DE102014116737A1

DE102014116737A1 - Light source device for endoscopic or exoscopic applications

Info

Publication number: DE102014116737A1
Application number: DE102014116737.6A
Authority: DE
Inventors: c/o Karl Storz GmbH & Co. KG Göbel Werner; c/o Karl Storz GmbH & Co. KG Hinding Thomas
Original assignee: Karl Storz SE and Co KG
Current assignee: Karl Storz SE and Co KG
Priority date: 2014-11-17
Filing date: 2014-11-17
Publication date: 2016-05-19

Abstract

Eine Lichtquelleneinrichtung (20) zur Erzeugung von weißem Licht umfasst eine erste Lichtquelle (30) zum Erzeugen von erstem Anregungslicht mit einem ersten Spektrum, eine zweiten Lichtquelle (40) zum Erzeugen von zweitem Anregungslicht mit einem zweiten Spektrum, das von dem ersten Spektrum verschieden ist, einen Wellenlängenkonverter (50), der sowohl bei Bestrahlung mit dem ersten Anregungslicht als auch bei Bestrahlung mit dem zweiten Anregungslicht Photolumineszenz zeigt. Die Lichtquelleneinrichtung (20) ist so ausgebildet, dass sowohl von der ersten Lichtquelle (30) erzeugtes erstes Anregungslicht als auch von der zweiten Lichtquelle (40) erzeugtes zweites Anregungslicht auf den Wellenlängenkonverter (50) fällt.A light source device (20) for generating white light comprises a first light source (30) for generating first excitation light having a first spectrum, a second light source (40) for generating second excitation light having a second spectrum which is different from the first spectrum a wavelength converter (50) which exhibits photoluminescence both upon irradiation with the first excitation light and upon irradiation with the second excitation light. The light source device (20) is designed such that both first excitation light generated by the first light source (30) and second excitation light generated by the second light source (40) fall on the wavelength converter (50).

Description

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Lichtquelleneinrichtung zur Erzeugung von Weißlicht, insbesondere für endoskopische oder exoskopische Anwendungen, bezogen. The present invention relates to a light source device for generating white light, in particular for endoscopic or exoscopic applications.

Zur Erzeugung von Licht zur Beleuchtung eines Objekts, das mittels eines Endoskops beobachtet werden soll, wurden lange Zeit überwiegend Halogen-Glühlampen und Gasentladungslampen verwendet, beispielsweise Xenon-Kurzbogenlampen, andere Halid-Kurzbogenlampen und Quecksilberdampf-Hochdrucklampen. Diese Lichtquellen sind herkömmlich mit einer eigenen Leistungsversorgung, einer Steuerung oder Regelung, Filtern und einem Gebläse zur Abfuhr der Abwärme in einer Lichtquelleneinrichtung zusammengefasst. Die Lichtquelleneinrichtung ist als vom eigentlichen Endoskop separate Einheit ausgeführt und mit dem proximalen Ende des Endoskops über ein Lichtleitkabel verbunden. For producing light for illuminating an object to be observed by means of an endoscope, for a long time mainly halogen bulbs and gas discharge lamps have been used, for example xenon short arc lamps, other halide short arc lamps and high pressure mercury vapor lamps. These light sources are conventionally combined with their own power supply, a controller or regulators, filters and a fan for dissipating the waste heat in a light source device. The light source device is designed as a separate entity from the actual endoscope and connected to the proximal end of the endoscope via a light guide cable.

Nachteile der genannten Lichtquellen betreffen Wirkungsgrad bzw. Leistungsbedarf und Abwärme, Baugröße und Modulierbarkeit. Eine unter diesen Aspekten attraktive Alternative stellen Leuchtdioden dar, insbesondere anorganische Halbleiter-Leuchtdioden, zunehmend auch organische Leuchtdioden. Disadvantages of the light sources mentioned concern efficiency or power requirement and waste heat, size and modulability. An attractive alternative among these aspects are light-emitting diodes, in particular inorganic semiconductor light-emitting diodes, and increasingly also organic light-emitting diodes.

Ein Nachteil einer Leuchtdiode gegenüber einer herkömmlichen Lichtquelle besteht darin, dass nicht nur der von ihr erzeugte Strahlungsfluss Φ, sondern auch die spezifische Ausstrahlung R (in Wm^–2) und die Strahlungsdichte B = d2Φ/dAdΩcos(θ) (in Wm^–2 sterad^–1) kleiner oder deutlich kleiner sind als bei herkömmlichen Lichtquellen. Auch die in das Lichtleitkabel zur Übertragung des Beleuchtungslichts zum Endoskop einkoppelbare Strahlungsleistung ist deshalb bisher geringer. A disadvantage of a light-emitting diode compared with a conventional light source is that not only the radiation flux Φ generated by it, but also the specific radiation R (in Wm ^-2 ) and the radiation density B = d2Φ / dAdΩcos (θ) (in Wm ^-2 sterad ^-1 ) are smaller or significantly smaller than in conventional light sources. The radiant power which can be coupled into the light guide cable for transmitting the illumination light to the endoscope is therefore also lower.

Ein weiterer Nachteil vieler auf Leuchtdioden basierenden Lichtquellen besteht darin, dass die Qualität des erzeugten Spektrums, insbesondere seine Ähnlichkeit mit dem idealen Spektrum eines Schwarzen Körpers bzw. planckschen Strahlers, vergleichsweise niedrig ist. Farben eines mit dem Licht einer auf Leuchtdioden basierenden Lichtquelle beleuchteten Objekts werden deshalb in der Regel vergleichsweise schlecht wiedergegeben. Eine gute Farbwiedergabe ist aber beispielsweise eine Voraussetzung dafür, dass medizinisches Personal krankes Gewebe von gesundem unterscheiden kann. Die Farbwiedergabe wird beispielsweise charakterisiert durch den Farbwiedergabeindex Ra (engl.: Colour Rendering Index CRI; theoretischer Höchstwert 100) oder durch einen Wert auf der vom US-amerikanischen National Institute of Standards and Technology NIST entwickelten Farbqualitätsskala (engl.: Color Quality Scale CGS; theoretischer Höchstwert 100). Another disadvantage of many LEDs based on light-emitting diodes is that the quality of the generated spectrum, in particular its similarity to the ideal spectrum of a black body or Planck radiator, is comparatively low. Therefore, colors of an object illuminated with the light of a light-emitting diode-based light source are generally rendered comparatively poor. Good color reproduction, for example, is a prerequisite for medical staff to distinguish diseased tissue from healthy ones. For example, color rendering is characterized by the Color Rendering Index (CR), or a value based on the Color Quality Scale CGS developed by the US National Institute of Standards and Technology (NIST). theoretical maximum value 100).

In WO 2004/068597 A2 sind verschiedene Geometrien einer Lichtquelle mit einer Leuchtdiode und einer phosphoreszierenden Schicht beschrieben. In WO 2004/068597 A2 different geometries of a light source with a light-emitting diode and a phosphorescent layer are described.

In DE 10 2006 053 487 B4 ist ein Fluoreszenzkörper am distalen Ende eines Endoskops beschrieben. Das Licht eines Lasers wird mittels einer Glasfaser zu dem Fluoreszenzkörper übertragen, um diesen zu Fluoreszenz anzuregen. In DE 10 2006 053 487 B4 For example, a fluorescent body is described at the distal end of an endoscope. The light of a laser is transmitted to the fluorescent body by means of a glass fiber in order to excite it to fluorescence.

In DE 10 2008 012 316 A1 ist eine Halbleiterlichtquelle mit einer Primärstrahlungsquelle und einem Lumineszenzkonversionselement beschrieben. Die Primärstrahlungsquelle kann mehrere Laser umfassen und ist von dem Lumineszenzkonversionselement beabstandet. In DE 10 2008 012 316 A1 a semiconductor light source having a primary radiation source and a luminescence conversion element is described. The primary radiation source may comprise a plurality of lasers and is spaced from the luminescence conversion element.

In WO 2008/072185 A1 ist ein Beleuchtungssystem mit einer ein erstes Licht emittierenden Einrichtung und einer davon beabstandeten Struktur aus fluoreszierendem Material, die ein zweites Licht emittiert, beschrieben. Eine erste dichroitisch reflektierende Struktur reflektiert das erste Licht und transmittiert das zweite Licht. Eine zweite dichroitisch reflektierende Schicht reflektiert das zweite Licht und transmittiert das erste Licht. In WO 2008/072185 A1 For example, an illumination system having a first light-emitting device and a spaced-apart structure of fluorescent material emitting a second light is described. A first dichroic reflecting structure reflects the first light and transmits the second light. A second dichroic reflective layer reflects the second light and transmits the first light.

In DE 11 2010 005 740 T5 , der deutschen Übersetzung von WO 2012/025144 , ist ein Beleuchtungsgerät mit einer anregenden Lichtquelle und einer Phosphorvorrichtung beschrieben. Die Phosphorvorrichtung weist mehrere Phosphorzonen auf. Ein optisches Übertragungselement ist zur Übertragung von Licht von der anregenden Lichtquelle zu der Phosphorvorrichtung vorgesehen. Durch Positionierung des optischen Übertragungselements können unterschiedliche spektrale Eigenschaften des von der Phosphorvorrichtung emittierten Lichts eingestellt werden. In DE 11 2010 005 740 T5 , the German translation of WO 2012/025144 , a lighting device with a stimulating light source and a phosphor device is described. The phosphor device has a plurality of phosphor zones. An optical transmission element is provided for transmitting light from the exciting light source to the phosphor device. By positioning the optical transmission element, different spectral properties of the light emitted by the phosphor device can be adjusted.

In US 8,556,438 B2 ist ein einstellbares Farb-LED-Modul beschrieben. Mehrere LED-Submodule umfassen je eine LED und ein wellenlängenkonvertierendes Element und werden unabhängig voneinander angesteuert. In US 8,556,438 B2 an adjustable color LED module is described. Several LED submodules each comprise an LED and a wavelength-converting element and are controlled independently of one another.

In DE 10 2010 013 307 A1 und EP 2 374 401 A1 ist eine Lichtquelleneinrichtung für endoskopische und exoskopische Anwendungen beschrieben. Eine flächige Leuchtdiode weist eine Öffnung oder mehrere Öffnungen auf, durch die hindurch Licht von einer oder mehreren Laserdioden in den von der flächigen Leuchtdiode ausgehenden Strahlengang eingekoppelt wird. In DE 10 2010 013 307 A1 and EP 2 374 401 A1 a light source device for endoscopic and exoskopische applications is described. A planar light-emitting diode has an opening or a plurality of openings through which light from one or more laser diodes is coupled into the beam path emanating from the flat light-emitting diode.

In WO 2012/116733 A1 ist eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer Anregungslichtquelle und einem Phosphorelement beschrieben. Vom Phosphorelement ausgehendes Licht und Licht einer Festkörperlichtquelle werden gemischt. In WO 2012/116733 A1 For example, a lighting device with an excitation light source and a phosphor element is described. from Phosphor element outgoing light and light of a solid-state light source are mixed.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Lichtquelleneinrichtung zu schaffen. An object of the present invention is to provide an improved light source device.

Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. This object is solved by the subject matters of the independent claims.

Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Further developments are specified in the dependent claims.

Eine Lichtquelleneinrichtung zur Erzeugung von Licht umfasst eine erste Lichtquelle zum Erzeugen von erstem Anregungslicht mit einem ersten Spektrum, eine zweite Lichtquelle zum Erzeugen von zweitem Anregungslicht mit einem zweiten Spektrum, das von dem ersten Spektrum verschieden ist, und einen Wellenlängenkonverter, der sowohl bei Bestrahlung mit dem ersten Anregungslicht als auch bei Bestrahlung mit dem zweiten Anregungslicht Photolumineszenz zeigt, wobei die Lichtquelleneinrichtung so ausgebildet ist, dass sowohl von der ersten Lichtquelle erzeugtes erstes Anregungslicht als auch von der zweiten Lichtquelle erzeugtes zweites Anregungslicht auf den Wellenlängenkonverter fällt. A light source device for generating light comprises a first light source for generating first excitation light having a first spectrum, a second light source for generating second excitation light having a second spectrum which is different from the first spectrum, and a wavelength converter which is irradiated both when irradiated Photoluminescence is shown in the first excitation light as well as on irradiation with the second excitation light, wherein the light source device is designed such that both first excitation light generated by the first light source and second excitation light generated by the second light source are incident on the wavelength converter.

Eine Lichtquelleneinrichtung zur Erzeugung von weißem Licht umfasst eine erste Lichtquelle mit einer Leuchtdiode zum Erzeugen von erstem Anregungslicht, eine zweite Lichtquelle zum Erzeugen von zweitem Anregungslicht, wobei die zweite Lichtquelle zumindest entweder eine Laserdiode oder einen anderen Laser oder einen Superstrahler oder eine andere Quelle zumindest teilweise kohärenten Lichts aufweist, und einen Wellenlängenkonverter, der sowohl bei Bestrahlung mit dem ersten Anregungslicht als auch bei Bestrahlung mit dem zweiten Anregungslicht Photolumineszenz zeigt, wobei die Lichtquelleneinrichtung so ausgebildet ist, dass von der ersten Lichtquelle erzeugtes erstes Anregungslicht und von der zweiten Lichtquelle erzeugtes zweites Anregungslicht aus unterschiedlichen Richtungen auf den Wellenlängenkonverter fallen. A light source device for generating white light comprises a first light source with a light emitting diode for generating first excitation light, a second light source for generating second excitation light, wherein the second light source at least partially comprises at least one of a laser diode or another laser or a super radiator or other source coherent light, and a wavelength converter which exhibits photoluminescence both upon irradiation with the first excitation light and upon irradiation with the second excitation light, wherein the light source means is configured such that the first excitation light generated by the first light source and the second excitation light generated by the second light source fall from different directions on the wavelength converter.

