DE102010001945B4 - Lichtquelleneinheit und Projektor mit einer derartigen Lichtquelleneinheit - Google Patents
Lichtquelleneinheit und Projektor mit einer derartigen Lichtquelleneinheit Download PDFInfo
- Publication number
- DE102010001945B4 DE102010001945B4 DE102010001945.3A DE102010001945A DE102010001945B4 DE 102010001945 B4 DE102010001945 B4 DE 102010001945B4 DE 102010001945 A DE102010001945 A DE 102010001945A DE 102010001945 B4 DE102010001945 B4 DE 102010001945B4
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- phosphor
- light source
- source unit
- heat sink
- mirror
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B21/00—Projectors or projection-type viewers; Accessories therefor
- G03B21/14—Details
- G03B21/16—Cooling; Preventing overheating
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
- F21K9/60—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction
- F21K9/64—Optical arrangements integrated in the light source, e.g. for improving the colour rendering index or the light extraction using wavelength conversion means distinct or spaced from the light-generating element, e.g. a remote phosphor layer
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V13/00—Producing particular characteristics or distribution of the light emitted by means of a combination of elements specified in two or more of main groups F21V1/00 - F21V11/00
- F21V13/12—Combinations of only three kinds of elements
- F21V13/14—Combinations of only three kinds of elements the elements being filters or photoluminescent elements, reflectors and refractors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
- F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
- F21V9/32—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source characterised by the arrangement of the photoluminescent material
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
- F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
- F21V9/38—Combination of two or more photoluminescent elements of different materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
- F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
- F21V9/45—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity by adjustment of photoluminescent elements
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F21V7/00—Reflectors for light sources
- F21V7/04—Optical design
- F21V7/05—Optical design plane
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/10—Light-emitting diodes [LED]
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F21—LIGHTING
- F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
- F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
- F21Y2115/30—Semiconductor lasers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Projection Apparatus (AREA)
Abstract
Description
- Technisches Gebiet
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquelleneinheit mit mindestens einer Kühlvorrichtung, mindestens einem Leuchtstoff, mindestens einer ersten optischen Kollimationsvorrichtung und mindestens einer Anregungsstrahlungsquelle. Sie betrifft überdies einen Projektor mit einer derartigen Lichtquelleneinheit.
- Stand der Technik
- Eine gattungsgemäße Lichtquelleneinheit sowie ein gattungsgemäßer Projektor sind bekannt aus der
US 2009/0284148 A1 - Nachteilig an dieser bekannten Lichtquelleneinheit ist der Umstand, dass zur Erzielung einer hohen Leuchtdichte der Phosphorschichten bei entsprechender Anregung durch die Anregungslichtquelle für eine ausreichende Kühlung durch ein Gebläse zu sorgen ist. Dies resultiert insbesondere bei einer typischen Anwendung der Lichtquelleneinheit in einem Projektor in einem unerwünscht hohen Geräuschpegel, der als Lärmbelästigung empfunden wird.
- Aus den Druckschriften
DE 10 2008 012 316 A1 ,EP 1 734 302 A1 sowieDE 10 2008 011 866 A1 sind Anordnungen bekannt, bei denen ein Leuchtstoff auf einem Kühlkörper angebracht ist. Aus derDE 10 2007 056 874 A1 sowie derWO 2009/068262 A4 - Die
DE 10 2006 031 076 A1 beschreibt ein optisches Projektionsgerät, das eine Mehrzahl von Leuchtdiodenchips und mindestens ein optisches Element aufweist. Zur Steigerung der Leuchtdichte ist die Lichtaustrittsfläche der Leuchtdiodenchips teilweise brechungsindexangepasst an die Lichteintrittsfläche des optischen Elements angepasst. - Die
US 2009/0 140 630 A1 - Die
US 2005/0 270 775 A1 - Darstellung der Erfindung
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine gattungsgemäße Lichtquelleneinheit derart weiterzubilden, dass eine hohe Leuchtdichte bei möglichst geringem Geräuschpegel ermöglicht wird. Sie besteht weiterhin darin, einen Projektor mit einer entsprechenden Lichtquelleneinheit bereitzustellen.
- Diese Aufgaben werden gelöst durch eine Lichtquelleneinheit mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 sowie durch einen Projektor mit den Merkmalen von Patentanspruch 12.
- Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass für eine verbesserte Kühlung, die möglichst ohne ein Gebläse auskommt, die Kühlvorrichtung als Kühlkörper auszubilden ist, an dem der mindestens eine Leuchtstoff thermisch anzubinden ist. Dadurch wird grundsätzlich die Möglichkeit bereitgestellt, den Leuchtstoff, insbesondere bei Ausbildung des Leuchtstoffs als Phosphor durch Nutzung der Phosphorkonversion, bis zum Sättigungsbereich anzuregen. Da für eine seitliche Anregung des Leuchtstoffs bei einer typischen maximalen Höhe der Phosphorschichten von etwa ½ mm nicht genügend Oberfläche zur Verfügung steht, geht die Erfindung den Weg, den Phosphor an der Oberfläche anzuregen, die der Oberfläche gegenüberliegt, mit der er thermisch an den Kühlkörper angebunden ist. Diese beträgt bevorzugt zwischen 5 und 50 mm2 und ist damit um Größenordnungen größer als die seitliche Oberfläche.
- Zur Einkopplung der Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle wird eine erste optische Kollimationsvorrichtung verwendet, die als CPC (compound parabolic concentrator) oder als CEC (compund elliptic concentrator) ausgebildet ist, wobei diese erfindungsgemäß weiterhin auch zur Auskopplung der von dem Leuchtstoff abgegebenen Strahlung verwendet wird. Bei der Einkopplung ergibt sich dadurch der Vorteil, dass eine Anregung mit einer Anregungsstrahlungsquelle, die eine Vielzahl von Einzelquellen umfassen kann, ermöglicht wird. Besonders dadurch kann eine Anregung des Leuchtstoffs bis in den Sättigungsbereich erfolgen. Eine derartige optische Kollimationsvorrichtung ist bei der Lichtquelleneinheit gemäß der
US 2009/0284148 A1 - Eine Anregung bis in den Sättigungsbereich des Phosphors scheitert bei der genannten
US 2009/0284148 A1 - Durch den optimierten Wärmetransport bei einer Lichtquelleneinheit nach der vorliegenden Erfindung infolge des am Kühlkörper thermisch angebundenen Leuchtstoffs, der Doppelnutzung der ersten optischen Kollimationsvorrichtung zur Einkopplung von Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle sowie zur Auskopplung der vom Leuchtstoff abgegebenen Strahlung, und der erst durch den erfindungsgemäßen Aufbau bereitgestellten Möglichkeit, die erste optische Kollimationsvorrichtung sehr nahe, insbesondere in Kontakt mit dem Leuchtstoff, anzuordnen, kann der Leuchtstoff bis in den Sättigungsbereich angeregt werden, wodurch äußerst hohe Leuchtdichten im Bereich von 3000 bis 6000 screen lumen erzielbar sind - und dies bei entsprechender Ausbildung des Kühlkörpers ohne zusätzliches, zur Kühlung verwendetes Gebläse. Durch die vorliegende Erfindung lässt sich eine Leuchtdichte erzielen, wie sie bei einem vergleichbar niedrigen Geräuschpegel im Stand der Technik bisher nicht möglich war.
- Eine bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest die Oberfläche des mindestens einen Kühlkörpers, an der der mindestens eine Leuchtstoff thermisch angebunden ist, reflektierend ausgebildet ist für Strahlung von der Anregungsstrahlungsquelle und/oder von dem mindestens einen Leuchtstoff bei Anregung durch die Anregungsstrahlungsquelle abgegebene Strahlung. Da der Leuchtstoff als Lambertscher Strahler zu verstehen ist, wird hierdurch eine weitere Optimierung des Wirkungsgrads ermöglicht. Strahlung, die nicht direkt von der ersten optischen Kollimationsvorrichtung auf dem Leuchtstoff auftrifft, kann so nach Reflexion am Kühlkörper zur Anregung des Leuchtstoffs dienen. Umgekehrt kann vom Leuchtstoff abgegebene Strahlung, die nicht unmittelbar in die erste optische Kollimationsvorrichtung eintritt, über den Umweg der Reflexion am Kühlkörper in die erste optische Kollimationsvorrichtung geleitet und damit als Nutzlicht genutzt werden.
- Bevorzugt umfasst dabei zumindest die Oberfläche des mindestens einen Kühlkörpers, an der der mindestens eine Leuchtstoff thermisch angebunden ist, Aluminium und/oder Silber. Durch diese Wahl ist einerseits ein guter Wärmeleitungskoeffizient und andererseits eine hohe Reflexivität im gewünschten Wellenlängenbereich ermöglicht. Bei der vorliegenden Erfindung ist aufgrund des Aufbaus sogar die Möglichkeit einer Wasserkühlung gegeben, die bei der eingangs genannten
US 2009/0284148 A1 - Wie bereits oben erwähnt, kann durch die Wahl der Anordnung der ersten optischen Kollimationsvorrichtung der Abstand zwischen Leuchtstoff und erster optischer Kollimationsvorrichtung beliebig klein ausgebildet werden. Besonders bevorzugt ist dabei eine Ausführungsform, bei der die mindestens eine erste optische Kollimationsvorrichtung den mindestens einen Kühlkörper und/oder den mindestens einen Leuchtstoff kontaktierend angeordnet ist. Dadurch ergeben sich nahezu keinerlei Verluste, weder bei der Einkopplung von Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle als auch bei der Auskopplung von vom Leuchtstoff abgegebener Strahlung.
