DE102014107345A1

DE102014107345A1 - Lighting device for vehicles

Info

Publication number: DE102014107345A1
Application number: DE102014107345.2A
Authority: DE
Inventors: Bernd Fischer; Benjamin WILLEKE
Original assignee: Hella KGaA Huek and Co
Current assignee: Hella GmbH and Co KGaA
Priority date: 2014-05-26
Filing date: 2014-05-26
Publication date: 2015-11-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer halbleiterbasierten Lichtquelle zur Abgabe einer elektromagnetischen Primärstrahlung und mit einem in Hauptabstrahlrichtung vor der halbleiterbasierten Lichtquelle angeordneten Konversionselement, – das eine Lichteinkoppelfläche zur Einkopplung der Primärstrahlung auf weist, – das einen Leuchtstoff zur Konvertierung eines Teils der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung aufweist, die eine andere Wellenlänge aufweist als die Primärstrahlung, und – das eine Lichtauskoppfläche zur Auskopplung der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung aufweist, und dass dem Konversionselement ein Kühlkörper zugeordnet ist, wobei das Konversionselement als ein Leuchtstoffleiter ausgebildet ist mit gegenüberliegenden Flachseiten und mit die Flachseiten in Strahlungsrichtung verbindenden Randseiten, an denen die eingekoppelte Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung totalreflektierbar ist, wobei die eingekoppelte Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung ausschließlich an den gegenüberliegenden Flachseiten des Leuchtstoffleiters einerseits oder an den gegenüberliegenden Flachseiten und an den Randseiten des Leuchtstoffleiters andererseits totalreflektiert wird, und dass der Lichteinkoppelfläche des Leuchtstoffleiters eine Anzahl von halbleiterbasierten Lichtquellen zugeordnet ist.The invention relates to a lighting device for vehicles with a semiconductor-based light source for emitting an electromagnetic primary radiation and arranged in the main emission before the semiconductor-based light conversion element, - which has a light input surface for coupling the primary radiation has - a phosphor for converting a portion of the primary radiation in having a secondary radiation having a different wavelength than the primary radiation, and - having a Lichtauskoppfläche for coupling the primary radiation and the secondary radiation, and that the conversion element is associated with a heat sink, wherein the conversion element is formed as a phosphor with opposite flat sides and with the Flat sides in the radiation direction connecting edge sides, where the coupled primary radiation and / or the secondary radiation is totally reflectable, wherein the coupled primary radiation and / or the secondary radiation is totally reflected only on the opposite flat sides of the phosphor on the one hand or on the opposite flat sides and on the edge sides of the phosphor on the other hand, and that the light input surface of the phosphor is assigned a number of semiconductor-based light sources.

Description

Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer halbleiterbasierten Lichtquelle zur Abgabe einer elektromagnetischen Primärstrahlung und mit einem in Hauptabstrahlrichtung vor der halbleiterbasierten Lichtquelle angeordneten Konversionselement,

– das eine Lichteinkoppelfläche zur Einkopplung der Primärstrahlung auf weist,
– das einen Leuchtstoff zur Konvertierung eines Teils der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung aufweist, die eine andere Wellenlänge aufweist als die Primärstrahlung, und
– das eine Lichtauskoppfläche zur Auskopplung der Primärstrahlung und der Sekundärstrahlung aufweist, und dass dem Konversionselement ein Kühlkörper zugeordnet ist.

The invention relates to a lighting device for vehicles having a semiconductor-based light source for emitting an electromagnetic primary radiation and having a conversion element arranged in the main emission direction in front of the semiconductor-based light source.

- Has a light input surface for coupling the primary radiation,
- Which has a phosphor for converting a portion of the primary radiation into a secondary radiation having a different wavelength than the primary radiation, and
- Which has a Lichtauskoppfläche for coupling the primary radiation and the secondary radiation, and that the conversion element is associated with a heat sink.

Aus der DE 10 2008 012 316 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge bekannt, bei der als halbleiterbasierte Lichtquelle eine Laserdiode eingesetzt wird. Eine von der Laserdiode emittierte Primärstrahlung wird auf ein Konversionselement gerichtet, das einen Leuchtstoff zur Konversion der Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung enthält. Somit kann beispielsweise das blaue Licht der Laserdiode teilweise in gelbes Licht umgewandelt werden, so dass durch Mischung der gelben und blauen Strahlung ein weißes Licht erzeugt wird. Das Konversionselement ist plattenförmig ausgebildet, wobei die Primärstrahlung über eine Lichteinkoppelfläche des Konversionselementes in dasselbe eingekoppelt, infolge von an gegenüberliegenden Seitenflächen ausgebildeten Reflektorschichten innerhalb des Konversionselement totalreflektiert wird, wobei ein Teil der Primärstrahlung in Sekundärstrahlung umgewandelt wird, und dann die durchmischte Strahlung über eine großflächige Lichtauskoppelfläche als weißes Licht ausgekoppelt wird. Das Konversionselement liegt mit einer Flachseite an einem Kühlkörper an. Nachteilig an der bekannten Beleuchtungsvorrichtung ist, dass aufgrund des durch die Primärstrahlung erzeugten Wärmeeintrags in das Konversionselement bei hoher Strahldichte die Konversionseffizienz beeinträchtigt ist. Es kann somit bei Erreichen einer bestimmten Strahldichte der Laserdiode schlagartig eine thermische Löschung angeregter Aktivatoren im leuchtstoffdurchsetzten Konversionselement auftreten, was als „Thermal Quenching“ bezeichnet wird. From the DE 10 2008 012 316 A1 For example, a lighting device for vehicles is known in which a laser diode is used as the semiconductor-based light source. A primary radiation emitted by the laser diode is directed to a conversion element which contains a phosphor for converting the primary radiation into a secondary radiation. Thus, for example, the blue light of the laser diode can be partly converted into yellow light, so that a white light is generated by mixing the yellow and blue radiation. The conversion element is plate-shaped, wherein the primary radiation coupled via a light input surface of the conversion element in the same, is totally reflected as a result of formed on opposite side reflector layers within the conversion element, wherein a portion of the primary radiation is converted into secondary radiation, and then the mixed radiation over a large area light output surface is decoupled as white light. The conversion element rests with a flat side on a heat sink. A disadvantage of the known lighting device is that due to the heat input generated by the primary radiation in the conversion element at high beam density, the conversion efficiency is impaired. It can thus occur when a certain radiance of the laser diode abruptly a thermal quenching of excited activators in the phosphor-enforced conversion element, which is referred to as "thermal quenching".

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge mit einer halbleiterbasierten Lichtquelle derart weiterzubilden, dass betriebssicher Licht über relativ kleine Lichtauskoppelflächen bei hoher Leuchtdichte mit hoher Konversionseffizienz abgestrahlt werden kann. The object of the present invention is to develop a lighting device for vehicles with a semiconductor-based light source in such a way that reliable light can be emitted via relatively small light output surfaces at high luminance with high conversion efficiency.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Erfindung in Verbindung mit dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Konversionselement als ein Leuchtstoffleiter ausgebildet ist mit gegenüberliegenden Flachseiten und mit die Flachseiten in Strahlungsrichtung verbindenden Randseiten, an denen die eingekoppelte Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung totalreflektierbar ist, wobei die eingekoppelte Primärstrahlung und/oder die Sekundärstrahlung ausschließlich an den gegenüberliegenden Flachseiten des Leuchtstoffleiters einerseits oder an den gegenüberliegenden Flachseiten und an den Randseiten des Leuchtstoffleiters andererseits totalreflektiert wird, und dass der Lichteinkoppelfläche des Leuchtstoffleiters eine Anzahl von halbleiterbasierten Lichtquellen zugeordnet ist. To achieve this object, the invention in connection with the preamble of claim 1, characterized in that the conversion element is formed as a phosphor with opposite flat sides and the flat sides in the radiation direction connecting edge sides, where the injected primary radiation and / or the secondary radiation is totally reflectable , Wherein the coupled primary radiation and / or the secondary radiation is totally reflected exclusively on the opposite flat sides of the phosphor conductor on the one hand or on the opposite flat sides and on the edge sides of the phosphor conductor, and that the light input surface of the phosphor conductor is assigned a number of semiconductor-based light sources.