Die Lichtquelleneinrichtung ist insbesondere zur Erzeugung von weißem Licht und insbesondere für medizinische Anwendungen vorgesehen und ausgebildet. Die Lichtquelleneinrichtung ist insbesondere zur Erzeugung von Licht für die medizinische und nicht medizinische Endoskopie vorgesehen und ausgebildet. Die Lichtquelleneinrichtung weist insbesondere eine Steckbuchse, eine Kupplung oder eine andere Kopplungseinrichtung zur Kopplung mit einem flexiblen Lichtleitkabel auf. Durch das flexible Lichtleitkabel kann von der Lichtquelleneinrichtung erzeugtes Licht zum proximalen Ende eines Endoskops übertragen werden. Die Lichtquelleneinrichtung kann vorgesehen und ausgebildet sein, um alternativ oder zusätzlich zum weißen Licht farbiges Licht im für das menschliche Auge sichtbaren Spektralbereich, Infrarotlicht, ultraviolettes Licht (UV-Licht) oder anderes Licht zu erzeugen, beispielsweise zur Anregung von Fluoreszenz an einem zu betrachtenden Gegenstand. The light source device is provided and designed in particular for generating white light and in particular for medical applications. The light source device is provided and designed in particular for generating light for medical and non-medical endoscopy. In particular, the light source device has a socket, a coupling or another coupling device for coupling to a flexible light guide cable. Due to the flexible light guide cable, light generated by the light source device can be transmitted to the proximal end of an endoscope. The light source device can be provided and configured to generate colored light in the visible to the human eye spectral range, infrared light, ultraviolet light (UV light) or other light, for example, to excite fluorescence on an object to be observed, alternatively or in addition to the white light ,

Die erste Lichtquelle ist zum Erzeugen von erstem Anregungslicht mit einem ersten Spektrum, das insbesondere ein Maximum im vom menschlichen Auge als blau wahrgenommenen Wellenlängenbereich oder im ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist oder teilweise oder vollständig innerhalb des blauen und/oder ultravioletten Wellenlängenbereichs liegt. Die zweite Lichtquelle ist zum Erzeugen von zweitem Anregungslicht mit einem zweiten Spektrum, das insbesondere ein Maximum im vom menschlichen Auge als blau wahrgenommenen Wellenlängenbereich (beispielsweise bei 405 nm oder bei 450 nm) oder im ultravioletten Wellenlängenbereich aufweist oder teilweise oder vollständig innerhalb des blauen und/oder ultravioletten Wellenlängenbereichs liegt. Das erste Spektrum und das zweite Spektrum unterscheiden sich insbesondere hinsichtlich ihrer Breiten, der Lage der Maxima und/oder hinsichtlich ihrer Schwerpunkte. Insbesondere ist das zweite Anregungslicht kurzwelliger als das erste Anregungslicht. The first light source is for generating first excitation light having a first spectrum which in particular has a maximum in the wavelength range perceived by the human eye as blue or in the ultraviolet wavelength range or lies partially or completely within the blue and / or ultraviolet wavelength range. The second light source is for generating second excitation light having a second spectrum having in particular a maximum in the wavelength range perceived by the human eye as blue (for example at 405 nm or at 450 nm) or in the ultraviolet wavelength range or partially or completely within the blue and / or or ultraviolet wavelength range. The first spectrum and the second spectrum differ in particular with regard to their widths, the position of the maxima and / or with regard to their focal points. In particular, the second excitation light is shorter than the first excitation light.

Der Wellenlängenkonverter weist insbesondere die Gestalt einer dünnen Schicht oder einer dünnen Schicht aus einem Feststoff oder einer Flüssigkeit oder einem Gas in einem zumindest teilweise transparenten Behälter auf. Der Wellenlängenkonverter enthält insbesondere Phosphor oder andere Atome oder Moleküle, die jeweils bei Bestrahlung mit dem ersten Anregungslicht und/oder bei Bestrahlung mit dem zweiten Anregungslicht Fluoreszenz (Fluorophore) oder Phosphoreszenz (Luminophore) zeigen. Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter wird somit sowohl durch das erste Anregungslicht und durch das zweite Anregungslicht angeregt bzw. gepumpt. In particular, the wavelength converter has the shape of a thin layer or a thin layer of a solid or a liquid or a gas in an at least partially transparent container. In particular, the wavelength converter contains phosphorus or other atoms or molecules, which in each case exhibit fluorescence (fluorophores) or phosphorescence (luminophores) upon irradiation with the first excitation light and / or upon irradiation with the second excitation light. Photoluminescence in the wavelength converter is thus excited or pumped both by the first excitation light and by the second excitation light.

Die erste Lichtquelle und der Wellenlängenkonverter sind insbesondere so angeordnet, dass von der ersten Lichtquelle in einen Raumwinkelbereich, innerhalb dessen auch das Maximum der Strahlungsstromdichte oder der Lichtstromdichte liegt, emittiertes erstes Anregungslicht unmittelbar oder mittelbar auf den Wellenlängenkonverter fällt. Die zweite Lichtquelle und der Wellenlängenkonverter sind insbesondere so angeordnet, dass von der zweiten Lichtquelle in einen Raumwinkelbereich, innerhalb dessen auch das Maximum der Strahlungsstromdichte oder der Lichtstromdichte liegt, emittiertes zweites Anregungslicht unmittelbar oder mittelbar auf den Wellenlängenkonverter fällt. Das Licht der ersten Lichtquelle fällt insbesondere unmittelbar auf den Wellenlängenkonverter, das Licht der zweiten Lichtquelle wird insbesondere durch Reflexion, Brechung und/oder Beugung auf den Wellenlängenkonverter gelenkt. The first light source and the wavelength converter are in particular arranged such that first excitation light emitted by the first light source into a solid angle range, within which the maximum of the radiation current density or the luminous flux density lies, directly or indirectly falls on the wavelength converter. The second light source and the wavelength converter are in particular arranged such that second excitation light emitted from the second light source into a solid angle range, within which the maximum of the radiation current density or the luminous flux density lies, directly or indirectly falls on the wavelength converter. The light of the first light source falls in particular directly on the wavelength converter, the light of second light source is directed in particular by reflection, refraction and / or diffraction on the wavelength converter.

Die Anregung von Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter durch zwei Lichtquellen mit unterschiedlichen Spektren kann eine Erhöhung der durch den Wellenlängenkonverter emittierten Leistung und/oder eine Verbesserung des Spektrums des vom Wellenlängenkonverter emittierten Lichts, insbesondere eine verbesserte Farbwiedergabe ermöglichen. The excitation of photoluminescence in the wavelength converter by means of two light sources with different spectra can make it possible to increase the power emitted by the wavelength converter and / or to improve the spectrum of the light emitted by the wavelength converter, in particular an improved color reproduction.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist eine Lichtaustrittsfläche der ersten Lichtquelle insbesondere wesentlich größer als eine Lichtaustrittsfläche der zweiten Lichtquelle. In a light source device, as described here, a light exit surface of the first light source is in particular substantially larger than a light exit surface of the second light source.

Insbesondere ist die Lichtaustrittsfläche der ersten Lichtquelle mindestens zweimal oder mindestens fünfmal oder mindestens zehnmal oder mindestens zwanzigmal oder mindestens fünfzigmal oder mindestens hundertmal so groß wie die Lichtaustrittsfläche der zweiten Lichtquelle. In particular, the light exit surface of the first light source is at least twice or at least five times or at least ten times or at least twenty times or at least fifty times or at least one hundred times as large as the light exit surface of the second light source.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist insbesondere das erste Spektrum des von der ersten Lichtquelle erzeugten ersten Anregungslichts breiter als das zweite Spektrum des von der zweiten Lichtquelle erzeugten zweiten Anregungslichts. In a light source device as described here, in particular the first spectrum of the first excitation light generated by the first light source is wider than the second spectrum of the second excitation light generated by the second light source.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst die erste Lichtquelle insbesondere eine Leuchtdiode. In a light source device, as described here, the first light source in particular comprises a light-emitting diode.

Die Leuchtdiode emittiert Licht, das nicht oder im Wesentlichen nicht kohärent ist. Die Leuchtdiode und der Wellenlängenkonverter können in ein Bauteil integriert sein. Insbesondere kann der Wellenlängenkonverter an einer Lichtaustrittsfläche der Leuchtdiode vorgesehen sein, beispielsweise als eine die gesamte Lichtaustrittsfläche oder einen großen Teil der Lichtaustrittsfläche bedeckende Schicht. Ein derartiges Bauteil aus einer Leuchtdiode und einem Wellenlängenkonverter wird oft im Gesamten als Leuchtdiode bezeichnet und gehandelt. Im Folgenden ist jedoch mit einer Leuchtdiode in der Regel nur ein Bauteil oder derjenige Teil eines Bauteils gemeint, in dem Licht unmittelbar durch Rekombination von Elektronen und Löchern an einem pn-Übergang in einem – anorganischen oder organischen – Halbleiter entsteht. Dies schließt nicht aus, dass die Leuchtdiode und der Wellenlängenkonverter gemeinsam ein Bauteil bilden. The LED emits light that is not or substantially non-coherent. The light-emitting diode and the wavelength converter can be integrated in one component. In particular, the wavelength converter can be provided on a light exit surface of the light-emitting diode, for example as a layer covering the entire light exit surface or a large part of the light exit surface. Such a component of a light emitting diode and a wavelength converter is often referred to as light emitting diode and acted. In the following, however, a light-emitting diode generally means only one component or that part of a component in which light is produced directly by recombination of electrons and holes at a pn junction in an inorganic or organic semiconductor. This does not exclude that the light emitting diode and the wavelength converter together form a component.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst die zweite Lichtquelle insbesondere zumindest entweder eine Laserdiode oder einen anderen Laser oder einen Superstrahler oder eine andere Quelle zumindest teilweise kohärenten Lichts. In a light source device as described here, the second light source in particular comprises at least one of a laser diode or another laser or a super radiator or another source of at least partially coherent light.

Ein Superstrahler ist eine Lichtquelle, in der in erheblichem Maße Strahlungsverstärkung durch stimulierte Emission stattfindet, die jedoch keinen Resonator zur optischen Rückkopplung aufweist. Insbesondere eine Lichtquelleneinrichtung, bei der die zweite Lichtquelle eine Laserdiode und die erste Lichtquelle eine andere Leuchtdiode umfasst, kann mit geringem konstruktivem und fertigungstechnischem Aufwand herstellbar sein, beispielsweise wenn die Leuchtdiode bereits mit dem Wellenlängenkonverter versehen als fertiges Modul oder Bauteil bezogen werden kann. A super radiator is a light source in which radiation amplification by stimulated emission takes place to a considerable extent, but which has no resonator for optical feedback. In particular, a light source device in which the second light source comprises a laser diode and the first light source another light emitting diode, can be produced with low design and manufacturing effort, for example, if the light emitting diode already provided with the wavelength converter can be purchased as a finished module or component.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, fallen insbesondere von der ersten Lichtquelle erzeugtes erstes Anregungslicht und von der zweiten Lichtquelle erzeugtes zweites Anregungslicht von unterschiedlichen Seiten auf den Wellenlängenkonverter. In a light source device as described here, in particular the first excitation light generated by the first light source and the second excitation light generated by the second light source fall on the wavelength converter from different sides.

Insbesondere ist die Lichtquelleneinrichtung so ausgebildet, dass von der ersten Lichtquelle erzeugtes erstes Anregungslicht und von der zweiten Lichtquelle erzeugtes zweites Anregungslicht im Wesentlichen aus entgegengesetzten Richtungen auf den Wellenlängenkonverter fallen oder die beiden Richtungen einen Winkel von mindestens 90, mindestens 120 oder mindestens 150 Grad einschließen. Die Bestrahlung des Wellenlängenkonverters von unterschiedlichen Seiten bzw. aus unterschiedlichen Richtungen kann eine hohe Leistung der vom Wellenlängenkonverter absorbierten Strahlung, eine hohe Leistung der vom Wellenlängenkonverter durch Photolumineszenz emittierten Strahlung und dabei eine gute Kühlung des Wellenlängenkonverters ermöglichen. In particular, the light source device is designed such that first excitation light generated by the first light source and second excitation light generated by the second light source essentially fall on the wavelength converter from opposite directions or the two directions enclose an angle of at least 90, at least 120 or at least 150 degrees. The irradiation of the wavelength converter from different sides or from different directions can enable a high power of the radiation absorbed by the wavelength converter, a high power of the radiation emitted by the wavelength converter by photoluminescence radiation and thereby a good cooling of the wavelength converter.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist der Wellenlängenkonverter insbesondere an einer Lichtaustrittsfläche der ersten Lichtquelle angeordnet. In a light source device, as described here, the wavelength converter is arranged in particular on a light exit surface of the first light source.

Der Wellenlängenkonverter ist insbesondere unmittelbar angrenzend an die Lichtaustrittsfläche der ersten Lichtquelle angeordnet, beispielsweise flächig auf diese aufgebracht. The wavelength converter is arranged in particular directly adjacent to the light exit surface of the first light source, for example applied flatly on this.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, bedeckt der Wellenlängenkonverter insbesondere die gesamte Lichtaustrittsfläche oder einen großen Teil der Lichtaustrittsfläche der ersten Lichtquelle. In a light source device as described here, the wavelength converter covers in particular the entire light exit surface or a large part of the light exit surface of the first light source.

Eine Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner einen weiteren Wellenlängenkonverter, der bei Bestrahlung mit von der zweiten Lichtquelle erzeugtem zweiten Anregungslicht Photolumineszenz zeigt, und der so angeordnet ist, dass von der zweiten Lichtquelle erzeugtes zweites Anregungslicht auf den weiteren Wellenlängenkonverter fällt, und dass durch Photolumineszenz im weiteren Wellenlängenkonverter erzeugtes Licht auf den Wellenlängenkonverter fällt. In particular, a light source device as described here further comprises a further wavelength converter which, upon irradiation with the second light source generated by the second light source Excitation light photoluminescence shows, and which is arranged so that generated by the second light source second excitation light incident on the further wavelength converter, and that generated by photoluminescence in the further wavelength converter light incident on the wavelength converter.

Der weitere Wellenlängenkonverter ermöglicht eine teilweise oder vollständige Verschiebung des Spektrums des von der zweiten Lichtquelle erzeugten zweiten Anregungslichts. Die zweite Lichtquelle, der Wellenlängenkonverter und der weitere Wellenlängenkonverter können so ausgebildet oder angeordnet sein, dass lediglich vom weiteren Wellenlängenkonverter durch Photolumineszenz erzeugtes Licht auf den Wellenlängenkonverter fällt. Alternativ können die zweite Lichtquelle, der Wellenlängenkonverter und der weitere Wellenlängenkonverter so ausgebildet und angeordnet sein, dass – beispielsweise aufgrund einer teilweisen Transparenz des weiteren Wellenlängenkonverters für von der zweiten Lichtquelle erzeugtes zweites Anregungslicht – sowohl durch Photolumineszenz im weiteren Wellenlängenkonverter erzeugtes Licht als auch von der zweiten Lichtquelle unmittelbar erzeugtes zweites Anregungslicht Licht auf den Wellenlängenkonverter fallen. The further wavelength converter enables a partial or complete shift of the spectrum of the second excitation light generated by the second light source. The second light source, the wavelength converter and the further wavelength converter can be designed or arranged such that only light generated by the further wavelength converter by photoluminescence falls on the wavelength converter. Alternatively, the second light source, the wavelength converter and the further wavelength converter can be designed and arranged such that - as a result of partial transparency of the further wavelength converter for second excitation light generated by the second light source - both light produced by photoluminescence in the further wavelength converter and of the second Light source directly generated second excitation light light fall on the wavelength converter.

