DE102015106312A1 - Beleuchtungsvorrichtung mit Halbleiter-Primärlichtquellen und mindestens einem Leuchtstoffkörper - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung mit Halbleiter-Primärlichtquellen und mindestens einem Leuchtstoffkörper Download PDF

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Abstract

Eine Beleuchtungsvorrichtung (1) weist mehrere Halbleiter-Primärlichtquellen (Dij) zum Emittieren jeweiliger Primärlichtstrahlen (Pij), eine mittels der Primärlichtstrahlen beleuchtbare Strahlumlenkeinrichtung (5), insbesondere mindestens einen beweglichen Spiegel, die mindestens zwei Strahlumlenkstellungen einnehmen kann, und einen Leuchtstoffkörper (9), der mittels von der Strahlumlenkeinrichtung (5) umgelenkter Primärlichtstrahlen (Pij) beleuchtbar ist, auf, wobei Leuchtflecke (Fij) der einzelnen Primärlichtstrahlen (Pij) auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper (9) örtlich unterscheidbar sind, ein sich aus den Leuchtflecken (Fij) der einzelnen Primärlichtstrahlen (Pij) zusammensetzender Gesamt-Leuchtfleck (Fges) abhängig von der Strahlumlenkstellung der Strahlumlenkeinrichtung (5) auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper (9) örtlich unterscheidbar ist und mindestens ein auf den mindestens einen Leuchtstoffkörper (9) fallender Primärlichtstrahl (Pij) bei Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung (1) selektiv ein- und ausschaltbar ist. Die Beleuchtungsvorrichtung (1) ist beispielsweise anwendbar auf Projektionsvorrichtungen, insbesondere Fahrzeugscheinwerfer oder Vorrichtungen zur professionellen Beleuchtung, beispielsweise für eine Effektbeleuchtung, z.B. als ein Bühnenscheinwerfer oder als eine Disco-Leuchte.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend mehrere Halbleiter-Primärlichtquellen zum Emittieren jeweiliger Primärlichtstrahlen, eine mittels der Primärlichtstrahlen beleuchtbare Strahlumlenkeinrichtung, die mindestens zwei Strahlumlenkstellungen einnehmen kann, und mindestens einen Leuchtstoffkörper, der mittels von der Strahlumlenkeinrichtung umgelenkter Primärlichtstrahlen beleuchtbar ist. Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar auf Projektionsvorrichtungen, insbesondere Fahrzeugscheinwerfer oder Vorrichtungen zur professionellen Beleuchtung, beispielsweise für eine Effektbeleuchtung, z.B. als ein Bühnenscheinwerfer oder als eine Disco-Leuchte.
  • Einfache Scheinwerfer im Kfz-Bereich bieten heute die Wahl zwischen mehreren fest definierten Lichtverteilungen, wie z.B. Abblendlicht, Fernlicht und Nebellicht.
  • Sogenannte "adaptive" Scheinwerfersysteme mit veränderlichen Lichtverteilungen ergänzen diese Auswahl und bieten beispielsweise dynamisches Kurvenlicht, Autobahn-, Stadt- und Schlechtwetterlicht an. Die Auswahl der Lichtverteilungen wird zum Teil situationsbedingt von dem Scheinwerfersystem bzw. der Zentralelektronik des Fahrzeugs vorgenommen.
  • Auch existieren im Bereich der Fahrzeugbeleuchtung sog. "aktive" Scheinwerfer, bei denen eine begrenzte Zahl von in Spalten angeordneten Bildpunkten erzeugbar ist. Mit aktiven Scheinwerfern ist es beispielsweise möglich, entgegenkommende und vorausfahrende Fahrzeuge innerhalb des eigenen Fernlichtkegels auszublenden ("blendfreies Fernlicht") oder Gefahrenquellen durch direkte Beleuchtung für den Fahrer hervorzuheben. Eine mögliche technische Umsetzung eines aktiven Scheinwerfers basiert auf einem mittels Laserstrahlung anregbaren Leuchtstoff. Der Leuchtstoff wird hierbei mit der anregenden Strahlung abgerastert oder "abgescannt" und danach mit Hilfe einer Projektionsoptik abgebildet. Das Prinzip ist beispielsweise in den Druckschriften DE 10 2010 028 949 A1 , US 2014/0029282 A1 und WO 2014/121314 A1 beschrieben. In diesen Druckschriften wird beschrieben, dass dynamisch anpassbare Lichtverteilungen auf dem Leuchtstoff dadurch erzeugt werden, dass die zur Anregung des Leuchtstoffes verwendete Laserstrahlung mit Hilfe einer ansteuerbaren Lichtablenkeinheit in Form eines beweglichen Mikrospiegels kontrolliert wird. Eine gewünschte Lichtverteilung kann dabei (wie in der US 2014/0029282 A1 beschrieben) sowohl über eine Intensitätsmodulation der Laserquelle, über eine Anpassung der Winkelgeschwindigkeit der Ablenkeinheit als auch über eine Kombination beider Mechanismen erreicht werden.
  • Die zur Wellenlängenumwandlung bzw. Konvertierung des Laserlichts notwendigen Leuchtstoffe sind wegen des sog. "thermischen Quenchens" hinsichtlich ihrer Konversionsrate bzw. einer maximal akzeptablen Leistungsdichte (z.B. aufgrund ihrer physikalischer Materialeigenschaften wie einer Widerstandfähigkeit gegenüber einer "Laserablation") und damit hinsichtlich ihrer maximalen Leuchtdichte begrenzt. Diese Grenze der Leuchtdichte begrenzt den sich ergebenden Lichtstrom pro Querschnittsfläche des (durch den Laserstrahl) beleuchteten Leuchtstoffelements. Um den z.B. für einen Scheinwerfer notwendigen Lichtstrom zu erreichen, ist daher eine minimale beleuchtete Fläche auf dem Leuchtstoffelement und damit auch eine minimale Querschnittsfläche des Laserstrahls notwendig. Während der Lichtstrom mit steigendem Strahldurchmesser (bei konstanter Leistungsdichte des Strahls) zunimmt, nimmt die erreichbare Auflösung ab. Es existiert also ein Zielkonflikt zwischen der Auflösung und dem erreichbaren Lichtstrom. Eine Erhöhung der Auflösung verursacht eine Reduktion des Lichtstroms pro Bildpunkt und umgekehrt. Die einzige Möglichkeit, die negativen Folgen der Leuchtdichtebegrenzung des Leuchtstoffs zu umgehen, ohne die Auflösung zu reduzieren, besteht darin, den Lichtstrom auf mehrere Laserstrahlen zu verteilen. Die technischen Realisierungen davon weisen den Nachteil auf, dass sie einen hohen Justageaufwand nach sich ziehen und viel Bauraum für die Anordnung der Lichtquellen bzw. der Ablenkeinheiten benötigen.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine kompakte Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die ohne großen Ansteuerungs- und/oder Justage-Aufwand eine hohe Auflösung bei hohem Lichtstrom ermöglicht.
  • Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
  • Die Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend mehrere Halbleiter-Primärlichtquellen zum Emittieren jeweiliger Primärlichtstrahlen, eine mittels der Primärlichtstrahlen beleuchtbare Strahlumlenkeinrichtung, die mindestens zwei Strahlumlenkstellungen einnehmen kann, und einen Leuchtstoffkörper, der mittels von der Strahlumlenkeinrichtung umgelenkter Primärlichtstrahlen beleuchtbar ist, wobei – in zumindest einer Strahlumlenkstellung – Leuchtflecke der einzelnen Primärlichtstrahlen (auch als "Einzel-Leuchtflecke" bezeichnet) auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper örtlich unterscheidbar sind, ein sich aus den Einzel-Leuchtflecken zusammensetzender Gesamt-Leuchtfleck abhängig von der Strahlumlenkstellung der Strahlumlenkeinrichtung auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper örtlich unterscheidbar ist und mindestens ein auf den mindestens einen Leuchtstoffkörper fallender Primärlichtstrahl bei Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung selektiv ein- und ausschaltbar ist.
  • Mittels dieser Beleuchtungsvorrichtung wird es möglich, eine hohe Auflösung zu erreichen, da nicht nur eine Position des Gesamt-Leuchtflecks auf dem Leuchtstoffkörper örtlich variierbar ist, sondern auch die einzelnen Primärlichtstrahlen (oder "Einzelstrahlen") durch Ein- und Ausschalten variiert werden können, z.B. auch abhängig von einer Position des Gesamt-Leuchtflecks. Ferner wird so eine Ansteuerung und Justage der Strahlumlenkeinrichtung und/oder der Halbleiter-Primärlichtquellen vereinfacht. Insbesondere können die einzelnen Primärlichtstrahlen (auch als "Einzel-Primärlichtstrahlen" oder "Einzelstrahlen" bezeichenbar) nun mit einem relativ geringen Justageaufwand auf den Leuchtstoff gelenkt werden, ohne dabei die Auflösung oder den Lichtstrom zu verringern. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Justage der einzelnen Halbleiter-Primärlichtquellen zueinander nicht mehr auf Systemebene vorgenommen zu werden braucht, sondern bereits beim Hersteller der Halbleiter-Primärlichtquellen stattfinden kann.
  • Der Gesamt-Leuchtfleck (und damit auch ein aus den einzelnen Primärlichtstrahlen zusammengesetzter Gesamt-Lichtstrahl) ist also durch die Einzelstrahlen in sich segmentiert bzw. teilweise schaltbar und dadurch vielfältig variierbar. So wird es unter anderem möglich, ein Intensitätsprofil eines von dem Leuchtstoff abgestrahlten Nutzlichts bzw. ein von der Beleuchtungsvorrichtung abgestrahltes Lichtabstrahlmuster mit einem geringen baulichen Aufwand besonders fein aufgelöst dynamisch anzupassen. Zumindest zwei Einzel-Leuchtflecke können sich dabei teilweise überlappen oder getrennt sein. Die Segmentierbarkeit des Gesamt-Leuchtflecks umfasst also nicht notwendigerweise auch eine scharfe Trennung der Einzel-Leuchtflecke voneinander. Der Gesamt-Leuchtfleck kann grundsätzlich – z.B. auch abhängig von einer Strahlumlenkstellung der Strahlumlenkeinrichtung – ein einziger zusammenhängender Leuchtfleck sein oder mehrere voneinander räumlich getrennte leuchtende Teilbereiche aufweisen. Die räumlich getrennten leuchtenden Teilbereiche können jeweils wieder aus mehreren Einzel-Leuchtflecken zusammengesetzt sein.
