CN109323215B - 照明装置、运行照明装置的方法和照明装置的应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有光源(2)、微镜阵列(30)和照明光学件(8)的照明装置，其中输出射束(10)在转出位置上反射经过照明光学件(8)旁边，光学传感器单元(7)布置在该输出射束中，也就是利用光学传感器单元的、倾斜于射线的主入射方向(33)的敏感的传感器表面(32)布置。利用相对于主入射方向倾斜的传感器表面能够例如至少减少从传感器表面到微镜阵列的反射。本发明还涉及用于运行照明装置的方法、和照明装置的应用。

Description

照明装置、运行照明装置的方法和照明装置的应用

技术领域

本发明涉及一种具有用于发射照明光的光源、微镜阵列和照明光学件的照明装置。本发明还涉及用于运行照明装置的方法、和照明装置的应用。

背景技术

微镜阵列由多个以矩阵形式布置的微镜构成，微镜作为执行器能够相互独立地开关以及翻转。在投影应用中，这些微镜阵列被用作成像器。每个微镜执行器相当于一个像素，其中根据翻转位置，在各个时间点投射到微镜执行器上的、具有特定颜色(例如红色、绿色和蓝色)的光为了成像而以输入射束传输到投影面上，或者以输出射束引导经过照明光学件旁边并且不被使用。

发明内容

本发明所基于的技术问题是提供一种特别有利的照明装置。

本发明提出一种照明装置，具有：

用于发射照明光的光源，

具有多个微镜执行器的微镜阵列，

照明光学件，和

具有敏感的传感器表面的光学传感器单元，

其中，由光源发射的照明光引导到微镜执行器上并且在微镜执行器处反射，并且利用时间积累的反射，

输入射束在相应的转入位置上由微镜执行器反射通过照明光学件以用于照明应用，并且

输出射束在相应的转出位置上由微镜执行器反射经过照明光学件旁边，

其中，光学传感器单元布置在输出射束中，以用于检测至少在故障情况下在输出射束中引导的射线，

并且其中，光学传感器单元被定向，以使敏感的传感器表面倾斜于射线的主入射方向。

根据本发明，该目的利用一种照明装置实现。该照明装置具有带有敏感的传感器表面的光学传感器单元，该光学传感器单元布置在输出射束中并且用于检测在输出射束中引导的射线。在此，该传感器单元被定向，以使传感器表面倾斜、也就是不垂直(并且也不平行)于射线的主入射方向。传感器单元例如能够用于监视光源或微镜阵列，其中，在输出射束中的装置例如能够提供效率优势(在照明方面反正不需要在那里被引导的照明光)。利用相对于主入射方向倾斜的传感器表面能够例如至少减少从传感器表面到微镜阵列的反射。这例如在成像或生成特定的光强度分布方面在照明侧能够是有利的，否则光强度分布可能被从传感器单元经由微镜阵列穿过照明光学件的反射干扰。反射也可能对光源造成干扰。

优选的实施方式能够在整个公开文本中给出，其中，在附图中不总是在装置和方法或应用方面之间单独进行区分。

利用传感器单元例如能够监视微镜阵列的功能(在下面也仅称为“阵列”)，尤其是在分辨方位检测的情况下(见下文)。例如可能损坏微镜执行器(在下面也称为“执行器”)，例如因为局部高的功率密度而不再根据功能翻转(烘烤)。一个优选的应用领域在于机动车照明(见下文)，其中尤其振动或机械负载、通常还结合差异极大的环境温度可能是阵列或者还有光源受损的原因。

监视光源例如也能够是有利的，以便能够在故障情况下、例如在光源损坏时，识别并且避免意外地出现具有高辐射密度的射线。光源例如能够具有泵浦射线源和用于至少以一定比例转换泵浦射线的发光材料元件(详见下文)，并且在发光材料损坏、例如断裂/破裂时，通常成束的泵浦射线输出以用于照明应用。这能够在照明应用方面构成光生物学的危险，例如对于观察者导致视网膜受伤并且在最糟的情况下导致视力受损。在根据本发明的照明装置中，例如用于确定传感器单元的测量信号中的不规律性的评估单元促使光源的控制单元至少降低功率(调暗)或者完全关闭，这对于光源能够在整体上或者也能仅仅在部分区域以分辨方位的方式进行(见下文)。

在具有发光材料元件的光源中，该发光材料元件有时还能够整体上从机械保持件或者从支架松开，例如因为拼插连接层失效。即使在这种情况下，泵浦射线能够成束地输出以用于照明应用。此外，意外的/危险的射线传播却不一定是因为光源本身的缺陷产生的，而是例如也能够是因为用于引导射线的光学元件中的一个有问题而产生的。