Der weitere Wellenlängenkonverter kann eine Anpassung des Spektrums des mittelbar und unmittelbar von der zweiten Lichtquelle herrührenden Lichts an das Absorptionsspektrum des Wellenlängenkonverters ermöglichen. Dies kann auch als Vorpumpen bezeichnet werden. Damit kann der weitere Wellenlängenkonverter eine Verbesserung der Effizienz der Lichtquelleneinrichtung ermöglichen. Ferner kann der weitere Wellenlängenkonverter eine weitere Verbesserung des vom Wellenlängenkonverter erzeugten Spektrums, insbesondere der Farbwiedergabe, ermöglichen. The further wavelength converter can enable an adaptation of the spectrum of the light directly and indirectly originating from the second light source to the absorption spectrum of the wavelength converter. This can also be referred to as pre-pumping. This allows the further wavelength converter to improve the efficiency of the light source device. Furthermore, the further wavelength converter can enable a further improvement of the spectrum generated by the wavelength converter, in particular the color reproduction.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, sind insbesondere die erste Lichtquelle und die zweite Lichtquelle im Wesentlichen in einer Ebene angeordnet und eine Lichtaustrittsfläche der ersten Lichtquelle und eine Lichtaustrittsfläche der zweiten Lichtquelle jeweils im Wesentlichen parallel zu der Ebene. In a light source device as described here, in particular the first light source and the second light source are arranged substantially in one plane and a light exit surface of the first light source and a light exit surface of the second light source each substantially parallel to the plane.

Eine Anordnung beider Lichtquellen im Wesentlichen in einer Ebene kann sowohl die Montage bzw. Befestigung beider Lichtquellen als auch ihre Kühlung vereinfachen. Insbesondere können beide Lichtquellen an ein und demselben Kühlkörper angeordnet sein. An arrangement of the two light sources essentially in one plane can simplify both the mounting or fastening of both light sources as well as their cooling. In particular, both light sources can be arranged on one and the same heat sink.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist die zweite Lichtquelle insbesondere zumindest entweder in einer Ausnehmung in der ersten Lichtquelle oder in einer Ausnehmung im Wellenlängenkonverter angeordnet. In a light source device, as described here, the second light source is arranged in particular at least either in a recess in the first light source or in a recess in the wavelength converter.

Insbesondere kann die zweite Lichtquelle auf die erste Lichtquelle gebondet und in einer Durchgangsöffnung des Wellenlängenkonverters angeordnet sein. Alternativ kann die zweite Lichtquelle teilweise oder vollständig in einer Vertiefung oder einer Durchgangsbohrung in der ersten Lichtquelle und teilweise oder vollständig in oder hinter einer Durchgangsöffnung im Wellenlängenkonverter angeordnet sein. Die Anordnung der zweiten Lichtquelle unmittelbar an, auf oder in der ersten Lichtquelle kann eine besonders kompakte Bauweise ermöglichen. In particular, the second light source may be bonded to the first light source and arranged in a passage opening of the wavelength converter. Alternatively, the second light source can be arranged partially or completely in a depression or a through-bore in the first light source and partially or completely in or behind a passage opening in the wavelength converter. The arrangement of the second light source directly on, on or in the first light source can allow a particularly compact design.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist die zweite Lichtquelle insbesondere neben der ersten Lichtquelle angeordnet. In a light source device, as described here, the second light source is arranged in particular next to the first light source.

Die zweite Lichtquelle ist insbesondere angrenzend an die erste Lichtquelle oder unmittelbar benachbart zu dieser angeordnet. The second light source is arranged in particular adjacent to the first light source or immediately adjacent thereto.

Eine Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner eine Durchgangsöffnung in der ersten Lichtquelle, wobei von der zweiten Lichtquelle erzeugtes zweites Anregungslicht durch die Durchgangsöffnung in der ersten Lichtquelle hindurchtritt. In particular, a light source device as described here further comprises a passage opening in the first light source, wherein the second excitation light generated by the second light source passes through the passage opening in the first light source.

Die Durchgangsöffnung in der ersten Lichtquelle ist insbesondere auch eine Durchgangsöffnung in einer Lichtaustrittsfläche der ersten Lichtquelle, so dass die Lichtaustrittsfläche der ersten Lichtquelle im mathematischen Sinne mehrfach zusammenhängend ist. Ein Lichtleiter aus einer oder mehreren Lichtleitfasern kann durch die Durchgangsöffnung und gegebenenfalls durch eine korrespondierende Durchgangsöffnung in einem an die erste Lichtquelle angrenzenden Kühlkörper hindurchführen oder in der Durchgangsöffnung enden. Dabei kann die Lichtaustrittsfläche des Lichtleiters in der Durchgangsöffnung oder nahe der Durchgangsöffnung in der ersten Lichtquelle angeordnet sein. Alternativ kann Licht der zweiten Lichtquelle durch eine Linse oder durch eine andere lichtbrechende, beugende und/oder reflektierende Einrichtung in die Durchgangsöffnung fokussiert sein. The passage opening in the first light source is in particular also a passage opening in a light exit surface of the first light source, so that the light exit surface of the first light source is multiply connected in the mathematical sense. A light guide made of one or more optical fibers can pass through the passage opening and possibly through a corresponding passage opening in a heat sink adjacent to the first light source or terminate in the passage opening. In this case, the light exit surface of the light guide can be arranged in the passage opening or near the passage opening in the first light source. Alternatively, light from the second light source may be focused into the passageway through a lens or other refractive, diffractive, and / or reflective means.

Eine Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner eine Gradientenindexlinse oder eine andere Linse oder eine andere strahlformende Einrichtung in der Durchgangsöffnung. In particular, a light source device as described here furthermore comprises a gradient index lens or another lens or another beam-shaping device in the passage opening.

Eine strahlformende Einrichtung in der Durchgangsöffnung kann insbesondere Licht der zweiten Lichtquelle brechen, beugen und/oder reflektieren. A beam-shaping device in the passage opening can, in particular, break, bend and / or reflect light of the second light source.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist die Linse oder die andere strahlformende Einrichtung insbesondere so ausgebildet und angeordnet, dass von der zweiten Lichtquelle erzeugtes zweites Anregungslicht einen kreisringförmigen Bereich oder einen anderen die Topologie eines Rings aufweisenden Bereich des Wellenlängenkonverters zu Photolumineszenz anregt. In a light source device as described here, the lens or the other beam-forming device is designed and arranged in particular so that second excitation light generated by the second light source excites an annular region or another region of the wavelength converter having the topology of a ring to photoluminescence.

Von der zweiten Lichtquelle erzeugtes zweites Anregungslicht, das nicht auf den Wellenlängenkonverter fällt, trägt nicht zur Erzeugung des Lichts, das die Lichtquelleneinrichtung erzeugen soll, bei. Die in dem nicht auf den Wellenlängenkonverter fallenden zweiten Anregungslicht enthaltene Leistung ist somit verloren. Eine strahlformende Einrichtung kann deshalb die Effizienz der Lichtquelleneinrichtung erhöhen, indem sie den Anteil des von der zweiten Lichtquelle unmittelbar oder mittelbar erzeugten zweiten Anregungslichts, das nicht auf den Wellenlängenkonverter fällt, reduziert. Second excitation light generated by the second light source, which does not fall on the wavelength converter, does not contribute to the generation of the light to be generated by the light source device. The power contained in the second excitation light not incident on the wavelength converter is thus lost. A beam-shaping device can therefore increase the efficiency of the light source device by reducing the proportion of the second excitation light directly or indirectly generated by the second light source which does not fall on the wavelength converter.

Eine Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere einen weiteren Wellenlängenkonverter in der Durchgangsöffnung. A light source device, as described here, comprises in particular a further wavelength converter in the passage opening.

Die Anordnung eines weiteren Wellenlängenkonverters mit den oben beschriebenen Wirkungen in der Durchgangsöffnung kann besonders dann vorteilhaft sein, wenn der Querschnitt des Bündels des von der zweiten Lichtquelle erzeugten Anregungslichts in der Durchgangsöffnung ohnehin gering ist. Der weitere Wellenlängenkonverter kann dann seinerseits eine kleine Lichtquelle darstellen. Dadurch kann das Lenken des von ihm durch Photolumineszenz erzeugten Lichts auf den Wellenlängenkonverter vereinfacht werden. Gleichzeitig kann eine Anordnung des weiteren Wellenlängenkonverters in der Durchgangsöffnung einen kompakten Aufbau der Lichtquelleneinrichtung fördern. The arrangement of a further wavelength converter with the above-described effects in the passage opening can be particularly advantageous if the cross section of the beam of the excitation light generated by the second light source in the passage opening is low anyway. The further wavelength converter can in turn represent a small light source. Thereby, the steering of the light generated by it by photoluminescence can be simplified to the wavelength converter. At the same time, an arrangement of the further wavelength converter in the passage opening can promote a compact construction of the light source device.

Eine Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner eine reflektierende Fläche, die ausgebildet und angeordnet ist, um von der zweiten Lichtquelle unmittelbar oder mittelbar erzeugtes zweites Anregungslicht zu dem Wellenlängenkonverter zu reflektieren, und um durch Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter erzeugtes Licht nicht oder im Wesentlichen nicht abzuschatten. A light source device as described here further comprises, in particular, a reflecting surface which is designed and arranged to reflect second excitation light directly or indirectly generated by the second light source to the wavelength converter, and does not reflect light generated by photoluminescence in the wavelength converter Essentially not shadow.

Die reflektierende Fläche ist insbesondere außerhalb eines Raumbereichs, in dem sich durch Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter erzeugtes Licht zu einem mit der Lichtquellenrichtung verbundenen Lichtleitkabel ausbreitet, angeordnet. The reflective surface is arranged, in particular, outside a spatial region in which light generated by photoluminescence in the wavelength converter propagates to a light-conducting cable connected to the light source direction.

Eine Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner eine wellenlängenabhängig reflektierende Fläche, die ausgebildet und angeordnet ist, um von der zweiten Lichtquelle erzeugtes zweites Anregungslicht zu dem Wellenlängenkonverter zu reflektieren und von dem mit dem ersten Anregungslicht und mit dem zweiten Anregungslicht bestrahlten Wellenlängenkonverter durch Photolumineszenz erzeugtes Licht zu transmittieren. In particular, a light source device as described here further comprises a wavelength-dependent reflecting surface which is designed and arranged to reflect second excitation light generated by the second light source to the wavelength converter and of the wavelength converter irradiated with the first excitation light and with the second excitation light to transmit light generated by photoluminescence.

Die wellenlängenabhängig reflektierende Fläche ist insbesondere als Langpassfilter ausgebildet, so dass Licht mit einer Wellenlänge über einem Grenzwert im Wesentlichen transmittiert und Licht mit einer Wellenlänge unter dem Grenzwert im Wesentlichen reflektiert wird. Der Grenzwert liegt insbesondere so, dass die Wellenlängen des zweiten Anregungslichts überwiegend oder vollständig unter dem Grenzwert und die Wellenlängen des durch Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter erzeugten Lichts überwiegend oder vollständig über dem Grenzwert liegen. The wavelength-dependent reflecting surface is designed, in particular, as a long-pass filter, so that light having a wavelength above a limiting value is substantially transmitted and light having a wavelength below the limit value is substantially reflected. The limit value is in particular such that the wavelengths of the second excitation light are predominantly or completely below the limit value and the wavelengths of the light generated by photoluminescence in the wavelength converter are predominantly or completely above the limit value.

Alternativ kann die wellenlängenabhängig reflektierende Fläche als Kerbfilter (engl.: notch filter) ausgebildet sein, der Licht nur in einem schmalen Wellenlängenbereich reflektiert, so dass Licht außerhalb dieses schmalen Wellenlängenbereichs transmittiert wird. Das Kerbfilter ist dabei so gewählt, dass das von der zweiten Lichtquelle erzeugte zweite Anregungslicht überwiegend oder vollständig innerhalb des schmalen Wellenlängenbereichs liegt, der von dem Kerbfilter teilweise oder vollständig reflektiert wird. Alternatively, the wavelength-dependent reflective surface may be formed as a notch filter, which reflects light only in a narrow wavelength range, so that light is transmitted outside this narrow wavelength range. The notch filter is selected so that the second excitation light generated by the second light source is predominantly or completely within the narrow wavelength range, which is partially or completely reflected by the notch filter.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, sind die zweite Lichtquelle, die wellenlängenabhängig reflektierende Fläche und der Wellenlängenkonverter insbesondere so angeordnet, dass von der zweiten Lichtquelle unmittelbar oder mittelbar erzeugtes zweites Anregungslicht von der wellenlängenabhängig reflektierenden Fläche auf den Wellenlängenkonverter gelenkt wird. In the case of a light source device as described here, the second light source, the wavelength-dependent reflecting surface and the wavelength converter are in particular arranged such that second excitation light directly or indirectly generated by the second light source is directed by the wavelength-dependent reflecting surface onto the wavelength converter.

Die wellenlängenabhängig bzw. dichroitisch reflektierende Fläche ist insbesondere parallel zum schichtförmigen Wellenlängenkonverter angeordnet und reflektiert von der an, auf, in oder unmittelbar neben der ersten Lichtquelle angeordneten zweiten Lichtquelle erzeugtes zweites Anregungslicht auf den Wellenlängenkonverter. Die wellenlängenabhängig reflektierende Fläche kann eine besonders kompakte Bauweise der Lichtquelleneinrichtung ermöglichen. The wavelength-dependent or dichroic reflective surface is arranged in particular parallel to the layered wavelength converter and reflects from the second excitation light generated on, on, in or directly next to the first light source to the wavelength converter. The wavelength-dependent reflective surface may allow a particularly compact design of the light source device.