  • Bei dieser Beleuchtungsvorrichtung kann also zumindest ein Gesamt-Leuchtfleck, der sich aus allen Leuchtflecken der einzelnen Primärlichtstrahlen zusammensetzt, mittels der Strahlumlenkeinrichtung einheitlich auf dem Leuchtstoffkörper bewegt werden, während zumindest einige einzelne Primärlichtstrahlen selektiv ein- und ausschaltbar sind.
  • Unter einer "Strahlumlenkstellung" kann insbesondere eine Stellung der Strahlumlenkeinrichtung verstanden werden, bei der ein einfallender Primärlichtstrahl in eine vorgegebene Raumrichtung umgelenkt wird. Verschiedene Strahlumlenkstellungen bewirken, dass ein einfallender Primärlichtstrahl in verschiedene Raumrichtungen umgelenkt wird. Eine Strahlumlenkstellung kann beispielsweise eine mechanische Stellung (z.B. eine Winkelstellung oder eine Hubposition) und/oder eine elektrische oder elektronische Einstellung (z.B. ein Spannungsniveau oder eine Codefolge) sein.
  • Die selektive Ein- und Ausschaltbarkeit mindestens einer Halbleiter-Primärlichtquelle umfasst, dass von mehreren Halbleiter-Primärlichtquellen mindestens eine Halbleiter-Primärlichtquelle einzeln und/oder gruppenweise ein- und ausschaltbar ist. Es ist eine für eine besonders vielgestaltige Bildung eines Nutzlichtstrahls vorteilhafte Weiterbildung, dass alle Halbleiter-Primärlichtquellen einzeln ein- und ausschaltbar sind, was eine besonders vielfältige Einstellung des Lichtabstrahlmusters erlaubt. Alternativ kann die Beleuchtungsvorrichtung aber auch mindestens einen nicht selektiv ein- und ausschaltbaren Primärlichtstrahl aufweisen. Mindestens eine Halbleiter-Primärlichtquelle mag – z.B. abhängig von einem vorgegebenen Anwendungsfall – einzeln oder gruppenweise ein- und ausschaltbar sein.
  • Die selektive Ein- und Ausschaltbarkeit kann umfassen, dass die zugehörige Halbleiter-Primärlichtquelle zur Erzeugung oder Nichterzeugung eines Primärlichtstrahls selektiv aktivierbar bzw. deaktivierbar ist. Die selektive Ein- und Ausschaltbarkeit kann auch umfassen, dass ein erzeugter Primärlichtstrahl selektiv durchlassbar bzw. blockierbar ist. Das Blockieren kann beispielsweise mittels jeweiliger Blenden oder Shutter erreicht werden.
  • Der Leuchtstoffkörper kann in reflektierender Anordnung und/oder in transmittierender Anordnung vorliegen oder genutzt werden. Bei der reflektierenden Anordnung wird dasjenige von dem Leuchtstoffkörper abgestrahlte Licht als Nutzlicht verwendet, das von der Seite des Leuchtstoffkörpers abgestrahlt wird, auf welche auch die Primärlichtstrahlen einfallen. Bei der transmittierenden Anordnung wird dasjenige von dem Leuchtstoffkörper abgestrahlte Licht als Nutzlicht verwendet, das von der in Bezug auf die einfallenden Primärlichtstrahlen abgewandten Seite des Leuchtstoffkörpers abgestrahlt wird. Insbesondere ist auch eine sowohl reflektierende als auch transmittierende Anordnung umsetzbar. Vor allem in transmittierender Anordnung sind weitere optische Elemente, wie zum Beispiel dichroitische Spiegel, zur Erhöhung der Effizienz realisierbar.
  • Der Leuchtstoffkörper weist mindestens einen Leuchtstoff auf, welcher dazu geeignet ist, einfallendes Primärlicht zumindest teilweise in Sekundärlicht unterschiedlicher Wellenlänge umzuwandeln oder zu konvertieren. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe mögen diese Sekundärlicht von zueinander unterschiedlicher Wellenlänge erzeugen und/oder durch Primärlicht unterschiedlicher Wellenlänge das Sekundärlicht erzeugen. Die Wellenlänge des Sekundärlichts mag länger sein (sog. "Down Conversion") oder kürzer sein (sog. "Up Conversion") als die Wellenlänge des Primärlichts. Beispielsweise mag blaues Primärlicht (z.B. mit einer Wellenlänge von ca. 450 nm) mittels eines Leuchtstoffs in grünes, gelbes, orangefarbenes oder rotes Sekundärlicht umgewandelt werden. Bei einer nur teilweisen Wellenlängenumwandlung oder Wellenlängenkonversion wird von dem Leuchtstoffkörper eine Mischung aus Sekundärlicht (z.B. gelb) und nicht umgewandeltem Primärlicht (z.B. blau) abgestrahlt, die als Nutzlicht (z.B. weiß) dienen kann.
  • Der Leuchtstoffkörper kann ein (flaches) Leuchtstoffplättchen sein, beispielsweise in Form einer Keramik. Das Leuchtstoffplättchen kann zumindest an der durch die Primärlichtstrahlen bestrahlbaren Oberfläche planar sein. Das Leuchtstoffplättchen kann eine konstante oder eine variierende Dicke aufweisen. Es kann beispielsweise eine runde oder viereckige Randkontur aufweisen.
  • Alternativ oder zusätzlich kann das Leuchtstoffplättchen zumindest an der durch die Primärlichtstrahlen bestrahlbaren Oberfläche auch nicht planar ausgeführt sein, beispielsweise gewölbt oder unduliert.
  • Der Leuchtstoffkörper kann ein einzelner, zusammenhängend hergestellter Leuchtstoffkörper sein, was auch als einstückiger Leuchtstoffkörper bezeichnet werden kann. Alternativ kann der Leuchtstoffkörper aus separat hergestellten Teilsegmenten zusammengesetzt sein, die gegeneinander versetzt und/oder verdreht und/oder geneigt und/oder gekippt sind, wobei die Teilsegmente auf einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein können, es aber nicht zu sein brauchen. Diese Teilsegmente oder Teil-Leuchtstoffkörper können gleiche oder unterschiedliche Umwandlungseigenschaften (z.B. in Bezug auf einen Umwandlungsgrad, einen verwendeten Leuchtstoff usw.) aufweisen. Bei Vorliegen mehrerer Teil-Leuchtstoffkörper können zumindest zwei davon zueinander eng aneinander grenzen, z.B. aneinanderstoßen.
  • Der Leuchtstoffkörper kann z.B. ein rechteckiger oder ein runder Leuchtstoffkörper sein. Der Leuchtstoffkörper kann einen größten Durchmesser von 20 mm oder weniger aufweisen.
  • Ein rechteckiger Leuchtstoffkörper kann z.B. Kantenmaße von 5 × 20 mm oder 20 × 5 mm aufweisen.
  • Dass Leuchtflecke der einzelnen Primärlichtstrahlen bzw. deren Einzel-Leuchtflecke auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper örtlich unterscheidbar sind, kann auch als eine "lateral disjunkte" oder einfach nur als eine "disjunkte" Anordnung bezeichnet werden. Die disjunkte Anordnung umfasst, dass benachbarte Leuchtflecke seitlich bzw. lateral voneinander getrennt oder nur teilweise überlappend sind. Die disjunkte Anordnung ist insbesondere dadurch gegeben, dass Orte maximaler Leuchtdichte und/oder Zentren benachbarter Leuchtflecke nicht aufeinanderfallen, sondern zueinander seitlich beabstandet sind. Unter einem Zentrum eines Leuchtflecks kann insbesondere sein (ggf. mit der Leuchtdichte gewichteten) geometrischer Schwerpunkt verstanden werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens zwei einzelne Primärlichtstrahlen bzw. Einzel-Leuchtflecke auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper örtlich unterscheidbar sind und mindestens zwei Primärlichtstrahlen bzw. Einzel-Leuchtflecke auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper direkt aufeinanderliegen. "Direkt aufeinanderliegende" Einzel-Leuchtflecke weisen insbesondere den gleichen geometrischen Schwerpunkt auf. Direkt aufeinanderliegende Einzel-Leuchtflecke können gleiche oder unterschiedliche Eigenschaften (z.B. Durchmesser) aufweisen. Durch die Verwendung direkt aufeinanderliegender Einzel-Leuchtflecke lässt sich eine noch größere Variation der Leuchtdichteverteilung auf dem Leuchtstoffkörper und damit des Lichtabstrahlmusters erreichen.
  • Eine teilweise Überlappung ist insbesondere dann gegeben, wenn sich Ränder benachbarter Leuchtflecke überschneiden. Ein Rand eines Leuchtflecks kann beispielsweise das Gebiet umschließen, bei dem eine Leuchtdichte von mindestens 5%, insbesondere von mindestens 10%, insbesondere von mindestens 1/e2 (entsprechend ca. 13,5%), insbesondere von 1/e (entsprechend ca. 36,8%), der maximalen Leuchtdichte dieses Leuchtflecks erreicht wird. Eine voneinander getrennte Anordnung wird analog dann erreicht, wenn sich die Ränder nicht überschneiden.