- Bevorzugt ist die optische Kollimationsvorrichtung ein CPC (compound parabolic concentrator) oder ein CEC (compound eliptic concentrator).
- Darüber hinaus umfasst die Lichtquelleneinheit mindestens einen ersten und einen zweiten Leuchtstoff, wobei der mindestens eine Kühlkörper beweglich gelagert ist, wobei die Lichtquelleneinheit weiterhin eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des mindestens einen Kühlkörpers umfasst, so dass in Abhängigkeit der Bewegung des mindestens einen Kühlkörpers während einer ersten Zeitdauer der erste Leuchtstoff und während einer zweiten Zeitdauer der zweite Leuchtstoff der Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle ausgesetzt ist. Durch diese Maßnahme kann unter Verwendung einer einzigen Anregungsstrahlungsquelle sequentiell Licht unterschiedlicher Wellenlänge erzeugt werden, was insbesondere im Hinblick auf Projektionsanwendungen erwünscht ist.
- Dabei kann der mindestens eine Kühlkörper rotierbar gelagert sein, wobei durch Rotation des Kühlkörpers unterschiedliche Leuchtstoffe der Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle ausgesetzt werden oder der mindestens eine Kühlkörper kann translatorisch beweglich gelagert sein, um dasselbe Ziel zu erreichen. Durch die rotierbare Lagerung des Kühlkörpers kann dabei ein zusätzlicher Kühlungseffekt erzielt werden - wiederum ohne die Verwendung eines Gebläses.
- Der mindestens eine Spiegel kann als dichroitischer Spiegel ausgebildet sein, der für die Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle durchlässig und für von dem mindestens einen Leuchtstoff bei Anregung durch die Anregungsstrahlungsquelle abgegebene Strahlung undurchlässig ist. Alternativ kann die dem mindestens einen Leuchtstoff zugewandte Seite des Spiegels für von dem mindestens einen Leuchtstoff bei Anregung durch die Anregungsstrahlungsquelle abgegebene Strahlung reflektierend ausgebildet sein, wobei der Spiegel eine Öffnung zum Koppeln von Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle in die erste optische Kollimationsvorrichtung aufweist. Insbesondere bei Anregung unter Verwendung einer Laserdiode kann eine derartige Öffnung, das heißt ein Loch im Spiegel, mit sehr kleinem Durchmesser ausgebildet werden, so dass der Anteil Nutzlicht, der durch diese Öffnung hindurchtritt - und dadurch nicht genutzt werden kann - vernachlässigbar ist.
- Generell kann die Anregungsstrahlungsquelle mindestens eine LED und/oder mindestens eine Laserdiode umfassen. Insbesondere bei Anregung mittels mindestens einer LED ist bevorzugt eine zweite optische Kollimationsvorrichtung vorgesehen, die zwischen die Anregungsstrahlungsquelle und den Spiegel gekoppelt ist. Dadurch lässt sich ein maximaler Anteil des von der mindestens einen LED abgegebenen Lichts zur Anregung des mindestens einen Leuchtstoffs nutzen.
- Bei einer bevorzugten Weiterbildung umfasst die Lichtquelleneinheit mindestens einen ersten und einen zweiten Leuchtstoff, wobei dem ersten Leuchtstoff eine erste Anregungsstrahlungsquelle und dem zweiten Leuchtstoff eine zweite Anregungsstrahlungsquelle zugeordnet ist. Dadurch lässt sich bei geringem Aufwand eine Anregung eines ersten und eines zweiten Leuchtstoffs erzielen. Alternativ kann jedoch vorgesehen sein, dass bei einer Lichtquelleneinheit mit mindestens einem ersten und einem zweiten Leuchtstoff beiden Leuchtstoffen eine gemeinsame Anregungssteuerungsquelle zugeordnet sind, wobei der erste und der zweite Leuchtstoff sequentiell von der gemeinsamen Anregungsstrahlungsquelle angeregt werden. Diese Variante ist insbesondere bei einer kostspieligen Version der Anregungsstrahlungsquelle von Vorteil, da diese dann nur einmal vorgesehen werden braucht.
- Die mit Bezug auf eine erfindungsgemäße Lichtquelleneinheit vorgestellten bevorzugten Ausführungsformen und deren Vorteile gelten entsprechend, soweit anwendbar, für einen erfindungsgemäßen Projektor, der eine erfindungsgemäße Lichtquelleneinheit umfasst.