Eine Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner ein Lichtleitelement aus einem transparenten Material zumindest entweder zwischen der ersten Lichtquelle und der wellenlängenabhängig reflektierenden Fläche oder zwischen der wellenlängenabhängig reflektierenden Fläche und dem Wellenlängenkonverter. In particular, a light source device as described here further comprises a light guide element of a transparent material at least either between the first light source and the wavelength-dependent reflecting surface or between the wavelength-dependent reflecting surface and the wavelength converter.

Das Lichtleitelement umfasst insbesondere ein festes Material und/oder ein flüssiges Material. Das Lichtleitelement ist insbesondere zumindest für vom Wellenlängenkonverter durch Photolumineszenz erzeugtes Licht transparent. Das Lichtleitelement bewirkt insbesondere eine Anpassung des vom Wellenlängenkonverter und optional auch des von der ersten Lichtquelle ausgehenden Lichtstrahls. Das Lichtleitelement ist insbesondere ein Taper. The light-conducting element comprises in particular a solid material and / or a liquid material. The light-guiding element is transparent, in particular for light generated by photoluminescence from the wavelength converter. In particular, the light-guiding element effects an adaptation of the light beam emanating from the wavelength converter and optionally also from the first light source. The light-guiding element is in particular a taper.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, grenzt das Lichtleitelement insbesondere zumindest entweder unmittelbar an eine Lichtaustrittsfläche der ersten Lichtquelle oder an den Wellenlängenkonverter oder an die wellenlängenabhängig reflektierende Fläche an. In the case of a light source device as described here, the light guide element adjoins in particular at least either directly on a light exit surface of the first light source or on the wavelength converter or on the wavelength-dependent reflecting surface.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist der Wellenlängenkonverter insbesondere zumindest teilweise in dem Lichtleitelement angeordnet. In a light source device, as described here, the wavelength converter is in particular at least partially disposed in the light guide.

Der Wellenlängenkonverter kann als Schicht und/oder in Form von Partikeln oder eines Pulvers im gesamten Lichtleitelement oder innerhalb eines vorbestimmten Raumbereichs im Lichtleitelement verteilt sein. The wavelength converter can be distributed as a layer and / or in the form of particles or of a powder in the entire light guide element or within a predetermined spatial region in the light guide element.

Bei einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, ist das Lichtleitelement insbesondere zur Wärmeabfuhr ausgebildet. In a light source device, as described here, the light-guiding element is designed in particular for heat dissipation.

Das Lichtleitelement ist insbesondere zur Abfuhr von bei der Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter erzeugter Abwärme vorgesehen und ausgebildet. Die Wärmeabfuhr im Lichtleitelement kann durch Wärmeleitung und/oder durch Wärmestrahlung, für die das Lichtleitelement transparent ist, erfolgen. Alternativ oder zusätzlich kann das Lichtleitelement für eine Wärmeabfuhr durch Konvektion oder eine erzwungene Strömung in einem flüssigen oder gasförmigen und optisch transparenten Wärmeträgermedium ausgebildet sein. Die mehrfache Funktion des Lichtleitelements zur Strahlformung und zur Wärmeabfuhr kann eine kompakte Bauweise der Lichtquelleneinrichtung ermöglichen. The light-guiding element is provided and designed in particular for dissipating waste heat generated in the photoluminescence in the wavelength converter. The heat dissipation in the light-guiding element can be effected by heat conduction and / or by thermal radiation for which the light-guiding element is transparent. Alternatively or additionally, the light-guiding element can be designed for heat removal by convection or a forced flow in a liquid or gaseous and optically transparent heat transfer medium. The multiple function of the light guide for beam shaping and heat dissipation can allow a compact design of the light source device.

Eine Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner eine dritte Lichtquelle zum Erzeugen von drittem Anregungslicht mit einem dritten Spektrum, das von einem ersten Spektrum der ersten Lichtquelle und von einem zweiten Spektrum der zweiten Lichtquelle verschieden ist. In particular, a light source device as described here further comprises a third light source for generating third excitation light having a third spectrum that is different from a first spectrum of the first light source and a second spectrum of the second light source.

Für Merkmale, Eigenschaften und Funktionen der dritten Lichtquelle gilt das zur zweiten Lichtquelle Ausgeführte entsprechend. Insbesondere kann von der dritten Lichtquelle erzeugtes Licht und optional von weiteren Lichtquellen erzeugtes Licht direkt oder indirekt auf den Wellenlängenkonverter gelenkt werden, um als drittes (oder viertes etc.) Anregungslicht Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter anzuregen. Da Anregungslicht unterschiedlicher Wellenlängen in der Regel Photolumineszenz unterschiedlicher Wellenlängen hervorruft oder erzeugt, kann das Spektrum des insgesamt von der Lichtquelleneinrichtung erzeugten Lichts weiter verbessert werden, beispielsweise im Sinne einer weiter verbesserten Farbwiedergabe. For features, properties and functions of the third light source, the same applies to the second light source. In particular, light generated by the third light source and optionally light generated by further light sources can be directed directly or indirectly onto the wavelength converter in order to excite photoluminescence in the wavelength converter as third (or fourth etc.) excitation light. Since excitation light of different wavelengths usually causes or generates photoluminescence of different wavelengths, the spectrum of the total light generated by the light source device can be further improved, for example in the sense of a further improved color rendering.

Durch Steuerung der Lichtquellen, insbesondere durch Versorgung der Lichtquellen mit veränderbaren Leistungen, kann das Spektrum des insgesamt von der Lichtquelleneinrichtung erzeugten Lichts verändert werden. Beispielsweise kann durch Erhöhen der Leistung, die einer der Lichtquellen zugeführt wird, und/oder Vermindern der Leistung, die einer anderen der Lichtquellen zugeführt wird, die Farbtemperatur des insgesamt von der Lichtquelle erzeugten Lichts verändert werden. By controlling the light sources, in particular by supplying the light sources with variable powers, the spectrum of the total light generated by the light source device can be changed. For example, by increasing the power supplied to one of the light sources and / or decreasing the power supplied to another of the light sources, the color temperature of the total light generated by the light source can be changed.

Alternativ oder zusätzlich kann die dritte Lichtquelle oder eine weitere Lichtquelle dafür vorgesehen und ausgebildet sein, um Licht zu erzeugen, das nicht zur Anregung von Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter beiträgt. Dazu kann die Lichtquelleneinrichtung so ausgebildet sein, dass von der dritten und/oder weiteren Lichtquelle erzeugtes Licht nicht auf den Wellenlängenkonverter gelenkt wird, beispielsweise indem es an einer wellenlängenabhängig reflektierenden Fläche nicht reflektiert wird. Alternativ oder zusätzlich können die dritte Lichtquelle oder eine weitere Lichtquelle und der Wellenlängenkonverter so ausgebildet sein, dass von der dritten oder weiteren Lichtquelle erzeugtes und auf den Wellenlängenkonverter fallendes Licht im Wellenlängenkonverter keine Photolumineszenz anregt. Dabei kann das von der dritten oder weiteren Lichtquelle erzeugte Licht jedoch im Wellenlängenkonverter beispielsweise gestreut werden. Alternatively or additionally, the third light source or another light source may be provided and configured to generate light that does not contribute to the excitation of photoluminescence in the wavelength converter. For this purpose, the light source device can be designed such that light generated by the third and / or further light source is not directed to the wavelength converter, for example by not being reflected at a wavelength-dependent reflecting surface. Alternatively or additionally, the third light source or a further light source and the wavelength converter can be designed such that light generated by the third or further light source and incident on the wavelength converter does not excite photoluminescence in the wavelength converter. However, the light generated by the third or further light source can be scattered in the wavelength converter, for example.

Nicht zur Erzeugung von Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter beitragendes Licht von einer dritten oder weiteren Lichtquelle kann eine weitere Funktion der Lichtquelleneinrichtung ermöglichen. Beispielsweise kann die Lichtquelleneinrichtung einerseits mittels der ersten Lichtquelle, der zweiten Lichtquelle und des Wellenlängenkonverters Weißlicht und mittels der dritten Lichtquelle erzeugtes Licht zur Anregung von Fluoreszenz in oder an einem damit beleuchteten und betrachteten Gegenstand erzeugen. Alternativ oder zusätzlich kann die dritte Lichtquelle (oder eine weitere Lichtquelle) beispielsweise für die Erzeugung von Licht mit zeitabhängig modulierter Leistung ausgebildet sein, um eine auf Laufzeitmessungen beruhende dreidimensionale Erfassung eines beleuchteten Gegenstands zu ermöglichen. Light not contributing to the generation of photoluminescence in the wavelength converter from a third or further light source may allow a further function of the light source device. For example, the light source device on the one hand by means of the first light source, the second light source and the wavelength converter white light and generated by the third light source light to excite fluorescence in or on an illuminated and considered object. Alternatively or additionally, the third light source (or a further light source) may be formed, for example, for the generation of light with time-dependent modulated power in order to enable three-dimensional detection of an illuminated object based on transit time measurements.

Mehrere Laser oder andere Lichtquellen als zweite oder dritte Lichtquellen zur Erzeugung von zweitem Anregungslicht oder drittem Anregungslicht können matrixförmig bzw. in einem ein- oder zweidimensional periodischen Raster an, auf, in oder unter der ersten Lichtquelle angeordnet sein. Alternativ können Durchgangsöffnungen, durch die das Licht mehrerer Laser oder anderer Lichtquellen (beispielsweise mittels einer entsprechenden Anzahl von Lichtleitern) hindurch geführt wird, in der ersten Lichtquelle matrixförmig angeordnet sein. Dies kann eine gleichmäßigere Anregung von Photolumineszenz ermöglichen. Several lasers or other light sources as second or third light sources for generating second excitation light or third excitation light may be arranged in a matrix or in a one- or two-dimensional periodic grid on, in, in or under the first light source. Alternatively, passage openings through which the light of a plurality of lasers or other light sources is guided (for example by means of a corresponding number of light guides) may be arranged in matrix form in the first light source. This can allow a more uniform excitation of photoluminescence.

Eine Lichtquelleneinrichtung, wie sie hier beschrieben ist, umfasst insbesondere ferner eine Einrichtung zum Rotieren zumindest entweder des Wellenlängenkonverters oder der ersten Lichtquelle. In particular, a light source device as described here further comprises means for rotating at least one of the wavelength converter and the first light source.

Die Einrichtung zum Rotieren ist insbesondere vorgesehen und ausgebildet, um den Wellenlängenkonverter und/oder die erste Lichtquelleneinrichtung relativ zur zweiten Lichtquelle oder einem an der ersten Lichtquelle angeordneten Ende eines Lichtleiters zum Übertragen von zweitem Anregungslicht zu rotieren. Insbesondere wenn die Intensität des von der zweiten Lichtquelle erzeugten zweiten Anregungslichts im Wellenlängenkonverter und damit seine thermische und/oder photochemische Belastung nicht gleichförmig ist, kann durch eine Rotation der ersten Lichtquelle und/oder des Wellenlängenkonverters eine Homogenisierung der thermischen und/oder photochemischen Belastung des Wellenlängenkonverters erzielt werden. The means for rotating is in particular provided and configured to rotate the wavelength converter and / or the first light source device relative to the second light source or an end of a light guide arranged at the first light source for transmitting second excitation light. In particular, if the intensity of the second excitation light generated by the second light source in the wavelength converter and thus its thermal and / or photochemical load is not uniform, by a rotation of the first light source and / or the wavelength converter, a homogenization of the thermal and / or photochemical loading of the wavelength converter be achieved.

Kurzbeschreibung der Figuren Brief description of the figures

Nachfolgend werden Ausführungsformen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen: Embodiments will be explained in more detail with reference to the accompanying figures. Show it:

1 eine schematische Darstellung eines endoskopischen Systems; 1 a schematic representation of an endoscopic system;

2 eine schematische Darstellung von Teilen einer Lichtquelleinrichtung; 2 a schematic representation of parts of a light source device;

3 eine weitere schematische Darstellung der Teile der Lichtquelleinrichtung aus 2; 3 a further schematic representation of the parts of the light source device 2 ;

4 eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleinrichtung; 4 a schematic representation of parts of another light source device;

5 eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleinrichtung; 5 a schematic representation of parts of another light source device;

6 eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleinrichtung; 6 a schematic representation of parts of another light source device;

7 eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleinrichtung; 7 a schematic representation of parts of another light source device;

8 eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleinrichtung; 8th a schematic representation of parts of another light source device;

9 eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleinrichtung; 9 a schematic representation of parts of another light source device;

10 eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleinrichtung; 10 a schematic representation of parts of another light source device;

11 eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleinrichtung; 11 a schematic representation of parts of another light source device;

12 eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleinrichtung; 12 a schematic representation of parts of another light source device;

Beschreibung der Ausführungsformen Description of the embodiments

1 zeigt eine schematische Darstellung eines endoskopischen Systems mit einem Endoskop 10 und einer Lichtquelleneinrichtung 20. Das Endoskop 10 weist ein proximales Ende 11 und ein distales Ende 12 auf. Das proximale Ende 11 des Endoskops 10 ist durch ein flexibles Lichtleitkabel 22 mit der Lichtquelleneinrichtung 20 gekoppelt. Die Lichtquelleneinrichtung 20 ist vorgesehen und ausgebildet, um ausschließlich oder unter anderem Weißlicht mit einem für eine gute Farbwiedergabe geeigneten Spektrum zu erzeugen. Die Lichtquelleneinrichtung 20 kann vorgesehen und ausgebildet sein, um alternativ oder zusätzlich vom menschlichen Auge als farbig wahrgenommenes sichtbares Licht, infrarotes Licht oder ultraviolettes Licht zu erzeugen, insbesondere zur Anregung von Fluoreszenz oder für andere diagnostische Zwecke. Von der Lichtquelleneinrichtung 20 erzeugtes Licht wird in das Lichtleitkabel 22 eingekoppelt, durch dieses verlustarm zum proximalen Ende 11 des Endoskops 10 übertragen und von dort durch einen in 1 nicht dargestellten Lichtleiter zum distalen Ende 12 des Endoskops 10 übertragen. 1 shows a schematic representation of an endoscopic system with an endoscope 10 and a light source device 20 , The endoscope 10 has a proximal end 11 and a distal end 12 on. The proximal end 11 of the endoscope 10 is through a flexible fiber optic cable 22 with the light source device 20 coupled. The light source device 20 is intended and designed to produce exclusively or inter alia white light with a suitable spectrum for a good color reproduction. The light source device 20 may be provided and designed to alternatively or additionally generated by the human eye as a color perceived visible light, infrared light or ultraviolet light, in particular for the excitation of fluorescence or for other diagnostic purposes. From the light source device 20 generated light is in the light guide cable 22 coupled, through this low loss to the proximal end 11 of the endoscope 10 transferred and from there by a in 1 not shown light guide to the distal end 12 of the endoscope 10 transfer.