Die Erfindung ermöglicht die Abstrahlung von weißem Licht mit einer relativ hohen Leuchtdichte. Eine halbleiterbasierte Lichtquelle, insbesondere eine Laserdiode, wird zur Erzeugung einer hohen Strahlungsintensität genutzt, wobei zur Konversion einer von der halbleiterbasierten Lichtquelle erzeugten Primärstrahlung ein Leuchtstoffleiter vorgesehen ist, der aufgrund seiner Formgebung eine gezielte Strahlungsführung in Richtung einer Lichtauskoppelfläche ermöglicht, an der insbesondere die Abstrahlung eines relativ schmalen Lichtbündels erfolgt. An einem der halbleiterbasierten Lichtquelle zugeordneten, strahlungsaufwärts gelegenen Ende ist eine Lichteinkoppelfläche angeordnet, an der die Primärstrahlung eingekoppelt wird. An der strahlungs abwärtsgelegenen Lichtauskoppelfläche wird durchmischtes weißes Licht ausgekoppelt. Der in dem Leuchtstoffleiter integrierte Leuchtstoff wird als optisch aktives Bauteil für das Erzeugen von weißem Licht genutzt. The invention enables the emission of white light with a relatively high luminance. A semiconductor-based light source, in particular a laser diode, is used to generate a high radiation intensity, wherein a phosphor conductor is provided for converting a primary radiation generated by the semiconductor-based light source, which allows a targeted radiation guidance in the direction of a light output surface due to its shape, in particular the radiation of a relatively narrow beam occurs. At one of the semiconductor-based light source associated, the radiation upstream end of a light input surface is arranged, at which the primary radiation is coupled. At the radiation downstream light output surface mixed-white light is coupled out. The phosphor integrated in the phosphor conductor is used as an optically active component for generating white light.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine Mehrzahl von in einer Reihe angeordneten halbleiterbasierten Lichtquellen vorgesehen, denen eine linienförmige Lichteinkoppelfläche zugeordnet ist. Auch die Lichtauskoppelfläche ist linienförmig ausgebildet, sodass die Beleuchtungsvorrichtung einen relativ schmalen Lichtfaden bzw. ein linienförmiges Lichtbündel hoher Leuchtdichte abstrahlt. Da die Formgebung des Leuchtstoffleiters an seiner Lichteintritts- bzw. Lichtaustrittsseite an die Dimension der Mehrzahl von halbleiterbasierten Lichtquellen angepasst ist, ist die Beleuchtungsvorrichtung besonders platzsparend ausgebildet. According to a preferred embodiment of the invention, a plurality of semiconductor-based light sources arranged in a row are provided, to which a line-shaped light coupling surface is assigned. The light output surface is also linear, so that the illumination device radiates a relatively narrow filament or a line-shaped light bundle of high luminance. Since the shape of the phosphor conductor is adapted at its light entrance or light exit side to the dimension of the plurality of semiconductor-based light sources, the lighting device is designed to save space.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Leuchtstoffleiter und/oder eine zwischen der halbleiterbasierten Lichtquelle und der Lichteinkoppelfläche des Leuchtstoffleiters angeordnete Optikeinheit derart ausgebildet, dass die eingekoppelte Primärstrahlung ausschließlich an den gegenüberliegenden Flachseiten des Leuchtstoffleiters einerseits oder an den gegenüberliegenden Flachseiten des Leuchtstoffleiters und an die Flachseiten in Strahlungsrichtung verbindende Randseiten des Leuchtstoffleiters andererseits totalreflektiert wird. Vorteilhaft kann hierdurch eine homogene Lichtabstrahlverteilung an der Lichtauskoppelfläche des Leuchtstoffleiters realisiert werden. According to a development of the invention, the phosphor conductor and / or an optical unit arranged between the semiconductor-based light source and the light incoupling surface of the phosphor conductor are designed such that the coupled-in primary radiation occurs exclusively on the opposite flat sides of the phosphor conductor on the one hand or on the opposite flat sides of the phosphor conductor and on the flat sides in the radiation direction connecting edge sides of the phosphor conductor on the other hand is totally reflected. Advantageously, a homogeneous light emission distribution at the light outcoupling surface of the phosphor conductor can thereby be realized.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Kühlkörper an gegenüberliegenden Flachseiten des Leuchtstoffleiters unter flächiger Anlage direkt oder über eine auf dem Leuchtstoffleiter aufgebrachten metallisierend spiegelnden Schicht oder über ein dielektrisches Schichtsystem klemmend angeordnet. Vorteilhaft ermöglicht die Anordnung des Kühlkörpers an den relativ großflächigen Flachseiten des Leuchtstoffleiters eine flächige Entwärmung desselben mit hohem Wirkungsgrad. Liegt der Kühlkörper direkt an den Flachseiten des Leuchtstoffleiters an, kann er als Reflexionsfläche für die Strahlung innerhalb des Leuchtstoffleiters dienen, wenn der Kühlkörper aus einem Metallmaterial, insbesondere einem polierten Metallmaterial (z. B. Aluminium) besteht. According to a development of the invention, a heat sink is arranged on opposite flat sides of the phosphor conductor under flat contact directly or by means of a metallized reflective layer applied to the phosphor conductor or via a dielectric layer system in a clamping manner. Advantageously, the arrangement of the heat sink on the relatively large flat sides of the phosphor conductor allows a flat cooling of the same with high efficiency. If the heat sink lies directly on the flat sides of the phosphor conductor, it can serve as a reflection surface for the radiation within the phosphor conductor if the heat sink consists of a metal material, in particular a polished metal material (eg aluminum).

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist zwischen der Anzahl von halbleiterbasierten Lichtquellen und der Lichteinkoppelfläche des Leuchtstoffleiters eine Optikeinheit zur Fokussierung der Primärstrahlung der halbleiterbasierten Lichtquelle auf die Lichteinkoppefläche des Leuchtstoffleiters vorgesehen. Vorteilhaft kann hierdurch eine Maximierung der Leuchtdichte der Beleuchtungsvorrichtung und eine Minimierung der leuchtenden Fläche erzielt werden. According to a development of the invention, an optical unit for focusing the primary radiation of the semiconductor-based light source on the Lichteinkoppefläche of the phosphor is provided between the number of semiconductor-based light sources and the light input surface of the phosphor. Advantageously, this can maximize the luminance of the illumination device and minimize the luminous area.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung besteht der Leuchtstoffleiter aus einem transparenten Keramikmaterial. Durch Variation einer Baulänge des Leuchtstoffleiters oder durch Variation der Dotierung der Aktivatoren lässt sich eine Lichtfarbe des an der Lichtauskoppelfläche ausgekoppelten Lichtbündels einstellen. According to a development of the invention, the phosphor conductor consists of a transparent ceramic material. By varying the overall length of the phosphor conductor or by varying the doping of the activators, it is possible to set a light color of the light bundle coupled out at the light output surface.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Leuchtstoffleiter und eine Anzahl von halbleiterbasierten Lichtquellen in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, das an einem Träger der Beleuchtungsvorrichtung montierbar ist. Der Leuchtstoffleiter bildet zusammen mit der Anzahl von halbleiterbasierten Lichtquellen ein Modul, das platzsparend und miniaturisierend an einem Fahrzeug befestigt sein kann. Bspw. kann das Modul mit weiteren Leuchteinheiten in einem Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung angeordnet sein. Alternativ kann das Modul auch allein in einer Karosserieöffnung des Fahrzeuges montiert sein zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung. Die halbleiterbasierte Lichtquelle hat kein gesondertes Gehäuse. Bspw. kann der Leuchtstoffleiter in das Gehäuse der halbleiterbasierten Lichtquelle integriert sein. According to a development of the invention, the phosphor conductor and a number of semiconductor-based light sources are arranged in a common housing which can be mounted on a support of the illumination device. The phosphor conductor forms, together with the number of semiconductor-based light sources, a module which can be mounted in a space-saving and miniaturizing manner on a vehicle. For example. the module can be arranged with further lighting units in a housing of the lighting device. Alternatively, the module may also be mounted alone in a body opening of the vehicle to produce a predetermined light distribution. The semiconductor-based light source does not have a separate housing. For example. For example, the phosphor conductor can be integrated in the housing of the semiconductor-based light source.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist der Leuchtstoffleiter mit seiner Lichteinkoppelfläche direkt an oder in sehr geringem Abstand zu einer Abstrahlfläche der mindestens einen halbleiterbasierten Lichtquelle angeordnet, wobei die Dimension der Lichteinkoppelfläche des Leuchtstoffleiters der Dimension der Abstrahlfläche der halbleiterbasierten Lichtquelle entspricht. Auf diese Weise wird die Strahlungseinkoppeleffizienz an dem Leuchtstoffleiter optimiert. According to a development of the invention, the phosphor conductor with its light coupling surface is arranged directly at or at a very small distance from a radiation surface of the at least one semiconductor-based light source, the dimension of the light coupling surface of the phosphor conductor corresponding to the dimension of the emission surface of the semiconductor-based light source. In this way the radiation coupling efficiency at the phosphor conductor is optimized.

Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen. Further advantages of the invention will become apparent from the further subclaims.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Embodiments of the invention are explained below with reference to the drawings.

Es zeigen: Show it:

1a eine Seitenansicht einer ersten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung mit einer einzigen Laserdiode, 1a a side view of a first embodiment of the lighting device with a single laser diode,

1b eine Draufsicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 1a, 1b a plan view of the lighting device according to 1a .

2a eine Seitenansicht einer zweiten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung mit zwei Laserdioden, 2a a side view of a second embodiment of the illumination device with two laser diodes,

2b eine Draufsicht der zweiten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 2a, 2 B a plan view of the second embodiment of the lighting device according to 2a .

3 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung, 3 a side view of a third embodiment of the lighting device,

4 eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung, 4 a side view of a fourth embodiment of the lighting device,

5 eine Seitenansicht einer fünften Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung, 5 a side view of a fifth embodiment of the lighting device,

6 eine Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung, 6 a side view of a sixth embodiment of the lighting device,

7a eine Seitenansicht einer siebten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung, 7a a side view of a seventh embodiment of the lighting device,

7b eine Draufsicht der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 7a, 7b a plan view of the lighting device according to 7a .

8a eine schematische Seitenansicht eines beschichteten Leuchtstoffleiters, der von einem Kühlkörper umgeben ist und 8a a schematic side view of a coated phosphor conductor, which is surrounded by a heat sink and

8b eine Vorderansicht der aus dem Leuchtstoffleiter und dem Kühlkörper gebildeten Baueinheit gemäß 8a. 8b a front view of the assembly formed from the phosphor and the heat sink according to 8a ,

Eine Beleuchtungsvorrichtung für Fahrzeuge ist vorzugsweise als ein Scheinwerfer ausgebildet, der zur Erzeugung einer vorgegebenen Lichtverteilung, bspw. einer Abblendlichtverteilung, geeignet ist. Die Erfindung eignet sich insbesonderefür Lichtfunktionen wie Matrixlicht, Markierungslicht und Zusatzfernlicht, welche einen schmalen Lichtkegel erfordern, da die erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung besonders kleine leuchtende Flächen hoher Leuchtdichte aufweist. Lichtfunktionen, welche größere Winkelbereiche beleuchten, werden durch entsprechende nachgelagerte Optikeinheiten erzeugt werden. A lighting device for vehicles is preferably designed as a headlight, which is suitable for generating a predetermined light distribution, for example. A low-beam distribution. The invention is particularly suitable for light functions such as matrix light, marker light and additional high beam, which require a narrow cone of light, since the illumination device according to the invention has particularly small luminous surfaces of high luminance. Light functions that illuminate larger angular ranges will be generated by corresponding downstream optical units.

Nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung gemäß den 1a und 1b weist die Beleuchtungsvorrichtung eine als Laserdiode 1 ausgebildeten halbleiterbasierten Lichtquelle, ein als Leuchtstoffleiter 2 ausgebildetes Konversionselement sowie einen Kühlkörper 3 auf. According to a first embodiment of the invention according to the 1a and 1b has the lighting device as a laser diode 1 formed semiconductor-based light source, as a phosphor conductor 2 trained conversion element and a heat sink 3 on.

In Hauptabstrahlrichtung H der Beleuchtungsvorrichtung kann vor dem Leuchtstoffleiter 2 eine nicht dargestellte Optikeinheit vorgesehen sein, mittels derer ein von dem Leuchtstoffleiter 3 abgegebenes Lichtbündel entsprechend einer vorgegebenen Lichtfigur auf die Straße abgebildet wird. Bspw. kann hierdurch eine symmetrische oder asymmetrische Abblendlichtverteilung oder Stadtlicht- oder Autobahnlichtverteilung erzeugt werden. In Hauptabstrahlrichtung H of the lighting device can in front of the phosphor conductor 2 an optical unit, not shown, may be provided, by means of which one of the phosphor conductor 3 emitted light beam is imaged according to a given light figure on the road. For example. This can be used to generate a symmetrical or asymmetrical low-beam distribution or urban light or motorway light distribution.

Alternativ kann die Beleuchtungsvorrichtung auch in einem Heckbereich des Fahrzeuges zur Erzeugung einer Signallichtfunktion angeordnet sein. Für eine Bremslicht- und/oder Schlusslichtfunktion und/oder Rückfahrscheinwerfer kann dem Leuchtstoffleiter 2 in Hauptabstrahlrichtung H vor demselben wahlweise eine Optikeinheit vorgelagert sein oder nicht. Alternatively, the lighting device may also be arranged in a rear region of the vehicle for generating a signal light function. For a brake light and / or tail light function and / or reversing lights can the phosphor head 2 in the main emission direction H upstream of the same optionally be an optical unit or not.

Der Leuchtstoffleiter 2 ist in Strahlungsrichtung S der Laserdiode 1 langgestreckt und im Querschnitt vorzugsweise rechteckförmig ausgebildet. Der Leuchtstoffleiter 2 ist im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet und weist an einem der Laserdiode 1 zugewandten Ende eine Lichteinkoppelfläche 4 sowie an einem der Laserdiode 1 abgewandten Ende eine Lichtauskoppelfläche 5 auf. Zwischen der Lichteinkoppelfläche 4 und der Lichtauskoppelfläche 5 erstrecken sich gegenüberliegenden Flachseiten 6 sowie gegenüberliegende Randseiten 7, wobei ein Abstand zwischen den gegenüberliegenden Flachseiten 6 wesentlich geringer ist als ein Abstand zwischen den gegenüberliegenden Randseiten 7. Die Flachseiten 6 erstrecken sich vorzugsweise in einer horizontalen Ebene. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Flachseiten 6 gibt eine Höhe h1 des Leuchtstoffleiters 2 an. Der Abstand zwischen den gegenüberliegenden Randseiten 7 gibt eine Breite b1 des Leuchtstoffleiters 2 vor. Die Breite b1 des Leuchtstoffleiters 2 kann ein Vielfaches der Höhe h1 desselben betragen, sodass die Lichteinkoppelfläche 4 und/oder die Lichtauskoppelfläche 5 jeweils als eine linienförmige Schmalfläche ausgebildet ist. Ein Abstand zwischen der Lichteinkoppelfläche 4 und der Lichtauskoppelfläche 5 definiert eine Baulänge l1 des Leuchtstoffleiters 2. The phosphor conductor 2 is in the radiation direction S of the laser diode 1 elongated and preferably rectangular in cross-section. The phosphor conductor 2 is rectangular in cross-section and has at one of the laser diode 1 facing the end of a light input surface 4 as well as on one of the laser diode 1 opposite end of a light output surface 5 on. Between the light input surface 4 and the light output surface 5 extend opposite flat sides 6 as well as opposite edge sides 7 , where a distance between the opposite flat sides 6 is significantly less than a distance between the opposite edge sides 7 , The flat sides 6 preferably extend in a horizontal plane. The distance between the opposite flat sides 6 gives a height h1 of the phosphor conductor 2 at. The distance between the opposite edge sides 7 gives a width b1 of the phosphor conductor 2 in front. The width b1 of the phosphor conductor 2 can be a multiple of the height h1 thereof, so that the light incidence surface 4 and / or the light output surface 5 each formed as a linear narrow surface. A distance between the light input surface 4 and the light output surface 5 defines a length l1 of the phosphor conductor 2 ,