- Bei einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Projektors ist weiterhin mindestens eine optische Filtervorrichtung, insbesondere ausgebildet als Flüssigkristallvorrichtung, vorgesehen, die zwischen den mindestens einen Spiegel und eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige des Nutzlichts gekoppelt ist. Insbesondere bei Verwendung mehrerer Leuchtstoffe, deren abgestrahltes Nutzlicht sequentiell der optischen Filtervorrichtung zugeführt wird, können - unter Berücksichtigung des Integrationseffekts des Auges - dadurch Bilder unterschiedlicher Farbe zusammengesetzt werden. Entsprechende Ansteuerungen für eine derartige optische Filtervorrichtung sind dem Fachmann aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt.
- Alternativ kann der Projektor weiterhin eine DLP (Digital Light Processing)-Vorrichtung umfassen, die zwischen den mindestens einen Spiegel oder eine Anzeigevorrichtung zur Anzeige des Nutzlichts gekoppelt ist. Auch diese Variante ermöglicht die Nutzung des von unterschiedlichen Leuchtstoffen abgegebenen Nutzlichts zur Darstellung von Bildern auf der Anzeigevorrichtung. Entsprechende Ansteuerungen sind dem Fachmann ebenfalls hinlänglich bekannt.
- Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
- Figurenliste
- Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
-
1 in schematischer Darstellung eine Lichtquelleneinheit; -
2 in schematischer Darstellung eine zweite Lichtquelleneinheit; -
3 in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelleneinheit; -
4 in schematischer Darstellung ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelleneinheit; -
5 in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Projektors; -
6 in schematischer Darstellung ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Projektors; -
7 in schematischer Darstellung ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Projektors; und -
8 in schematischer Darstellung ein viertes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Projektors; - Bevorzugte Ausführung der Erfindung
- Für die unterschiedlichen Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Lichtquelleneinheit
8 sowie eines erfindungsgemäßen Projektors werden für gleiche und gleich wirkende Bauelemente dieselben Bezugszeichen verwendet. Diese werden der Übersichtlichkeit halber nur einmal eingeführt. -
1 zeigt in schematischer Darstellung eine Lichtquelleneinheit8 . Diese umfasst einen Kühlkörper10 , auf dem ein Leuchtstoff12 , der insbesondere Phosphor darstellen kann, thermisch angebunden aufgebracht ist, insbesondere durch Kleben. - Der Kühlkörper
10 , insbesondere die Oberfläche des Kühlkörpers10 , auf der der Leuchtstoff12 angebracht ist, ist reflektierend ausgebildet für die Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle16 und/oder die von dem Leuchtstoff12 bei Anregung durch die Anregungsstrahlungsquelle16 abgegebene Strahlung. Bevorzugt weist der Kühlkörper10 eine Beschichtung mit Aluminium und/oder Silber auf, wobei auch vorgesehen sein kann, dass der Kühlkörper10 vollständig aus den genannten Materialien gefertigt sein kann. - Den Leuchtstoff
12 kontaktierend ist eine optische Kollimationsvorrichtung14 angeordnet, die einen CPC oder CEC darstellt. Weiterhin vorgesehen ist eine Anregungsstrahlungsquelle16 , die insbesondere mindestens eine LED oder mindestens eine Laserdiode darstellen kann. Licht von der Anregungslichtquelle16 wird auf einen Spiegel18 gestrahlt, der zwischen der optischen Kollimationsvorrichtung14 und der Anregungsstrahlungsquelle16 angeordnet ist. Der Spiegel18 ist dichroitisch ausgebildet, so dass er für die Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle16 durchlässig ist und für von dem mindestens einen Leuchtstoff12 bei Anregung durch die Anregungsstrahlungsquelle16 abgegebene Strahlung undurchlässig. Alternativ kann der Spiegel18 eine Öffnung aufweisen, um Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle16 in die optische Kollimationsvorrichtung14 zu koppeln. Besonders bei Ausbildung der Anregungsstrahlungsquelle16 als Laserdiode kann diese Öffnung des Spiegels18 sehr klein ausgebildet sein, so dass Strahlung, die vom Leuchtstoff12 bei Anregung durch die Anregungsstrahlungsquelle16 abgegeben wird, im Wesentlichen vollständig als Nutzlicht20 zur Verfügung steht. -
2 zeigt in schematischer Darstellung eine Lichtquelleneinheit8 , wobei als Anregungsstrahlungsquelle 16 mindestens eine LED vorgesehen ist. Mit der mindestens einen LED16 ist eine zweite optische Kollimationsvorrichtung22 gekoppelt, die ein CPC oder ein CEC ist. Um möglichst wenig Strahlung der mindestens einen LED16 zu verlieren, steht die optische Kollimationsvorrichtung22 mit der LED16 in Kontakt. -