为了阐明，现在首先讨论几个不同的可行性方案，其中能够涉及传感器单元要检测的“射线”(下面详细说明)。在光源具有泵浦射线源和发光材料元件的情况下，传感器单元例如能够设置用于检测泵浦射线，检测例如也能够不包括泵浦射线。在全转换运行的发光材料元件的情况下，其中全部的泵浦射线被转换，则在正常运行状态下可能完全没有射线投射到传感器单元上，而是只有在故障情况下(发光材料元件断裂/破裂/掉落)才有。另一方面在正常运行时却也能够已经有射线投射到传感器表面上，该传感器单元因此能够例如设置用于检测照明光。但是即使在检测泵浦射线的情况下，当照明光包含一定比例未转化的泵浦射线时(所谓的部分转换，见下文)，也有可能在正常运行时进行一定的探测。

一般而言，在本公开文本的框架内，射线或光的“主方向”(例如主入射方向)是所有方向向量的、随着时间积累(zeitlichen Integral)形成的平均值，各个射线或各个光沿着这些方向向量在各个部段中传播，其中在形成该平均值时，每个方向向量利用其配属的辐射强度被加权。这种观测随着时间积累进行，因为通常全部的执行器不会同时位于同一个翻转位置，也参见后面的阐释。主入射方向是倾斜于传感器平面的，因此至少稍微偏离与其垂直或平行的方向一点。

优选地，微镜阵列被用于自适应(adaptive)的道路照明，其中例如为了避免眩目而选择性地从照明中排除其他的交通参与者(详见下文)。由光源发射的照明光在微镜阵列的微镜执行器上被反射，也就是每个执行器反射相应的部分射束。取决于各个执行器的翻转位置，各部分射束反射通过照明光学件以用于照明应用(转入位置)或者反射经过照明光学件旁边并且不输送用于照明应用。经由执行器的翻转位置，因此能够有目的性地设置远处的光分布。

所有被执行器分别在转入位置上反射的部分射束的整体形成“输入射束”；所有被执行器在相应的转出位置上反射的部分射束的整体形成“输出射束”。输入和输出射束分别随着时间积累获得(并不是所有的执行器都同时在同一个翻转位置上或者普遍振荡运行)。时间积累能够包括微秒范围内的和/或毫秒范围内的和/或秒范围内的和/或分钟范围内的和/或更长的持续时间。

在输入和输出射束之间也能够还存在另一种射束(瞬时射束)，其能够对应于执行器的未偏转的状态，即所谓的瞬时平面状态，这种状态不被进一步使用，也能够参考实施例进行阐述。但是，另一方面，输入和输出射束也能够直接地并排放置，换句话说也能够主动地利用瞬时平面状态。

给微镜阵列以如下方式配置照明光学件，即由不同的微镜阵列在转入位置上引导穿过照明光学件的照明光以不同的空间方向传播。阵列平面内的局部空间的光分布于是被转换为远处的夹角空间内的光分布。通过选择性地开/关某个相应的执行器，能够相应地为各个空间方向或某个空间夹角范围选择性地供应或者甚至不供应照明光。

由例如机动车的摄像头系统检测到的、在前方行驶的或者迎面开来的车辆例如能够以如下方式有针对性地从光锥中移除，即也就是将相应配属的执行器(在相应的翻转位置上)关掉(在一个运行周期内也不必强制持久地占据某个相应的翻转位置，也能够同时存在振荡的来回翻转)。这应该用来阐明一种有利的并且就此而言也优选的应用领域，但是并不限制本发明的普遍适用性。

照明光学件一般也能够具有反射器，优选是一种只能折射的照明光学件。一般而言也能够考虑一种不成像的照明光学件，然而其优选是成像的。照明光学件例如能够具有透镜，优选是聚光透镜，其中该透镜也能够根据透镜系统的种类由多个单独透镜构成(就透射照明而言前后依次地布置)。优选这样一种布置方式，即使得照明光学件将微镜阵列、也就是执行器无限地成像。

“微镜阵列”(原则上也能够考虑MEMS(微机电系统)阵列、LCOS(硅基液晶)或光栅光阀和类似可调节的反射装置，优选是数字微镜装置(DMD))例如能够具有至少10、100、500、1000、5000、10000或30000个微镜执行器和(与之无关的)例如不超过1x10⁸、1x10⁷或1x10⁶个微镜执行器(分别按照提及的顺序越来越优选)。这些执行器优选地是同一个半导体构件(芯片)的一部分。这些执行器不一定能够完全相互独立地开关，而是例如也能够在芯片侧就已经成组地集中在一起。于是例如也能够为多个并排布置的微镜执行器共同提供或甚至不提供空间角度范围，也就是全部打开或关掉。即使就特定的运行模式而言，例如远光灯、近光灯、日行灯等等，也可以实现原本就已经存在的、成组的集中方式。

