DE102012100139A1

DE102012100139A1 - Lichtmodul für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs mit einer Laserstrahlquelle

Info

Publication number: DE102012100139A1
Application number: DE201210100139
Authority: DE
Inventors: Rainer Kauschke
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2012-01-10
Filing date: 2012-01-10
Publication date: 2013-07-11
Anticipated expiration: 2032-01-11
Also published as: DE102012100139B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Lichtmodul (1), insbesondere für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs, mit wenigstens einer Laserstrahlquelle (10) und wenigstens einem Konverterelement (11), das durch die Laserstrahlquelle (10) mit einem Laserstrahl (14) bestrahlbar ist, womit Licht (15) mit einem für eine Fahrzeugbeleuchtung qualifizierten Lichtspektrum durch das Konverterelement (11) in zumindest ein strahlformendes Element (12) abstrahlbar ist. Erfindungsgemäß ist wenigstens ein Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) vorgesehen, an dem das Konverterelement (11) aufgenommen ist und wobei das Konverterelement (11) mit dem Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) wenigstens gegenüber dem strahlformenden Element (12) beweglich ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Lichtmodul, insbesondere für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs, mit wenigstens einer Laserstrahlquelle und wenigstens einem Konverterelement, das durch die Laserstrahlquelle mit einem Laserstrahl bestrahlbar ist, wobei Licht mit einem für eine Fahrzeugbeleuchtung qualifizierten Lichtspektrum durch das Konverterelement in zumindest ein strahlformendes Element abstrahlbar ist.
STAND DER TECHNIK
Aus der US 2011/0141754 A1 ist ein Lichtmodul für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs bekannt, und das Lichtmodul weist eine Laserstrahlquelle auf, wobei der Laserstrahl der Laserstrahlquelle mit einem optischen Schaltelement auf verschiedene Konverterelemente gerichtet werden kann, die ein Phosphorelement aufweisen. Dabei werden die Konverterelemente rückseitig bestrahlt, und an die Konverterelemente schließt sich jeweils vorderseitig ein strahlformendes Element an, mit dem schließlich ein für eine Fahrzeugbeleuchtung qualifiziertes Licht bereitgestellt wird. Die mechanische Aufnahme der Konverterelemente und die entsprechende Anordnung der Konverterelemente relativ zur Laserstrahlquelle ist lediglich schematisch gezeigt. Die gezeigte Anordnung lässt nachteilhafterweise immer nur eine Lichtfunktion gleichzeitig zu, sodass mehrere Lichtfunktionen nicht gleichzeitig schaltbar sind. Auch ist keine Möglichkeit eines dynamischen Kurvenlichtes möglich, ebenfalls kann keine Justage und keine Grundeinstellung des abgestrahlten Lichtes erfolgen. Daher ist es wünschenswert, eine vorteilhafte Aufnahme der Konverterelemente insbesondere relativ zur Laserstrahlquelle und/oder relativ zu den strahlformenden Elementen zu schaffen.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes Lichtmodul insbesondere für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs zu schaffen, mit dem eine vorteilhafte Aufnahme wenigstens eines Konverterelementes insbesondere relativ zu einem strahlformenden Element ermöglicht wird.
Diese Aufgabe wird ausgehend von einem Lichtmodul gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass wenigstens ein Trägerelement vorgesehen ist, an dem das Konverterelement aufgenommen ist und wobei das Konverterelement mit dem Trägerelement wenigstens gegenüber dem strahlformenden Element beweglich ist.
Durch die bewegliche Anordnung des Konverterelementes gegenüber dem strahlformenden Element wird der Vorteil erreicht, dass das Licht, welches das Lichtmodul verlässt, für die Fahrzeugbeleuchtung auf einfache Weise bewegt werden kann, ohne das gesamte Lichtmodul zu bewegen. Beispielsweise kann durch die erfindungsgemäße Anordnung eine Kurvenlichtfunktion erfüllt werden, und es muss nicht das gesamt Lichtmodul um eine Achse verschwenkt werden, da die Bewegung eines relativ klein ausfallenden Konverterelementes hinreichend ist. Das Konverterelement bildet durch die Bestrahlung mit dem Laserstrahl eine Pseudolichtquelle, die das Licht mit einem für eine Fahrzeugbeleuchtung qualifizierten Lichtspektrum in das strahlformende Element abstrahlt. Wird die Lage des Konverterelements relativ zum strahlformenden Element durch kleine Bewegungen verändert, so werden für das Lichtfeld, das durch das Lichtmodul zumindest teilweise bereitgestellt wird, Winkeländerungen hervorgerufen. Im Ergebnis genügt lediglich eine kleine Bewegung einer kleinen Masse, um eine vergleichsweise große Beeinflussung des Lichtfeldes und insbesondere eine Kurvenlichtfunktion zu erfüllen.
