大的尺寸。
发明内容
本发明的问题在于，提供一种开始时提到的类型的光源，该光源简单地并且紧凑地构建和/或在该光源中由转换器件射出的光的分布适配于照明装置的需求。此外，应给出一种具有这样的光源的照明装置。
按照本发明，这通过一种光源以及通过一种照明装置实现。
按照本发明规定，光导向器件包括转向器件，该转向器件在光源运行时将至少一个所述激光辐射这样转向，使得所述至少一个激光辐射在转向之后与至少一个另外的激光辐射一起基本上沿相同方向传播并且投射到转换器件上。由此，可以将光源设计为更紧凑的，因为来自不同方向的在转向之后汇集的激光可以入射到光导向器件中，从而可以将激光二极管设置在光导向器件的不同的侧面上。
存在如下可能性，即，转向器件具有至少一个反射面，由所述反射面反射所述至少一个激光辐射，所述至少一个激光辐射特别是经历内部的全反射，其中，转向器件优选具有多个反射面，由这些反射面分别反射至少一个所述激光辐射。以这种方式可以利用简单的方式实现激光辐射的有效的转向。
可以规定，光导向器件这样设计，使得至少一个所述激光辐射不在光导向器件中转向。也可以以所述方式提高光源的紧凑性，因为例如也可以在与光出射面直接对置的一侧上设置激光二极管。
存在如下可能性，即，转换器件面状地伸展并且光导向器件设计成，使得在面状伸展的转换器件上产生激光辐射的限定的强度分布，该强度分布特别是不均匀的或者在该强度分布中所述激光二极管中的至少一个激光二极管的激光辐射与所述激光二极管中的其它激光二极管的激光辐射相比构成强度分布的不同区段。当所有激光辐射聚焦于转换器件的一点时，例如可以存在不均匀的强度分布。由此，产生具有相当高的光密度的点状的光源。通过具有不同的所述激光辐射的转换器件的局部照明，可以有针对性地对由光源射出的光的强度分布产生影响。
投射到转换器件上的光分布和/或转换器件例如可以这样设计，使得由转换器件发出的光的光分布具有适用于街道照明的纵横比和/或由转换器件发出的光的光分布具有适用于街道照明的明暗界限。以这种方式实现针对机动车的照明装置优化的光源。
可以规定，光导向器件具有分别用于至少一个所述激光辐射的多个入射面，这些入射面这样设置，使得在两个不同的激光辐射入射到光导向器件中的方向之间的角度为至少10°、优选至少20°，其中，特别是来自相反方向的激光辐射入射到光导向器件中。例如可以设置四个激光二极管，这些激光二极管的激光辐射相互间分别形成90°的角度，或者设置六个激光二极管，这些激光二极管的激光辐射相互间分别形成60°的角度。
存在如下可能性，即，转换器件设置在光导向器件上、特别是作为在光导向器件的外表面上的转换涂层。以这种方式不必将转换器件相对于光导向器件定位并且光源整体上变得更紧凑并且更稳定。
可以规定，光源包括透镜、特别是非球面透镜，以用于激光辐射的准直和/或聚焦，其中，特别是光导向器件的入射面构造为透镜或者在光导向器件的入射面上设置有透镜。通过入射面构造为透镜，也省去相应的调整耗费并且可以进一步提高光源的紧凑性。
光导向器件优选可以构造为一件式的透明的构件、特别是构造为由透明的材料制成的一件式的冲压件或者注塑件。由此，可以降低光源的制造耗费。
按照本发明所述的照明装置包括按照本发明的光源。
附图说明
下面借助于附图更详细地阐述本发明。在附图中：
图1示出按照本发明的光源的第一实施方式的示意性剖视图；
图2示出按照本发明的光源的第二实施方式的示意性剖视图。
具体实施方式
在附图中，相同的或者功能相同的部件设有相同的附图标记。
按照本发明的光源的所描绘的实施方式包括多个示意性示出的激光二极管1a、1b、1c，由这些激光二极管发出激光辐射2a、2b、2c。所描绘的光源还包括光导向器件3，由激光二极管发出的激光辐射2a、2b、2c入射到该光导向器件中。在光导器件3的其中一个出射面上设置有转换器件4，所述转换器件将单色的激光辐射2a、2b、2c转变成未描绘的白光，该白光在附图中从光源向上出射。
激光二极管1a、1b、1c例如可以构造为蓝色的高功率激光二极管。在描绘的实施方式中，这样设置第一和第二激光二极管1a、1b，使得该第一和第二激光二极管的激光辐射2a、2b从左侧和右侧入射到光导向器件3中，而由第三激光二极管1c发出的激光辐射2c从下方入射到光导向器件3中。
完全存在设置多于两个侧向设置的激光二极管的可能性。例如可以设置四个激光二极管，这些激光二极管的激光辐射相互间分别形成90°的角度，或者设置六个激光二极管，这些激光二极管的激光辐射相互间分别形成60°的角度，亦或设置八个或者更多激光二极管。也存在设置奇数个侧向设置的激光二极管的可能性。