  • Insbesondere umfasst die mindestens eine Halbleiter-Primärlichtquelle mindestens einen Laser, beispielsweise mindestens eine Laserdiode. Die Laserdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehausten Laserdiode oder in ungehauster Form, z. B. als mindestens ein Chip oder "Die" vorliegen. Insbesondere können mehrere Laserdioden als mindestens ein Multi-Die-Package oder als mindestens ein Laserbarren vorliegen. Beispielsweise kann das Multi-Die Laser Package PLPM4 450 der Fa. Osram Opto Semiconductors verwendet werden. Mehrere Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Anstelle eines Lasers kann beispielsweise auch mindestens eine Leuchtdiode verwendet werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Halbleiter-Primärlichtquelle mindestens vier, insbesondere mindestens 20, insbesondere mindestens 30, insbesondere mindestens 40, Halbleiter-Primärlichtquellen aufweist. Je höher die Zahl der Halbleiter-Primärlichtquellen ist, desto höher ist eine erreichbare Lichtstärke im Fernfeld und desto geringere Anforderungen brauchen an eine ggf. benötigte Bewegung der Strahlumlenkeinrichtung angelegt zu werden.
  • Es ist ferner eine Weiterbildung, dass die Halbleiter-Primärlichtquellen dazu eingerichtet sind, alle Primärlichtstrahlen parallel zueinander abzustrahlen bzw. zu emittieren. Dies lässt sich z.B. durch eine Anbringung der Halbleiter-Primärlichtquellen auf einem oder mehreren gemeinsamen Trägern erreichen. Insbesondere für diese Weiterbildung können alle Halbleiter-Primärlichtquellen auf einem gemeinsamen Träger, insbesondere Leiterplatte, angeordnet sein, z.B. als mindestens ein Multi-Die-Package oder als mindestens ein Laserbarren.
  • Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Halbleiter-Primärlichtquellen in einem regelmäßigen Flächenmuster angeordnet sind, insbesondere in einem symmetrischen Flächenmuster, beispielsweise in einem rechteckigen Matrixmuster oder in einem hexagonalen Muster. Dies ergibt den Vorteil, dass eine Gesamtheit aller während einer Bildaufbauzeit erzeugbaren Einzel-Leuchtflecke auf dem Leuchtstoffkörper in einfacher Weise ebenfalls regelmäßig, insbesondere symmetrisch, ausgebildet sein kann bzw. dort ein regelmäßiges Muster bildet, beispielsweise ein Matrixmuster. So können insbesondere unerwünschte Leuchtdichtesprünge oder unerwünschte Leuchtdichtelücken zwischen benachbarten Leuchtflecken vermieden werden.
  • Den mehreren Halbleiter-Primärlichtquellen kann eine erste Optik in Form einer "Primäroptik" nachgeschaltet sein, welche die von den Halbleiter-Primärlichtquellen emittierten Einzel-Primärlichtstrahlen z.B. kollimiert.
  • In dem Lichtpfad zwischen den mehreren Halbleiter-Primärlichtquellen oder – falls vorhanden – der ersten Primäroptik und der Strahlumlenkeinrichtung kann eine zweite Optik mit mindestens einem optischen Element angeordnet sein. In dem Lichtpfad zwischen der Strahlumlenkeinrichtung und dem mindestens einen Leuchtstoffkörper kann eine dritte Optik mit mindestens einem optischen Element angeordnet sein. Dem mindestens einen Leuchtstoffkörper kann eine vierte Optik mit mindestens einem optischen Element zur Strahlformung des Nutzlichts optisch nachgeschaltet sein. Die dritte Optik und die vierte Optik können mindestens ein gemeinsames optisches Element aufweisen, beispielsweise mindestens ein optisches Element zur Fokussierung der Primärlichtstrahlen auf den Leuchtstoffkörper und zur Auskopplung des von dem Leuchtstoffkörper abgestrahlten Nutzlichts.
  • Es ist eine Ausgestaltung, dass die Strahlumlenkeinrichtung mindestens einen mittels der Primärlichtstrahlen beleuchtbaren beweglichen Spiegel aufweist, der mindestens zwei Winkelstellungen als Strahlumlenkstellungen einnehmen kann. Diese Ausgestaltung ergibt den Vorteil, dass sie vergleichsweise einfach, kompakt, langlebig und preiswert umsetzbar ist.
  • Der mindestens eine bewegliche Spiegel mag insbesondere mindestens einen drehbaren oder schwenkbaren Spiegel aufweisen, kann aber zusätzlich oder alternativ auch verschiebbar sein.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine bewegliche Spiegel genau ein Spiegel ist, was einen besonders einfachen Aufbau ermöglicht. Ein solcher Spiegel ist insbesondere um zwei zueinander senkrecht stehende Drehachsen verschwenkbar oder drehbar, z.B. um eine x-Achse und um eine y-Achse. Dadurch wird eine grundsätzlich beliebige Position des Gesamt-Leuchtflecks auf dem Leuchtstoffkörper mit nur einem Spiegel ermöglicht, beispielsweise eine zeilenweise bzw. spaltenweise oder lissajousfigur-artige Beleuchtung des Leuchtstoffkörpers. So wiederum wird eine z.B. zeilen-/spaltenweise oder lissajousfigur-artige Erzeugung eines durch das Nutzlicht aufgebauten Lichtabstrahlmusters ermöglicht.
  • Es ist auch eine Weiterbildung, dass der mindestens eine bewegliche Spiegel mehrere bewegliche Spiegel umfasst. Diese können die Primärlichtstrahlen beispielsweise in jeweils unterschiedliche Raumrichtungen ablenken, z.B. für einen zeilen- bzw. spaltenweisen Aufbau des Lichtabstrahlmusters. So ist es eine Weiterbildung, das der mindestens eine mittels der Primärlichtstrahlen beleuchtbare bewegliche Spiegel je einen drehbaren Spiegel pro Drehachse umfasst, beispielsweise einen drehbaren Spiegel für die x-Achse und einen nachgeschalteten drehbaren Spiegel für die y-Achse, oder umgekehrt. Solche Spiegel sind besonders einfach umsetzbar.
  • Es ist auch eine Variante, dass nur ein einzelner, um eine einzige Drehachse drehbarer Spiegel verwendet wird. Ein Bildaufbau wird dann beispielsweise dadurch ermöglicht, dass ein Gesamt-Leuchtfleck in einer zweiten Bildrichtung (z.B. einer Bildhöhe oder einer Bildbreite) so groß ist (z.B. so hoch oder so breit ist), dass er die ganze zweite Bildrichtung einnimmt. Insbesondere in diesem Fall kann die die Auflösung in der zweiten Bildrichtung über die Ein- bzw. Aus-Schaltung der Einzelstrahlen erfolgen. Die Halbleiter-Primärlichtquellen können dann z.B. in einer Reihe angeordnet sein.
  • Es ist eine zur Verwendung mindestens eines Spiegels alternative oder zusätzliche Ausgestaltung, dass die Strahlumlenkeinrichtung ein Feld oder Array von Phasenschiebern aufweist, das in gewünschten Winkelbereichen bzw. für gewünschte Strahlumlenkstellungen eine Lichtumverteilung durch konstruktive oder destruktive Interferenz ermöglicht. Mögliche Ausführungsformen umfassen beispielsweise ein Feld aus vertikal verschiebbaren MEMS-Spiegeln ("piston-like array") oder z.B. ein LCD-basiertes Phasenschieberfeld.
  • Es ist noch eine Weiterbildung, dass die zweite Optik dazu eingerichtet und angeordnet ist, zumindest zwei von den Halbleiter-Primärlichtquellen emittierte Einzel-Primärlichtstrahlen unter verschiedenen Winkeln auf den mindestens einen Spiegel zu lenken. Dadurch kann ein besonders kleiner Spiegel verwendet werden, insbesondere ein Mikrospiegel. Die zweite Optik kann insbesondere dazu eingerichtet und angeordnet sein, mehrere parallel einfallende Primärlichtstrahlen auf den Spiegel zu fokussieren.
  • Es ist auch eine Weiterbildung, dass die zweite Optik dazu eingerichtet und angeordnet ist, zwei von den Halbleiter-Primärlichtquellen emittierte einzelne Primärlichtstrahlen zueinander parallel, aber lateral disjunkt auf den mindestens einen Spiegel zu lenken.
  • Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine bewegliche Spiegel mindestens einen Mikrospiegel umfasst. So lässt sich eine besonders kompakte Anordnung erreichen. Der Mikrospiegel kann ein MEMS-Bauteil sein, das dann auch als MEMS-Spiegel bezeichnet werden kann. Zumindest ein Mikrospiegel kann eine einzige zusammenhängende bewegliche Spiegelfläche aufweisen. Zumindest ein Mikrospiegel kann mehrere – insbesondere unabhängig voneinander – bewegliche Spiegelflächen aufweisen. Er kann dann insbesondere als ein Mikrospiegel-Array vorliegen, z.B. als ein DMD ("Digital Micromirror Device"). Ein Mikrospiegel (bzw. eine matrixartige Anordnung aus Mikrospiegeln) kann bezüglich seines Schwingverhaltens resonant oder nichtresonant angesteuert werden. Die dynamische Abfolge der Winkelstellungen eines Mikrospiegels kann sinusförmig oder nicht sinusförmig erfolgen, insbesondere mit einer zeitlich linearen oder einer zeitlich nichtlinearen Auslenkung. Handelsübliche MEMS-Spiegel weisen eine Auslenkung von +/–(10°...12°) auf.
  • Mindestens ein Mikrospiegel kann aktuatorisch beweglich, insbesondere verschwenkbar, sein, beispielsweise schrittweise oder stufenlos. Die jeweiligen Winkelstellungen entsprechen dabei den jeweiligen Positionen eines Gesamt-Primärlichtstrahls auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper bzw. dem jeweiligen Gesamt-Leuchtfleck. Der mindestens eine zugehörige Aktuator (z.B. ein Piezoaktor mit oder ohne Hubverstärkung) kann als ein Schrittmotor ausgebildet oder verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Mikrospiegel mittels einer Antriebswelle kontinuierlich drehbar sein, und zwar zwischen zwei Endstellungen oder durchdrehend. Der Aktuator kann dann ein Elektromotor sein. Beispielsweise kann unter Verwendung eines schrittweise verschwenkbaren Spiegels und eines kontinuierlich drehbaren Spiegels ein Aufbau ähnlich zu einem sog. "Flying-Spot"-Verfahren erreicht werden.
  • Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Leuchtstoffkörper eines durch die einzelnen Primärlichtstrahlen zusammengesetzten Gesamt-Lichtstrahls bahnartig beleuchtbar ist bzw. der Gesamt-Leuchtfleck bahnartig auf dem Leuchtstoffkörper bewegbar oder "scanbar" ist.
  • Die bahnartige Bewegung kann z.B. eine zeilen- oder spaltenartige Bewegung oder eine Bewegung gemäß einer Lissajousfigur sein. Das Inverse der zum Überstreichen einer Zeile bzw. Spalte benötigten Zeitdauer kann als horizontale Scanfrequenz oder Zeilenfrequenz bzw. vertikale Scanfrequenz oder Zeilenfrequenz bezeichnet werden.
  • Es ist eine Weiterbildung, dass die einzelnen Primärlichtstrahlen mit einer Schaltfrequenz ein- und ausschaltbar sind, die mindestens 10-fach, insbesondere mindestens 100-fach, insbesondere mindestens 1000-fach, insbesondere mindestens 10000-fach höher ist als die Scanfrequenz. So kann beispielsweise eine Pulsfrequenz der Halbleiter-Primärlichtquellen entsprechend höher sein als die Scanfrequenz.
  • Die Zeitdauer eines Zyklus zur Beleuchtung des Leuchtstoffkörpers wird auch als "Bildaufbauzeit" bezeichnet, die zugehörige Frequenz als "Bildaufbaufrequenz". Die Bildaufbaufrequenz beträgt zur ausreichend hohen zeitlichen Auflösung eines Lichtabstrahlmusters auch in einem Fernfeld vorteilhafterweise mindestens 50 Hz, besonders vorteilhaft mindestens 75 Hz, ganz besonders vorteilhaft mindestens 100 Hz, insbesondere mindestens 200 Hz.
  • Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass sich unterschiedlich positionierte und damit insbesondere auch aufeinanderfolgend erzeugte Gesamt-Leuchtflecke auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper zumindest teilweise überlappen, nämlich in einem sog. "Überlappungsbereich" des Leuchtstoffkörpers. Dort kann eine besonders hohe zeitlich integrierte Leuchtdichte erreicht werden. Es ist in anderen Worten eine Ausgestaltung, dass sich zu unterschiedlichen Strahlumlenkstellungen der Strahlumlenkeinrichtung (z.B. zu unterschiedlichen Winkelstellungen des mindestens einen Spiegels) gehörige Gesamt-Leuchtflecke teilweise überlappen können.
  • Es ist eine Ausgestaltung davon, dass sich zumindest zwei Einzel-Leuchtflecken, die zu unterschiedlichen Gesamt-Leuchtflecken gehören, überlagern können. In anderen Worten können sich in dem Überlappungsbereich Einzel-Leuchtflecke unterschiedlicher Gesamt-Lichtstrahlen zeitlich versetzt, aber deckungsgleich überlagern. Dadurch ist ein besonders vielfältig erzeugbares Leuchtmuster auf dem Leuchtstoffkörper und von der Beleuchtungsvorrichtung abstrahlbares Lichtabstrahlmuster bereitstellbar. Insbesondere kann so eine abgestufte zeitlich integrierte Leuchtdichte einzelner Leuchtbereiche in einem Überlappungsbereich des Leuchtstoffkörpers nur durch Ein- und Ausschalten der Einzel-Primärlichtstrahlen erreicht werden, sind. Auch lässt sich so eine besonders hohe Auflösung erreichen.
  • Es ist noch eine Ausgestaltung davon, dass sich zumindest zwei Reihen (z.B. Spalten oder Zeilen) von Leuchtflecken einzelner Primärlichtstrahlen, die zu unterschiedlichen Gesamt-Leuchtflecken gehören, überlagern können. Dadurch werden eine hohe Auflösung und eine hohe zeitlich integrierte Leuchtdichte auf besonders einfache Weise für z.B. eine zeilen- oder spaltenartige Überstreichung oder Abrasterung des Leuchtstoffkörpers ermöglicht.
  • Es ist eine für einen mechanisch besonders einfach ausgestaltbaren und schnell umschaltenden Bewegungsmechanismus mindestens einen Spiegels vorteilhafte Ausgestaltung, dass die – zu unterschiedlichen Winkelstellungen gehörigen – Gesamt-Leuchtflecke örtlich voneinander getrennt sind.
  • Während eines Bildaufbaus können grundsätzlich einige Gesamt-Leuchtflecke ganz überlappend zueinander auf dem Leuchtstoffkörper erzeugt werden und andere Gesamt-Leuchtflecke örtlich unterscheidbar oder disjunkt auf dem Leuchtstoffkörper erzeugt werden (d.h., nur teilweise überlappend oder örtlich getrennt).
  • Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass ein Einschaltmuster (d.h., ein Muster von Einschalt- und Ausschaltzuständen) der erzeugbaren Leuchtflecken abhängig von der Strahlumlenkstellung der Strahlumlenkeinrichtung (z.B. von der Winkelstellung des mindestens einen beweglichen Spiegels) ist.
  • Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der Gesamt-Leuchtfleck eine maximal erreichbare ebene Ausdehnung aufweist, die 20% einer entsprechenden Ausdehnung des Leuchtstoffkörpers bzw. von dessen beleuchtbarer Fläche nicht überschreitet, insbesondere 10%, insbesondere 5%, insbesondere 2% und insbesondere 1% nicht überschreitet. Dadurch kann eine besonders hohe Leuchtdichte der Leuchtflecke erreicht werden. Durch die Änderung Strahlumlenkstellung der Strahlumlenkeinrichtung (z.B. der der Winkelstellung des mindestens einen Spiegels) lassen sich innerhalb eines Beleuchtungszyklus bzw. innerhalb einer Bildaufbauzeit mehrere disjunkte Gesamt-Leuchtflecke erzeugen, die zusammen mehr als 20% (insbesondere 10%, 5%, 2% oder 1%) der entsprechenden Ausdehnung des Leuchtstoffkörpers abdecken. Unter einer ebenen Ausdehnung kann beispielsweise ein Durchmesser (z.B. bei einem Gesamt-Leuchtfleck mit einer runden Grundform), eine Kantenlänge oder eine Diagonale (z.B. bei einem Gesamt-Leuchtfleck mit einer rechteckigen oder hexagonalen Grundform) verstanden werden.
  • Die Ausdehnung und/oder die Form des Gesamt-Leuchtflecks mögen insbesondere durch die Ausdehnung und/oder die Form einer umhüllenden Kontur des Gesamt-Leuchtflecks gegeben sein. Die umhüllende Kontur mag insbesondere die alle Einzel-Leuchtflecke eines Gesamt-Leuchtflecks umgebende gedachte Linie minimaler Länge sein. Sie umgibt eine geschlossene Fläche, in der alle Einzel-Leuchtflecke liegen. Bei einer rechteckig matrixförmigen Anordnung der Einzel-Leuchtflecke mag die zugehörige umhüllende Kontur eine rechteckige Grundform aufweisen usw. Dass die Form des Gesamt-Leuchtflecks bzw. die Form ihrer umhüllenden Kontur eine bestimmte (z.B. rechteckige, hexagonale, kreisrunde, ovale, freiförmige usw.) Grundform aufweist, mag umfassen, dass zumindest ein Teil der Ränder gekrümmt ausgebildet ist, die Grundform z.B. abgerundete Kanten aufweist.
  • Es ist eine zur Vermeidung von Lichtverlusten vorteilhafte Ausgestaltung, dass zumindest ein einzelner Primärlichtstrahl unter einem Brewster-Winkel auf den Leuchtstoffkörper fällt, da so eine Oberflächen-Reflexion besonders gering gehalten wird.
  • Es ist ferner eine Weiterbildung, dass die Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens einem Sensor gekoppelt ist (z.B. mit einer Kamera) und die einzelnen Primärlichtstrahlen bzw. die zugehörigen Leuchtflecke in Abhängigkeit von einem Messwert des mindestens einen Sensors ein- und ausschaltbar sind. Dadurch können bei einem fahrenden Fahrzeug dann, wenn mittels einer Frontkamera ein Fußgänger oder ein Tier entdeckt wurde, diejenigen Leuchtflecke ganz ausgeschaltet werden, die in dem zugehörigen Lichtabstrahlmuster dieses Objekts beleuchten. Dies verringert eine Blendung des Objekts. Eine solche Anpassung des Lichtabstrahlmusters kann auch als "dynamische" oder "aktive" Anpassung bezeichnet werden. Eine weitere Möglichkeit einer dynamischen Anpassung besteht in einem Ein- oder Ausschalten von einzelnen Primärlichtstrahlen bzw. zugehörigen Leuchtflecken in Abhängigkeit von einem Wert eines Außenlichtsensors. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass das Ein- und Ausschalten über eine mit dem Fahrzeug wechselwirkende Schnittstelle, beispielsweise eine Software-Applikation ("App") oder ein Positionssignal (GPS usw.) einstellbar bzw. veränderbar ist. So können beispielsweise Benutzer eines Fahrzeugs je nach Wetterlage (Nebel, Regen, Schnee, usw.) oder je nach Alter, Zustand der Augen und anderen Vorlieben eine im Rahmen der gesetzlichen Normen zulässige Anpassung des Lichtabstrahlmusters vornehmen.
  • Es ist außerdem noch eine Ausgestaltung, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Projektionsvorrichtung ist. Darunter wird insbesondere eine Vorrichtung verstanden, die dazu vorgesehen ist, einen zu der Projektionsvorrichtung beabstandeten Bereich zu beleuchten, insbesondere ein Fernfeld. Das Fernfeld kann z.B. einen Raumbereich vor der Beleuchtungsvorrichtung ab einem Abstand von ca. einem Meter bezeichnen, insbesondere ab einem Abstand von ca. fünf Metern.