Beispielsweise kann das strahlformende Element durch einen Reflektor und/oder eine Linse gebildet sein. Dabei weist das strahlformende Element eine Abstrahlseite auf, über die das Licht das Lichtmodul verlässt. Ist das strahlformende Element als Reflektor ausgeführt, kann vorteilhafterweise das Trägerelement mit dem Konverterelement auf der Abstrahlseite des Reflektors angeordnet sein und das Trägerelement mit dem Konverterelement befindet sich seitlich zum oder im Strahlengang des Lichtes, das das Lichtmodul verlässt. Alternativ kann das strahlformende Element als Linse ausgeführt sein, und das Trägerelement mit dem Konverterelement befindet sich auf der Rückseite der Abstrahlseite der Linse, da diese eine transmittierende Optik bildet.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lichtmoduls kann mehrere strahlformende Elemente nebeneinander aufweisen, und durch die strahlformenden Elemente kann jeweils Licht aussendbar sein, das insbesondere summarisch oder teilüberlappend ein durch den Scheinwerfer bereitstellbares Lichtfeld bildet. Beispielsweise können mehrere Reflektoren nebeneinander angeordnet werden, und jedem Reflektor ist ein Konverterelement zugeordnet, durch das Licht in den Reflektor einstrahlbar ist. Dabei können die Reflektoren beispielsweise zusammenhängend ausgebildet sein und eine bauliche Einheit bilden. Insbesondere können mehrere Konverterelemente an einem Trägerelement angeordnet sein, und die Konverterelemente können nach einer vorteilhaften Ausführungsform gemeinsam mit dem Trägerelement gegenüber den Reflektoren bewegt werden.
Mit besonderem Vorteil kann das Trägerelement in Ausbreitungsrichtung des durch die Laserstrahlquelle ausgesendeten Laserstrahls bewegbar sein. Sind mehrere Laserstrahlquellen vorgesehen, die mehrere auf einem Trägerelement angeordnete Konverterelemente bestrahlen, können die Laserstrahlen beispielsweise parallel zueinander verlaufen, und das Trägerelement kann in Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen bewegt werden. Die Bewegung des Trägerelementes kann senkrecht zur Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlquelle als vorzugsweise vertikale translatorische Bewegung erfolgen, beispielsweise zur Erfüllung der Funktion einer adaptiven Hell-Dunkel-Grenze, jedoch vorzugsweise auch zur Erfüllung einer vertikalen Justagefunktion zur Einstellung der Leuchtweite des Scheinwerfers, und das Trägerelement kann hierfür auch in Richtung seiner Längsachse rotatorisch bewegt und eingestellt werden.
Nach einer weiteren Ausführungsform können mehrere Konverterelemente vorgesehen und auf jeweils zugeordneten Trägerelementen angeordnet sein, und die jeweiligen Trägerelemente können einzeln und/oder in Gruppen bewegt werden. Beispielsweise kann durch das Lichtmodul ein Lichtfeld bereitgestellt werden, das aus dem Licht mehrerer strahlformender Elemente zusammengesetzt ist. Beispielsweise können mehrere Reflektoren nebeneinander angeordnet sein, und erst durch die Ausleuchtung sämtlicher Reflektoren wird ein vollständiges Lichtfeld durch das Lichtmodul gebildet. Werden einzelne Konverterelemente durch eine diskrete Bewegung von Trägerelementen bewegt, auf denen die Konverterelemente angeordnet sind, so können Teile des Lichtfeldes, das durch das Lichtmodul bereitgestellt wird, bewegt werden. Beispielsweise kann ein Lichtfeld gestaucht, gestreckt oder in seiner Lichtverteilung verändert werden, indem Trägerelemente einzeln angesteuert bewegt werden.