Der Leuchtstoffleiter 2 erstreckt sich in Verlängerung einer optischen Achse 8 der Laserdiode 1. Die Laserdiode 1 ist von einem nicht dargestellten Gehäuse umgeben. Der Leuchtstoffleiter 2 ist von dem Kühlkörper 3 umgeben, der aus einem Metallmaterial, vorzugsweise aus einem polierten Aluminiummaterial bestehen kann. Der Leuchtstoffleiter 2 und der Kühlkörper 3 bilden eine gemeinsame Baueinheit, die an einem nicht dargestellten Träger der Beleuchtungsvorrichtung befestigt ist. Das Gehäuse der Laserdiode 1 ist an demselben Träger der Beleuchtungsvorrichtung befestigt. Die nicht dargestellte Optikeinheit kann an dem Träger der Beleuchtungsvorrichtung oder an dem Kühlkörper 3 befestigt sein. Der Träger kann an einem Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung befestigt sein. Alternativ kann der Träger auch als das Gehäuse der Beleuchtungsvorrichtung ausgebildet sein. The phosphor conductor 2 extends in extension of an optical axis 8th the laser diode 1 , The laser diode 1 is surrounded by a housing, not shown. The phosphor conductor 2 is from the heat sink 3 surrounded, which may consist of a metal material, preferably made of a polished aluminum material. The phosphor conductor 2 and the heat sink 3 form a common structural unit, which is attached to a support, not shown, of the lighting device. The housing of the laser diode 1 is attached to the same support of the lighting device. The optical unit, not shown, on the support of the lighting device or on the heat sink 3 be attached. The carrier may be attached to a housing of the lighting device. Alternatively, the carrier may also be formed as the housing of the lighting device.

Die Laserdiode 1 emittiert eine Primärstrahlung 9, vorzugsweise in einem blauen und/oder ultravioletten Spektralbereich. Die Strahlungsleistung kann in einem Bereich von 0,1 W bis 3,0 W liegen. The laser diode 1 emits a primary radiation 9 , preferably in a blue and / or ultraviolet spectral range. The radiant power can be in a range of 0.1 W to 3.0 W.

Der Leuchtstoffleiter 2 weist einen Leuchtstoff auf, der beispielsweise ein mit einem Selten-Erd-Material, beispielsweise Ce, dotiertes Yttrium-Aluminium-Granat (YAG) ausgebildet sein kann. Dieser keramische Leuchtstoff weist eine relativ geringe Anzahl von Fehlstellen auf, was zu einer hohen Transparenz und einer guten Wärmeleitfähigkeit führt. Die Wärmeleitfähigkeit beträgt 5 W/mK bis 30 W/mK, vorzugsweise im Bereich zwischen 10 W/mK bis 20 W/mK. Der Leuchtstoff wird mit der blauen Primärstrahlung 9 angeregt und emittiert gelbe oder grünliche Sekundärstrahlung 10. The phosphor conductor 2 has a phosphor that may be formed, for example, with a rare earth material, such as Ce, doped yttrium-aluminum garnet (YAG). This ceramic phosphor has a relatively small number of defects, resulting in high transparency and good thermal conductivity. The thermal conductivity is 5 W / mK to 30 W / mK, preferably in the range between 10 W / mK to 20 W / mK. The phosphor becomes with the blue primary radiation 9 stimulates and emits yellow or greenish secondary radiation 10 ,

Der aus einem Keramikmaterial bestehende Leuchtstoffleiter 2 wird in einem Bereich von 0,005 atm% bis 0,5 atm%, vorzugsweise in einem Bereich von 0,01 atm% bis 0,1 atm%, mit Ce dotiert. Die Dotieratome verteilen sich auf ein großes Volumen (langer Leuchtstoff), so dass die bei der Konversion entstehende Wärme auf ein großes Volumen verteilt ist. Die sich daraus ergebende Wärmeemission pro Volumen und die Wärmeleitung durch die relativ großen Flachseiten 6 vermindern die thermische Löschung und erhöhen die Leuchtdichte. The existing of a ceramic material phosphor conductor 2 is doped with Ce in a range of 0.005 atm% to 0.5 atm%, preferably in a range of 0.01 atm% to 0.1 atm%. The doping atoms are distributed over a large volume (long phosphor), so that the heat produced during the conversion is distributed over a large volume. The resulting heat emission per volume and the heat conduction through the relatively large flat sides 6 reduce the thermal quench and increase the luminance.

Der transparente Leuchtstoffleiter 2 weist eine relativ dichte Gefügestruktur mit großen Körnern und wenig Lufteinschlüssen auf, was die Wärmeleitung fördert. Die in den Leuchtstoffleiter 2 eingekoppelte Primärstrahlung 9 wird an dem Leuchtstoff (Leuchtstoffpartikeln) in eine Sekundärstrahlung 10 konvertiert, die im gelben Spektralbereich angeordnet ist. Dabei wird die Primärstrahlung 9 nicht diffus gestreut. The transparent phosphor conductor 2 has a relatively dense microstructure with large grains and little air bubbles, which is the Promotes heat conduction. The in the phosphor conductor 2 coupled primary radiation 9 is at the phosphor (phosphor particles) in a secondary radiation 10 converted, which is arranged in the yellow spectral range. This is the primary radiation 9 not diffused.

Die konvertierte Sekundärstrahlung 10 wird gemäß der Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung nach der 1a und 1b nur an den Flachseiten 6, aber nicht an den Randseiten 7 reflektiert. Die Laserdiode 1 weist eine „fast-axis“ auf, die in Richtung der gegenüberliegenden Flachseiten 6 orientiert ausgerichtet ist, sodass ein Laserstrahl 9‘ der Primärstrahlung 9 an den gegenüberliegenden Flachseiten 6 eine Vielzahl von Totalreflexionen erfährt. Eine „slow-axis“ der Laserdiode 1 kann auf die Randseiten 7 des Leuchtstoffleiters 2 angepasst sein, sodass an den Randseiten 7 keine Totalreflexion des Laserstrahls 9‘‘ der eingekoppelten Primärstrahlung 9 erfolgt. Die Orientierung der „fast-axis“ kann in einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch auf die Randseiten 7 des Leuchtstoffleiters 2 angepasst sein, so dass zusätzlich zur Totalreflexion an den Flachseiten 6 eine Totalreflexion der Primärstrahlung 9 an den Randseiten 7 erfolgt. The converted secondary radiation 10 is according to the embodiment of the lighting device according to the 1a and 1b only on the flat sides 6 but not on the edges 7 reflected. The laser diode 1 has a "fast-axis" facing towards the opposite flat sides 6 oriented so that a laser beam 9 ' the primary radiation 9 on the opposite flat sides 6 experiences a variety of total reflections. A "slow axis" of the laser diode 1 can on the edge pages 7 of the fluorescent conductor 2 be adjusted so that on the edge sides 7 no total reflection of the laser beam 9 '' the coupled primary radiation 9 he follows. The orientation of the "fast-axis" can in a further embodiment of the invention also on the edge sides 7 of the fluorescent conductor 2 be adjusted so that in addition to total reflection on the flat sides 6 a total reflection of the primary radiation 9 on the edge sides 7 he follows.