  • Es ist zudem noch eine Ausgestaltung, dass die Beleuchtungsvorrichtung ein Fahrzeug-Scheinwerfer oder eine Effektbeleuchtungs-Vorrichtung (z.B. eine Bühnen- oder eine Disco-Beleuchtung) ist. Die Beleuchtungsvorrichtung kann aber auch ein Bildprojektor sein.
  • Für den Fall eines Fahrzeug-Scheinwerfers kann das zugehörige Fahrzeug ein Kraftfahrzeug wie ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen, ein Bus, ein Motorrad usw., ein Luftfahrzeug wie ein Flugzeug oder ein Hubschrauber oder ein Wasserfahrzeug sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann grundsätzlich auf eine andere Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs sein, beispielsweise ein Rücklicht.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung kann eine Sicherfunktion aufweisen, mittels der erreicht wird, dass bei einer Beschädigung der Beleuchtungsvorrichtung aus dieser austretendes Licht (insbesondere Primärlicht) keine schädliche Wirkung entfalten kann. Insbesondere wird die von der Beleuchtungsvorrichtung ausgesandte Strahlung innerhalb eines photobiologisch unbedenklichen Maßes gehalten, z.B. durch eine konstruktive Ausgestaltung und/oder durch ein Abschalten der Halbleiter-Primärlichtquellen ("Abschaltautomatik"). Die Abschaltautomatik kann z.B. sensorgesteuert auslösen, beispielsweise beruhend auf Messwerten eines Abstandssensors, einer Kamera, eines Airbag-Sensors usw. Die Beschädigung kann eine Beschädigung oder Entfernung des Leuchtstoffkörpers umfassen. Die Beschädigung kann durch einen Unfall verursacht werden.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
  • 1 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 2 zeigt einen Gesamt-Leuchtfleck auf einem Leuchtstoffkörper der Beleuchtungsvorrichtung;
  • 3 zeigt eine Auftragung einer örtlichen Leuchtdichteverteilung aus 2;
  • 4 zeigt eine weitere Auftragung einer örtlichen Leuchtdichteverteilung;
  • 5 zeigt noch eine weitere mögliche Auftragung einer örtlichen Leuchtdichteverteilung;
  • 6 zeigt in Frontalansicht einen Leuchtstoffkörper mit einer möglichen Bahn des Gesamt-Leuchtflecks;
  • 7 zeigt in Frontalansicht einen Leuchtstoffkörper mit einer Darstellung zeitlich aufeinanderfolgender Gesamt-Leuchtflecke sowie deren zeitliche Integration;
  • 8 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
  • 9 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • 1 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist ein Multi-Die-Package 2 auf, auf dem zwanzig (20) Halbleiter-Primärlichtquellen in Form von Laserchips Dij mit beispielhaft i = 1, ..., m und j = 1, ..., n in einem matrixförmigen(m×n)-Muster mit m = 5, n = 4 angeordnet sind. Die Laserchips, von denen hier nur die Laserchips Di1 bis Di4 einer Spalte i gezeigt sind, emittieren zugehörige einzelne Primärlichtstrahlen Pij in Form von Laserstrahlen, von denen hier auch nur die zugehörigen vier Primärlichtstrahlen Pi1 bis Pi4 gezeigt sind. Alle Primärlichtstrahlen Pij bestehen hier beispielhaft aus blauem Licht und sind auch in Bezug auf ihr Strahlungsprofil gleich. Die Primärlichtstrahlen Pij werden parallel zueinander emittiert.
  • Die einzelnen Primärlichtstrahlen Pij durchlaufen eine erste Optik 3, die eine individuelle Strahlformung der einzelnen Primärlichtstrahlen Pij erlaubt, z.B. eine Strahlkollimation, beispielsweise zum individuellen "Parallelrichten" aller einzelnen Primärlichtstrahlen Pij. Die erste Optik 3 kann auch als "Primäroptik" bezeichnet werden.
  • Der ersten Optik 3 ist eine für alle Primärlichtstrahlen Pij gemeinsame zweite Optik 4 nachgeschaltet, welche die Primärlichtstrahlen Pij räumlich näher zusammenbringt und ggf. auch deren Querschnittfläche verkleinert und auf einen ersten Spiegel in Form eines Mikrospiegels 5 lenkt. Die zweite Optik 4 mag auch als eine "Teleskop-Optik" bezeichnet werden. Die Primärlichtstrahlen Pij können parallel oder zueinander angewinkelt auf den Mikrospiegel 5 treffen.
  • Der Mikrospiegel 5 kann beispielsweise stufenlos oder schrittweise um zwei Drehachsen gedreht werden, die hier z.B. senkrecht zu der Blattebene und in der Blattebene parallel zu einer Spiegelfläche des Mikrospiegels 5 liegen könnten. Er kann in Bezug auf jede der beiden Drehachsen mehrere unterschiedliche Winkelstellungen einnehmen. Der Ablenkwinkel des Mikrospiegel 5 kann z.B. in beide Drehrichtungen bis zu +/–12° betragen.
  • Der Mikrospiegel 5 lenkt die nun eng in einem Gesamtlichtstrahl Pges zusammenstehenden Primärlichtstrahlen Pij durch eine dritte Optik 6 auf einen starren Umlenkspiegel 7 um. In 1 sind dazu beispielhaft herausgegriffene, zu unterschiedlichen Winkelstellungen des Mikrospiegels 5 gehörige Gesamtlichtstrahlen Pges eingezeichnet, die bei Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 1 zeitlich hintereinander erzeugt werden können.
  • Der Umlenkspiegel 7 lenkt die einzelnen Primärlichtstrahlen Pij bzw. den daraus zusammengesetzten Gesamtlichtstrahl Pges durch eine vierte Optik 8 auf einen Leuchtstoffkörper 9. Ein Durchmesser der vierten Optik 8 beträgt für Automobilanwendungen vorzugsweise 70 mm oder weniger.
  • Der Leuchtstoffkörper 9 ist hier als ein ebenes Keramikplättchen ausgebildet, das an seiner den eintreffenden Primärlichtstrahlen Pij abgewandten Seite z.B. auf einer reflektierenden Unterlage (o. Abb.) aufliegen kann. Die Unterlage kann auch als ein Kühlkörper wirken.
  • Der Leuchtstoffkörper 9 kann also in einer Winkelstellung des Mikrospiegels 5 maximal durch alle Primärlichtstrahlen Pij gleichzeitig beleuchtbar sein. Jedoch können – insbesondere auch abhängig von der Winkelstellung – ein oder mehrere Primärlichtstrahlen Pij ausgeschaltet sein bzw. nicht emittiert werden.
  • Die blauen Primärlichtstrahlen Pij können durch den in dem Leuchtstoffkörper 9 befindlichen Leuchtstoff (z.B. ein Leuchtstoff aus mit Cer dotiertem Yttrium-Aluminium-Granat (YAG), der blaues Primärlicht zumindest teilweise in gelbes Sekundärlicht umwandelt) zumindest teilweise wellenlängenumgewandelt werden, und zwar in Sekundärlicht mindestens einer anderen Wellenlänge, z.B. von gelber Farbe. Der Leuchtstoffkörper 9 strahlt hier von derselben Seite, auf die auch die Primärlichtstrahlen Pij auftreffen, das Nutzlicht N ab, das aus einem Primärlichtanteil P und einem Sekundärlichtanteil S gemischt zusammengesetzt ist ("reflektierende Anordnung"). Die vierte Optik 8 dient dabei auch als Auskoppeloptik oder als ein Teil einer Auskoppeloptik für das Nutzlicht N, insbesondere zur Projektion in ein Fernfeld. Das Nutzlicht N kann z.B. ein blau-gelbes bzw. weißes Mischlicht sein.
  • Der Umlenkspiegel 7 kann zu der dritten Optik 6 und/oder zu der vierten Optik 8 gehören, oder auch keine Komponente dieser Optiken 6, 8 darstellen.
  • In einer alternativen Weiterbildung können beide Spiegel 5 und 7 drehbare Spiegel mit unterschiedlichen Drehachsen sein, insbesondere Mikrospiegel. So mag der Spiegel 5 dann nur um eine erste Drehachse D1 drehbar sei und der Spiegel 7 nur um eine zweite Drehachse D2 drehbar sein.
  • In noch einer alternativen Weiterbildung kann der Spiegel 7 der Mikrospiegel und der Spiegel 5 der starre Umlenkspiegel sein. Dies ergibt den Vorteil, dass die dritte Optik 6 auch weggelassen werden kann.
  • Durch die unterschiedlichen Winkelstellungen des Mikrospiegels 5 (oder z.B. alternativ der Spiegel 5 und/oder 7 usw.) können alle auf den Mikrospiegel 5 fallenden Primärlichtstrahlen Pij gemeinsam bewegt werden, wodurch sich auch eine entsprechende Bewegung der zugehörigen Leuchtflecke Fij auf dem Leuchtstoffkörper 9 ergibt. Dies entspricht einer geänderten Ablenkung eines aus den einzelnen Primärlichtstrahlen Pij zusammengesetzten Gesamt-Lichtstrahls Pges bzw. des Gesamt-Leuchtflecks Fges. Dadurch ist ein sich aus den Einzel-Leuchtflecken Fij der jeweiligen Primärlichtstrahlen Pij zusammensetzender Gesamt-Leuchtfleck Fges abhängig von der Winkelstellung des Mikrospiegels 5 auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper 9 örtlich unterscheidbar. In anderen Worten unterscheiden sich zu unterschiedlichen Winkelstellungen des Mikrospiegels 5 gehörige Gesamt-Leuchtflecke Fges örtlich an dem Leuchtstoffkörper 9 bzw. sind disjunkt zueinander an dem Leuchtstoffkörper 9 angeordnet.