在一种优选的实施方式中，主入射方向与传感器表面形成一个倾斜角，这个角为至少10°、进一步特别优选地是至少15°或20°。通常也能够有利地独立于下限并且应该公开的、优选的上限最多为80°、70°、60°或50°，按照提及的顺序越来越优选。该倾斜角是主入射方向与传感器表面形成的两个夹角中比较小的角(这两个角相加得到180°)。在传感器表面不平坦的情况下，这个倾斜角是相对于传感器表面的切面得到的(该切面位于几何的面重心上)。然而，传感器表面优选为平坦的，一般来说也是平坦的。

在优选的构造方案中，在输出射束中布置有成像光学件，该成像光学件将阵列的执行器表面映射到传感器表面上。例如在无电流的状态下，执行器表面是执行器的反射面所在的表面。优选地提出聚光透镜作为成像光学件，其优选地是单个透镜。使用单个透镜由于位置或者还有重量方面的原因是有利的(也能够参见下面针对CCD传感器的阐释)。与单个的成像光学件的构造方式无关地，由每个执行器或者每组执行器将相应的、经由成像光学件引导的光分别传输到传感器表面自身的、规定的区域上(阵列上的方位分布与传感器表面上的方位分布相关)。

在优选的构造方案中，在输出射束中引导的照明光在微镜阵列处具有主出射方向，该主出射方向倾斜于、也就是不垂直(并且也不平行)于阵列的执行器表面。就“主出射方向”而言，参见前面对主方向的阐释。于是，传感器表面和执行器表面分别在光束中是倾斜的，并且分别具有不同的符号(在相反的方向上倾斜)，这能够帮助提高成像的准确性(理论背景能够通过所谓的沙姆定律(Scheimpflug-Prinzip)解释)。例如能提升成像的清晰度并且减少或避免所谓的“串扰”，也就是个别像素光束的重叠。

特别优选地能够提出一种布置方式，其中有tan(ψ)＝((m+1)/m)·tan(Θ)，其中，m是传感器光学件的光学放大量，Θ是传感器器件的透镜平面(LP)和成像平面(IP)之间的夹角，并且ψ是成像平面(IP)和聚焦平面(POF)之间的夹角。在此，执行器表面位于聚焦平面内，并且传感器表面位于成像面内(并且相应地定义了各个平面)。为了阐述清楚也能够参见图2。

主输出方向能够与执行器表面形成例如至少10°、20°、30°或35°的倾斜角(见前面)，可能的(与之无关的)上限为例如最多80°、70°、60°或55°(分别按照提及的顺序越来越优选)。特别优选例如能够是42°。

在一种优选的实施方式中，传感器单元设计用于在传感器表面上进行分辨方位的射线检测，优选矩阵形式的分辨方位(分成行和列)。作为传感器单元的能够是CMOS(互补性氧化金属半导体)传感器或者优选是CCD(电荷耦合器件)传感器。这种分辨方位能够实现传感器单元检测到的偏差量的一定的对应关系。例如能够确定并关联一个执行器或一组执行器的损坏(“烘烤”、机械破裂等等)，这些损坏例如根据用于通常需要制造的光分布的关联性在运行时就已经能够实现分类(不太严重/严重)。即使在发光材料元件受损(破裂、断裂等等)时，这种对应也是有利的，因为发光材料元件的放射面上的空间分布优选地与阵列上的空间分布是相关联的(阵列上的空间分布在阵列的侧上优选地与传感器表面上的空间分布相关联，见上文)。一般而言，在发光材料元件和阵列之间优选地设计有一个成像光学件(输入光学件)。

相应的执行器就能够例如持久地保持在关闭状态下。在应用在机动车上时，能够向车辆驾驶员显示缺陷，以便让驾驶员停下去寻找修车厂，例如通过车辆内部的控制灯或者类似物。然后例如能够让执行器中的、仅仅几个与对应损坏区域的执行器间隔足够远的执行器在应急照明运行状态下运行。也能够对损坏进行定位，例如在修车厂里，或者也能够自动地输送给生产商，以便例如促使准备合适的更换零部件。在存在多个缺陷部位和/或大面积的缺陷部位时，也能够实施光源的调暗或者甚至完全关闭。