Beispielsweise kann zumindest ein Antriebselement vorgesehen sein, mit dem das Trägerelement insbesondere zur Erfüllung einer Kurvenlichtfunktion bewegbar ist. Sind mehrere Trägerelemente vorgesehen, kann jedem einzelnen Trägerelement ein Antriebselement zugeordnet sein.
Mit weiterem Vorteil kann jedem Trägerelement ein Justageelement zugeordnet sein, mit dem das Trägerelement insbesondere zur vorzugsweise horizontalen Grundeinstellung des Lichtmoduls bewegbar ist. Insbesondere kann das Antriebselement am Justageelement aufgenommen beziehungsweise mit diesem gekoppelt sein, und eine Verstellung des Justageelements bewirkt eine Änderung der Grundeinstellung des Antriebselementes, um die Justagefunktion zur horizontalen Grundeinstellung des Lichtmoduls mit dem Justageelement zu erfüllen. Das Antriebselement und/oder das Justageelement kann insbesondere als Spindel-Mutter-Einheit ausgeführt sein, um kleine, insbesondere genaue Verstellbewegungen mit den Elementen zu erfüllen.
Das Licht kann das Lichtmodul im Wesentlichen in einer Hauptachse verlassen, wobei die wenigstens eine Laserstrahlquelle derart angeordnet sein kann, dass der oder die Laserstrahlen etwa 90° zur Hauptachse auf die Konverterelemente auftreffen oder dass die Laserstrahlen in einem Winkel zwischen 0° und 90° zur Hauptachse auf die Konverterelemente auftreffen. Folglich können die Konverterelemente beispielsweise in einem Winkel von 45° zur Hauptachse am Trägerelement angeordnet sein, ohne dass die Laserstrahlquellen im Strahlengang des das Lichtmodul verlassenden Lichts angeordnet sein müssen. Auch kann es vorteilhaft sein, die Laserstrahlquellen angrenzend am oder benachbart zum strahlformenden Element anzuordnen, und die Laserstrahlen verlaufen schräg, beispielsweise mit einem Winkel von 20° bis 80° zur Hauptachse, sodass der Neigungswinkel der Konverterelemente auf dem Trägerelement kleiner ausgeführt sein kann.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Lichtmoduls kann das Trägerelement so ausgeführt sein, dass das am Trägerelement angeordnete Konverterelement durch das Trägerelement kühlbar ist. Durch den Prozess der Wellenlängenkonvertierung entsteht Wärme im Trägerelement, die abgeführt werden muss. Das Trägerelement umfasst beispielsweise ein Phosphormaterial oder einer Phosphormaterialmischung und wird mit der Laserstrahlquelle beispielsweise mit einer Wellenlänge von 480nm bestrahlt und durch die teilweise Konvertierung der Wellenlänge in ein Spektrum des sichtbaren Lichtes, beispielsweise von 480nm bis 780nm konvertiert, entwickelt sich eine Verlustwärme im Konverterelement. Diese Verlustwärme kann vorteilhafterweise durch das Trägerelement abgeführt werden. Beispielsweise kann das Trägerelement aus Kupfer, aus Messing oder insbesondere aus Aluminium ausgebildet sein. Auch ist es denkbar, das Trägerelement selbst als HeatPipe auszuführen, oder es kann eine HeatPipe im Trägerelement aufgenommen sein. Durch die Teilkonvertierung des blauen Laserstrahls mit dem Phosphor-Konverterkörper wird weißes Scheinwerferlicht erzeugt.
Mit weiterem Vorteil kann das Konverterelement eine sich insbesondere in Bewegungsrichtung erstreckende Breite aufweisen, die größer ist als der durch den Laserstrahl bestrahlte Bereich auf dem Konverterelement. Wird die Laserstrahlquelle relativ zum Konverterelement bewegt, beispielsweise um eine Bewegung des auf dem Konverterelement erzeugten Lichtfleckes zu erreichen, der einen zugeordneten Reflektor folglich aus unterschiedlichen Positionen ausleuchtet, so kann ebenfalls die Funktion einer Bewegung des vom Lichtmodul ausgesendeten Lichtes erreicht werden. Dabei kann beispielsweise das Konverterelement ruhend an einem Trägerelement aufgenommen sein, und eine Relativbewegung zwischen dem Konverterelement und dem strahlformenden Element wird durch eine Bewegung der Laserstrahlquelle gegenüber dem strahlformenden Element erreicht.