Die Lichtquelleneinrichtung 20 umfasst zwei oder mehr Lichtquellen, einen Wellenlängenkonverter und optional weitere optische Einrichtungen zur Erzeugung von Weißlicht bzw. Licht mit einem Spektrum, das eine gute Farbwiedergabe ermöglicht. Beispiele für diese Lichtquellen und weitere optische Einrichtungen zur Erzeugung von Weißlicht sind anhand der 2 bis 12 dargestellt. Weitere, teils optionale Komponenten und Bauteile der Lichtquelleneinrichtung 20, beispielsweise zur elektrischen Leistungsversorgung, zur Steuerung oder zur Erzeugung anderen Lichts, sind nicht dargestellt. The light source device 20 comprises two or more light sources, a wavelength converter and optionally further optical means for producing white light or light with a spectrum which enables good color reproduction. Examples of these light sources and other optical devices for generating white light are based on the 2 to 12 shown. Further, partly optional components and components of the light source device 20 For example, for electrical power supply, for controlling or for generating other light are not shown.

2 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen einer Lichtquelleneinrichtung, wie sie anhand der 1 dargestellt ist. Die Darstellung in 2 ist auf zwei Lichtquellen 30, 40 und weiteren Einrichtung zur Erzeugung von Weißlicht aus dem von den Lichtquellen 30, 40 erzeugten Licht beschränkt. Ein Gehäuse, mechanische Komponenten, Leistungsversorgung, Kühlung, Steuerung und weitere nicht unmittelbar an der Erzeugung von Weißlicht beteiligte Komponenten und Bauteile sind nicht dargestellt. Die Darstellung in 2 weist überwiegend das Wesen einer Schnittdarstellung auf, wobei Schnittflächen teilweise schraffiert sind. Schnittflächen im Wesentlichen transparenter Bauteile sind nicht schraffiert. 2 shows a schematic representation of parts of a light source device, as they are based on the 1 is shown. The representation in 2 is on two light sources 30 . 40 and further means for generating white light from that of the light sources 30 . 40 limited light generated. A housing, mechanical components, power supply, cooling, control and other not directly involved in the generation of white light components and components are not shown. The representation in 2 has mainly the essence of a sectional view, with cut surfaces are partially hatched. Cut surfaces of substantially transparent components are not hatched.

Die Lichtquelleneinrichtung umfasst bei dem in 2 dargestellten Beispiel eine flächige Leuchtdiode 30 als erste Lichtquelle und eine Laserdiode 40 als zweite Lichtquelle. Die flächige Leuchtdiode 30 weist eine Rückseite 31, die zur Anordnung an einem Kühlkörper, insbesondere zur vollflächigen stoffschlüssigen und wärmeleitfähigen Verbindung mit einem Kühlkörper vorgesehen ist. Ferner weist die Leuchtdiode 30 eine teilweise als Lichtaustrittsfläche 32 ausgebildete Vorderseite sowie eine Durchgangsöffnung 34 auf. Die Leuchtdiode 30 ist insbesondere aus einem anorganischen oder einem organischen Halbleitermaterial gebildet. Die Leuchtdiode 30 kann eine in 2 nicht angedeutete Schichtstruktur aufweisen. Insbesondere kann die Leuchtdiode 30 eine reflektierende Schicht aufweisen, die eine Emission von in der Leuchtdiode 30 erzeugtem Licht durch die Rückseite 31 hindurch verhindert oder reduziert. The light source device comprises in the in 2 Example shown a flat LED 30 as the first light source and a laser diode 40 as a second light source. The flat LED 30 has a back 31 , which is provided for arrangement on a heat sink, in particular for the full-surface cohesive and thermally conductive connection with a heat sink. Furthermore, the light-emitting diode has 30 partly as a light exit surface 32 trained front and a through hole 34 on. The light-emitting diode 30 is formed in particular of an inorganic or an organic semiconductor material. The light-emitting diode 30 can an in 2 have not indicated layer structure. In particular, the light emitting diode 30 a reflective layer having an emission of in the light emitting diode 30 generated light through the back 31 prevented or reduced.

Der Laser 40 ist in 2 als mit einem Gehäuse und mehreren Kontaktstiften zur elektrischen Kontaktierung fertig konfektioniertes Bauteil angedeutet. Der Laser 40 ist mit einem Lichtleiter 44 aus einem oder mehreren Lichtwellenleitern derart mechanisch und optisch verbunden bzw. gekoppelt, dass vom Laser 40 erzeugtes Licht weitgehend oder vollständig in den Lichtleiter 44 eingekoppelt wird und am vom Laser 40 abgewandten Ende 45 des Lichtleiters 44 austritt. Der Laser 40 ist insbesondere ein Halbleiterlaser bzw. eine Laserdiode basierend auf einem anorganischen oder einem organischen Halbleitermaterial. The laser 40 is in 2 as indicated with a housing and a plurality of contact pins for electrical contacting ready-made component. The laser 40 is with a light guide 44 mechanically and optically connected or coupled from one or more optical waveguides such that the laser 40 produced light largely or completely in the light guide 44 is coupled in and out of the laser 40 opposite end 45 of the light guide 44 exit. The laser 40 is in particular a semiconductor laser or a laser diode based on an inorganic or an organic semiconductor material.

Die Leuchtdiode 30 ist insbesondere ausgebildet, um nicht kohärentes Licht im vom menschlichen Auge als blau wahrgenommenen Wellenlängenbereich zu emittieren, beispielsweise bei 405 nm oder bei 450 nm. Der Laser 40 ist insbesondere ausgebildet, um teilweise oder weitgehend kohärentes Licht in einem schmalen Wellenlängenbereich im blauen oder ultravioletten Spektralbereich zu erzeugen. Die Eigenschaften des Lasers 40 ermöglichen die effiziente Einkopplung des von ihm erzeugten Lichts in den dünnen Lichtleiter 44. The light-emitting diode 30 is particularly designed to emit non-coherent light in the wavelength range perceived by the human eye as blue, for example at 405 nm or at 450 nm. The laser 40 is specifically designed to generate partially or substantially coherent light in a narrow wavelength range in the blue or ultraviolet spectral range. The properties of the laser 40 allow efficient coupling of the light generated by him into the thin light guide 44 ,

Die Lichtquelleneinrichtung umfasst ferner einen Wellenlängenkonverter 50 mit einer Lichteintrittsfläche 51, einer Lichtaustrittsfläche 52 und einer Durchgangsöffnung 54. Der Wellenlängenkonverter 50 ist insbesondere schichtförmig, d.h. seine Lichteintrittsfläche 51 und seine Lichtaustrittsfläche 52 sind im Wesentlichen parallel zueinander und weisen einen Abstand auf, der kleiner ist als oder klein ist im Vergleich zu den übrigen linearen Abmessungen des Wellenlängenkonverters 50. Der Wellenlängenkonverter 50 weist Atome, Moleküle, Farbzentren oder andere Fluorophore oder Luminophore auf, die sowohl bei Bestrahlung mit von der Leuchtdiode 30 erzeugtem Licht (erstem Anregungslicht) als auch bei Bestrahlung mit von dem Laser 40 erzeugtem Licht (zweitem Anregungslicht) Photolumineszenz zeigen, insbesondere Fluoreszenz oder Phosphoreszenz. Von der Leuchtdiode 30 erzeugtes Licht wird teilweise oder vollständig im Wellenlängenkonverter 50 absorbiert, um dort Photolumineszenz anzuregen und wird deshalb erstes Anregungslicht genannt. The light source device further comprises a wavelength converter 50 with a light entry surface 51 , a light exit surface 52 and a through hole 54 , The wavelength converter 50 is in particular layered, ie its light entrance surface 51 and its light exit surface 52 are substantially parallel to each other and have a pitch that is smaller than or small compared to the other linear dimensions of the wavelength converter 50 , The wavelength converter 50 has atoms, molecules, color centers or other fluorophores or luminophores, both when irradiated by the light emitting diode 30 generated light (first excitation light) and when irradiated by the laser 40 produced light (second excitation light) show photoluminescence, in particular fluorescence or phosphorescence. From the light emitting diode 30 generated light is partially or completely in the wavelength converter 50 absorbed to excite photoluminescence there and is therefore called first excitation light.

Die Leuchtdiode 30 ist insbesondere größer als die Lichtaustrittsfläche 32 der Leuchtdiode 30. Anders ausgedrückt kann die eigentliche Lichtaustrittfläche, durch die von der Leuchtdiode 30 erzeugtes Licht aus der Leuchtdiode austritt von einem Rand umgeben sein. Der Wellenlängenkonverter 50 ist insbesondere im Wesentlichen so groß wie die Lichtaustrittfläche 32 der Leuchtdiode 30. The light-emitting diode 30 is in particular larger than the light exit surface 32 the LED 30 , In other words, the actual light exit surface, through which of the light emitting diode 30 generated light from the light emitting outlet to be surrounded by an edge. The wavelength converter 50 is in particular substantially as large as the light exit surface 32 the LED 30 ,

Die Lichtquelleneinrichtung umfasst ferner ein Lichtleitelement 60 mit einer Lichteintrittsfläche 61 und einer wellenlängenabhängig reflektierenden Lichtaustrittsfläche 62. Bei dem dargestellten Beispiel rühren die Reflexionseigenschaften der Lichtaustrittfläche 62 von einer wellenlängenabhängig reflektierenden Beschichtung 64 an der Lichtaustrittfläche 62 her. Alternativ kann – bei anderer als der in 2 angedeuteten Geometrie des Lichtleitelements 60 und geeigneter Dispersion des das Lichtleitelement bildenden Materials – eine wellenlängenabhängige Reflexion an der Lichtaustrittsfläche 62 von wellenlängenabhängiger Totalreflexion herrühren. The light source device further comprises a light-guiding element 60 with a light entry surface 61 and a wavelength-dependent reflective light exit surface 62 , In the example shown, the reflection properties of the light exit surface stir 62 from a wavelength-dependent reflective coating 64 at the light exit surface 62 ago. Alternatively - at other than in 2 indicated geometry of the light guide 60 and suitable dispersion of the material forming the light guide - a wavelength-dependent reflection at the light exit surface 62 resulting from wavelength-dependent total reflection.

Ein Bündel 70 von Lichtwellenleitern ist in 2 als Beispiel für weitere optische Einrichtungen zum Weiterleiten von durch die Leuchtdiode 30, den Laser 40 und den Wellenlängenkonverter 50 erzeugtem Weißlicht angedeutet. Das Bündel 70 von Lichtwellenleitern kann Bestandteil der Lichtquelleneinrichtung 20 oder des Lichtleitkabels 22 (vgl. 1) sein. A bunch 70 of optical fibers is in 2 as an example of other optical devices for passing through the light emitting diode 30 , the laser 40 and the wavelength converter 50 generated white light indicated. The bundle 70 of optical waveguides may be part of the light source device 20 or the fiber optic cable 22 (see. 1 ) be.

Die Leuchtdiode 30, der Wellenlängenkonverter 50, das Lichtleitelement 60, das Bündel 70 von Lichtwellenleitern und das vom Laser 40 abgewandte Ende 45 des Lichtleiters 44 sind in 2 nicht in der relativen Positionierung dargestellt, die für den Betrieb der Lichtquelleneinrichtung vorgesehen ist, sondern in der Art einer Explosionsdarstellung voneinander beabstandet. The light-emitting diode 30 , the wavelength converter 50 , the light guide 60 , the bunch 70 of optical fibers and that of the laser 40 opposite end 45 of the light guide 44 are in 2 not shown in the relative positioning provided for the operation of the light source device, but spaced apart in the manner of an exploded view.

3 zeigt eine weitere schematische Darstellung der Teile der Lichtquelleneinrichtung aus 2. Die Art der Darstellung in 3, insbesondere die Position der Schnittebene, entspricht weitgehend derjenigen der 2, wobei allerdings alle optischen Komponenten und Bauteile relativ zueinander so angeordnet sind, wie dies für den Betrieb der Lichtquelleneinrichtung vorgesehen ist. 3 shows a further schematic representation of the parts of the light source device 2 , The nature of the presentation in 3 , in particular the position of the cutting plane, largely corresponds to that of 2 However, wherein all the optical components and components are arranged relative to each other, as provided for the operation of the light source device.

Insbesondere sind die Lichteintrittsfläche 51 des Wellenlängenkonverters 50 unmittelbar an der Lichtaustrittsfläche 32 der Leuchtdiode 30, die Lichteintrittsfläche 61 des Lichtleitelements 60 unmittelbar an der Lichtaustrittsfläche 52 des Wellenlängenkonverters 50 und das vom Laser 40 abgewandte Ende 45 des Lichtleiters 44 in den Durchgangsöffnungen 34, 54 in der Leuchtdiode 30 und im Wellenlängenkonverter 50 angeordnet. Der Wellenlängenkonverter 50 kann durch Abscheidung aus einer Flüssigkeit, einem Gas oder einem Plasma, durch Spritzen, Siebdruck oder auf andere Weise auf die Lichtaustrittsfläche 32 der Leuchtdiode oder auf die Lichteintrittsfläche 61 des Lichtleitelements 60 aufgebracht sein. In particular, the light entry surface 51 of the wavelength converter 50 directly at the light exit surface 32 the LED 30 , the light entry surface 61 of the light-guiding element 60 directly at the light exit surface 52 of the wavelength converter 50 and that of the laser 40 opposite end 45 of the light guide 44 in the passageways 34 . 54 in the LED 30 and in the wavelength converter 50 arranged. The wavelength converter 50 can by deposition from a liquid, a gas or a plasma, by spraying, screen printing or otherwise on the light exit surface 32 the light emitting diode or the light entry surface 61 of the light-guiding element 60 be upset.