但是，不取决于故障对应关系，CCD传感器也能够例如相对于光电二极管提供许多优势并且相应地是优选的，也就是由于更大的传感器表面。优选的CCD传感器的传感器表面具有至少6mm的表面对角线，进一步且特别优选地是至少8mm或10mm，其中可能的上限例如能够为最多50mm、40mm、30mm、20mm、18mm、16mm或14mm。特别优选地例如能够是12mm，相反地，常见的光电二极管通常有仅仅大约1x2mm²的面积。较大的传感器表面的优点显示在集光率观测中：如果从阵列上一个设置的开放角出发，与在CCD传感器的较大的传感器表面上成像相比，在较小的成像表面(光电二极管)上成像需要折射能力更强的透镜或更加复杂的光学件。设置更简单的光学件、尤其是单个透镜(见上文)由于重量的并且尤其是位置的原因(构造空间)能够是有利的。就生产制造而言也能够得到许多的优点，因为保持或调整更加简单。

在一种优选的实施方式中，光源具有泵浦射线源和优选地与泵浦射线源间隔开的发光材料元件，由此能够实现非常高的照明密度。发光材料元件将泵浦射线至少部分地转换成转换光；转换光能够自身(全转换)或者也能够与部分不转换的泵浦射线混合起来形成照明光，优选后一种。即使泵浦射线用于照明应用，与所描述的故障情况不同，这通常是不重要的，因为部分未转换的泵浦射线是扇形散射的，例如由于发光材料元件中的散光处理。如果发光材料元件受损，例如断裂，又或者完全掉落，那么就有更多的并且此外还成束的泵浦射线用于照明应用。

优选将激光源作为泵浦射线源，该激光源例如也能够由多个单独激光源构成。优选地设置激光二极管作为激光源或单独激光源。发光材料元件具有转换波长的发光材料，例如掺铈的钇铝石榴石(YAG：Ce)。这种发光材料例如能够以颗粒的形式嵌入在基质材料中，但是也能够由聚集的发光材料颗粒或者发光材料的单晶体形成发光材料元件。照明光一般而言优选地是白光，这例如能够利用发射黄色转换光的YAG：Ce在将蓝色泵浦光进行部分转换的情况下实现。

泵浦射线投射到发光材料的入射面上，并且转换光被输出至放射面。一般而言，在反射状态下的运行也是可行的，于是入射面和放射面能够是重合的，在发光材料元件的相对的侧面上就能够例如布置镜。优选地，发光材料元件在透射状态下运行，于是入射面和放射面是相互对置的。在入射面上例如能够设计一个二向色涂层，其对于入射其上的泵浦射线是透射的，但反射在发光材料元件中随后产生的转换光。

在一种优选的实施方式中，在输出射束中布置有分束器。在这个分束器上，射线不强制在任何时间点都被分束，但是在随着时间积累进行观测时肯定是分束的(通过正常运行和故障情况)。例如在用分束器的情况下，泵浦射线和转换光被分束，也就是在全转换时能够在如下的路径上将分束器安放在后方，该路径设计用于引导泵浦射线，并且在正常运行时完全不引导射线，只有在故障情况下才会。但是，另一方面也能够在正常运行时就已经使照明光在分束器上进行分束，见下文。

分束器优选地能够设计为板并且安放布置在传感器表面的前方。“板”在此表示一种事先单独生产的光学构件，然后其与传感器单元(以及其他的组件)组装在一起。这个板优选地布置在成像光学件(见上文)和传感器表面之间，板也能够特别优选地直接安置在传感器表面上。板优选是平行平面式(planparallele)的板，其例如能帮助预防成像故障。

板在输出射束中优选地倾斜于主方向，例如以至少30°的角，优选地至少40°，可能的(与之独立的)上限例如为最多60°，优选地最多50°。特别优选地能够是45°，考虑的是板面和方向之间的夹角。

在一种优选的实施方式中，板能移动地支承在输出射束中，优选地相对于输出射束的主方向倾斜，特别优选地与传感器表面平行。这种支承例如还能够实现线性的推移，优选是可旋转的支承。板于是例如能够围绕与板的厚度方向平行的转动轴线旋转。不管是否符合这些细节，都能够利用移动板来改变相应被照射的区域。在板的不同区域内例如能够设置不同的镜层，例如在一个区域内设置取决于波长的镜层，并且在另一个区域内设置取决于偏振的镜层(也见下文)。利用移动板就能够改变射线分束的相应的机制。