Schließlich kann wenigstens ein Kühlkörper vorgesehen sein, der mit der wenigstens einen Laserstrahlquelle wärmeabführend in Verbindung steht und es kann wenigstens ein Kühlkörper vorgesehen sein, der mit dem Trägerelement wärmeabführend in Verbindung steht. Insbesondere die Anordnung des Trägerelementes an einen Kühlkörper bewirkt eine vorteilhafte Entwärmung der Konverterelemente, wobei die wärmeabführende Funktion des Kühlkörpers und die mechanisch haltende Funktion des Trägerelementes durch den Kühlkörper gleichermaßen erfüllt werden kann.
Die Erfindung richtet sich ferner auf einen Scheinwerfer mit einem Lichtmodul aufweisend wenigstens eine Laserstrahlquelle und wenigstens ein Konverterelement, das durch die Laserstrahlquelle mit einem Laserstrahl bestrahlbar ist, womit Licht mit einem für eine Fahrzeugbeleuchtung qualifizierten Lichtspektrum durch das Konverterelement in zumindest ein strahlformendes Element abstrahlbar ist, und wobei wenigstens ein Trägerelement vorgesehen ist, an dem das Konverterelement aufgenommen ist und wobei das Konverterelement mit dem Trägerelement wenigstens gegenüber dem strahlformenden Element beweglich ist. Die vorstehend beschriebenen Merkmale und Vorteile des Lichtmoduls sind für einen Scheinwerfer mit einem ebensolchen Lichtmodul ebenfalls verwendbar und erzielbar.
BEVORZUGSTE AUSFÜHRUNGSBEISPIELE DER ERFINDUNG
Weitere, die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines Lichtmoduls mit den Merkmalen der vorliegenden Erfindung,
2 eine schematische Ansicht eines Lichtmoduls mit beispielhaft drei Laserstrahlquellen, beispielhaft drei Konverterelementen und beispielhaft drei Reflektoren als strahlformende Elemente, wobei die Konverterelemente auf einzeln bewegbaren Trägerelementen angeordnet sind,
3 ein Lichtmodul mit einer Anordnung der Laserstrahlquellen, in der die Konverterelemente schräg bestrahlt werden,
4 eine schematische Ansicht eines Lichtmoduls mit drei Konverterelementen, die jeweils durch drei Laserstrahlquellen bestrahlt werden, wobei die Konverterelemente eine längliche Erstreckung aufweisen,
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lichtmoduls mit einem Spiegel zur Strahlumlenkung, Justage und Aufweitung der Laserstrahlen und
6 eine schematische Ansicht eines Lichtmoduls mit einem Bewegungssystem nach Art eines Parallel-Koppel-Getriebes zur Bewegung der Konverterelemente und der Laserstrahlquellen gegenüber den Reflektoren.
1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Lichtmoduls 1, das beispielsweise im Scheinwerfer eines Fahrzeugs Verwendung finden kann. Mit dem Lichtmodul 1 kann beispielsweise ein Abblendlicht und/oder ein Fernlicht bereitgestellt werden, und das Licht kann das Lichtmodul 1 in Richtung einer Hauptachse 18 verlassen. Dabei kann das Lichtmodul 1 Bestandteil eines Projektionsmoduls sein, wobei eine Projektionslinse nicht näher dargestellt ist. Jedoch kann das Lichtmodul 1 auch als einfaches Reflektormodul ausgebildet sein, insbesondere um beispielsweise ein segmentiertes Fernlicht eines Scheinwerfers zu bilden.
Das Lichtmodul 1 weist drei Laserstrahlquellen 10 auf, und die drei Laserstrahlquellen 10 emittieren drei Laserstrahlen 14. Die Laserstrahlquellen 10 sind schematisch gezeigt und an einem Kühlkörper 19 angeordnet, um die Laserstrahlquellen 10 zu entwärmen.