Die Leuchtdiode 30, der Wellenlängenkonverter 50 und das Lichtleitelement 60 sind insbesondere ohne Luftspalt miteinander verbunden, um Verluste von Strahlungsleistung durch Reflexionen an Grenzflächen zu mindern, und um den Wärmeübergang vom Wellenlängenkonverter 50 einerseits zur Leuchtdiode 30 und andererseits zum Lichtleitelement 60 zu maximieren. Vor allem wenn das Lichtleitelement 60 eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist, kann es maßgeblich zur Abfuhr von Abwärme vom Wellenlängenkonverter 50 beitragen. The light-emitting diode 30 , the wavelength converter 50 and the light guide 60 are in particular connected without an air gap to reduce losses of radiant power by reflections at interfaces, and the heat transfer from the wavelength converter 50 on the one hand to the LED 30 and on the other hand to the light guide 60 to maximize. Especially if the light guide 60 has a good thermal conductivity, it can significantly reduce the removal of waste heat from the wavelength converter 50 contribute.

Im Betrieb erzeugt die Leuchtdiode 30 erstes Anregungslicht, das durch die Lichtaustrittsfläche 32 aus der Leuchtdiode 30 austritt und in den Wellenlängenkonverter 50 eintritt. Das von der Leuchtdiode 30 erzeugte erste Anregungslicht regt im Wellenlängenkonverter 50 Photolumineszenz an und wird dabei teilweise oder vollständig absorbiert. Bei der Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter 50 entsteht Licht mit größerer Wellenlänge bzw. geringerer Photonenenergie. During operation, the LED generates 30 first excitation light passing through the light exit surface 32 from the LED 30 exit and into the wavelength converter 50 entry. That of the LED 30 generated first excitation light excites in the wavelength converter 50 Photoluminescence and is thereby partially or completely absorbed. In photoluminescence in the wavelength converter 50 creates light with a larger wavelength or lower photon energy.

Vom Laser 40 erzeugtes zweites Anregungslicht tritt am vom Laser 40 abgewandten Ende 45 des Lichtleiters 44 in der Durchgangsöffnung 34, 54 in der Leuchtdiode 30 und im Wellenlängenkonverter 50 aus und breitet sich im Lichtleitelement 60 in Form eines kegelförmigen Lichtbündels 83 zur wellenlängenabhängig reflektierenden Lichtaustrittsfläche 62 des Lichtleiters 60 hin aus. Die Gestalt des Lichtbündels 83, insbesondere der Öffnungswinkel, ist von Eigenschaften des Lasers 40, des Lichtleiters 44 und dessen vom Laser 40 abgewandten Ende 45 abhängig. Das zweite Anregungslicht wird an der wellenlängenabhängig reflektierenden Lichtaustrittsfläche 62 des Lichtleitelementes 60 reflektiert und breitet sich in einem kegelstumpfförmigen Lichtbündel 84 zum Wellenlängenkonverter 50 hin aus. Das zweite Anregungslicht regt im Wellenlängenkonverter 50 Photolumineszenz an und wird dabei teilweise oder vollständig absorbiert. From the laser 40 generated second excitation light occurs at the laser 40 opposite end 45 of the light guide 44 in the passage opening 34 . 54 in the LED 30 and in the wavelength converter 50 out and spreads in the light guide 60 in the form of a conical light beam 83 to the wavelength-dependent reflecting light exit surface 62 of the light guide 60 out. The shape of the light bundle 83 , in particular the opening angle, is of properties of the laser 40 , the light guide 44 and that of the laser 40 opposite end 45 dependent. The second excitation light is at the wavelength-dependent reflecting light exit surface 62 of the light-guiding element 60 reflects and spreads in a frustoconical light beam 84 to the wavelength converter 50 out. The second excitation light excites in the wavelength converter 50 Photoluminescence and is thereby partially or completely absorbed.

Aufgrund unterschiedlicher spektraler Eigenschaften können das von der Leuchtdiode 30 erzeugte erste Anregungslicht und das vom Laser 40 erzeugte zweite Anregungslicht im Wellenlängenkonverter 50 unterschiedliche Photolumineszenz anregen. Das Spektrum des durch Photolumineszenz, die durch das erste Anregungslicht angeregt ist, erzeugten Lichts kann also vom Spektrum des durch Photolumineszenz, die durch das zweite Anregungslicht angeregt ist, erzeugten Lichts verschieden sein. Die Leuchtdiode 30, der Laser 40, der Wellenlängenkonverter 50 und die wellenlängenabhängigen Reflexionseigenschaften der Lichtaustrittsfläche 62 des Lichtleitelements 60 sind so aufeinander abgestimmt, dass im Wellenlängenkonverter 50 durch Photolumineszenz erzeugtes Licht – gegebenenfalls mit jenen Anteilen des ersten Anregungslichts und des zweiten Anregungslichts, die durch die wellenlängenabhängig reflektierende Lichtaustrittsfläche 62 des Lichtleitelements 60 hindurchtreten, – zusammen möglichst weißes Licht 86 bzw. Licht mit einem Spektrum, das für eine möglichst gute Farbwiedergabe geeignet ist, bilden. Due to different spectral characteristics of the light-emitting diode 30 generated first excitation light and that of the laser 40 generated second excitation light in the wavelength converter 50 stimulate different photoluminescence. The spectrum of the light generated by photoluminescence excited by the first excitation light may thus be different from the spectrum of the light produced by photoluminescence excited by the second excitation light. The light-emitting diode 30 , the laser 40 , the wavelength converter 50 and the wavelength-dependent reflection properties of the light exit surface 62 of the light-guiding element 60 are coordinated so that in the wavelength converter 50 by photoluminescence generated light - optionally with those portions of the first excitation light and the second excitation light passing through the wavelength-dependent reflective light exit surface 62 of the light-guiding element 60 pass through - together as white light as possible 86 or light with a spectrum that is suitable for the best possible color reproduction form.

Um die Effizienz der Lichtquelleneinrichtung zu erhöhen, kann beispielsweise zwischen der Leuchtdiode 30 und dem Wellenlängenkonverter 50 eine wellenlängenabhängig reflektierende Fläche oder Schicht vorgesehen sein, von der durch Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter 50 erzeugtes Licht und/oder zweites Anregungslicht reflektiert wird, die aber für erstes Anregungslicht weitgehend oder vollständig transparent ist. To increase the efficiency of the light source device, for example, between the light emitting diode 30 and the wavelength converter 50 a wavelength-dependent reflective surface or layer may be provided by the photoluminescence in the wavelength converter 50 generated light and / or second excitation light is reflected, but which is largely or completely transparent to the first excitation light.

4 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleneinrichtung, die in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 1 bis 3 dargestellten Lichtquelleneinrichtungen ähnelt. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 3. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen beschrieben, in denen sich die Lichtquelleneinrichtung, deren Teile in 4 gezeigt sind, von der anhand der 2 und 3 dargestellten unterscheidet. 4 shows a schematic representation of parts of another light source device, which in some features, properties and functions based on the 1 to 3 resembling light source devices. The type of representation corresponds to that of the 3 , The following describes characteristics, properties and functions in which the light source device, its parts in 4 are shown by the basis of the 2 and 3 differentiates.

Bei der Lichtquelleneinrichtung, deren Teile in 4 gezeigt sind, weist die Leuchtdiode 30 keine Durchgangsöffnung 34 auf. Ferner ist der Laser 40 nicht als separates Bauteil vorgesehen, dessen Licht mittels eines Lichtleiters in das Lichtleitelement eingekoppelt wird. Vielmehr ist der Laser 40 – insbesondere in Gestalt einer kleinen Laserdiode – auf die Leuchtdiode 30 gebondet, d.h. mit ihr mechanisch verbunden und über die Leuchtdiode 30 elektrisch kontaktiert. An der Stelle des Lasers 40 weist der Wellenlängenkonverter 50 eine Durchgangsöffnung auf. In the light source device whose parts are in 4 are shown, the LED indicates 30 no passage opening 34 on. Further, the laser 40 not provided as a separate component whose light by means of a light guide into the light guide is coupled. Rather, the laser 40 - Especially in the form of a small laser diode - on the light emitting diode 30 Bonded, ie mechanically connected to it and via the light emitting diode 30 electrically contacted. At the point of the laser 40 assigns the wavelength converter 50 a passage opening.

Bei dem dargestellten Beispiel ist der Laser 40 dicker als der Wellenlängenkonverter 50. Das Lichtleitelement 60 weist deshalb eine entsprechende taschenförmige Ausnehmung auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Leuchtdiode 30 eine Ausnehmung aufweisen und/oder der Wellenlängenkonverter 50 dicker und/oder der Laser 40 dünner ausgeführt sein. In the example shown, the laser is 40 thicker than the wavelength converter 50 , The light guide 60 Therefore, has a corresponding pocket-shaped recess. Alternatively or additionally, the light emitting diode 30 have a recess and / or the wavelength converter 50 thicker and / or the laser 40 be made thinner.

5 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleneinrichtung, die in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 1 bis 4 dargestellten Lichtquelleneinrichtungen ähnelt. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 3 und 4. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen beschrieben, in denen sich die Lichtquelleneinrichtung, deren Teile in 5 gezeigt sind, von der anhand der 2 und 3 dargestellten unterscheidet. 5 shows a schematic representation of parts of another light source device, which in some features, properties and functions based on the 1 to 4 resembling light source devices. The type of representation corresponds to that of the 3 and 4 , The following describes characteristics, properties and functions in which the light source device, its parts in 5 are shown by the basis of the 2 and 3 differentiates.

Die in 5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der anhand der 2 und 3 dargestellten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass im Bereich der Ausnehmungen 34, 54 in der Leuchtdiode 30 und im Wellenlängenkonverter 50 eine Linse 72, insbesondere eine Gradientenindexlinse (GRIN-Linse), oder ein anderes durch Brechung oder Beugung strahlformendes optisches Element vorgesehen ist. In 5 ist eine Linse mit gekrümmten Lichteintritts- und Lichtaustrittsflächen angedeutet. Die Linse 72 kann zur Formung des vom Ende 45 des Lichtleiters 44 ausgehenden Lichtbündels 83 beitragen. In the 5 embodiment shown differs from that of the 2 and 3 illustrated embodiment in particular in that in the region of the recesses 34 . 54 in the LED 30 and in the wavelength converter 50 a lens 72 , in particular a gradient index lens (GRIN lens), or another refractive or diffractive beam-shaping optical element is provided. In 5 is a lens with curved light entrance and light exit surfaces indicated. The Lens 72 can help shape the end 45 of the light guide 44 outgoing light beam 83 contribute.

6 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleneinrichtung, die in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 1 bis 5 dargestellten Lichtquelleneinrichtungen ähnelt. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 3 bis 5. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen beschrieben, in denen sich die Lichtquelleneinrichtung, deren Teile in 6 gezeigt sind, insbesondere von den anhand der 2, 3 und 5 dargestellten unterscheidet. 6 shows a schematic representation of parts of another light source device, which in some features, properties and functions based on the 1 to 5 resembling light source devices. The type of representation corresponds to that of the 3 to 5 , The following describes characteristics, properties and functions in which the light source device, its parts in 6 are shown, in particular from the basis of the 2 . 3 and 5 differentiates.

Die in 6 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von den anhand der 2, 3 und 5 dargestellten Ausführungsformen insbesondere dadurch, dass im Bereich der Durchgangsöffnungen 34, 54 in der Leuchtdiode 30 und im Wellenlängenkonverter 50 ein weiterer Wellenlängenkonverter 73 vorgesehen ist. Der weitere Wellenlängenkonverter 73 absorbiert einen Teil des vom Laser 40 erzeugten zweiten Anregungslichts oder das gesamte vom Laser 40 erzeugte zweite Anregungslicht und erzeugt durch Photolumineszenz zu längeren Wellenlängen hin verschobenes Licht. Dieser Vorgang kann als Vorpumpen bezeichnet werden. In the 6 embodiment shown differs from the basis of the 2 . 3 and 5 illustrated embodiments in particular in that in the region of the passage openings 34 . 54 in the LED 30 and in the wavelength converter 50 another wavelength converter 73 is provided. The further wavelength converter 73 absorbs part of the laser 40 generated second excitation light or the entire of the laser 40 generated second excitation light and generated by photoluminescence to longer wavelengths shifted light. This process can be referred to as pre-pumping.

Die wellenlängenabhängig reflektierende Lichtaustrittsfläche 62 des Lichtleitelements 60 kann ausgebildet sein, um nur das vom weiteren Wellenlängenkonverter 73 nicht zur Erzeugung von Photolumineszenz absorbierte zweite Anregungslicht des Lasers 40 zu reflektieren. Alternativ kann die wellenlängenabhängig reflektierende Lichtaustrittsfläche 62 des Lichtleitelements 60 ausgebildet sein, um auch das durch Photolumineszenz im weiteren Wellenlängenkonverter 73 erzeugte Licht zu reflektieren. Die Verschiebung von Wellenlängen im weiteren Wellenlängenkonverter 73 kann in beiden Fällen auf unterschiedliche Weise die Effizienz der Lichtquelleneinrichtung verbessern und/oder die Farbwiedergabe bei Beleuchtung mit von der Lichtquelleneinrichtung erzeugtem Licht 86 verbessern. The wavelength-dependent reflecting light exit surface 62 of the light-guiding element 60 can be designed to only that of the other wavelength converter 73 not second laser excitation light absorbed to generate photoluminescence 40 to reflect. Alternatively, the wavelength-dependent reflective light exit surface 62 of the light-guiding element 60 be formed to the same by photoluminescence in the further wavelength converter 73 to reflect generated light. The shift of wavelengths in another wavelength converter 73 In both cases, it is possible to improve the efficiency of the light source device in different ways and / or to improve the color reproduction when illuminated by light generated by the light source device 86 improve.

7 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleneinrichtung, die in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 1 bis 6 dargestellten Lichtquelleneinrichtungen ähnelt. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 3 bis 6. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen beschrieben, in denen sich die Lichtquelleneinrichtung, deren Teile in 7 gezeigt sind, insbesondere von den anhand der 2, 3, 5 und 6 dargestellten unterscheidet. 7 shows a schematic representation of parts of another light source device, which in some features, properties and functions based on the 1 to 6 resembling light source devices. The type of representation corresponds to that of the 3 to 6 , The following describes characteristics, properties and functions in which the light source device, its parts in 7 are shown, in particular from the basis of the 2 . 3 . 5 and 6 differentiates.