3 zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lichtquelleneinheit8 . Dabei ist der Kühlkörper10 um eine Achse AA drehbar gelagert und vorliegend als Rad ausgebildet. Auf dem Rad sind eine Vielzahl von Sektoren24i vorgesehen, auf denen unterschiedliche Beschichtungen, insbesondere unterschiedliche Leuchtstoffe, aufgebracht sind. Dabei handelt es sich insbesondere um unterschiedliche Phosphorschichten, die bei Anregung durch die Anregungsstrahlungsquelle16 Strahlung unterschiedlicher Wellenlänge abgeben. Die Sektoren24i können dieselbe Größe oder auch unterschiedliche Größen aufweisen. Dadurch wird ermöglicht, dass jeweils der Sektor24i , der der optischen Kollimationsvorrichtung14 gegenüberliegt, durch Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle16 angeregt wird. - Bei der in
4 schematisch dargestellten weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lichtquelleneinheit8 ist der Kühlkörper10 translatorisch beweglich gelagert in Richtung der Pfeile P. Dadurch wird erreicht, dass jeweils ein anderer der Leuchtstoffe12a ,12b ,12c durch Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle16 angeregt wird, je nach Stellung des Kühlkörpers10 . -
5 zeigt in schematischer Darstellung ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Projektors, der drei erfindungsgemäße Lichtquelleneinheiten8a ,8b ,8c umfasst. Dabei ist die Lichtquelleneinheit8a zur Abgabe von Nutzlicht der Farbe Blau, die Lichtquelleneinheit8b zur Abgabe von Nutzlicht der Farbe Grün und die Lichtquelleneinheit8c zur Abgabe von Nutzlicht der Farbe Rot ausgelegt, und zwar durch entsprechende Wahl der Leuchtstoffe12a ,12b ,12c . Die Lichtquelleneinheit8a umfasst somit den Kühlkörper10a , den Leuchtstoff12a , eine optische Kollimationsvorrichtung14a , eine Anregungsstrahlungsquelle16a sowie einen Spiegel18a . Entsprechendes gilt für die Lichtquelleneinheiten8b und8c . Wenngleich vorliegend drei Kühlkörper10a ,10b ,10c dargestellt sind, können diese Kühlkörper auch zu einem einzigen Kühlkörper zusammengefasst sein. - Das vom jeweiligen Spiegel
18a ,18b ,18c reflektierte Nutzlicht20a ,20b ,20c wird einer jeweiligen optischen Filtervorrichtung26a ,26b ,26c zugeführt, die bevorzugt als Flüssigkristallvorrichtung ausgebildet ist. Die jeweilige optische Filtervorrichtung26a ,26b ,26c wird von einer nicht dargestellten Steuervorrichtung, wie dem Fachmann hinlänglich bekannt, im Hinblick auf die Farbanteile des darzustellenden Bildes geeignet angesteuert. Das von den optischen Filtervorrichtungen26a ,26b ,26c abgegebene Licht wird unter Verwendung von optischen Vorrichtungen, die insbesondere dichroitische Spiegel28a ,28b umfassen kann, zu einem Bild zusammengesetzt, das entweder einer Weiterverarbeitungsvorrichtung, die beispielsweise eine Mikrospiegelvorrichtung umfassen kann, oder einer Anzeigevorrichtung30 zugeführt wird. - Bei dem in
6 dargestellten weiteren Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Projektors ist eine einzige optische Filtervorrichtung26 vorgesehen, der sequentiell das von den Leuchtstoffen12a ,12b ,12c abgegebene Nutzlicht20a ,20b ,20c zugeführt wird. Bei der Weiterverarbeitung des von der optischen Filtervorrichtung26 abgegebenen Lichts werden die einzelnen Nutzlichtanteile20a ,20b ,20c infolge des Integrationseffekts des Auges zu einem Bild zusammengesetzt. - Bei dem in
7 dargestellten Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Projektors wird, im Vergleich zum in6 dargestellten Ausführungsbeispiel, eine DLP (Digital Light Processing)-Vorrichtung 32 anstelle einer optischen Filtervorrichtung26 verwendet, der das Nutzlicht20a ,20b ,20c der drei Lichtquelleneinheiten8a ,8b ,8c zugeführt wird. Die Ansteuerung der DLP-Vorrichtung32 , um aus den Nutzlichtanteilen20a ,20b ,20c ein Bild zusammenzusetzen, ist dem Fachmann hinlänglich bekannt und wird deshalb nicht weiter ausgeführt. - Ein Vergleich der in den
7 und8 dargestellten Ausführungsformen eines erfindungsgemäßen Projektors zeigt, dass in der in8 dargestellten Ausführungsform lediglich eine Anregungsstrahlungsquelle16 verwendet wird. Durch entsprechende Ansteuerung einer optischen Umlenkvorrichtung34 kann erreicht werden, dass die Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle16 sequentiell den Leuchtstoffen12a ,12b ,12c zugeführt wird, um diese anzuregen. Wie dargestellt, können dazu Spiegel36a ,36b Verwendung finden. - Ergänzend sei angemerkt, dass die Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können: So können beispielsweise bei allen Ausführungsformen einer oder mehrere Kühlkörper vorgesehen sein. Auch können die Ausführungsformen, die als optische Filtervorrichtung eine Flüssigkristallvorrichtung verwenden, mit nur einer Anregungsquelle
16 angesteuert werden.