Die Laserstrahlquellen 10 stellen drei parallel zueinander verlaufende Laserstrahlquellen 14 bereit, und die Laserstrahlen 14 bestrahlen drei Konverterelemente 11, wobei jedem Konverterelement 11 ist ein strahlformendes Element 12 in Form eines Reflektors 12 zugeordnet ist.
Werden die Laserstrahlquellen 10 in Betrieb genommen und werden die Konverterelemente 11 folglich mit einem Laserstrahl 14 bestrahlt, so kann durch die Konverterelemente 11 die diskrete Wellenlänge des Laserstrahls 14, beispielsweise 480nm, überwiegend in ein breites Spektrum des sichtbaren Lichtes umgewandelt werden, sodass das Konverterelement 11 als Pseudolichtquelle wirkt, die Licht mit einem breiten sichtbaren Lichtspektrum in die Reflektoren 12 aussendet. Durch die Reflexion des Lichtes in den Reflektoren 12 entsteht eine Lichtverteilung entlang der Hauptachse 18 des Lichtmoduls 1, und die Lichtverteilung besteht beispielhaft aus drei Bereichen, die durch die drei Reflektoren 12 aneinander angrenzend oder wenigstens teilweise überlagernd gebildet sind.
Als wesentliches Merkmal der Erfindung ist ein Trägerelement 13 gezeigt, auf dem die drei Konverterelemente 11 aufgenommen sind. Die Konverterelemente 11 sind auf Stufen angebracht, und können zwischen der Ausbreitungsrichtung des Laserstrahls 14 und der Richtung des Reflektors 12 eine Neigung aufweisen. Das Trägerelement 13 ist an einem Kühlkörper 20 beispielhaft aufgenommen und kann durch ein Antriebselement 16 in Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlen 14 verfahren werden. Wird das Antriebselement 16 aktiviert und werden die Konverterelemente 11 vor den Reflektoren 12 hin- und herbewegt, so werden die Reflektoren 12 durch die Bewegung der durch die Konverterelemente 11 gebildeten Pseudolichtquellen aus unterschiedlichen Winkeln ausgeleuchtet. Im Ergebnis ergibt sich eine Bewegung der Hauptachse 18 des ausgesendeten Lichtfeldes, das durch das Lichtmodul 1 bereitgestellt wird.
Weiterhin gezeigt ist ein Justageelement 17, an dem das Antriebselement 16 aufgenommen ist, und das Justageelement 17 kann ebenfalls eine Bewegung des Trägerelements 13 in Richtung zum gezeigten Doppelpfeil hervorrufen. Das Justageelemente 17 kann beispielsweise zur Grundeinstellung des Lichtmoduls 1 dienen und das Antriebselement 16 dient zur Aktivierung einer Kurvenlichtfunktion, wobei sich die Bewegungen, die durch das Antriebselement 16 und das Justageelement 17 hervorgerufen werden können, in ihrer Richtung überlagern. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Konverterelemente 11 an einem Trägerelement 13, das in den Strahlengang zwischen den Reflektoren 12 und der Lichtausbreitung entlang der Hauptachse 18 des Lichtmoduls 1 hineinragt, kann auf vorteilhafte Weise mit einer kleinen Bewegung der Konverterelemente 11 eine Verstellung der Hauptachse 18 erreicht werden, entlang der das Licht das Lichtmodul 1 verlässt.
2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lichtmoduls 1 mit drei Laserstrahlquellen 10, die an einem Kühlkörper 19 angeordnet sind. Die Laserstrahlquellen 10 emittieren Laserstrahlen 14, die parallel zueinander verlaufen. Jeder der Laserstrahlen 14 bestrahlt ein Konverterelement 11 und das durch die Konverterelemente 11 bereitgestellte Licht kann in jeweilige Reflektoren 12 einstrahlen, um beispielhaft drei Lichtbereiche 15 zu schaffen, die zur gemeinsamen Bildung eines Lichtfeldes das Lichtmodul 1 verlassen.