此外，存在设置多于一个其激光辐射从下方耦入到光导向器件3中的激光二极管的可能性。备选地，也存在省去设置在光导向元件3的底侧上的激光二极管的可能性。
在描绘的实施例中，光导向器件3具有两个用作转向器件的反射面5a、5b，由所述反射面将所述第一和第二激光二极管1a、1b的激光辐射2a、2b向上转向，从而所述激光辐射沿与第三激光二极管1c的激光辐射1c相同的方向传播。在侧向设置的激光二极管多于两个时，可以相应地设置多于两个反射面。
反射面5a、5b由从下方伸入到光导向器件3中的凹部6形成。存在如下可能性，即光导向器件3的外侧在凹部6的区域中设有反射涂层。优选所述激光辐射在反射面5a、5b上经历内部的全反射。
由于凹部的斜面，反射面5a、5b以大致45°的角度相对于激光辐射2a、2b的传播方向倾斜，从而激光辐射2a、2b以大致90°的角度转向。完全存在如下可能性，即设置反射面的其它定向并且因此设置其他转向角度。
在所描绘的实施例中，反射面5a、5b构造为平坦的。然而，完全存在如下可能性，即，反射面5a、5b是弯曲的、例如凹状弯曲的，从而反射面有助于激光辐射2a、2b的准直和/或聚焦。
光导向器件3具有在附图中下方的第一部分7，侧向设置的激光二极管1a、1b的激光辐射2a、2b从侧向入射到该第一部分中并且凹部6从下方设置在该第一部分中。在所述第一部分7上方设置有在附图中上方的第二部分8，所述第一部分过渡到该第二部分中。光导向器件3的第一和第二部分7、8相互一件式地构造，其中，光导向器件3特别是构造为由透明的材料制成的一件式的冲压件或者注塑件。
第二部分8在凹部6的区域上方向上延伸并且沿横向方向的伸展程度小于第一部分7。在此，第二部分8构造为棒状的并且沿附图中的竖直方向或者说沿激光辐射2a、2b、2c在转向之后的传播方向的尺寸明显大于第一部分7。第二部分8沿竖直方向的长度例如可以处于1mm至50mm之间。在例如50mm的相对大的长度时，第二部分8通过激光辐射1a、1b、1c的大量内部反射有助于均匀化。
在光导向器件3的第二部分8的在附图中上方的端部上设置转换器件4。特别是，转换器件4也可以构造为在光导向器件3的第二部分8的在附图中上方的外表面上的转换涂层。可以根据激光二极管1a、1b、1c的激光辐射2a、2b、2c的波长这样选择该涂层的材料，使得从转换器件4发出的光具有期望的光谱分布。对于涂层适当的发光材料供不同的、例如在蓝色或者紫色的光谱范围内的激光波长使用。
在激光辐射2a、2b、2c的入射面设置有透镜9a、9b、9c、特别是非球面透镜，以用于激光辐射2a、2b、2c的准直和/或聚焦。所述透镜9a、9b、9c要么可以作为单独的构件与光导向器件3连接要么与光导向器件3构造为一件式的，其中，特别是光导向器件3的入射面构造为透镜9a、9b、9c。
如在图1中描绘的那样，透镜9a、9b、9c可以这样构造，使得将全部所述激光辐射2a、2b、2c聚焦于转换器件4的一点。由此，产生具有相当高的光密度的点状的光源。为此备选地，图2示出一种实施方式，在该实施方式中，透镜9a、9b、9c这样构造，使得激光辐射2a、2b、2c在第二部分8中基本上并排地延伸并且投射到转换器件4的转换涂层上的不同位置上。
借助于这样的构造，可以对由光源发出的光的光分布产生影响。在此，投射到转换器件4上的激光辐射2a、2b、2c的分布可以这样构造，使得由转换器件4发出的光的光分布具有适用于街道照明的纵横比。备选地或者附加地，投射到转换器件4上的激光辐射2a、2b、2c的分布可以这样构造，使得由转换器件发出的光的光分布具有适用于街道照明的明暗界限。
备选地或者附加地，也存在如下可能性，即转换器件4或者说转换器件4的转换涂层这样结构化，使得由转换器件4发出的光的光分布具有相应的纵横比或者适当的明暗界限。
此外，可以规定，单独地操控各个激光二极管1a、1b、1c，使得也由此可以对由转换器件4发出的光的光分布有针对性地产生影响。
存在如下可能性，即，包括转换器件4在内的整个光源具有10mm*10mm*10mm的尺寸。借助激光二极管1a、1b、1c和可能需要的用于激光二极管1a、1b、1c的冷却器件，光源沿附图的横向方向可以具有20mm*20mm的尺寸。发光面优选可以具有在0.5mm*0.5mm至5mm*5mm之间的尺寸。
附图标记列表
1a、1b、1c 激光二极管
2a、2b、2c 激光辐射
3 光导向器件
4 转换器件
5a、5b 反射面
6 凹部
7 光导向器件3的第一部分
8 光导向器件3的第二部分
9a、9b、9c 透镜

Claims (16)

1.用于照明装置的光源，所述光源包括：