Claims (14)
- Lichtquelleneinheit (8) mit - mindestens einer Kühlvorrichtung (10); - mindestens einem Leuchtstoff (12); - mindestens einer ersten optischen Kollimationsvorrichtung; - mindestens einer Anregungsstrahlungsquelle (16); und - mindestens einem Spiegel wobei die mindestens eine Kühlvorrichtung einen Kühlkörper (10) darstellt, wobei der mindestens eine Leuchtstoff (12) am dem mindestens einen Kühlkörper (10) thermisch angebunden ist, wobei die mindestens eine erste optische Kollimationsvorrichtung (14) zwischen den mindestens einen Leuchtstoff (12) und den mindestens einen Spiegel (18) gekoppelt ist, wobei der mindestens eine Spiegel (18) zwischen die mindestens eine Anregungsstrahlungsquelle (16) und die mindestens eine erste optische Kollimationsvorrichtung (14) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelleneinheit (8) mindestens einen ersten (12a) und einen zweiten Leuchtstoff (12b) umfasst, wobei der mindestens eine Kühlkörper (10) beweglich gelagert ist, wobei die Lichtquelleneinheit (8) weiterhin eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen des mindestens einen Kühlkörpers (10) umfasst, so dass in Abhängigkeit der Bewegung des mindestens einen Kühlkörpers (10) während einer ersten Zeitdauer der erste Leuchtstoff (12a) und während einer zweiten Zeitdauer der zweite Leuchtstoff (12b) der Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle (16) ausgesetzt ist.
- Lichtquelleneinheit nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Oberfläche des mindestens einen Kühlkörpers (10), an der der mindestens eine Leuchtstoff (12) thermisch angebunden ist, reflektierend ausgebildet ist für Strahlung von der Anregungsstrahlungsquelle (16) und/oder von dem mindestens einen Leuchtstoff (12) bei Anregung durch die Anregungsstrahlungsquelle (16) abgegebene Strahlung. - Lichtquelleneinheit (8) nach
Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Oberfläche des mindestens einen Kühlkörpers (10), an der der mindestens eine Leuchtstoff (12) thermisch angebunden ist, Aluminium und/oder Silber umfasst. - Lichtquelleneinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine erste optische Kollimationsvorrichtung (14) den mindestens einen Kühlkörper (10) und/oder den mindestens einen Leuchtstoff (12) kontaktierend angeordnet ist.
- Lichtquelleneinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste optische Kollimationsvorrichtung (14) ein CPC (compund parabolic concentrator) oder ein CEC (compound elliptic concentrator) ist.
- Lichtquelleneinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kühlkörper (10) rotierbar gelagert ist,
- Lichtquelleneinheit (8) nach einem der
Ansprüche 1 bis5 dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Kühlkörper (10) translatorisch beweglich gelagert ist. - Lichtquelleneinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Spiegel (18) als dichroitischer Spiegel ausgebildet ist, der für die Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle (16) durchlässig und für von dem mindestens einen Leuchtstoff (12a, 12b) bei Anregung durch die Anregungsstrahlungsquelle (16) abgegebene Strahlung undurchlässig ist .
- Lichtquelleneinheit (8) nach einem der
Ansprüche 1 bis7 , dadurch gekennzeichnet, dass die dem mindestens einen Leuchtstoff (12a, 12b) zugewandte Seite des Spiegels (18) für von dem mindestens einen Leuchtstoff (12a, 12b) bei Anregung durch die Anregungsstrahlungsquelle (16) abgegebene Strahlung reflektierend ausgebildet ist, wobei der Spiegel (18) eine Öffnung zum Koppeln von Strahlung der Anregungsstrahlungsquelle (16) in die erste optischen Kollimationsvorrichtung (14) aufweist. - Lichtquelleneinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anregungsstrahlungsquelle (16) mindestens eine LED und/oder mindestens eine Laserdiode umfasst.
- Lichtquelleneinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen die Anregungsstrahlungsquelle (16) und den Spiegel (18) eine optische Kollimationsvorrichtung (22) gekoppelt ist.