  • Zusätzlich können die Primärlichtstrahlen Pij bei Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 1 einzeln oder gruppenweise ein- und ausgeschaltet werden.
  • 2 zeigt in Frontalansicht den Leuchtstoffkörper 9 mit allen gleichzeitig erzeugbaren einzelnen Leuchtflecken Fij. Die einzelnen Leuchtflecke Fij bilden einen Gesamt-Leuchtfleck Fges auf dem Leuchtstoffkörper 9 der Beleuchtungsvorrichtung 1. Die Leuchtflecke Fij werden durch einen jeweiligen Primärlichtstrahl Pij erzeugt.
  • Die Leuchtflecke Fij sind auf dem Leuchtstoffkörper 9 örtlich unterscheidbar und hier z.B. praktisch nicht überlappend dargestellt. Die Leuchtflecke Fij bilden – wie auch die Primärlichtstrahlen Pij unmittelbar vor Auftreffen auf den Leuchtstoffkörper 9 – ein matrixartiges(m×n)-Muster mit m = 5 Spalten und n = 4 Zeilen. Die Leuchtflecke Fij sind hier praktisch gleichförmig.
  • Die Ausdehnung und/oder die Form des Gesamtleuchtflecks Fges wird durch eine umhüllende Kontur U bestimmt, die alle Einzel-Leuchtflecke Fij bei minimaler Länge umgibt. Sie umgibt eine geschlossene Fläche, in der alle Einzel-Leuchtflecke Fij liegen. Bei der hier gezeigten rechteckig matrixförmigen Anordnung der Einzel-Leuchtflecke Fij weist die zugehörige umhüllende Kontur eine rechteckige Grundform auf, die ggf. abgerundete Ecken aufweisen kann. Sind alle Leuchtflecke Fij eingeschaltet, kann der zugehörige Gesamt-Leuchtfleck Fges auch als "maximaler" Gesamt-Leuchtfleck Fges bezeichnet werden.
  • 3 zeigt eine Auftragung einer örtlichen Leuchtdichteverteilung einer Zeile j der Leuchtflecke Fij mit den Spalten i = 1 bis 5 aus 2 und des sich daraus durch Überlagerung ergebenden Gesamt-Leuchtflecks Fges.
  • Die Leuchtflecke Fij sind disjunkt angeordnet, da ihre Leuchtdichtespitzen /oder ihre geometrischen Zentren nicht zusammenfallen.
  • Die Leuchtflecke Fij sind ferner örtlich voneinander getrennt, da sie sich nur bei einer Leuchtdichte Lν überlappen, die geringer ist als z.B. 60% oder als 1/e ≈ 36,8% des maximalen Werts der Leuchtdichte Lν der jeweiligen Leuchtflecke, nämlich hier mit Bereichen, die weniger als 12,5% der maximalen Leuchtdichte Lν aufweisen. Dadurch zeigt auch der sich durch Überlagerung ergebende Gesamt-Leuchtfleck Fges deutlich voneinander getrennte lokale Helligkeitsspitzen, die den Spitzen der einzelnen Leuchtflecke Fij entsprechen.
  • 4 zeigt eine weitere Auftragung einer weiteren örtlichen Leuchtdichteverteilung einer Zeile j disjunkter Leuchtflecke Fij mit i = 1 bis 5 und des sich daraus durch Überlagerung ergebenden Gesamt-Leuchtflecks Fges.
  • Die einzelnen Leuchtflecke Fij überlappen oder überlagern sich hier im Gegensatz zu 3 teilweise, falls das Kriterium von 1/e der maximalen Leuchtdichte Lν als Wert eines Rands der Leuchtflecke Fij angenommen wird. Im Vergleich zu 3 weisen die Leuchtflecke Fij bei gleichem Leuchtdichte-Profil bzw. bei gleicher Form der Leuchtdichteverteilung einen unterschiedlichen lateralen Abstand zueinander auf. Dies gilt analog für die einzelnen Primärlichtstrahlen Pij am Ort des Leuchtstoffkörpers 9. Dadurch zeigt der sich durch Überlagerung ergebende Gesamt-Leuchtfleck Fges zwar weiterhin deutlich voneinander getrennte lokale Helligkeitsspitzen, die den Spitzen der einzelnen Leuchtflecke Fij entsprechen. Jedoch sind die Helligkeitsspitzen des Gesamt-Leuchtflecks Fges nicht so hervorgehoben wie in 3.
  • 5 zeigt noch eine weitere Auftragung einer weiteren möglichen örtlichen Leuchtdichteverteilung einer Zeile j disjunkter Leuchtflecke Fij mit i = 1 bis 5 und des sich daraus durch Überlagerung ergebenden Gesamt-Leuchtflecks Fges.
  • Die Leuchtflecke Fij überlappen sich hier noch stärker als in 4 (aber nicht ganz), so dass der Gesamt-Leuchtflecks Fges keine ausgeprägten lokalen Leuchtdichtemaxima mehr zeigt. Dazu weisen die Leuchtflecke Fij ein im Vergleich zu 4 breiteres Leuchtdichte-Profil bei gleichem Abstand zueinander auf. 5 unterscheidet sich von 3 somit sowohl durch den Abstand als auch durch das Leuchtdichte-Profil der Leuchtflecke Fij.
  • 6 zeigt in Frontalansicht einen Leuchtstoffkörper 9 mit einer möglichen, rein beispielhaften Bahn des Gesamt-Leuchtflecks Fges. Der Gesamt-Leuchtfleck Fges wird durch eine Verschwenkung oder Drehung des Mikrospiegels 5 so nacheinander über den Leuchtstoffkörper 9 bewegt, dass der Leuchtstoffkörper 9 zeilenweise von dem Gesamt-Leuchtfleck Fges beleuchtbar ist. Dies kann auch als Zeilen-Scan bezeichnet werden. Dabei werden mehrere Zeilen l = 1, ..., s untereinander beleuchtet oder "gescannt", und in jeder der l Zeilen werden k = 1, ..., r Gesamt-Leuchtflecke Fges nebeneinander erzeugt. Insgesamt ergibt sich ein (r×s)-Matrixmuster von Gesamt-Leuchtflecken Fges. Dazu weist der Mikrospiegel 5 (bzw. alternativ bewegliche Spiegel 5 und/oder 7) mindestens (r×s) mögliche Winkelstellungen auf. Dabei kann der Mikrospiegel 5 stufenlos oder praktisch stufenlos verstellbar sein, so dass grundsätzlich auch noch beliebige andere Winkelstellungen eingenommen werden können.
  • Die Gesamt-Leuchtflecke Fges an den Positionen k, l (die im Folgenden auch als Fges-kl bezeichnet werden können), sind vorteilhafterweise direkt aneinander angrenzend, aber nicht überlappend oder überlagernd, sondern örtlich voneinander getrennt. Die Zeitdauer, die dazu benötigt wird, den Gesamt-Leuchtfleck Fges über alle Positionen 1, ..., r und 1, ..., s zu scannen, wird auch als "Bildaufbauzeit" bezeichnet, die zugehörige Frequenz als "Bildaufbaufrequenz". Die Bildaufbaufrequenz beträgt zur ausreichend hohen zeitlichen Auflösung eines Lichtabstrahlmusters auch in einem Fernfeld vorteilhafterweise mindestens 50 Hz, besonders vorteilhaft mindestens 75 Hz, besonders vorteilhaft mindestens 100 Hz, ganz besonders vorteilhaft mindestens 200 Hz.
  • Die Einzel-Leuchtflecke Fij bilden ein ([i·k]×[j·l])-Matrixmuster auf dem Leuchtstoffkörper 9. Da die Einzel-Leuchtflecke Fij einzeln ein- und ausschaltbar sind, ergibt sich so die Möglichkeit, ein hoch auflösendes Matrixfeld aus einzelnen Leuchtflecken Fij und damit auch ein entsprechendes Lichtabstrahlmuster von dem Leuchtstoffkörper 9 bereitzustellen. Dies ist besonders vorteilhaft zur Nutzung mit einem adaptiven oder einem aktiven Scheinwerfer.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 1 kann beispielsweise einen Speicher (o. Abb.) aufweisen oder mit einem Speicher gekoppelt sein, in dem eine Nachschlagetabelle oder "Look-Up-"-Tabelle hinterlegt ist, die jede Winkelstellung des Mikrospiegels 5 mit mindestens einen Ein- bzw. Aus-Zustand der Einzelleuchtflecke Fij oder des Gesamt-Leuchtflecks Fges verknüpft. Somit kann jedem Einzel-Leuchtfleck Fij ein Ein- bzw. Aus-Zustand einzeln oder gruppenweise zugewiesen werden.
  • Die Verknüpfungen zwischen den Winkelstellungen und den jeweiligen Ein- bzw. Aus-Zuständen können für verschiedene Anwendungen unterschiedlich sein. So kann die Beleuchtungsvorrichtung 1 als ein Fahrzeugscheinwerfer dienen, wobei in der Nachschlagetabelle beispielsweise unterschiedliche Verknüpfungen für ein Abblendlicht für Rechtsverkehr, für ein Abblendlicht für Linksverkehr, für ein Abblendlicht nach US-Bestimmungen, für ein Abblendlicht nach ECE-Normen, für ein Nebellicht, für ein Fernlicht usw. gespeichert sein können.
  • Es ist auch möglich, dass die Beleuchtungsvorrichtung 1 mit mindestens einem Sensor gekoppelt ist (z.B. einer Kamera) und die Einzel-Leuchtflecke Fij und/oder der Gesamt-Leuchtfleck Fges (bzw. die entsprechenden Primärlichtstrahlen Pij bzw. Pges) in Abhängigkeit von einem Messwert des mindestens einen Sensors ein- und ausschaltbar sind. So können bei einem fahrenden Fahrzeug dann, wenn mittels einer Frontkamera ein Fußgänger oder ein Tier entdeckt wurde, diejenigen Leuchtflecke Fij ausgeschaltet werden, die in dem zugehörigen Lichtabstrahlmuster dieses Objekt beleuchten. Dies verringert eine Blendung des Objekts. Eine situationsabhängige Anpassung des Ein- bzw. Aus-Zustands mindestens eines Primärlichtstrahls Pij ist allgemein möglich. Eine weitere Möglichkeit einer situationsabhängigen Anpassung mag in einer Variation des Einschaltmusters der Einzel-Leuchtflecke Fij in Abhängigkeit von einem Wert eines Außenlichtsensors bestehen.