Die in 7 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von den anhand der 2, 3, 5 und 6 dargestellten Ausführungsformen insbesondere dadurch, dass im Bereich der Durchgangsöffnungen 34, 54 in der Leuchtdiode 30 und im Wellenlängenkonverter 50 eine strahlformende Einrichtung 74 vorgesehen ist. Die strahlformende Einrichtung 74 ähnelt beispielsweise einer Linse, wie sie bei der anhand der 5 dargestellten Ausführungsform vorgesehen ist, die jedoch – beispielsweise mit einer konischen Lichtaustrittsfläche – so ausgebildet ist, dass die Lichtkegel 83, 84 nicht mehr die Gestalt eines Kegels bzw. Kegelstumpfs, sondern die Gestalt eines Kegelmantels bzw. einer Mantelfläche eines Kegelstumpfs aufweisen. Dadurch wird ein ringförmiger Bereich – insbesondere ein kreisringförmiger Bereich – des Wellenlängenkonverters 50 bestrahlt. Dies ermöglicht eine Verminderung von Verlusten von Strahlungsleistung, die auftritt, wenn zweites Anregungslicht nach der Reflexion an der wellenlängenabhängig reflektierenden Lichtaustrittsfläche 62 des Lichtleitelements 60 im Bereich der Durchgangsöffnung 54 des Wellenlängenkonverters 50 oder außerhalb des Rands des Wellenlängenkonverters 50 auftrifft. In the 7 embodiment shown differs from the basis of the 2 . 3 . 5 and 6 illustrated embodiments in particular in that in the region of the passage openings 34 . 54 in the LED 30 and in the wavelength converter 50 a beam-shaping device 74 is provided. The jet-forming device 74 For example, similar to a lens, as in the basis of the 5 illustrated embodiment is provided, which, however - for example, with a conical light exit surface - is formed so that the light cone 83 . 84 no longer have the shape of a cone or truncated cone, but the shape of a conical surface or a lateral surface of a truncated cone. As a result, an annular region - in particular an annular region - of the wavelength converter 50 irradiated. This enables a reduction in radiation power loss that occurs when second excitation light after reflection at the wavelength-dependent reflective light exit surface 62 of the light-guiding element 60 around Through opening 54 of the wavelength converter 50 or outside the edge of the wavelength converter 50 incident.

8 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleneinrichtung, die in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 1 bis 7 dargestellten Lichtquelleneinrichtungen, insbesondere der anhand der 7 dargestellten Lichtquelleneinrichtung, ähnelt. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 3 bis 7. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen beschrieben, in denen die Lichtquelleneinrichtung, deren Teile in 8 gezeigt sind, sich von der anhand der 7 dargestellten unterscheidet. 8th shows a schematic representation of parts of another light source device, which in some features, properties and functions based on the 1 to 7 illustrated light source devices, in particular the basis of the 7 illustrated light source device, similar. The type of representation corresponds to that of the 3 to 7 , The following describes characteristics, properties and functions in which the light source device, its parts in 8th are shown from the basis of the 7 differentiates.

Die in 8 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der anhand der 7 dargestellten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass eine kreisringförmige Beleuchtung des Wellenlängenkonverters 50 nicht durch eine strahlformende Einrichtung am vom Laser 40 abgewandten Ende des Lichtleiters 44, sondern durch eine schräge Einkopplung von Licht in den Lichtleiter 44 erzielt wird. Dies ist in 8 angedeutet durch eine Anordnung eines Resonators 41 und einer abbildenden Optik mit einer optischen Achse, die nicht parallel zur optischen Achse des zugewandten Endes des Lichtleiters 44 ist. In the 8th embodiment shown differs from that of the 7 illustrated embodiment in particular in that an annular illumination of the wavelength converter 50 not by a jet-forming device on the laser 40 opposite end of the light guide 44 but by an oblique coupling of light into the light guide 44 is achieved. This is in 8th indicated by an arrangement of a resonator 41 and an imaging optic having an optical axis that is not parallel to the optical axis of the facing end of the light guide 44 is.

9 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleneinrichtung, die in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 1 bis 8 dargestellten Lichtquelleneinrichtungen, insbesondere den anhand der 7 und 8 dargestellten Lichtquelleneinrichtungen, ähnelt. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 3 bis 8. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen beschrieben, in denen sich die Lichtquelleneinrichtung, deren Teile in 9 gezeigt sind, von den anhand der 7 und 8 dargestellten unterscheidet. 9 shows a schematic representation of parts of another light source device, which in some features, properties and functions based on the 1 to 8th illustrated light source devices, in particular those based on the 7 and 8th illustrated light source devices, resembles. The type of representation corresponds to that of the 3 to 8th , The following describes characteristics, properties and functions in which the light source device, its parts in 9 are shown by the basis of the 7 and 8th differentiates.

Die in 9 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von den anhand der 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen insbesondere dadurch, dass kein Lichtleiter zwischen dem Laser 40 und den Öffnungen 34, 54 in Leuchtdiode 30 und Wellenlängenkonverter 50 vorgesehen ist. Stattdessen ist der Laser 40 als Freistrahllaser benachbart zu den Durchgangsöffnungen 34, 54 in der Leuchtdiode 30 und dem Wellenlängenkonverter 50 angeordnet. Insbesondere ist der Laser 40 so angeordnet, dass die Symmetrieachse des von ihm erzeugten Strahlenbündels mit der Symmetrieachse der Durchgangsöffnungen 34, 54 zusammenfällt. Zwischen dem Laser 40 und den Durchgangsöffnungen 34, 54 in der Leuchtdiode 30 und dem Wellenlängenkonverter 50 ist eine strahlformende Einrichtung 75 angeordnet, die bei dem dargestellten Beispiel mehrere Linsen umfasst. In the 9 embodiment shown differs from the basis of the 7 and 8th illustrated embodiments in particular in that no light guide between the laser 40 and the openings 34 . 54 in LED 30 and wavelength converter 50 is provided. Instead, the laser is 40 as a free-jet laser adjacent to the passage openings 34 . 54 in the LED 30 and the wavelength converter 50 arranged. In particular, the laser 40 arranged so that the axis of symmetry of the beam generated by it with the axis of symmetry of the through holes 34 . 54 coincides. Between the laser 40 and the passage openings 34 . 54 in the LED 30 and the wavelength converter 50 is a jet-forming device 75 arranged, which comprises a plurality of lenses in the illustrated example.

Um ähnlich wie bei den anhand der 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen ein kegelmantelförmiges Strahlenbündel 83 und damit eine ringförmige Beleuchtung des Wellenlängenkonverters 50 zu erzielen, weist beispielsweise eine der Linsen der strahlformenden Einrichtung 75 eine toroidale Gestalt auf. To similar as with the basis of the 7 and 8th illustrated embodiments, a cone-shaped beam 83 and thus an annular illumination of the wavelength converter 50 To achieve, for example, has one of the lenses of the jet-forming device 75 a toroidal shape.

Bei allen anhand der 1 bis 9 dargestellten Ausführungsformen können Linsen mit gekrümmten Grenzflächen zwischen transparenten Materialien mit homogenem Brechungsindex durch Gradientenindexlinsen oder beugende bzw. diffraktive optische Elemente ersetzt werden, teilweise auch durch Spiegel oder andere reflektierende optische Elemente. Insbesondere bei den anhand der 8 und 9 dargestellten Ausführungsformen können die Linse 42 und die Linsen der strahlformenden Einrichtung 75 teilweise oder vollständig durch gekrümmte reflektierende Flächen ersetzt werden. At all by the 1 to 9 In embodiments shown, lenses with curved interfaces between transparent materials having a homogeneous refractive index can be replaced by gradient index lenses or diffractive optical elements, in part also by mirrors or other reflective optical elements. Especially with the basis of 8th and 9 Illustrated embodiments, the lens 42 and the lenses of the beam-forming device 75 partially or completely replaced by curved reflective surfaces.

Einige Merkmale, Eigenschaften und Funktionen der anhand der 1 bis 9 dargestellten Ausführungsformen sind kombinierbar. Beispielsweise kann hinter bzw. lichtstromabwärts eines auf der Leuchtdiode 30 angeordnetem Laser 40 (vgl. 4) eine Linse 72 (vgl. 5) angeordnet sein. Ferner kann hinter bzw. lichtstromabwärts eines weiteren Wellenlängenkonverters 73 (vgl. 6) eine Linse 72 (vgl. 5) angeordnet sein, wodurch im weiteren Wellenlängenkonverter 73 durch Photolumineszenz erzeugtes Licht beispielsweise kollimiert werden kann. Ferner kann bei den anhand der 2, 3, 5 bis 8 dargestellten Ausführungsformen der Laser 40 unmittelbar benachbart zur Leuchtdiode 30 bzw. zur Durchgangsöffnung 34 in der Leuchtdiode 30 angeordnet sein, wodurch – außer bei der Ausführungsform der 8 – der Lichtleiter 44 entfallen kann. Ferner kann bei den anhand der 5 und 7 dargestellten Ausführungsformen die Linse 72 bzw. die strahlformende Einrichtung 74 statt in der Durchgangsöffnung 54 im Wellenlängenkonverter 50 in der Durchgangsöffnung 34 in der Leuchtdiode 30 oder lichtstromaufwärts derselben angeordnet sein. Entsprechendes gilt für die Anordnung des weiteren Wellenlängenkonverters 73 bei der anhand der 6 dargestellten Ausführungsform. Some features, features and functions of the 1 to 9 illustrated embodiments can be combined. For example, behind or downstream of the light on the light emitting diode 30 arranged laser 40 (see. 4 ) a lens 72 (see. 5 ) can be arranged. Furthermore, behind or downstream of another light wavelength converter 73 (see. 6 ) a lens 72 (see. 5 ), whereby in the further wavelength converter 73 For example, light generated by photoluminescence can be collimated. Furthermore, in the case of the 2 . 3 . 5 to 8th illustrated embodiments of the laser 40 immediately adjacent to the LED 30 or to the passage opening 34 in the LED 30 be arranged, whereby - except in the embodiment of the 8th - the light guide 44 can be omitted. Furthermore, in the case of the 5 and 7 illustrated embodiments, the lens 72 or the beam-shaping device 74 instead of in the passage opening 54 in the wavelength converter 50 in the passage opening 34 in the LED 30 or upstream of the same. The same applies to the arrangement of the further wavelength converter 73 in the case of the 6 illustrated embodiment.

10 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleneinrichtung, die in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 1 bis 9 dargestellten Lichtquelleneinrichtungen ähnelt. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 3 bis 9. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen beschrieben, in denen sich die Lichtquelleneinrichtung, deren Teile in 10 gezeigt sind, von den anhand der 1 bis 9 dargestellten unterscheidet. 10 shows a schematic representation of parts of another light source device, which in some features, properties and functions based on the 1 to 9 resembling light source devices. The type of representation corresponds to that of the 3 to 9 , The following describes characteristics, properties and functions in which the Light source device whose parts in 10 are shown by the basis of the 1 to 9 differentiates.

Die in 10 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der anhand der 2 und 3 dargestellten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass zwei Laser 40 vorgesehen sind, deren Licht durch zwei Lichtleiter 44 zu den Durchgangsöffnungen 34, 54 in der Leuchtdiode 30 und dem Wellenlängenkonverter 50 geführt wird. Zwei oder mehr Laser 40 können ein entsprechendes Vielfaches an Leistung zur Anregung von Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter 50 bereitstellen. Ferner kann mit zwei oder mehr Lasern 40 mit unterschiedlichen Emissionswellenlängen Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter 50 noch differenzierter angeregt werden. Dadurch kann das Spektrum des von der Lichtquelleneinrichtung insgesamt erzeugten Lichts 86 weiter in Richtung auf eine optimale Farbwiedergabe verbessert werden. In the 10 embodiment shown differs from that of the 2 and 3 illustrated embodiment in particular in that two lasers 40 are provided, the light through two light guides 44 to the passageways 34 . 54 in the LED 30 and the wavelength converter 50 to be led. Two or more lasers 40 can provide a corresponding multiple of power for exciting photoluminescence in the wavelength converter 50 provide. Furthermore, with two or more lasers 40 with different emission wavelengths photoluminescence in the wavelength converter 50 be stimulated even more differentiated. As a result, the spectrum of the total light generated by the light source device 86 continue to be improved towards optimal color reproduction.

Auch bei den anhand der 4 bis 9 dargestellten Ausführungsformen können anstelle eines Lasers zwei oder mehr Laser mit gleichen oder unterschiedlichen Emissionsspektren zur Anregung der Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter 50 vorgesehen sein. Bei allen Ausführungsformen kann das Licht mehrerer Laser an unmittelbar benachbarten Orten, insbesondere durch die gleichen Durchgangsöffnungen 34, 54 in der Leuchtdiode 30 und dem Wellenlängenkonverter 50 oder an mehreren voneinander beabstandeten Orten, insbesondere durch mehrere voneinander beabstandete Durchgangsöffnungen hindurch in das Lichtleitelement 60 eingekoppelt werden. Bei der anhand der 4 dargestellten Ausführungsform können mehrere Laser 40 unmittelbar benachbart zueinander oder voneinander beabstandet auf der Leuchtdiode 30 oder in Ausnehmungen in der Leuchtdiode 30 vorgesehen sein. Also with the basis of the 4 to 9 illustrated embodiments, instead of a laser, two or more lasers with the same or different emission spectra for exciting the photoluminescence in the wavelength converter 50 be provided. In all embodiments, the light of multiple lasers may be at immediately adjacent locations, particularly through the same passage openings 34 . 54 in the LED 30 and the wavelength converter 50 or at a plurality of spaced-apart locations, in particular by a plurality of spaced passage openings through the light guide 60 be coupled. When using the 4 illustrated embodiment, multiple lasers 40 immediately adjacent to each other or spaced apart on the light emitting diode 30 or in recesses in the LED 30 be provided.

11 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleneinrichtung, die in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 1 bis 10 dargestellten Lichtquelleneinrichtungen ähnelt. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 3 bis 10. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen beschrieben, in denen sich die Lichtquelleneinrichtung, deren Teile in 11 gezeigt sind, von den anhand der 1 bis 10 dargestellten unterscheidet. 11 shows a schematic representation of parts of another light source device, which in some features, properties and functions based on the 1 to 10 resembling light source devices. The type of representation corresponds to that of the 3 to 10 , The following describes characteristics, properties and functions in which the light source device, its parts in 11 are shown by the basis of the 1 to 10 differentiates.