Erfindungsgemäß sind die Konverterelemente 11 auf Trägerelementen 13a, 13b und 13c aufgenommen, die entlang der gezeigten Doppelpfeile einzeln bewegbar sind. Hierzu ist beispielhaft jedem Trägerelement 13a, 13b und 13c ein Antriebselement 16 zugeordnet, wobei auf nicht näher gezeigte Weise den Antriebselementen 16 ebenfalls jeweils ein Justageelement 17 zugeordnet werden kann, um eine Grundeinstellung des Lichtmoduls 1 zu ermöglichen. Wiederum ist ein Kühlkörper 20 gezeigt, um die Konverterelemente 11 über die Trägerelemente 13a, 13b und 13c zu entwärmen.
Mit dem gezeigten Lichtmodul besteht die Möglichkeit, die beispielhaft drei gezeigten Teile des Lichtfeldes 15 einzeln zu verschwenken, in dem die Konverterelemente 11 einzeln und unabhängig voneinander in ihrer Position gegenüber den Reflektoren verändert werden. Somit kann beispielsweise ein Lichtfeld, das aus den Teilen 15 des Lichtfeldes gemeinsam gebildet wird, gestreckt oder gestaucht oder in seiner Form auf sonstige Weise verändert werden.
3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lichtmoduls 1 mit drei Laserstrahlquellen 10, und die Laserstrahlquellen 10 sind derart angeordnet, dass die Laserstrahlen 14 die Konverterelemente 11 relativ zur Hauptachse 18 schräg bestrahlen. Die Anordnung der Laserstrahlquellen 10 ist im Nachbarbereich der Reflektoren 12 vorgesehen, wobei die Laserstrahlquellen 10 nicht im Strahlengang des durch die Reflektoren 12 reflektierten Lichts angeordnet sind. Die Konverterelemente 11 sind auf einem Trägerelement 13 angeordnet, der in vereinfachter Weise einteilig mit einem Kühlkörper 20 gezeigt ist. Die Laserstrahlquellen 10 sind an einem Kühlkörper 19 angeordnet, und um eine Bewegung der Konverterelemente 11 quer zur Hauptachse 18 des ausgesendeten Lichtes hervorzurufen, kann entweder das Trägerelement 13 mit den Konverterelementen 11 und die Laserstrahlquellen 10 mit dem Kühlkörper 19 bewegt werden oder die Reflektoren 12 werden quer zur Hauptachse 18 bewegt. In beiden Fällen wird eine Relativbewegung der Konverterelemente 11 vor den Reflektoren 12 erreicht, um die gewünschte Kurvenlichtfunktion durch das Lichtmodul 1 zu erreichen.
4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lichtmoduls 1 mit drei Reflektoren 12, die gemeinsam eine Reflektoreneinheit bilden. Jedem Reflektor 12 ist ein Konverterelement 11 zugeordnet, und jedes Konverterelement 11 wird beispielhaft durch Laserstrahlen 14 aus drei Laserstrahlquellen 10 bestrahlt. Die Laserstrahlquellen 10 sind an einem Kühlkörper 19 aufgenommen, der mit einem Bewegungssystem 22 quer zur Hauptachse 18 bewegt werden kann, sodass sich mit der Bewegung des Kühlkörpers 19 auch die Laserstrahlquellen 10 mit den Laserstrahlen 14 bewegen.
Im gezeigten Ausführungsbeispiel weisen die Konverterelemente 11 eine längliche Erstreckung mit einer Breite B auf, und wenn der Kühlkörper 19 mit den Laserstrahlquellen 10 quer zur Hauptachse 18 der Lichtausbreitung bewegt werden, kann der durch die Laserstrahlquellen 10 erzeugte Brennfleck auf den Konverterelementen 11 in Richtung der Breite B wandern. Durch die damit erzeugte Ortsveränderung des Brennflecks auf dem Konverterelement 11 bewegt sich auch die durch die Konverterelemente 11 erzeugte Pseudolichtquelle, und es kann ebenfalls eine Kurvenlichtfunktion erzeugt werden. Das Bewegungssystem 22 kann beispielsweise auf nicht näher gezeigte Weise ein Antriebselement 16 und ein Justageelement 17 mit den bereits beschriebenen Merkmalen und Vorteilen umfassen. Die Konverterelemente 11 sind in der gezeigten Anordnung beispielhaft auf einem Kühlkörper 20 aufgenommen, der sich im Strahlengang des Lichtes entlang der Hauptachse 18 befindet. Der Kühlkörper 20 kann dabei derart bemessen sein, dass dieser das durch das Lichtmodul erzeugbare Lichtfeld nicht wesentlich beeinflusst.