  • 7 zeigt in Frontalansicht einen Leuchtstoffkörper 9 mit einer Darstellung von Positionen zeitlich aufeinanderfolgender Gesamt-Leuchtflecke Fges-(k + t)l (mit t = 0, ..., 9) sowie deren zeitliche Integration "Σ t". Dabei sind die Gesamt-Leuchtflecke Fges-(k + t)l rein beispielhaft als eine 3×3-Matrix von Einzel-Leuchtflecken Fij aufgebaut. Eine zeitliche Abfolge ist durch die vertikale Achse t für zehn Zeitabschnitte t = 0, ..., 9 angegeben, die entsprechend aufeinanderfolgenden Winkelstellungen des Mikrospiegels 4 und damit auch den zeitlich aufeinanderfolgenden Positionen der Gesamt-Leuchtflecke Fges-kl entsprechen.
  • Wie durch die horizontale Achse angedeutet, welche eine Position der Gesamt-Leuchtflecke Fges-(k + t)l in einer beliebigen, aber dann fest gewählten Zeile l auf dem Leuchtstoffkörper 9 angibt, können sich zeitlich aufeinanderfolgende Gesamt-Leuchtflecke Fges-(k + t)l zumindest spaltenweise überlappen, d.h. insbesondere, dass ein Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + t)l und ein benachbarter Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + t + 1)l um eine (Einzel-)Spalte h von Einzel-Leuchtflecken Fij mit i = konst. zueinander versetzt sind. Der zugehörige Überlappungsbereich ist also zwei Spalten von Einzel-Leuchtflecken Fij breit. Jeder der Einzel-Leuchtflecke Fij eines Gesamt-Leuchtflecks Fges-(k + t)l weist eine beliebige, aber dann fest gewählte Leuchtdichte Lν = Lc auf.
  • Außerdem ist für einen beispielhaft ausgewählten Bereich der Zeile l des Leuchtstoffkörpers 9, der zwischen den gestrichelten Linien liegt, eine zeitliche Integration oder Aufsummierung "Σt" der Leuchtdichte Lν der Einzel-Leuchtflecke Fij aufgezeichnet, z.B. gemäß ∫ t=9 / t=0Lν(t)dt bzw. gemäß ∑ t=9 / t=0Lν(t) mit Lν = Lc oder 0. Der ausgewählte Bereich ist sieben (Einzel)-Spalten h von Einzel-Leuchtflecken Fij breit, und zwar entsprechend den (Einzel-)Spalten h = 1 bis h = 7, wie im Folgenden genauer erläutert wird.
  • Zu dem gezeigten ersten Zeitabschnitt um einen Zeitpunkt t = 0 herum sind alle Einzel-Leuchtflecke Fij eines Gesamt-Leuchtflecks Fges-kl eingeschaltet. Dadurch werden an der Einzelspalte h = 1 des ausgewählten Bereichs die zugehörigen drei Einzel-Leuchtflecke F3j mit j = 1, ..., 3 erzeugt. Jeder der Einzel-Leuchtflecke Fij weist eine Leuchtdichte Lν = Lc auf. Folglich wird von jedem der Einzel-Leuchtflecke Fij während des ersten Zeitabschnitts eine Lichtmenge Q = Qc abgestrahlt An den übrigen Spalten h = 2, ..., 7 des ausgewählten Bereichs werden keine Leuchtflecke Fij erzeugt, da der Gesamt-Leuchtfleck Fges-kl nicht so weit in den ausgewählten Bereich ragt.
  • Zu einem zweiten Zeitabschnitt mit t = 1 ist der Mikrospiegel 4 um eine Winkelstellung weitergedreht worden, so dass nun ein folgender Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + 1)l erzeugt wird. Auch der Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + 1)l wird dadurch erzeugt, dass alle möglichen neun Einzel-Leuchtflecke Fij eingeschaltet sind. Innerhalb des ausgewählten Bereichs werden so Leuchtflecke Fij an den Einzelspalten h = 1 und h = 2 erzeugt. An den übrigen Spalten h = 3, ..., 7 des ausgewählten Bereichs werden keine Leuchtflecke Fij erzeugt.
  • Zu einem dritten Zeitabschnitt mit t = 2 ist der Mikrospiegel 4 um noch eine Winkelstellung weitergedreht worden, so dass nun ein Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + 2)l erzeugt wird, der ganz innerhalb des ausgewählten Bereichs liegt. Auch der Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + 2)l wird dadurch erzeugt, dass alle möglichen neun Einzel-Leuchtflecke Fij eingeschaltet sind. Innerhalb des ausgewählten Bereichs werden folglich Leuchtflecke Fij an den Einzelspalten h = 1 bis h = 3 erzeugt.
  • Zu einem vierten Zeitabschnitt t = 3 ist der Mikrospiegel 4 um noch eine Winkelstellung weitergedreht worden, so dass nun ein Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + 3)l erzeugt wird, der auch ganz innerhalb des ausgewählten Bereichs liegt. Der Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + 3)l wird dadurch erzeugt, dass nur die linke und die mittlere Spalte der Einzel-Leuchtflecke Fij eingeschaltet sind, jedoch nicht die rechte Spalte. Folglich werden nur die Einzel-Leuchtflecke Fij mit i = 1 und 2 erzeugt. Entsprechend werden in dem ausgewählten Bereich Leuchtflecke Fij nur an den Einzelspalten h = 2 und h = 3 erzeugt (wo also Lν = Lc gilt), aber nicht an der Spalte h = 4 (wo also Lν = 0 gilt).
  • Zu einem fünften Zeitabschnitt mit t = 4 ist der Mikrospiegel 4 um noch eine Winkelstellung weitergedreht worden, so dass nun ein Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + 4)l erzeugt wird, der auch ganz innerhalb des ausgewählten Bereichs liegt. Der Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + 4)l wird dadurch erzeugt, dass nur die linke und die rechte Spalte der Einzel-Leuchtflecke Fij eingeschaltet sind, jedoch nicht die rechte Spalte. Also werden nur die Einzel-Leuchtflecke Fij mit i = 1 und 3 erzeugt. Entsprechend werden in dem ausgewählten Bereich Leuchtflecke Fij nur an den Einzelspalten h = 3 und h = 5 erzeugt, aber nicht in der Spalte h = 4.
  • Zu einem sechsten Zeitabschnitt mit t = 5 ist der Mikrospiegel 4 um noch eine Winkelstellung weitergedreht worden, so dass nun ein Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + 5)l erzeugt wird, der auch ganz innerhalb des ausgewählten Bereichs liegt. Der Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + 5)l wird dadurch erzeugt, dass nur die mittlere und die rechte Spalte der Einzel-Leuchtflecke Fij eingeschaltet sind, jedoch nicht die rechte Spalte. Also werden nur die Einzel-Leuchtflecke Fij mit i = 2 und 3 erzeugt. Entsprechend werden in dem ausgewählten Bereich Leuchtflecke Fij nur an den Einzelspalten h = 5 und h = 6 erzeugt, aber nicht an der Spalte h = 4.
  • Zu siebten bis zehnten Zeitabschnitten mit t = 6 bis t = 9 ist der Mikrospiegel 4 analog um jeweils noch eine Winkelstellung weitergedreht worden, wobei der Gesamt-Leuchtfleck Fges-(k + t)l jeweils dadurch erzeugt, dass alle möglichen neun Einzel-Leuchtflecke Fij eingeschaltet sind.
  • Bei zeitlich integraler Betrachtung der Spalten h = 1 bis h = 7 des ausgewählten Bereichs ergibt sich ein mit "Σ t" bezeichnetes Leuchtmuster. Falls ein Einzel-Leuchtfleck Fij für einen der Zeitabschnitte t = 0, ..., 7 eine bestimmte Leuchtdichte Lν = Lc aufweist bzw. eine Lichtmenge Q = Qc abstrahlt, strahlt ein in Bezug auf den Leuchtstoffkörper 9 stationärer Bereich, an dem Einzel-Leuchtflecke Fij erzeugt werden, eine Lichtmenge ab, die sich durch eine Integration oder Summenbildung der in den Zeitabschnitten t = 0 bis 7 dort erzeugten Lichtmenge Q bzw. dort vorliegenden Leuchtdichte Lν der Leuchtflecke Fij ergibt. Da jede der Spalten h = 1 bis 3 und 5 bis 7 zu drei aufeinanderfolgenden Zeitabschnitten t beleuchtet wird, strahlt ein dort vorhandener stationärer Bereich die Lichtmenge 3·Qc ab (und eine Spalte h also insgesamt die Lichtmenge 9·Qc). Von der Spalte h = 4 wird hingegen kein Licht abgestrahlt. Folglich kann durch die in 7 gezeigte überlappende Abfolge von Gesamt-Leuchtflecken Fges-kl eine besonders scharfe Auflösung bei hoher Leuchtmenge Q erreicht werden, nämlich hier Bereiche hoher Leuchtmenge 3·Qc (entsprechend einer integrierten Leuchtdichte Lν = 3·Lc), die durch eine schmale, dunkle Lücke mit Q = 0 bzw. Lν = 0 (entsprechend dem schmalen Spalt h = 4) voneinander getrennt sind. Dies wird außer durch die spaltenweise Überlappung durch die Fähigkeit ermöglicht, die Einzel-Leuchtflecke Fij selektiv ein- und auszuschalten.