在另一种优选的实施方式中，分束器作为涂层设置到传感器表面本身上，或者设置到传感器单元的壳体窗口上。因此，例如将一个构成分束器的、二向色的分层系统(见下文)直接分解到传感器表面上。一般而言，也能够设置多个分束器，于是能够给传感器表面涂层并且还设置板，优选的替代方案是，在输出射束中仅仅刚好布置一个分束器。

下文所描述的可行性方案不仅能够在作为涂层的构造方式中实现，也能够在采用板的情况下实现。

在一种优选的实施方式中，经由分束器将至少一部分在输出射束中引导的照明光引导到吸收器上，优选地导入射束阱(Strahlfalle)，也就是导入光束阱(Beam Dump)。随着时间积累，相对于射线强度，例如能够有至少50％、60％、70％或80％的照明光引导到射束阱中；上限能够为95％或90％，但是也能够将全部的照明光都导入射束阱中。至少部分地分开照明光一般来说就传感器单元而言能够是有利的，例如帮助避免在传感器表面上出现过高的照射强度。

分束器例如也能够是在光谱上不进行选择的。也就是能够在位于分束器后方的两个路径上都引导光谱组成相同或基本相同的照明光，其中通常较小的一部分被导至传感器单元上，并且较大的部分被导入射束阱。在光源具有泵浦射线源和发光材料元件的情况下，一种相应的构造方式能够特别有利，即利用传感器单元监视泵浦射线与转换光的比例，其例如作为蓝光与黄光的比例。

在一种优选的实施方式中涉及具有泵浦射线源和发光材料元件的光源，分束器以如下方式设置，即经由分束器至少在出故障情况下将泵浦射线引导到传感器表面上。分束器对于泵浦射线或者转换光能够是反射的，但能够透射相应的另一种射线。例如在部分转换的情况下或者也在正常运行状态下，泵浦射线能够到达相应的传感器单元上，但是以相比故障情况时更小的强度或者照射强度到达。在评估单元中例如能够存放阈值，超过该阈值就表示故障情况(门槛)。

在一种优选的实施方式中，分束器具有取决于波长的镜层，该分束器也被称为“二向色镜”。相应的层例如能够由多个单层构成，利用单层将不同折射指数的绝缘材料依次铺设。作为取决于波长进行选择的替代方案或者补充方案，也能够提出取决于偏振的镜层，其例如仅对于P偏振的射线是透射的，但反射S偏振的射线(或者反过来)。泵浦射线设置在发光材料元件前方，优选地是线性偏振的，泵浦射线特别优选已经线性偏振地由泵浦射线源发射(尤其是在用激光二极管的情况下)。

取决于偏振的层例如能够以如下方式设计，即在正常运行时没有或者几乎没有射线到达传感器表面上。在部分转换的情况下，取决于偏振的镜层也能够以如下方式布置，即使得部分未转换的、其线性偏振效果因为发光材料元件中的散射处理等等很大程度上被消除的泵浦射线无法“通过”，也就是肯定只有部分泵浦射线达到传感器表面上。在故障情况下(发光材料元件掉落，但也能够是断裂等等)，泵浦射线相反主要地或者至少以明显增加的比例p偏振地达到取决于偏振的镜层上，并引导至传感器表面上。

在一种优选的实施方式中，分束器以如下方式设计，即使得其透射至少在故障情况下被导至传感器表面上的射线。相反地，其能够反射例如被导入射束阱中的照明光。换句话说，分束器在至传感器单元的路径中优选地构成一个透射的、平行平面式的板，其就执行器表面到传感器表面上的期望的成像而言能够实现更简单的构造。一般而言，导向传感器表面上的射线也能够在分束器上被反射。

在优选的构造方案中，照明装置具有评估单元，该评估单元设置用于将由传感器单元检测到的传感器信号与额定值比较。例如在使用CCD传感器的情况下，利用空间分布也能够设置多个额定值，也就是针对每个执行器或以分组的方式(一个额定值因此例如能够包含关于位置、大小和期望的射线功率的信息)设置。额定值能够在生产商那里已存放，例如作为模拟的值或者优选地作为测量值。测量值能够在构造相同的照明装置上测定，优选的是对每个照明装置本身进行校准，例如在各自的生产流程或各自的出厂检查的框架内。

优选地也能够对额定值进行适配或者必要时还重复地进行重新测定，例如以一定的间隔，例如在照明装置每次启动时。在此能够对执行器进行一系列的测量，但是也不必分别测量每一个执行器，而是也可以以分组的方式集中，例如按行进行。借助相应的、例如在启动时测定的额定值，就能够在整个运行过程中监视发展变化，也就是监视测得的值是否越来越偏离额定值(在考虑到一定的容差等等的情况下)。