5 zeigt schließlich ein Lichtmodul 1 mit drei Laserstrahlquellen 10, die an einem Kühlkörper 19 aufgenommen sind. Die drei Laserstrahlquellen 10 stellen Laserstrahlen 14 bereit, die über einen Spiegel 23 auf Konverterelemente 11 umgelenkt werden, die auf vorstehend beschriebene Weise auf einem Trägerelement 13 aufgenommen, und über einen Kühlkörper 20 gekühlt sind. Der Spiegel 23 ist um eine Aufnahme verschwenkbar, sodass die Laserstrahlen 14 auf die Konverterelemente 11 auf einfache Weise einjustiert werden können. Der Spiegel 23 weist für jeden Laserstrahl 14 Teilspiegel auf, die eine gewölbte Form besitzen, um den Laserstrahl 14, der auf den Spiegel 23 auftrifft, leicht aufzuweiten. Durch die Aufweitung werden die Konverterelemente 11 flächig bestrahlt, wodurch Vorteile hinsichtlich einer effektiven Ausnutzung des Konvertermaterials, beispielsweise Phosphor, der Konverterelemente 11 erreicht wird, sodass die Konverterwirkung optimiert wird. Auf nicht näher gezeigte Weise kann mit Bewegung des Trägerelementes 13 oder durch eine Bewegung der Reflektoren 12 eine Relativbewegung zwischen den Konverterelementen 11 und den Reflektoren 12 erzeugt werden, um das Licht 15 in seiner Ausbreitungsrichtung entsprechend auszulenken.
6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Lichtmoduls 1 mit drei Laserstrahlquellen 10, die an einem Bewegungssystem 24 angeordnet sind. Das Bewegungssystem 24 weist Koppelstangen 25 auf, die an Befestigungspunkten 26 drehbar aufgenommen sind. Weiterhin ist das Trägerelement 13, auf dem Konverterelemente 11 angeordnet sind, an den Koppelstangen 25 aufgenommen. Das gezeigte Ausführungsbeispiel ermöglicht ein Verschwenken der Laserstrahlquellen 10 derart, dass diese bei einem Verschwenken des Trägerelementes 13 die Konverterelemente 11 mit ihren Laserstrahlen 14 unverändert bestrahlen können. Durch die Schwenkbewegung des Bewegungssystems 24 können die Konverterelemente 11 vor den Reflektoren 12 verschwenkt werden, sodass durch das Verschwenken eine Veränderung der Ausbreitungsrichtung des Lichtes 15 erreicht wird, das die Reflektoren 12 verlässt. Somit kann durch das als mechanisches Parallelogramm ausgeführte Bewegungssystem 24 eine Schwenkbewegung der Konverterelemente 11 vor den Reflektoren 12 erreicht werden, und in den Reflektoren 12 befinden sich auf nicht näher gezeigte Weise Öffnungsschlitze, durch die die Laserstrahlen 14 der Laserstrahlquellen 10 hindurchtreten können.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf das vorstehend angegebene Ausführungsbeispiel. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Sämtliche aus den Ansprüchen, der Beschreibung oder den Zeichnungen hervorgehenden Merkmale und/oder Vorteile, einschließlich konstruktiven Einzelheiten oder räumlichen Anordnungen, können sowohl für sich als auch in den verschiedensten Kombinationen erfindungswesentlich sein. Insbesondere kann die Einzelbeweglichkeit der Konverterelemente 11 durch Trägerelemente 13a, 13b und 13c wie diese in 2 gezeigt sind, auch in den Lichtmodulen 1 Verwendung finden, wie diese beispielsweise in 1 oder in 5 gezeigt sind.