  • Wäre die Fähigkeit zur spaltenweise Überlappung, aber nicht zum selektiven Ein- und Ausschalten gegeben und könnten die Gesamt-Leuchtflecke Fges-kl also nur vollständig ein- und ausgeschaltet werden, müssten zur Erzeugung einer dunklen Lücke mit Q = 0 die Leuchtflecke Fges-kl zu den Zeitabschnitten t = 3 bis t = 5 ganz ausgeschaltet werden, was in dem ausgewählten Bereich das Leuchtmuster "Σt'" erzeugen würde. Das Leuchtmuster "Σt'" weist aber angrenzend an den der dunklen Lücke entsprechenden Spalt h = 4 (d.h., an den Spalten h = 3 und h = 5) nicht die Lichtmenge 3·Q pro stationärem Bereich auf, sondern nur von Q. Noch weiter außen (d.h., an den Spalten h = 2 und h = 6) wird eine Lichtmenge 2·Q pro stationärem Bereich abgestrahlt. Erst an den Spalten h = 1 und h = 7 wird eine Lichtmenge 3·Q pro stationärem Bereich abgestrahlt. Also beträgt in diesem Fall ein Abstand zwischen Spalten mit der höchsten Lichtmenge 3·Q pro stationärem Bereich fünf Spalte oder Spaltbreiten, während bei der erfindungsgemäßen Leuchtvorrichtung ein Abstand von nur einem Spalt bzw. nur einer Spaltbreite erreichbar ist und damit eine erheblich höhere Auflösung.
  • Grundsätzlich können die Gesamt-Leuchtflecke Fges-kl auch jeweils individuell aus Einzel-Leuchtflecken Fij zusammengesetzt sein und so bei spaltenweisen Überlappung ein intensitätsstufenartiges Leuchtdichtemuster erzeugen, obwohl die Einzel-Leuchtflecken Fij nur einfach ein- und ausschaltbar sind bzw. aktivierbar und deaktivierbar sind. Grundsätzlich können die Gesamt-Leuchtflecke Fges-kl in beliebiger Reihenfolge an beliebigen Positionen mit beliebigen Scanrichtungen auf dem Leuchtstoffkörper 9 erzeugt werden, ggf. auch mehrmals an gleicher Position innerhalb einer Bildaufbauzeit.
  • 8 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung 11 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 11 unterscheidet sich von der Beleuchtungsvorrichtung 1 insbesondere dadurch, dass das beispielsweise weiße oder weißliche Nutzlicht N, das der Mischung aus umgewandeltem Sekundärlicht S und nicht umgewandeltem Primärlicht P entspricht, an der von den einfallenden Primärlichtstrahlen Pij abgewandten Seite des Leuchtstoffkörpers 9 abgestrahlt wird. Bei dieser "transmittierenden" oder "transmissiven" Anordnung befindet sich auch die vierte Optik 8 (die hier durch eine Linse angedeutet ist) auf der das Nutzlicht N abstrahlenden Seite des Leuchtstoffkörpers 9. Auch wird hier auf den Umlenkspiegel 7 verzichtet, was aber grundsätzlich auch bei der Beleuchtungsvorrichtung 1 möglich ist.
  • 9 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung 21 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel.
  • Die Beleuchtungsvorrichtung 21 unterscheidet sich von der Beleuchtungsvorrichtung 11 dadurch, dass auf die dritte Optik 6 verzichtet wird. Während bei den Beleuchtungsvorrichtungen 1 und 11 durch die dritte Optik 6 unter anderem eine Fokussierung der auf den Leuchtstoffkörper 9 auftreffenden Primärlichtstrahlen Pij erfolgt, übernimmt dies in der Beleuchtungsvorrichtung 21 die zweite Optik 4. Diese braucht damit nun nicht mehr „teleskopartig“ ausgeführt zu sein.
  • Die in 1, 8 und 9 gezeigten sechs unterschiedlichen Gesamt-Primärstrahlen Pges können jeweilige unterschiedliche Gesamt-Leuchtflecken Fges-kl erzeugen und daher auch als Gesamt-Primärstrahlen Pges-kl bezeichnet werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
  • So können die Primärlichtstrahlen Pij auch alle schräg auf den Leuchtstoffkörper treffen. Dieser kann so geneigt sein, dass die Primärlichtstrahlen Pij zumindest ungefähr unter einem Brewster-Winkel auf ihn auftreffen.
  • Auch kann ein Leuchtstoffkörper allgemein durch mehrere Sätze aus jeweils mehreren Halbleiter-Primärlichtquellen und mindestens einem beweglichen Spiegel wie oben beschrieben beleuchtbar sein. Die zu verschiedenen Sätzen zugehörigen beleuchtbaren Flächen des Leuchtstoffkörpers können insbesondere örtlich disjunkt sein. Alternativ mag eine gemeinsame Fläche des Leuchtstoffkörpers durch die Sätze zeitlich und/oder örtlich versetzt beleuchtet werden. Bei der örtlich versetzten Beleuchtung kann ein Leuchtstoffkörper durch unterschiedliche Sätze insbesondere auf unterschiedlichen Spuren oder auf der gleichen Spur (z.B. in entgegengesetzter Richtung) beleuchtet werden. Bei der nur zeitlich versetzten Beleuchtung kann ein Leuchtstoffkörper durch unterschiedliche Sätze insbesondere auf der gleichen Spur in gleicher Richtung beleuchtet werden.
  • Zudem kann analog zu einer zeilenartigen Abrasterung oder Beleuchtungsabfolge eine spaltenartige Abrasterung oder eine beliebige Abrasterung verwendet werden.
  • Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
  • Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Beleuchtungsvorrichtung
    2
    Multi-Die-Package
    3
    Erste Optik
    4
    Zweite Optik
    5
    Mikrospiegel
    6
    Dritte Optik
    7
    Umlenkspiegel
    8
    Vierte Optik
    9
    Leuchtstoffkörper
    11
    Beleuchtungsvorrichtung
    21
    Beleuchtungsvorrichtung
    Dij
    Laserchip
    Fges
    Gesamt-Leuchtfleck
    Fges-kl
    Gesamt-Leuchtfleck an Position (k, l)
    Fij
    Einzel-Leuchtfleck
    N
    Nutzlicht
    P
    Primärlichtanteil
    Pges
    Gesamt-Lichtstrahl
    Pij
    Primärlichtstrahl
    S
    Sekundärlichtanteil
    Σt
    Leuchtmuster
    Σt'
    Leuchtmuster
    U
    Umhüllende Kontur
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
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    • WO 2014/121314 A1 [0004]

Claims (13)

  1. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21), aufweisend – mehrere Halbleiter-Primärlichtquellen (Dij) zum Emittieren jeweiliger Primärlichtstrahlen (Pij), eine mittels der Primärlichtstrahlen beleuchtbare Strahlumlenkeinrichtung (5), die mindestens zwei Strahlumlenkstellungen einnehmen kann, und – einen Leuchtstoffkörper (9), der mittels von der Strahlumlenkeinrichtung (5) umgelenkter Primärlichtstrahlen (Pij) beleuchtbar ist, wobei – Leuchtflecke (Fij) der einzelnen Primärlichtstrahlen (Pij) auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper (9) örtlich unterscheidbar sind, – ein sich aus den Leuchtflecken (Fij) der einzelnen Primärlichtstrahlen (Pij) zusammensetzender Gesamt-Leuchtfleck (Fges) abhängig von der Strahlumlenkstellung der Strahlumlenkeinrichtung (5) auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper (9) örtlich unterscheidbar ist und – mindestens ein auf den mindestens einen Leuchtstoffkörper (9) fallender Primärlichtstrahl (Pij) bei Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung (1) selektiv ein- und ausschaltbar ist.
  2. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach Anspruch 1, wobei die Strahlumlenkeinrichtung (5) mindestens einen mittels der Primärlichtstrahlen (Pij) beleuchtbaren beweglichen Spiegel (5) aufweist, der mindestens zwei Winkelstellungen als Strahlumlenkstellungen einnehmen kann.
  3. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach Anspruch 2, wobei der mindestens eine bewegliche Spiegel (5) mindestens einen Mikrospiegel umfasst.
  4. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich zu unterschiedlichen Strahlumlenkstellungen gehörige Gesamt-Leuchtflecke (Fges) zumindest teilweise überlappen.
  5. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach Anspruch 4, wobei sich zumindest zwei Leuchtflecken (Fij) einzelner Primärlichtstrahlen (Pij), die zu unterschiedlichen Gesamt-Leuchtflecken (Fges) gehören, überlagern können.
  6. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach Anspruch 5, wobei sich zumindest zwei Reihen von Leuchtflecken (Fij) einzelner Primärlichtstrahlen (Pij), die zu unterschiedlichen Gesamt-Leuchtflecken (Fges) gehören, überlagern können.
  7. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zu unterschiedlichen Strahlumlenkstellungen gehörige Gesamt-Leuchtflecke (Fges) örtlich voneinander getrennt sind.
  8. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Einschaltmuster der erzeugbaren Leuchtflecken (Fij) abhängig von der Strahlumlenkstellung der Strahlumlenkeinrichtung (5) ist.
  9. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Primärlichtstrahlen (Pij) Laserstrahlen sind.
  10. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Leuchtstoffkörper (9) mit einem durch die einzelnen Primärlichtstrahlen (Pij) zusammengesetzten Gesamt-Lichtstrahls (Pges) bahnartig beleuchtbar ist.
  11. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gesamt-Leuchtfleck (Fges) eine ebene Ausdehnung aufweist, die 20% einer entsprechenden Ausdehnung des Leuchtstoffkörpers (9) nicht überschreitet, insbesondere 10%, insbesondere 5%, insbesondere 2%, insbesondere 1%, nicht überschreitet.
  12. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) eine Projektionsvorrichtung ist.
  13. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach Anspruch 12, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) ein Fahrzeug-Scheinwerfer oder eine Effektbeleuchtungs-Vorrichtung ist.
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