本发明还涉及一种用于运行在此公开的照明装置、或者具有评估单元的照明装置的方法，其中将传感器信号与额定值比较。具体内容参见上文。

本发明还涉及一种将照明装置用于照明的应用。即使一般而言也能够想到应用用于投影领域(录像、电影)、特效和娱乐照明、或者还有建筑照明中。在优选的构造方案中，本发明的应用涉及将在此公开的照明装置用于车辆照明，尤其用于机动车大灯中或者道路照明，优选地用在前大灯中。一般而言也能够想到用在船只或者还有车辆或直升飞机中，然而优选是机动车(Kfz)，尤其是客车(Pkw)。道路照明优选是自适应的，也就是为了避免眩目而选择性地从照明中排除其他的交通参与者。

照明光锥能够最大程度充满的空间角度体积量是分区段的，优选地划分成行和列，只有那些在其中已经确定了其他的交通参与者、例如另一辆机动车、又或者行人或者骑自行车的人的区段才被关掉。在此，执行器也能够以分组的方式组合，例如每个分组包含至少10、50、100个执行器并且(与之独立地)例如不超过1000或500个执行器。例如也能够实现转向灯，或者也能够有目的地照亮一些对象(例如路边的野生动物或者人)，例如用于标记(危险标识)。

在优选的构造方案中，阵列取决于车辆传感器测量结果运行，优选地取决于一个或者多个摄像图片。摄像图片能够相应地划分给最大可接触的照明光锥的区段，其中每个区段就对应阵列的一个或多个执行器。如果在一个区段内确定了另一个交通参与者，就让相应的执行器进入关闭状态。

附图说明

下面借助实施例更详尽地阐述本发明。

详细示出：

图1以示意图示出了一个根据本发明的照明装置，以阐明在微镜阵列上的不同射束中的射线引导；

图2示出了一个根据本发明的照明装置，以详细地示出在微镜阵列的输出射束中的射线引导；

图3示出了示例性地开启微镜阵列时在根据图2的照明装置的传感器单元上的照射强度分布。

具体实施方式

图1示出了一种根据本发明的、具有微镜执行器1的照明装置，该微镜执行器是执行器阵列的一部分(整体未示出)，并且由光源2供应照明光3。照明光3穿过作为输入光学件4的聚光透镜并且以输入射束5的形式投射到微镜阵列上。由于展示的原因，仅仅示出了阵列中的一个微镜执行器1，然而输入的/反射的光借助射束示出，也就是涉及整个阵列。

微镜执行器1以未偏转的状态示出。微镜执行器能够在用虚线表示的两个最大翻转位置之间来回翻转。未偏转的状态被称为瞬时平面状态，并且在这里的一个最大翻转位置对应于转入位置并且另一个对应于转出位置。在转出位置上，微镜执行器1将投射到其镜面6上的照明光根据本发明反射到传感器单元7上。在转入位置上，照明光却被引导穿过照明光学件8(一个透镜系统)，从而在这里用于制造远场的光分布，具体来说用于机动车前大灯中的自适应的道路照明。

图1还阐明：因为微镜执行器1在这里能够翻转+/-12°，在总体上能够到达的96°的总角度范围能够如何进行划分。在这个总角度范围中，除了输入射束5以外还示出了输入射束9(至照明光学件8)、输出射束10(至传感器单元7)和瞬时射束11。输入射束9和输出射束10由瞬时射束11相互间隔开，以便为了良好的对比而尽可能阻止从输入射束9中产生不期望的反射。这种反射能够在瞬时平面状态下更多地出现，因为执行器的镜面在这里是平行于芯片平面的，并且因此也能够从其他的芯片表面(连接片、金属化部分等等)输入反射。

在根据本发明的照明装置中，在输出射束10中引导的照明光没有全部消失在吸收器(射束阱)中。而是射线通过作为传感器光学件12的聚光透镜被导至传感器单元7上，并且被用于对光源2进行状态监视。由于本来一方面能够监视光源2另一方面又不会有效率损失，因为在输出射束10中引导的射线在原则上本来就不被用于照明，所以就此而言这样设计是有利的(然而根本不是用于初级光功能，肯定是在循环利用之后，或者说用于次级光功能)。

光源2由泵浦射线源20和发光材料元件22构成。设计为泵浦射线源20的是一个激光二极管(也可以是多个激光二极管)。由泵浦射线源发射的泵浦射线21在这里是蓝色的激光。该激光通常是对准与泵浦射线源间隔开布置的发光材料元件22投射的，具体来说就是对准发光材料元件的入射面23。