-多个激光二极管(1a、1b、1c)，这些激光二极管在光源运行时发射出激光辐射(2a、2b、2c)，
-光导向器件(3)，由激光二极管(1a、1b、1c)发出的、来自不同方向的激光辐射(2a、2b、2c)入射到所述光导向器件中，
-转换器件(4)，所述转换器件将由激光二极管(1a、1b、1c)发出的激光辐射(2a、2b、2c)转变成由光源发出的光，其中，所述光导向器件(3)将激光辐射(2a、2b、2c)输送给转换器件(4)，
其特征在于，所述光导向器件包括转向器件，所述转向器件在光源运行时将所述激光辐射中的至少一个激光辐射转向成，使得所述至少一个激光辐射在转向之后与所述激光辐射(2a、2b、2c)中的至少一个另外的激光辐射一起基本上沿相同方向传播并且投射到转换器件(4)上，所述转换器件(4)作为在光导向器件(3)的外表面上的转换涂层设置在光导向器件(3)上，根据激光二极管(1a、1b、1c)的激光辐射(2a、2b、2c)的波长选择所述转换涂层的材料，使得从转换器件(4)发出的光具有期望的光谱分布，其中，所述光导向器件的转向器件与转换器件(4)彼此具有距离地设置，所述光导向器件(3)的入射面构造为透镜(9a、9b、9c)或者在光导向器件(3)的入射面上设置有透镜(9a、9b、9c)，且所述透镜(9a、9b、9c)是非球面透镜，所述转换器件(4)面状地伸展，并且光导向器件(3)设计成，使得在面状伸展的转换器件(4)上产生激光辐射(2a、2b、2c)的限定的强度分布，单独地操控各个激光二极管(1a、1b、1c)，使得由此对由转换器件(4)发出的光的光分布有针对性地产生影响。
2.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述照明装置是机动车的照明装置。
3.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述由光源发出的光是白光。
4.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述转向器件具有至少一个反射面(5a、5b)，由所述反射面使所述至少一个激光辐射反射。
5.根据权利要求4所述的光源，其特征在于，所述至少一个激光辐射经历内部的全反射。
6.根据权利要求5所述的光源，其特征在于，所述转向器件具有多个反射面(5a、5b)，由这些反射面分别反射至少一个所述激光辐射。
7.根据权利要求1至6之一所述的光源，其特征在于，所述光导向器件(3)设计成，使得至少一个所述激光辐射不在光导向器件(3)中转向。
8.根据权利要求1所述的光源，其特征在于，所述强度分布是不均匀的或者在所述强度分布中所述激光二极管(1a、1b、1c)中的至少一个激光二极管的激光辐射(2a、2b、2c)与所述激光二极管(1a、1b、1c)中的其它激光二极管的激光辐射(2a、2b、2c)相比构成所述强度分布的不同区段。
9.根据权利要求1至6之一所述的光源，其特征在于，投射到转换器件(4)上的光分布和/或转换器件(4)设计成，使得由转换器件(4)发出的光的光分布具有适用于街道照明的纵横比和/或由转换器件(4)发出的光的光分布具有适用于街道照明的明暗界限。
10.根据权利要求1至6之一所述的光源，其特征在于，所述光导向器件(3)具有分别用于至少一个所述激光辐射(2a、2b、2c)的多个入射面，这些入射面设置成，使得在两个不同的激光辐射(2a、2b、2c)入射到光导向器件(3)中的方向之间的角度为至少10°。
11.根据权利要求1至6之一所述的光源，其特征在于，所述光导向器件(3)具有分别用于至少一个所述激光辐射(2a、2b、2c)的多个入射面，这些入射面设置成，使得在两个不同的激光辐射(2a、2b、2c)入射到光导向器件(3)中的方向之间的角度为至少20°，其中，来自相反方向的激光辐射(2a、2b、2c)入射到光导向器件(3)中。
12.根据权利要求1至6之一所述的光源，其特征在于，所述光源包括透镜(9a、9b、9c)，以用于激光辐射(2a、2b、2c)的准直和/或聚焦。
13.根据权利要求1至6之一所述的光源，其特征在于，所述光导向器件(3)构造为一件式的透明的构件。
14.根据权利要求1至6之一所述的光源，其特征在于，所述光导向器件(3)构造为由透明的材料制成的一件式的冲压件或者注塑件。
15.照明装置，所述照明装置包括根据权利要求1至14之一所述的光源。
16.根据权利要求15所述的照明装置，其特征在于，所述照明装置是用于机动车的照明装置。
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