Nach einer zweiten Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung gemäß den 2a und 2b ist im Unterschied zu der ersten Ausführungsform der Erfindung nach den 1a und 1b ein relativ breiter Leuchtstoffleiter 11 vorgesehen. Dem Leuchtstoffleiter 11 sind zwei Laserdioden 1 zugeordnet, die in einem spitzen Öffnungswinkel φ zueinander angeordnet sind. Der Leuchtstoffleiter 11 weist eine prismenförmige Lichteinkoppelfläche 12 auf, deren Teilflächen 12‘, 12‘‘ senkrecht zu der optischen Achse 8 der jeweiligen Laserdioden 1 verlaufen. According to a second embodiment of the lighting device according to the 2a and 2 B is in contrast to the first embodiment of the invention according to the 1a and 1b a relatively broad phosphor conductor 11 intended. The phosphor conductor 11 are two laser diodes 1 assigned, which are arranged at an acute opening angle φ to each other. The phosphor conductor 11 has a prismatic Lichteinkoppelfläche 12 on, their partial surfaces 12 ' . 12 '' perpendicular to the optical axis 8th the respective laser diodes 1 run.

Gleiche Bauteile bzw. Bauteilfunktionen der Ausführungsbeispiele sind mit den gleichen Bezugszeichen versehen. The same components or component functions of the embodiments are provided with the same reference numerals.

Der Leuchtstoffleiter 11 weist eine Breite b2 auf, die um ein Vielfaches größer ist als eine Höhe h2 desselben. Der Leuchtstoffleiter 11 weist eine Länge l2 auf. Eine Lichtauskoppelfläche 13 des Leuchtstoffleiters 11 wird von der Strahlung 9, 10 beider Laserdioden 1 ausgeleuchtet. Die Strahlung 9, 10 wird nicht nur an den Flachseiten 6, sondern auch an den Randseiten 7 totalreflektiert. The phosphor conductor 11 has a width b2 which is many times larger than a height h2 thereof. The phosphor conductor 11 has a length l2. A light output surface 13 of the fluorescent conductor 11 gets from the radiation 9 . 10 both laser diodes 1 illuminated. The radiation 9 . 10 is not only on the flat sides 6 but also on the edges 7 totally reflected.

Nach einer alternativen, nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung können dem Leuchtstoffleiter 11 auch mehr als zwei Laserdioden 1 zugeordnet sein, wobei die Lichteinkoppelfläche 12 eine Anzahl von die ebenen Teilflächen 12‘, 12‘‘ trennenden Kanten 14 aufweist, deren Anzahl um eins vermindert ist zu der Anzahl der Laserdioden 1. Die Laserdioden 1 sind fächerförmig in dem spitzen Öffnungswinkel φ zueinander angeordnet, und die Anzahl an Teilflächen der Lichteinkoppelfläche 12 ist senkrecht zur jeweiligen optischen Achse 8 der entsprechenden Laserdioden 1 ausgerichtet. In den Leuchtstoffleiter 11 eingekoppelte Laserstrahlen (Primärstrahlung 9) werden an den Flachseiten 6 und an den Randseiten 7 des Leuchtstoffleiters 11 in Hauptabstrahlrichtung H der Beleuchtungsvorrichtung totalreflektiert, wobei auf dem Weg zwischen der Lichteinkoppefläche 12 und der Lichtauskoppelfläche 13 ein Teil der Primärstrahlung 9 in Sekundarstrahlung 10 vermittels der Leuchtstoffpartikel konvertiert wird, sodass an der Lichtauskoppelfläche 13 weißes Licht aus dem Leuchtstoffleiter 11 austritt. According to an alternative, not shown embodiment of the invention, the phosphor conductor 11 also more than two laser diodes 1 be associated with the light input surface 12 a number of the flat faces 12 ' . 12 '' separating edges 14 whose number is reduced by one to the number of laser diodes 1 , The laser diodes 1 are fan-shaped in the acute opening angle φ to each other, and the number of partial surfaces of the light coupling surface 12 is perpendicular to the respective optical axis 8th the corresponding laser diodes 1 aligned. In the phosphor conductor 11 coupled laser beams (primary radiation 9 ) are on the flat sides 6 and on the edge sides 7 of the fluorescent conductor 11 in the main emission direction H of the illumination device totally reflected, wherein on the way between the Lichteinkoppefläche 12 and the light output surface 13 a part of the primary radiation 9 in secondary radiation 10 is converted by means of the phosphor particles, so that at the light output surface 13 white light from the phosphor conductor 11 exit.

Vorzugsweise ist der Leuchtstoffleiter 11 derart ausgebildet, dass eine Normale N der Teilflächen 12‘, 12‘‘ der Lichteinkoppelfläche 12 die Lichtauskoppelfläche 13 schneiden. Preferably, the phosphor conductor 11 formed such that a normal N of the faces 12 ' . 12 '' the light coupling surface 12 the light output surface 13 to cut.

Nach einer dritten Ausführungsform der Erfindung gemäß 3 ist zwischen der Laserdiode 1 und dem Leuchtstoffleiter 2 eine lichtleitende Optikeinheit 15 angeordnet. Die lichtleitende Optikeinheit 15 besteht aus einem transparenten Körper. Die lichtleitende Optikeinheit 15 ist asymmetrisch ausgebildet, sodass die unter einem spitzen Winkel α zu der Lichteinkoppelfläche 4 des Leuchtstoffleiters 2 emittierte Primärstrahlung 9 in Richtung der Lichteinkoppelfläche 4 des Leuchstoffleiters 2 umgelenkt wird. Die lichtleitende Optikeinheit 15 weist eine ebene Lichteinkoppelfläche 16 auf, die senkrecht zu der optischen Achse 8 der Laserdiode 1 verläuft. Die lichtleitende Optikeinheit 15 weist an einem der Lichteinkoppelfläche 4 des Leuchtstoffleiters 2 zugewandten Ende eine ebene Lichtauskoppelfläche 17 auf, die direkt und flächig an der Lichteinkoppelfläche 4 des Leuchtstoffleiters 2 angeordnet ist. Zwischen der Lichteinkoppelfläche 16 und der Lichtauskoppelfläche 17 der lichtleitenden Optikeinheit 15 erstreckt sich eine elliptische oder asphärische Totalreflexionsfläche 18, an der die Laserstrahlen vorzugsweise nach einer einzigen Totalreflexion in Richtung der Lichtauskoppelfläche 17 totalreflektiert werden. Die Totalreflexionsfläche 18 bildet eine relativ lange äußere Fläche. Eine im Vergleich zur Totalreflexionsfläche 18 kurze Basisfläche 19, die gegenüberliegend zu der Totalreflexionsfläche 18 angeordnet ist, kann eben ausgeführt sein, da sie nicht zur Totalreflexion der Laserstrahlen vorgesehen ist. According to a third embodiment of the invention according to 3 is between the laser diode 1 and the phosphor conductor 2 a light-guiding optical unit 15 arranged. The light-guiding optical unit 15 consists of a transparent body. The light-guiding optical unit 15 is formed asymmetrically, so that at an acute angle α to the light coupling surface 4 of the fluorescent conductor 2 emitted primary radiation 9 in the direction of the light coupling surface 4 of the fluorescent conductor 2 is diverted. The light-guiding optical unit 15 has a flat light input surface 16 on, perpendicular to the optical axis 8th the laser diode 1 runs. The light-guiding optical unit 15 points to one of the light coupling surface 4 of the fluorescent conductor 2 facing end a flat light output surface 17 on, the direct and flat on the light coupling surface 4 of the fluorescent conductor 2 is arranged. Between the light input surface 16 and the light output surface 17 the light-conducting optical unit 15 extends an elliptical or aspherical total reflection surface 18 in which the laser beams preferably after a single total reflection in the direction of the light output surface 17 be totally reflected. The total reflection surface 18 forms a relatively long outer surface. One compared to the total reflection surface 18 short base area 19 , which are opposite to the total reflection surface 18 is arranged, can be made even, since it is not provided for the total reflection of the laser beams.