因为利用泵浦射线21进行激励，使得发光材料元件22发射转换光，转换光部分地形成照明光3并且在放射面24处射出。放射面24利用输入光学件4在阵列上成像(输入光学件4在图2中进一步详细示出)。在这里，发光材料元件具有YAG：Ce作为发光材料，转换光是黄色光。泵浦射线21仅仅部分地被转换(部分转换)，蓝色激光的剩余部分与黄色的转换光混合形成白光作为照明光3。

发光材料元件22在透射状态下运行，放射面24与入射面23对置。为了提高效率，在入射面23上设计了二向色涂层25，二向色涂层透射泵浦射线21，但反射转换光。发光材料元件22布置在例如由蓝宝石制成的载体上，但是在此未示出载体。即使在此部分未转化的泵浦射线21被用于照明也没有关系，因为泵浦射线21在穿过发光材料元件22时被扇形散射，例如由于散射处理，也就是不能成束地用于照明。

然而也能够想到不同的故障情况，其中在应用方面能够出现泵浦射线21的关键的输出。发光材料元件22例如能够全部从载体上掉落，对准的泵浦射线却也能够已经透过发光材料元件22的裂缝/断裂处传播出去。所示照明装置设置用于探测这种故障，以便在出现故障时关闭泵浦射线源20或者至少部分地关掉经由阵列进行的照明。

图2详尽地示出了从微镜阵列30、具体来说从执行器表面31经由传感器光学件12到传感器单元7的敏感的传感器表面32的射线引导。示例性地示出了三个部分射束10a、10b、10c，每一个都从执行器表面31的另一个区域出发，在这里分别从刚好一个执行器出发(但是也能够将多个执行器以分组的方式组合)。

通过传感器光学件12使得执行器表面31在敏感的传感器表面32上成像。正如能够从图2中看出的那样，传感器表面32相对于射线(在这里是照明光)投射其上的主入射方向33倾斜。这一方面就成像而言是有利的，因为尽管执行器表面31倾斜布置，执行器表面31的每一个点都至少近似能够在传感器表面32的一个相应的点上成像(也能够参见说明书开头部分)。此外利用这种倾斜定位还能够避免到阵列30上的逆反射，否则这可能干扰通过照明光学件进行的射线引导。照明光学件在图2中为了概览而没有示出，参见图1。

主入射方向33与传感器表面32形成大约25°的倾斜角34。在传感器表面32上布置了一个分束器35，分束器将在输出射束10中引导的射线的一部分36导入射束阱37。于是只有部分的射线到达传感器表面32，并且转化为测量信号。

分束器35能够作为事先单独生产的板安置到传感器表面32上，或者也能够作为涂层设置到传感器表面32上(参见说明书开头部分)。分束器能够作为二向色涂层例如仅透射泵浦射线，但反射其余射线。在故障情况下，就可能发现升高的泵浦射线强度。但是利用分束器也能够在不进行光谱选择的情况下将照明光部分地导入射束阱37中，从而让传感器表面32上的照射强度不会太高。此外也可以使用取决于偏振的分束器，或者说使用相应的组合方式，具体参见说明书开头部分。

在图2中还详尽地阐述了输入光学件4的细节，照明光3通过这个输入光学件从发光材料元件22导至执行器表面31上。除了三个聚光透镜4a、4b、4d以外，还能够看出一个光混合件4c，也就是一个微镜阵列，光混合件用于至少部分地混合照明光3，却至少部分地保持空间分布的相关性。于是在执行器表面31的前方，照明光3还穿过一个平行平面式的板40。

执行器表面31确定聚焦平面(POF)，传感器光学件12确定透镜平面(LP)，并且传感器表面32确定成像平面(IP)。理想的是如下的布置方式，其中tan(ψ)＝((m+1)/m)·tan(Θ)，其中m是传感器光学件12的放大量。对于4F望远镜系统，得到m＝1，那么条件就是tan(ψ)＝2·tan(Θ)。在设置了阵列大小并且给定了传感器单元的大小时，另一方面能够计算出必要的放大量m。典型的阵列大小例如能够是7.62mm(0.3英寸)的对角线(此时侧边比例为16:9)。可提供的传感器单元有非常多不同的尺寸，并且能够按照需求选择。

图3用示意图示出了光线追踪模拟的结果，以阐明所示布置方式的良好的成像特性。在此，在执行器表面31上设置了一个照明方格图案(一些执行器关闭，另一些打开)，并且图3示出了传感器表面32上的照射强度，方格图案被良好地成像(清楚，没有“串扰”，也参见说明书开头部分)。一个方格区域就能够例如刚好对应CCD传感器的一个或者一组特定的传感器元件。