Bezugszeichenliste

1: Lichtmodul
10: Laserstrahlquelle
11: Konverterelement
12: strahlformendes Element, Reflektor
13: Trägerelement
13a: Trägerelement
13b: Trägerelement
13c: Trägerelement
14: Laserstrahl
15: Licht, Teil eines Lichtfeldes
16: Antriebselement
17: Justagelement
18: Hauptachse
19: Kühlkörper (an der Laserstrahlquelle)
20: Kühlkörper (am Trägerelement)
21: Lichtfeld
22: Bewegungssystem
23: Spiegel
24: Bewegungssystem
25: Koppelstange
26: Befestigungspunkt
B: Breite des Konverterelementes

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2011/0141754 A1 [0002]

Claims

Lichtmodul (1), insbesondere für einen Scheinwerfer eines Fahrzeugs, mit wenigstens einer Laserstrahlquelle (10) und wenigstens einem Konverterelement (11), das durch die Laserstrahlquelle (10) mit einem Laserstrahl (14) bestrahlbar ist, womit Licht (15) mit einem für eine Fahrzeugbeleuchtung qualifizierten Lichtspektrum durch das Konverterelement (11) in zumindest ein strahlformendes Element (12) abstrahlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) vorgesehen ist, an dem das Konverterelement (11) aufgenommen ist und wobei das Konverterelement (11) mit dem Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) wenigstens gegenüber dem strahlformenden Element (12) beweglich ist.
Lichtmodul (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das strahlformende Element (12) durch einen Reflektor (12) und/oder durch eine Linse gebildet ist.
Lichtmodul (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere strahlformende Elemente (12) nebeneinander angeordnet sind und durch die jeweils Licht (15) aussendbar ist, das insbesondere summarisch ein durch den Scheinwerfer bereitstellbares Lichtfeld (21) bildet.
Lichtmodul (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) in Ausbreitungsrichtung des durch die Laserstrahlquelle (10) ausgesendeten Laserstrahls (14) bewegbar ist.
Lichtmodul (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Konverterelemente (11) vorgesehen und auf jeweils zugeordneten Trägerelementen (13a, 13b, 13c) angeordnet sind, wobei die Trägerelemente (13a, 13b, 13c) einzeln und/oder in Gruppen bewegbar sind.
Lichtmodul (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Antriebselement (16) vorgesehen ist, mit dem das Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) insbesondere zur Erfüllung einer Kurvenlichtfunktion bewegbar ist und/oder dass zumindest ein Justageelement (17) vorgesehen ist, mit dem das Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) insbesondere zur vorzugsweise horizontalen Grundeinstellung des Lichtmoduls (1) bewegbar ist.
Lichtmodul (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Licht (15) das Lichtmodul (1) im Wesentlichen in einer Hauptachse (18) verlässt, wobei die wenigstens eine Laserstrahlquelle (10) derart angeordnet ist, dass der oder die Laserstrahlen (14) etwa 90° zur Hauptachse (18) auf die Konverterelemente (11) auftreffen oder dass der oder die Laserstrahlquellen (14) in einem Winkel zwischen 0° und 90° zur Hauptachse (18) auf die Konverterelemente (11) auftreffen.
Lichtmodul (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) derart ausgebildet ist, dass das am Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) angeordnete Konverterelement (11) durch das Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) kühlbar ist.
Lichtmodul (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Konverterelement (11) eine sich insbesondere in Bewegungsrichtung erstreckende Breite (B) aufweist, die größer ist als der durch den Laserstrahl (14) bestrahlte Bereich auf dem Konverterelement (11).
Lichtmodul (1) nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstes ein Kühlkörper (19) vorgesehen ist, der mit der wenigstens einen Laserstrahlquelle (10) wärmeabführend in Verbindung steht und dass wenigstes ein Kühlkörper (20) vorgesehen ist, der mit dem Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) wärmeabführend in Verbindung steht.
Scheinwerfer mit einem Lichtmodul (1) aufweisend wenigstens eine Laserstrahlquelle (10) und wenigstens ein Konverterelement (11), das durch die Laserstrahlquelle (10) mit einem Laserstrahl (14) bestrahlbar ist, womit Licht (15) mit einem für eine Fahrzeugbeleuchtung qualifizierten Lichtspektrum durch das Konverterelement (11) in zumindest ein strahlformendes Element (12) abstrahlbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) vorgesehen ist, an dem das Konverterelement (11) aufgenommen ist und wobei das Konverterelement (11) mit dem Trägerelement (13, 13a, 13b, 13c) wenigstens gegenüber dem strahlformenden Element (12) beweglich ist.
Scheinwerfer nach Anspruch 11 mit einem Lichtmodul (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 10.