Nach einer weiteren nicht dargestellten Ausführungsform kann die Optikeinheit 15 als ein Reflektor ausgebildet sein, der eine Reflexionsfläche 18 aufweist. Das optische Funktionsprinzip ist das gleiche wie bei der lichtleitenden Optikeinheit 15. According to another embodiment, not shown, the optical unit 15 be formed as a reflector having a reflection surface 18 having. The optical operating principle is the same as with the optical fiber optic unit 15 ,

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 4 kann zwischen der Laserdiode 1 und dem Leuchtstoffleiter 2 eine rotationssymmetrische lichtbrechende Optikeinheit 20 vorgesehen sein. Die lichtbrechende Optikeinheit 20 weist eine kuppelförmige Lichteinkoppelfläche 21 auf, die derart geformt ist, dass die eingekoppelte Laserstrahlung 9 der Laserdiode 1 direkt auf die Lichteinkoppelfläche 4 des Leuchtstoffleiters 2 trifft. Die optische Achse 8 der Laserdiode 1 stimmt mit einer Symmetrieachse der lichtleitenden Optikeinheit 20 und mit der optischen Achse des Leuchstoffleiters 2 überein. According to a further embodiment of the invention according to 4 can be between the laser diode 1 and the phosphor conductor 2 a rotationally symmetrical refractive optical unit 20 be provided. The refractive optical unit 20 has a dome-shaped light coupling surface 21 which is shaped so that the coupled laser radiation 9 the laser diode 1 directly on the light coupling surface 4 of the fluorescent conductor 2 meets. The optical axis 8th the laser diode 1 agrees with an axis of symmetry of the light-conducting optical unit 20 and with the optical axis of the fluorescent conductor 2 match.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Laserdiode 1 auch verkippt zu der optischen Achse des Leuchstoffleiters 2 angeordnet sein, um die Baulänge der Beleuchtungsvorrichtung zu reduzieren. Im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 3 kann hierzu die Lichteinkoppelfläche 16 der lichtleitenden Optikeinheit 15 so geformt sein, dass die eintretende Laserstrahlung 9 kollimiert wird. According to an alternative embodiment of the invention, not shown, the laser diode 1 also tilted to the optical axis of the fluorescent conductor 2 be arranged to reduce the overall length of the lighting device. Unlike the embodiment according to 3 this can be the light input surface 16 the light-conducting optical unit 15 be shaped so that the incoming laser radiation 9 is collimated.

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform kann eine Optikeinheit vorgesehen, die aus ein oder mehreren Linsen besteht. Vorteilhaft kann hierdurch die Primärstrahlung 9 so fokussiert werden, dass sie auf eine Lichteinkoppelfläche 4 des Leuchtstoffleiters 2 trifft, der eine im Vergleich zur Abstrahlfläche der Laserdiode 1 kleinere Dimension aufweist. According to an alternative embodiment, not shown, an optical unit may be provided, which consists of one or more lenses. Advantageously, thereby the primary radiation 9 be focused so that they are on a light input surface 4 of the fluorescent conductor 2 the one in comparison to the emitting surface of the laser diode 1 has smaller dimension.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 5 kann zwischen einer Mehrzahl von reihenförmig angeordneten Laserdioden 1 und dem Leuchtstoffleiter 2 eine lichtbrechende Optikeinheit 22 vorgesehen sein, die im Unterschied zu der lichtbrechenden Optikeinheit 20 in einem Abstand A zu dem Leuchtstoffleiter 2 angeordnet ist. Die lichtbrechende Optikeinheit 22 weist eine zu der Anzahl der Laserdioden 1 übereinstimmende Anzahl von fingerförmigen Lichteinkoppelflächen 23 auf, an denen die eintretende Primärstrahlung 9 so gebrochen wird, dass sie ohne Totalreflexion an eine Lichtauskoppelfläche 24 der Optikeinheit 22 weitergeleitet wird. Die Lichtauskoppelfläche 24 ist konvexförmig ausgebildet, sodass die in einem Abstand zueinander auf sie treffende Primärstrahlung 9 der Laserdioden 1 auf die Lichteinkoppelfläche 4 des Leuchtstoffleiters 2 fokussiert wird. Die fingerförmigen Lichteinkoppelflächen 23 und die Lichtauskoppelfläche 24 sind über Mantelflächen 25 miteinander verbunden, an der keine Totalreflexion stattfindet. Die lichtbrechende Optikeinheit 22 ist vorzugsweise einstückig ausgebildet. Die fingerförmigen Lichteinkoppelflächen 23 sind vorzugsweise derart geformt, dass die auf sie treffende Primärstrahlung 9 der jeweils zugeordneten Laserdioden 1 parallelisiert wird und zwar parallel zu der optischen Achse des Leuchtstoffleiters 2. According to a further embodiment of the invention according to 5 may be between a plurality of series arranged laser diodes 1 and the phosphor conductor 2 a refractive optical unit 22 be provided, in contrast to the refractive optical unit 20 at a distance A to the phosphor conductor 2 is arranged. The refractive optical unit 22 has one to the number of laser diodes 1 corresponding number of finger-shaped light coupling surfaces 23 on where the incoming primary radiation 9 is broken so that they are without total reflection to a light output surface 24 the optical unit 22 is forwarded. The light output surface 24 is convex, so that at a distance from each other on them striking primary radiation 9 the laser diodes 1 on the light coupling surface 4 of the fluorescent conductor 2 is focused. The finger-shaped light coupling surfaces 23 and the light output surface 24 are over lateral surfaces 25 connected to each other, at which no total reflection takes place. The refractive optical unit 22 is preferably formed in one piece. The finger-shaped light coupling surfaces 23 are preferably shaped such that the primary radiation impinging on them 9 the respectively associated laser diodes 1 is parallelized and parallel to the optical axis of the phosphor conductor 2 ,

Nach einer nicht dargestellten alternativen Ausführungsform wird die parallelisierte Primärstrahlung 9 aus einer Anzahl von brechenden konvex oder asphärischen ersten Linsen und die Fokussierung aus einer einzigen größeren brechenden asphärischen zweiten Linse erzeugt. Die zweite Linse ist in Abstrahlrichtung vor den vorzugsweise mehreren ersten Linsen angeordnet. According to an alternative embodiment, not shown, the parallelized primary radiation 9 of a number of refractive convex or aspherical first lenses and focusing from a single larger refractive aspheric second lens. The second lens is arranged in the emission direction in front of the preferably a plurality of first lenses.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß 6 ist eine Mehrzahl von Laserdioden 1 – im Unterschied zu der Ausführungsform gemäß 5 – in einem rechten Winkel zu der optischen Achse des Leuchtstoffleiters 2 angeordnet. Zwischen den in einer Ebene angeordneten Laserdioden 1 und dem Leuchtstoffleiter 2 ist eine Optikeinheit 26 angeordnet, die aus einer Anzahl von jeweils den Laserdioden 1 zugeordneten ersten Linsen 27, einem Umlenkreflektor 28 und einer fokussierenden zweiten Linse 29 besteht. Die ersten Linsen 27 sind in Abstrahlrichtung der Laserdioden 1 in unmittelbare Nähe zu denselben angeordnet. Die ersten Linsen 27 sind derart geformt, dass sie die Primärstrahlung 9 der Laserdioden 1 parallelisieren. Das parallelisierte Licht 9 trifft auf den Umlenkreflektor 28, der quer zur optischen Achse des Leuchtstoffleiters 2 versetzt angeordnete Reflektorflächen 30 aufweist. An diesen Reflektorflächen 30 wird die Primärstrahlung 9 um 90° umgelenkt. Die umgelenkte Primärstrahlung 9 der jeweiligen Laserdioden 1 trifft auf benachbart zueinander angeordnete Bereiche der zweiten Linse 29, mittels derer sie auf die Lichteinkoppelfläche des Leuchtstoffleiters 2 fokussiert wird. According to a further embodiment of the invention according to 6 is a plurality of laser diodes 1 - In contrast to the embodiment according to 5 At a right angle to the optical axis of the phosphor conductor 2 arranged. Between the arranged in a plane laser diodes 1 and the phosphor conductor 2 is an optical unit 26 arranged, consisting of a number of each of the laser diodes 1 associated first lenses 27 , a deflecting reflector 28 and a focusing second lens 29 consists. The first lenses 27 are in the emission direction of the laser diodes 1 arranged in close proximity to the same. The first lenses 27 are shaped to be the primary radiation 9 the laser diodes 1 parallelize. The parallelized light 9 meets the deflection reflector 28 , which is transverse to the optical axis of the phosphor conductor 2 staggered reflector surfaces 30 having. At these reflector surfaces 30 becomes the primary radiation 9 deflected by 90 °. The redirected primary radiation 9 the respective laser diodes 1 encounters adjacent portions of the second lens 29 , By means of which they on the light input surface of the phosphor conductor 2 is focused.