附图标记列表

1 大灯

2 泵浦射线单元

1 微镜执行器

2 光源

3 照明光

4 输入光学件

4a、4b、4d 输入光学件中的聚光透镜

4c 输入光学件中的光混合件

5 射束

7 传感器单元

8 照明光学件

9 输入射束

10 输出射束

10a、10b、10c 射束中的部分射束

12 传感器光学件

20 泵浦射线源

21 泵浦射线

22 发光材料元件

23 入射面

24 放射面

30 微镜阵列

31 执行器表面

32 传感器表面

33 主入射方向

34 倾斜角

35 分束器

36 (在输出射束中引导的射线的)部分

37 射束阱

40 平行平面式的板

IP 成像平面

POF 聚焦平面

LP 透镜平面。

Claims (17)

1.一种照明装置，具有：

用于发射照明光(3)的光源(2)，

具有多个微镜执行器(1)的微镜阵列(30)，

照明光学件(8)，和

具有敏感的传感器表面(32)的光学传感器单元(7)，

其中，由所述光源(2)发射的所述照明光(3)引导到所述微镜执行器(1)上并且在所述微镜执行器处反射，并且利用时间积累的所述反射，

输入射束(9)在相应的转入位置上由所述微镜执行器(1)反射通过所述照明光学件(8)以用于照明应用，并且

输出射束(10)在相应的转出位置上由所述微镜执行器(1)反射经过所述照明光学件(8)旁边，

其中，所述光学传感器单元(7)布置在所述输出射束(10)中，以用于检测至少在故障情况下在所述输出射束(10)中引导的射线，

并且其中，所述光学传感器单元(7)被定向，以使所述敏感的传感器表面(32)倾斜于所述射线的主入射方向(33)，并且其中，在所述输出射束(10)中布置有至少一个分束器(35)，所述分束器包括带平行平面的板，该板能移动地支承在所述输出射束(10)中，以能够利用移动来改变该板的、在所述输出射束(10)中各自被照射的区域。

2.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述主入射方向(33)与所述敏感的传感器表面(32)形成至少10°并且最多80°的倾斜角(34)。

3.根据权利要求1或2所述的照明装置，其中，在所述输出射束(10)中布置有成像光学件(12)，所述成像光学件将所述微镜阵列(30)的执行器表面(31)映射到所述敏感的传感器表面(32)上。

4.根据权利要求3所述的照明装置，其中，在所述输出射束(10)中引导的所述照明光在所述微镜阵列(30)处具有主出射方向，所述主出射方向倾斜于所述微镜阵列(30)的所述执行器表面(31)。

5.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述光学传感器单元(7)设计用于在所述敏感的传感器表面(32)上进行分辨方位的射线检测。

6.根据权利要求5所述的照明装置，其中，所述光学传感器单元是CMOS传感器或者CCD传感器。

7.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述光源(2)具有用于发射泵浦射线(21)的泵浦射线源(20)、以及用于将所述泵浦射线(21)至少部分地转换为转换光的发光材料元件(22)，所述发光材料元件至少以一定比例形成所述照明光(3)。

8.根据权利要求7所述的照明装置，其中，所述发光材料元件(22)以透射方式运行。

9.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述敏感的传感器表面(32)或者所述光学传感器单元(7)的壳体的、遮盖所述敏感的传感器表面(32)的窗口配备有形成另外的分束器的涂层。

10.根据权利要求1所述的照明装置，其中，在所述输出射束(10)中引导的所述照明光的至少一部分(36)经由所述分束器引导到吸收器处。

11.根据权利要求10所述的照明装置，其中，所述吸收器是射束阱(37)。

12.根据权利要求7所述的照明装置，其中，所述分束器(35)设置用于，经由所述分束器至少在故障情况下将所述泵浦射线(21)引导到所述敏感的传感器表面(32)上。

13.根据权利要求1所述的照明装置，其中，所述分束器具有取决于波长的镜层和/或取决于偏振的镜层。

14.根据权利要求1所述的照明装置，所述照明装置具有评估单元，所述评估单元设置用于将由所述光学传感器单元(7)检测到的传感器信号与额定值比较。

15.一种用于运行根据权利要求1至14中任一项所述的照明装置的方法，其中，将由所述光学传感器单元(7)检测到的传感器信号与额定值比较。

16.一种根据权利要求1至14中任一项所述的照明装置在机动车大灯中的应用。

17.根据权利要求16所述的应用，所述应用用于自适应的道路照明。

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