- Projektor mit einer Lichtquelleneinheit (8) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
- Projektor nach
Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor weiterhin mindestens eine optische Filtervorrichtung (26) umfasst, die zwischen den mindestens einen Spiegel (18) und eine Anzeigevorrichtung (30) zur Anzeige des Nutzlichts (20) gekoppelt ist. - Projektor nach
Anspruch 12 , dadurch gekennzeichnet, dass der Projektor weiterhin eine DLP (Digital Light Processing) -Vorrichtung (32) umfasst, die zwischen den mindestens einen Spiegel (18) und eine Anzeigevorrichtung (30) zur Anzeige des Nutzlichts (20) gekoppelt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010001945.3A DE102010001945B4 (de) | 2010-02-15 | 2010-02-15 | Lichtquelleneinheit und Projektor mit einer derartigen Lichtquelleneinheit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102010001945.3A DE102010001945B4 (de) | 2010-02-15 | 2010-02-15 | Lichtquelleneinheit und Projektor mit einer derartigen Lichtquelleneinheit |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102010001945A1 DE102010001945A1 (de) | 2011-08-18 |
DE102010001945B4 true DE102010001945B4 (de) | 2019-07-25 |
Family
ID=44317017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102010001945.3A Active DE102010001945B4 (de) | 2010-02-15 | 2010-02-15 | Lichtquelleneinheit und Projektor mit einer derartigen Lichtquelleneinheit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102010001945B4 (de) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102011084961A1 (de) * | 2011-10-21 | 2013-04-25 | Osram Gmbh | Leuchtstoffrad, Verfahren zum Herstellen eines Leuchtstoffrads und Beleuchtungsanordnung |
DE102011087112B4 (de) * | 2011-11-25 | 2022-02-10 | Coretronic Corporation | Leuchtvorrichtung mit Leuchtstoff auf einem beweglichen Träger |
DE102012209593B4 (de) * | 2012-06-06 | 2021-08-12 | Osram Gmbh | Beleuchtungseinrichtung |
DE102013224691A1 (de) | 2013-12-02 | 2015-06-03 | Osram Gmbh | Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeugung von Licht mittels Wellenlängenkonversion |
DE102013224768B4 (de) | 2013-12-03 | 2023-07-27 | Coretronic Corporation | Lichtmodul für eine Projektionsvorrichtung und DLP-Projektor |
DE102014223510A1 (de) * | 2014-11-18 | 2016-05-19 | Osram Gmbh | Beleuchtungsvorrichtung mit Pumplichteinheit und Leuchtstoffelement |
DE102017217164B4 (de) | 2017-09-27 | 2020-10-15 | Continental Automotive Gmbh | Projektionsvorrichtung zum Erzeugen eines pixelbasierten Beleuchtungsmusters |
DE102020003038A1 (de) * | 2019-06-28 | 2020-12-31 | Marquardt Gmbh | Lichtmodul, insbesondere für ein Kraftfahrzeug |
DE102019126999A1 (de) * | 2019-10-08 | 2021-04-08 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Beleuchtungsvorrichtung für ein Kraftfahrzeug |
DE102019218920A1 (de) | 2019-12-05 | 2021-06-10 | OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung | Projektionsvorrichtung und verfahren zum erzeugen eines bildes mittels einer projektionsvorrichtung |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050270775A1 (en) | 2004-06-04 | 2005-12-08 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Remote wavelength conversion in an illumination device |
EP1734302A1 (de) | 2005-06-13 | 2006-12-20 | Nichia Corporation | Lichtemittierende Vorrichtung |
DE102006031076A1 (de) | 2006-03-17 | 2007-09-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optisches Projektionsgerät |
DE102008012316A1 (de) | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlichtquelle mit einer Primärstrahlungsquelle und einem Lumineszenzkonversionselement |
DE102007056874A1 (de) | 2007-11-26 | 2009-05-28 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | LED-Beleuchtungsvorrichtung mit Konversionsreflektor |
US20090140630A1 (en) | 2005-03-18 | 2009-06-04 | Mitsubishi Chemical Corporation | Light-emitting device, white light-emitting device, illuminator, and image display |
DE102008011866A1 (de) | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlichtquelle und Lichtquellenanordnung mit einer solchen |
US20090284148A1 (en) | 2008-05-15 | 2009-11-19 | Casio Computer Co., Ltd. | Light source unit and projector |
-
2010
- 2010-02-15 DE DE102010001945.3A patent/DE102010001945B4/de active Active
Patent Citations (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20050270775A1 (en) | 2004-06-04 | 2005-12-08 | Lumileds Lighting U.S., Llc | Remote wavelength conversion in an illumination device |