Die in 11 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der anhand der 2 und 3 dargestellten Ausführungsform insbesondere dadurch, dass die Durchgangsöffnung 34 in der Leuchtdiode 30 nicht in der Mitte derselben angeordnet ist. Stattdessen ist die Durchgangsöffnung 34 am Rand des Licht emittierenden Bereichs der Leuchtdiode 30 und am Rand des Wellenlängenkonverters 50 angeordnet, so dass die Lichtemission der Leuchtdiode 30 nicht geschmälert wird und im Wellenlängenkonverter 50 keine Durchgangsöffnung vorgesehen sein muss. Alternativ und abweichend von der Darstellung in 11 können Durchgangsöffnungen 34, 54 an anderen Stellen innerhalb des Licht emittierenden Bereichs der Leuchtdiode 30 und des Wellenlängenkonverters 50 angeordnet sein. In the 11 embodiment shown differs from that of the 2 and 3 illustrated embodiment in particular in that the passage opening 34 in the LED 30 not in the middle of the same. Instead, the through hole is 34 at the edge of the light-emitting region of the light-emitting diode 30 and at the edge of the wavelength converter 50 arranged so that the light emission of the light emitting diode 30 is not diminished and in the wavelength converter 50 no passage opening must be provided. Alternatively and deviating from the illustration in 11 can through holes 34 . 54 at other locations within the light emitting area of the light emitting diode 30 and the wavelength converter 50 be arranged.

Um eine vollständige und im Wesentlichen gleichmäßige Ausleuchtung des Wellenlängenkonverters 50 zu erzielen, ist das vom Laser 40 abgewandte Ende des Lichtleiters 44 insbesondere wie in 11 angedeutet, leicht schräg in den Öffnungen 34, 54 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann das Licht mehrerer Laser durch mehrere voneinander beabstandete Durchgangsöffnungen 34, 54 in der Leuchtdiode 30 und dem Wellenlängenkonverter 50 in das Lichtleitelement 60 eingekoppelt werden, ähnlich wie anhand der 10 dargestellt. For a complete and substantially uniform illumination of the wavelength converter 50 to achieve that is from the laser 40 opposite end of the light guide 44 especially like in 11 indicated, slightly oblique in the openings 34 . 54 arranged. Alternatively or additionally, the light of multiple lasers may pass through a plurality of spaced passage openings 34 . 54 in the LED 30 and the wavelength converter 50 in the light guide 60 be coupled, similar to the basis of the 10 shown.

12 zeigt eine schematische Darstellung von Teilen einer weiteren Lichtquelleneinrichtung, die in einigen Merkmalen, Eigenschaften und Funktionen den anhand der 1 bis 11 dargestellten Lichtquelleneinrichtungen ähnelt. Die Art der Darstellung entspricht derjenigen der 3 bis 11. Nachfolgend sind Merkmale, Eigenschaften und Funktionen beschrieben, in denen sich die Lichtquelleneinrichtung, deren Teile in 12 gezeigt sind, von den anhand der 1 bis 11 dargestellten unterscheidet. 12 shows a schematic representation of parts of another light source device, which in some features, properties and functions based on the 1 to 11 resembling light source devices. The type of representation corresponds to that of the 3 to 11 , The following describes characteristics, properties and functions in which the light source device, its parts in 12 are shown by the basis of the 1 to 11 differentiates.

Bei den anhand der 2 bis 11 dargestellten Ausführungsform ist das Lichtleitelement 60 durch einen festen homogenen, transparenten Körper gebildet. Die in 12 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von den anhand der 1 bis 11 dargestellten Ausführungsformen insbesondere dadurch, dass das Lichtleitelement 60 durch einen Hohlkörper mit einem Hohlraum 66 gebildet ist. Am Lichtleitelement 60 sind ein Zuflusskanal 67 und ein Abflusskanal 68 vorgesehen, die jeweils mit dem Hohlraum 66 fluidisch gekoppelt sind. Der Hohlkörper ist zumindest an der Lichteintrittsfläche 61 und an der wellenlängenabhängig reflektierenden Lichtaustrittsfläche 62 (vgl. 2) aus einem transparenten Material gebildet. Der Hohlraum 66 wird von einem Fluid, insbesondere einer Flüssigkeit oder einem Gas durchspült, das sowohl für das von dem oder den Lasern 40 erzeugte Anregungslicht als auch für das durch Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter 50 erzeugte Licht und optional auch für durch die Leuchtdiode 30 erzeugtes Anregungslicht transparent ist. Das den Hohlraum 66 durchspülende Fluid kann bei der Photolumineszenz im Wellenlängenkonverter 50 und optional auch von der Leuchtdiode 30 und durch Absorptionsprozesse erzeugte Abwärme abführen. In the case of the 2 to 11 illustrated embodiment, the light guide 60 formed by a solid homogeneous, transparent body. In the 12 embodiment shown differs from the basis of the 1 to 11 illustrated embodiments in particular in that the light guide 60 through a hollow body with a cavity 66 is formed. At the light guide 60 are an inflow channel 67 and a drainage channel 68 provided, each with the cavity 66 are fluidically coupled. The hollow body is at least at the light entry surface 61 and at the wavelength-dependent reflecting light exit surface 62 (see. 2 ) formed of a transparent material. The cavity 66 is flushed by a fluid, in particular a liquid or a gas, which is responsible for both of the one or more lasers 40 generated excitation light as well as for that by photoluminescence in the wavelength converter 50 generated light and optionally also for by the light emitting diode 30 generated excitation light is transparent. That the cavity 66 flushing fluid can be used in photoluminescence in the wavelength converter 50 and optionally also from the LED 30 and dissipate waste heat generated by absorption processes.

Bei allen anhand der 1 bis 12 dargestellten Ausführungsformen kann alternativ oder zusätzlich zu dem schichtförmigen Wellenlängenkonverter 50 das Lichtleitelement 60, im Fall der anhand der 12 dargestellten Ausführungsform das den Hohlraum 66 durchspülende Fluid, als Wellenlängenkonverter ausgebildet sein, indem es entsprechende Fluorophore oder Luminophore enthält. At all by the 1 to 12 illustrated embodiments may alternatively or additionally to the layered wavelength converter 50 the light guide 60 , in the case of the basis of the 12 illustrated embodiment of the cavity 66 flushing fluid, be designed as a wavelength converter by containing corresponding fluorophores or luminophores.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

10 10: Endoskop endoscope
11 11: proximales Ende des Endoskops 10 proximal end of the endoscope 10
12 12: distales Ende des Endoskops distal end of the endoscope
20 20: Lichtquelleneinrichtung Light source means
22 22: Lichtleitkabel zur optischen Kopplung des Endoskops 10 mit der Lichtquelleneinrichtung 20 Optical fiber cable for optical coupling of the endoscope 10 with the light source device 20
30 30: Leuchtdiode als erste Lichtquelle LED as the first light source
31 31: Rückseite der Leuchtdiode 30 Rear of the LED 30
32 32: Lichtaustrittsfläche der Leuchtdiode 30 Light exit surface of the LED 30
34 34: Durchgangsöffnung in der Leuchtdiode 30 Through opening in the light emitting diode 30
40 40: Laser als zweite Lichtquelle Laser as second light source
41 41: Resonator resonator
42 42: abbildende Optik zur Einkopplung von Laserlicht aus dem Resonator 44 in den Lichtleiter 42 imaging optics for coupling laser light from the resonator 44 in the light guide 42
44 44: Lichtleiter zum Leiten von durch den Laser 40 erzeugtem zweiten Anregungslicht Optical fiber for guiding by the laser 40 generated second excitation light
45 45: vom Laser 40 abgewandtes Ende des Lichtleiters 44 from the laser 40 opposite end of the light guide 44
50 50: Wellenlängenkonverter Wavelength converter
51 51: Lichteintrittsfläche des Wellenlängenkonverters 50 Light entry surface of the wavelength converter 50
52 52: Lichtaustrittsfläche des Wellenlängenkonverters 50 Light exit surface of the wavelength converter 50
54 54: Durchgangsöffnung im Wellenlängenkonverter 50 Passage opening in the wavelength converter 50
60 60: Lichtleitelement light guide
61 61: Lichteintrittsfläche des Lichtleitelements 60 Light entry surface of the light guide 60
62 62: wellenlängenabhängig reflektierende Lichtaustrittsfläche des Lichtleitelements 60 wavelength-dependent reflective light exit surface of the light guide 60
64 64: wellenlängenabhängig reflektierende Beschichtung an der Lichtaustrittsfläche 62 des Lichtleitelements 60 wavelength-dependent reflective coating on the light exit surface 62 of the light-guiding element 60
66 66: Hohlraum im Lichtleitelement 60 Cavity in the light guide 60
67 67: Zuflusskanal zum Hohlraum 66 Inflow channel to the cavity 66
68 68: Abflusskanal aus Hohlraum 66 Outflow channel from cavity 66
70 70: Bündel von Lichtwellenleitern Bundle of optical fibers
72 72: Linse in den Durchgangsöffnung 34, 54 in Leuchtdiode 30 und Wellenlängenkonverter 50 Lens in the through hole 34 . 54 in LED 30 and wavelength converter 50
73 73: weiterer Wellenlängenkonverter in den Durchgangsöffnung 34, 54 in Leuchtdiode 30 und Wellenlängenkonverter 50 another wavelength converter in the passage opening 34 . 54 in LED 30 and wavelength converter 50
74 74: strahlformende Einrichtung in den Durchgangsöffnung 34, 54 in Leuchtdiode 30 und Wellenlängenkonverter 50 beam-shaping device in the passage opening 34 . 54 in LED 30 and wavelength converter 50
75 75: strahlformende Einrichtung in den Durchgangsöffnung 34, 54 in Leuchtdiode 30 und Wellenlängenkonverter 50 beam-shaping device in the passage opening 34 . 54 in LED 30 and wavelength converter 50
83 83: vom Laser 40 und/oder vom weiteren Wellenlängenkonverter 73 erzeugtes Lichtbündel vor seiner Reflexion an der wellenlängenabhängig reflektierenden Lichtaustrittsfläche 62 des Lichtleitelements 60 from the laser 40 and / or the further wavelength converter 73 generated light beam before its reflection on the wavelength-dependent reflective light exit surface 62 of the light-guiding element 60
84 84: vom Laser 40 und/oder vom weiteren Wellenlängenkonverter 73 erzeugtes Lichtbündel nach seiner Reflexion an der wellenlängenabhängig reflektierenden Lichtaustrittsfläche 62 des Lichtleitelements 60 from the laser 40 and / or the further wavelength converter 73 generated light beam after its reflection at the wavelength-dependent reflective light exit surface 62 of the light-guiding element 60
86 86: durch die wellenlängenabhängig reflektierende Lichtaustrittsfläche 62 des Lichtleitelements 60 transmittiertes Lichtby the wavelength-dependent reflecting light exit surface 62 of the light-guiding element 60 transmitted light

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 2004/068597 A2 [0006]
DE 102006053487 B4 [0007]
DE 102008012316 A1 [0008]
WO 2008/072185 A1 [0009]
DE 112010005740 T5 [0010]
WO 2012/025144 [0010]
US 8556438 B2 [0011]
DE 102010013307 A1 [0012]
EP 2374401 A1 [0012]
WO 2012/116733 A1 [0013]

Claims

Light source device ( 20 ) for generating white light, comprising: a first light source having a light emitting diode ( 30 ) for generating first excitation light; a second light source ( 40 ) for generating second excitation light, wherein the second light source ( 40 ) at least either a laser diode ( 40 ) or another laser or a super radiator or other source of at least partially coherent light; a wavelength converter ( 50 ) exhibiting photoluminescence upon irradiation with the first excitation light as well as upon irradiation with the second excitation light; the light source device ( 20 ) is formed so that of the light emitting diode ( 30 ) generated first excitation light and from the second light source ( 40 ) generated second excitation light from different directions on the wavelength converter ( 50 ) fall.

Light source device ( 20 ) according to the preceding claim, further comprising: a further wavelength converter ( 73 ) irradiated by the second light source ( 40 ) produced second excitation light photoluminescence, wherein the further wavelength converter ( 73 ) is arranged so that from the second light source ( 40 ) generated second excitation light on the further wavelength converter ( 73 ) and that by photoluminescence in the further wavelength converter ( 73 ) generated light on the wavelength converter ( 50 ) falls.

Light source device ( 20 ) according to one of the preceding claims, in which the first light source ( 30 ) and the second light source ( 40 ) are arranged substantially in one plane and a light exit surface ( 32 ) of the first light source ( 30 ) and a light exit surface of the second light source ( 40 ) are each substantially parallel to the plane.

Light source device ( 20 ) according to the preceding claim, wherein the second light source ( 40 ) at least either in a recess ( 34 ) in the first light source ( 30 ) or in a recess ( 54 ) in the wavelength converter ( 50 ) is arranged.

Light source device ( 20 ) according to one of the preceding claims, further comprising: a passage opening ( 34 ) in the first light source ( 30 ), wherein from the second light source ( 40 ) generated second excitation light through the passage opening ( 34 ) in the first light source ( 30 ) passes.

Light source device ( 20 ) according to the preceding claim, further comprising: a gradient index lens or another lens ( 72 ) or another beam-shaping device ( 74 ) in the passage opening ( 34 . 54 ).

Light source device ( 20 ) according to the preceding claim, in which the lens or the other beam-shaping device ( 74 ) is designed and arranged such that the second excitation light generated by the second light source has an annular region or another region of the wavelength converter having the topology of a ring ( 50 ) excites to photoluminescence.

Light source device ( 20 ) according to claim 5 or 6, further comprising: a further wavelength converter ( 73 ) in the passage opening ( 34 . 54 ).

Light source device ( 20 ) according to one of the preceding claims, further comprising: a wavelength-dependent reflecting surface ( 62 ) which is designed and arranged to move from the second light source ( 40 ) generated second excitation light to the wavelength converter ( 50 ) and of the wavelength converter () irradiated with the first excitation light and the second excitation light ( 50 ) to transmit light generated by photoluminescence.

Light source device ( 20 ) according to the preceding claim, further comprising: a light-guiding element ( 60 ) of a transparent material at least either between the first light source ( 30 ) and the wavelength-dependent reflecting surface ( 62 ) or between the wavelength-dependent reflecting surface ( 62 ) and the wavelength converter ( 50 ).

Light source device ( 20 ) according to the preceding claim, in which the wavelength converter ( 50 ) at least partially in the light guide element ( 60 ) is arranged.

Light source device ( 20 ) according to one of claims 10 and 11, in which the light-guiding element ( 60 ) is designed for heat dissipation.