Der Leuchtstoff (Leuchtstoffpartikel), der die Primärstrahlung 9 aus dem ersten Wellenlängenbereich absorbiert und die elektromagnetische Sekundärstrahlung 10 in einem zweiten Wellenlängenbereich emittiert, ist vorzugsweise in einem Brennpunkt der zweiten Linse an dem Leuchtstoffleiter 2 angeordnet. The phosphor (phosphor particle), which is the primary radiation 9 absorbed from the first wavelength range and the secondary electromagnetic radiation 10 emitted in a second wavelength range is preferably at a focal point of the second lens on the phosphor guide 2 arranged.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung gemäß den 7a und 7b kann die Beleuchtungsvorrichtung weiter verkleinert werden, indem ein Leuchtstoffleiter 31 und die Laserdiode 1 in einem gemeinsamen Gehäuse 32 angeordnet sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel nimmt das Gehäuse 32 drei Leuchtstoffleiter 31 sowie drei Laserdioden 1 auf. Das Gehäuse 32 ist U-förmig ausgebildet, wobei an einer Innenseite 40 eines ersten Schenkels 33 die Laserdiode 1 befestigt ist. Das Gehäuse 32 weist in einem Scheitelbereich 34 eine Ausnehmung auf, in der der Leuchtstoffleiter 31 eingefasst ist. Ein zweiter Schenkel 35 des Gehäuses 32 weist keine Laserdioden 1 auf. Die optischen Achsen der nebeneinander in dem Scheitelbereich 34 angeordneten Leuchtstoffleiter 31 verlaufen in Verlängerung der optischen Achsen 8 der Laserdioden 1. Die Innenseite 40 des ersten Schenkels 33 ist eben ausgebildet und bildet eine Trägerfläche für die Laserdioden 1. According to a further embodiment of the invention according to the 7a and 7b the lighting device can be further reduced by a phosphor conductor 31 and the laser diode 1 in a common housing 32 are arranged. In the present embodiment, the housing takes 32 three phosphor conductors 31 as well as three laser diodes 1 on. The housing 32 is U-shaped, with an inner side 40 a first leg 33 the laser diode 1 is attached. The housing 32 points in a vertex area 34 a recess in which the phosphor conductor 31 is enclosed. A second leg 35 of the housing 32 has no laser diodes 1 on. The optical axes of the side by side in the apex area 34 arranged phosphor conductors 31 run in extension of the optical axes 8th the laser diodes 1 , The inside 40 of the first thigh 33 is flat and forms a support surface for the laser diodes 1 ,

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel bildet das Gehäuse 32 den Kühlkörper für die Leuchtstoffleiter 31 bzw. für die Laserdioden 1. In the present embodiment, the housing forms 32 the heat sink for the phosphor conductors 31 or for the laser diodes 1 ,

Nach einer weiteren Ausführungsform der Beleuchtungsvorrichtung gemäß 8a und 8b liegt der Kühlkörper nicht direkt flächig an den Flachseiten 6 des Leuchtstoffleiters 2 an – wie bei den vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Stattdessen ist zwischen einer Innenfläche 36 eines Kühlkörpers 37 und den Flachseiten 6 des Leuchtstoffleiters 2 eine Schicht 38 vorgesehen. Die Schicht 38 ist als eine die Totalreflexion von in den Leuchtstoffleiter 2 eingekoppelter Strahlung fördernde Schicht ausgebildet. Sie kann als eine metallisierend, spiegelnde Schicht oder als eine dielektrische Schicht (Schichtsystem) ausgebildet sein. Der Leuchtstoffleiter 2 ist mittels einer Kraft F, die durch zwei Teile 37‘, 37‘‘ des Kühlkörpers 37 aufgebracht werden, eingeklemmt. According to a further embodiment of the lighting device according to 8a and 8b The heat sink is not directly flat on the flat sides 6 of the fluorescent conductor 2 on - as in the previous embodiments. Instead, it is between an inner surface 36 a heat sink 37 and the flat sides 6 of the fluorescent conductor 2 a layer 38 intended. The layer 38 is as a total reflection of into the phosphor conductor 2 coupled radiation-promoting layer formed. It may be formed as a metallizing, reflective layer or as a dielectric layer (layer system). The phosphor conductor 2 is by means of a force F passing through two parts 37 ' . 37 '' of the heat sink 37 be applied, pinched.

Die Baulänge l1, l2, des Leuchtstoffleiters 2 kann in einem Bereich zwischen 1,0mm und 125mm liegen. Die Höhe h1, h2 des Leuchtstoffleiters 2 kann in einem Bereich zwischen 0,05mm und 2,0mm, vorzugsweise in einem Bereich zwischen 0,25mm und 0,5mm, und die Breite b1, b2, desselben in einem Bereich von 0,1mm bis 200mm, vorzugsweise 0,5mm bis 3,0mm, liegen. The length l1, l2, of the fluorescent conductor 2 can be in a range between 1.0mm and 125mm. The height h1, h2 of the phosphor conductor 2 may be in a range between 0.05mm and 2.0mm, preferably in a range between 0.25mm and 0.5mm, and the width b1, b2 thereof in a range of 0.1mm to 200mm, preferably 0.5mm to 3 , 0mm, lie.

Nach einer alternativen Ausführungsform der Erfindung kann die Dimension der Lichteinkoppelfläche 4 des Leuchtstoffleiters 2 an die Dimension einer Abstrahlfläche der Laserdiode 1 angepasst ausgebildet sein, wobei vorzugsweise die Dimension der Lichteinkoppelfläche 4 mit der Dimension der Abstrahlfläche übereinstimmt. According to an alternative embodiment of the invention, the dimension of the light coupling surface 4 of the fluorescent conductor 2 to the dimension of a radiating surface of the laser diode 1 be formed adapted, wherein preferably the dimension of the light coupling surface 4 coincides with the dimension of the radiating surface.

Nach einer nicht dargestellten Ausführungsform der Erfindung kann zwischen der Laserdiode 1 und dem Leuchtstoffleiter 2 jeweils in einem Abstand zu der Laserdiode 1 und dem Leuchtstoffleiter 2 eine einzige Linse oder mehrere Linsen als Optikeinheit angeordnet sein. Die einzige Linse weist eine der halbleiterbasierten Lichtquelle zugewandte erste optische Grenzfläche auf, die die Divergenz der Primärstrahlung 9 minimiert und/oder kollimiert. Ferner weist sie eine dem Leuchtsstoffleiter 2 zugewandte zweite optische Grenzfläche auf, die die Primärstrahlung 9 auf die Lichteinkoppelfläche 4 des Leuchtstoffleiters fokussiert, wobei die zweite optische Grenzfläche eine optische Grenze zu Luft oder zur Lichteinkoppelfläche des Leuchtstoffleiters ausbildet. According to an embodiment of the invention, not shown, between the laser diode 1 and the phosphor conductor 2 each at a distance to the laser diode 1 and the phosphor conductor 2 a single lens or a plurality of lenses may be arranged as an optical unit. The single lens has a first optical interface facing the semiconductor-based light source, which detects the divergence of the primary radiation 9 minimized and / or collimated. Furthermore, it has a light conductor 2 facing second optical interface on which the primary radiation 9 on the light coupling surface 4 the fluorescent conductor focused, wherein the second optical interface forms an optical boundary to the air or to the light incidence surface of the phosphor conductor.

Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die Lichteinkoppelfläche 4 des Leuchtstoffleiters 2 mit einem dielektrischen Schichtsystem versehen ist, wobei das dielektrische Schichtsystem transmittierend für die Primärstrahlung 9 und reflektierend für die Sekundärstrahlung 10 ausgeführt ist. According to a further embodiment of the invention, the light coupling surface 4 of the fluorescent conductor 2 is provided with a dielectric layer system, wherein the dielectric layer system transmissive to the primary radiation 9 and reflective for the secondary radiation 10 is executed.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung kann durch Variation einer Baulänge l1, l2 des Leuchtstoffleiters 2 oder durch Variation der Dotierung der Aktivatoren sich eine Lichtfarbe des an der Lichtauskoppelfläche ausgekoppelten Lichtbündels einstellen. According to a development of the invention, by varying a length l1, l2 of the phosphor conductor 2 or by varying the doping of the activators, a light color of the light bundle coupled out at the light outcoupling surface is set.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale je für sich oder zu mehrere in beliebiger Kombination Verwendung finden können. Die beschriebenen Ausführungsbeispiele sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung. It is understood that the features mentioned above can be used individually or in combination in any combination. The described embodiments are not to be understood as exhaustive enumeration, but rather have exemplary character for the description of the invention.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Laserdiode laser diode
2 2: Leuchtstoffleiter Fluorescent Head
3 3: Kühlkörper heatsink
4 4: Lichteinkoppelfläche light injection
5 5: Lichtauskoppelfläche light coupling
6 6: Flachseiten flat sides
7 7: Randseiten edge sides
8 8th: Optische Achse Optical axis
9, 9‘, 9‘‘ 9, 9 ', 9' ': Primärstrahlung primary radiation
10 10: Sekundärstrahlung secondary radiation
11 11: Leuchtstoffleiter Fluorescent Head
12, 12‘, 12‘‘ 12, 12 ', 12' ': Lichteinkoppelfläche light injection
13 13: Lichtauskoppelfläche light coupling
14 14: Kanten edge
15 15: Optikeinheit optical unit
16 16: Lichteinkoppelfläche light injection
17 17: Lichtauskoppelfläche light coupling
18 18: Totalreflexionsfläche Total reflection surface
19 19: Basisfläche footprint
20 20: Optikeinheit optical unit
21 21: Lichteinkoppelfläche light injection
22 22: Lichtbrechende OptikeinheitRefractive optical unit
23 23: Lichteinkoppelfläche light injection
24 24: Lichtauskoppelfläche light coupling
25 25: Mantelfläche lateral surface
26 26: Optikeinheit optical unit
27 27: Linse lens
28 28: Umlenkreflektor -deflector
29 29: Fokussierlinse focusing lens
30 30: Reflektorflächen reflector surfaces
31 31: Leuchtstoffleiter Fluorescent Head
32 32: Gehäuse casing
33 33: Erster Schenkel First leg
34 34: Scheitelbereich apex region
35 35: Zweiter Schenkel Second thigh
36 36: Innenfläche palm
37, 37‘, 37‘‘ 37, 37 ', 37' ': Kühlkörpers heatsink
38 38: Schicht layer
40 40: Innenseite inside
S S: Strahlungsrichtung radiation direction
H H: Hauptabstrahlrichtung main radiation
h1, h2 h1, h2: Höhe height
b1, b2 b1, b2: Breite width
l2 l2: Länge length
A A: Abstand distance
N N: Normale normal
F F: Kraft force
φφ: Öffnungswinkel opening angle
αα: Winkel angle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008012316 A1 [0002]

Claims

Lighting device for vehicles with a semiconductor-based light source for emitting an electromagnetic primary radiation and arranged in the main emission before the semiconductor-based light conversion element, - having a light input surface for coupling the primary radiation, - having a phosphor for converting a portion of the primary radiation into a secondary radiation, which has a different wavelength than the primary radiation, and - which has a Lichtauskoppfläche for coupling the primary radiation and the secondary radiation, and that the conversion element is associated with a heat sink, characterized in that the conversion element as a phosphor ( 2 . 11 . 31 ) is formed with opposite flat sides ( 6 ) and with the flat sides ( 6 ) in the radiation direction (S) connecting edge sides ( 7 ), at which the coupled primary radiation ( 9 ) and / or the secondary radiation ( 10 ) is totally reflectable, wherein the coupled primary radiation ( 9 ) and / or the secondary radiation ( 10 ) exclusively on the opposite flat sides ( 6 ) of the phosphor conductor ( 2 ) on the one hand or on the opposite flat sides ( 6 ) and on the edges ( 7 ) of the phosphor conductor ( 2 ) is totally reflected on the other hand, and that the light input surface ( 4 . 12 ) of the phosphor conductor ( 2 . 11 . 31 ) a number of semiconductor-based light sources ( 1 ) assigned.

Lighting device according to claim 1, characterized in that a plurality of semiconductor-based light sources ( 1 ) is arranged in rows to form a linear radiation and that the phosphor conductor ( 11 . 31 ) a linear light output surface ( 13 ) and a linear light input surface ( 12 ), which the row-like arranged semiconductor-based light sources ( 1 ) assigned.

Lighting device according to claim 1 or 2, characterized in that the phosphor conductor ( 2 ) and / or between the semiconductor-based light source ( 1 ) and the light input surface ( 4 ) of the phosphor conductor ( 2 ) is formed such that one of the semiconductor-based light source ( 1 ) facing the first optical interface of the optical unit, the divergence of the primary radiation ( 9 ) minimizes and / or collimates and / or a the luminous material conductor ( 2 ) facing the second optical interface of the optical unit, the primary radiation ( 9 ) on the light coupling surface ( 4 ) of the phosphor conductor ( 2 ), wherein the second optical interface has an optical border to air or to the light coupling surface (FIG. 4 ) of the phosphor conductor ( 2 ) trains.

Lighting device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the heat sink ( 3 . 32 . 37 ) on the opposite flat sides ( 6 ) of the phosphor conductor ( 2 ) under flat contact directly or via a metallized mirrored layer ( 38 ) or via a dielectric layer system, which on the flat sides ( 6 ) and the margins ( 7 ) is applied, is arranged clamped, and / or that the light input surface ( 4 ) of the phosphor conductor ( 2 ) is provided with a dielectric layer system, wherein the dielectric layer system transmissive to the primary radiation ( 9 ) and reflective for the secondary radiation ( 10 ) is executed.

Lighting device according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the number of semiconductor-based light sources ( 1 ) and the light input surface ( 4 ) of the phosphor conductor ( 2 ) an optical unit ( 15 . 20 . 22 . 26 ) is arranged for focusing the primary radiation ( 9 ) of the semiconductor-based light source ( 1 ) on the light coupling surface ( 4 ) of the phosphor conductor ( 2 ).

Lighting device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the line-shaped light coupling surface ( 2 ) and / or the linear decoupling surface ( 4 ) of the phosphor conductor ( 2 ) has a height (h1) in the range of 0.05mm to 1.0mm and a width (b1) in a range of 0.1mm to 200mm.

Lighting device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the phosphor conductor ( 2 . 11 ) consists of a transparent ceramic material and that a light color of one of the light output surface ( 5 . 13 ) radiated light beam by selecting a distance between the light coupling surface ( 4 . 12 ) and the light output surface ( 5 . 13 ) defined length (l1, l2) of the phosphor conductor ( 2 . 11 ) and / or can be fixed by the doping of the phosphor conductor.

Lighting device according to one of claims 1 to 7, characterized in that the overall length (l1, l2) of the phosphor conductor ( 2 . 11 ) in a range between 1.0mm and 125mm.

Lighting device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the phosphor conductor ( 31 ) and a number of semiconductor-based light sources ( 1 ) in a common housing ( 32 ) mountable to a support of the lighting device.

Lighting device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the phosphor conductor ( 2 ) with a light input surface ( 4 ) directly at or a short distance from a radiating surface of the semiconductor-based light source is arranged, wherein the dimension of the light coupling surface corresponds to the dimension of the radiating surface.