US20090140630A1 (en) | 2005-03-18 | 2009-06-04 | Mitsubishi Chemical Corporation | Light-emitting device, white light-emitting device, illuminator, and image display |
EP1734302A1 (de) | 2005-06-13 | 2006-12-20 | Nichia Corporation | Lichtemittierende Vorrichtung |
DE102006031076A1 (de) | 2006-03-17 | 2007-09-20 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Optisches Projektionsgerät |
DE102008012316A1 (de) | 2007-09-28 | 2009-04-02 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlichtquelle mit einer Primärstrahlungsquelle und einem Lumineszenzkonversionselement |
DE102007056874A1 (de) | 2007-11-26 | 2009-05-28 | Osram Gesellschaft mit beschränkter Haftung | LED-Beleuchtungsvorrichtung mit Konversionsreflektor |
WO2009068262A1 (de) | 2007-11-26 | 2009-06-04 | Osram Gesellschaft Mit Bescrhänkter Haftung | Led-beleuchtungsvorrichtung mit konversionsreflektor |
DE102008011866A1 (de) | 2008-02-29 | 2009-09-10 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Halbleiterlichtquelle und Lichtquellenanordnung mit einer solchen |
US20090284148A1 (en) | 2008-05-15 | 2009-11-19 | Casio Computer Co., Ltd. | Light source unit and projector |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE102010001945A1 (de) | 2011-08-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102010001945B4 (de) | Lichtquelleneinheit und Projektor mit einer derartigen Lichtquelleneinheit | |
DE60033639T2 (de) | Leuchte | |
DE102013224768B4 (de) | Lichtmodul für eine Projektionsvorrichtung und DLP-Projektor | |
DE102010001942B4 (de) | Lichtquelleneinheit und Projektor mit einer derartigen Lichtquelleneinheit | |
DE102005056654B4 (de) | Licht emittierende Vorrichtung, die eine Mehrzahl überlappender Tafeln aufweist, die Ausnehmungen bilden, aus denen Licht emittiert wird | |
DE10319274A1 (de) | Lichtquelle | |
EP2425418B1 (de) | Leuchtschild zur anzeige eines gebots und/oder hinweises für den rollenden flugzeugverkehr auf einem flughafen | |
WO2013113547A1 (de) | Konversionseinheit, laseranordnung, beleuchtungsanordnung, verfahren zum herstellen einer konversionseinheit und verfahren zum betreiben einer laseranordnung | |
DE10249000A1 (de) | Beleuchtungssystem und Projektionssystem, das dasselbe verwendet | |
DE102013208549A1 (de) | Leuchtstoffrad und Beleuchtungsvorrichtung mit diesem Leuchtstoffrad und einer Pumplichtquelle | |
DE112010005749B4 (de) | Phosphorvorrichtung und Beleuchtungsgerät, das dieses enthält | |
DE102012201790A1 (de) | Beleuchtungsvorrichtung mit einer pumplasermatrix und verfahren zum betreiben dieser beleuchtungsvorrichtung | |
DE102018130987A1 (de) | Wellenlängenumwandlungsvorrichtung, lichtquellenvorrichtung, beleuchtungsvorrichtung und projektionsbildanzeigevorrichtung | |
DE202013104218U1 (de) | Dünnes Hintergrundbeleuchtungsmodul mit Direkt-LEDs | |
DE112010005740T5 (de) | Phosphorvorrichtung und Beleuchtungsgerät, das dieses enthält | |
WO2016058816A1 (de) | Lichtmodul für eine beleuchtungsvorrichtung, leuchtstoffrad für ein entsprechendes lichtmodul und optisches system | |
DE102014221668A1 (de) | Beleuchtungsvorrichtung | |
DE102012209354A1 (de) | LED-Modul | |
DE112016006305T5 (de) | Head-Up-Anzeigevorrichtung und Herstellungsverfahren der Head-Up-Anzeigevorrichtung | |
DE102018107999A1 (de) | Wellenlängenumwandlungsvorrichtung, lichtquellenvorrichtung, beleuchtungsvorrichtung und projektionsbildanzeigevorrichtung | |
EP2622256B1 (de) | Lichtsystem mit erhöhter effizienz | |
WO2020147998A1 (de) | Led modul und verwendung des led moduls | |
DE102010031534A1 (de) | Displayvorrichtung zur Darstellung stereoskopischer Bilder | |
DE29700485U1 (de) | Flachbildschirm | |
DE102013206338A1 (de) | Beleuchtungseinrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R016 | Response to examination communication | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: OSRAM GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: OSRAM GESELLSCHAFT MIT BESCHRAENKTER HAFTUNG, 81543 MUENCHEN, DE Effective date: 20111207 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: OSRAM GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: OSRAM AG, 81543 MUENCHEN, DE Effective date: 20130205 |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: OSRAM GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: OSRAM GMBH, 81543 MUENCHEN, DE Effective date: 20130822 |
|
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: CORETRONIC CORPORATION, TW Free format text: FORMER OWNER: OSRAM GMBH, 80807 MUENCHEN, DE |