DE102015208183A1

DE102015208183A1 - Bestrahlungsvorrichtung mit Strahlungseinheit

Info

Publication number: DE102015208183A1
Application number: DE102015208183.4A
Authority: DE
Inventors: Sergey Khrushchev
Original assignee: Osram GmbH
Current assignee: Osram GmbH
Priority date: 2015-05-04
Filing date: 2015-05-04
Publication date: 2016-11-10

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung (1) mit einer Strahlungseinheit (2) zur Emission von Strahlung in Form eines, einer nachgelagerten Mikrolinsen-Anordnung (4, 8) mit einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Mikrosammellinsen, welche das Strahlenbündel in eine Vielzahl Teil-Strahlenbündel unterteilt, und einer der Mikrolinsen-Anordnung (4, 8) nachgelagerten Anordnung mit einer ersten Makrosammellinse (9a) und einer zweiten Makrosammellinse (9b), die nebeneinander angeordnet sind, wobei eine erste Gruppe der Teil-Strahlenbündel die erste Makrosammellinse (9a) durchsetzt und davon in einer ersten Bestrahlungsfläche (5a) überlagert wird und eine zweite Gruppe der Teil-Strahlenbündel die zweite Makrosammellinse (9b) durchsetzt und davon in einer zweiten Bestrahlungsfläche (5b) überlagert wird, wobei eine Vereinigungsmenge der ersten Bestrahlungsfläche (5a) und der zweiten Bestrahlungsfläche (5b) größer ist als es die erste (5a) und zweite Bestrahlungsfläche (5b) jeweils für sich sind.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Bestrahlungsvorrichtung mit einer Strahlungseinheit zur Emission von Strahlung in Form eines Strahlenbündels und einer nachgelagerten Optik zur Strahlbündelformung.
Stand der Technik
Die von der Bestrahlungsvorrichtung emittierte Strahlung kann bspw. im UV- oder kurzwelligen sichtbaren Bereich liegen und bspw. zur Bestrahlung eines Leuchtstoffelements genutzt werden, welches auf diese Anregung hin dann Konversionsstrahlung, etwa sichtbares Konversionslicht, emittiert. Mit der Kombination einer Bestrahlungsvorrichtung als Pumpstrahlungsquelle und einem beabstandet dazu angeordneten Leuchtstoffelement lassen sich Lichtquellen hoher Leuchtdichte realisieren, die bspw. in Projektionsgeräten Verwendung finden können. Dies soll ein mögliches Anwendungsgebiet der erfindungsgemäßen Bestrahlungsvorrichtung illustrieren, den Gegenstand jedoch nicht in seiner Allgemeinheit beschränken.
Darstellung der Erfindung
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine besonders vorteilhafte Bestrahlungsvorrichtung anzugeben.
Erfindungsgemäß löst diese Aufgabe eine Bestrahlungsvorrichtung mit einer Strahlungseinheit zur Emission von Strahlung in Form eines Strahlenbündels im zeitlichen Intergral, einer der Strahlungseinheit nachgelagerten Mikrolinsen-Anordnung mit einer Vielzahl in Bezug auf die Strahlungsausbreitungsrichtung nebeneinander angeordneter Mikrosammellinsen, wobei das Strahlenbündel die Mikrolinsen-Anordnung durchsetzt und dabei in ein Teil-Strahlenbündel je Mikrosammellinse und damit in eine Vielzahl Teil-Strahlenbündel unterteilt wird, und einer der Mikrolinsen-Anordnung nachgelagerten Anordnung mit einer ersten Makrosammellinse und einer zweiten Makrosammellinse, die in Bezug auf die Strahlausbreitungsrichtung nebeneinander angeordnet sind, wobei die Bestrahlungsvorrichtung für eine variable Durchstrahlung der Makrosammellinsen eingerichtet ist, und wobei eine erste Gruppe der Teil-Strahlenbündel die erste Makrosammellinse durchsetzt und davon jedenfalls im zeitlichen Integral in einer ersten Bestrahlungsfläche überlagert wird und eine zweite Gruppe der Teil-Strahlenbündel, die von der ersten Gruppe Teil-Strahlenbündel verschieden ist, die zweite Makrosammellinse durchsetzt und davon jedenfalls im zeitlichen Integral in einer zweiten Bestrahlungsfläche überlagert wird, wobei eine Vereinigungsmenge der ersten und zweiten Bestrahlungsfläche größer ist als es die erste und zweite Bestrahlungsfläche jeweils für sich sind.
Bevorzugte Ausführungsformen finden sich in den abhängigen Ansprüchen und auch der übrigen Offenbarung, wobei in der Darstellung nicht immer im Einzelnen zwischen Vorrichtungs- und Verfahrens- bzw. Verwendungsaspekten unterschieden wird; jedenfalls implizit ist die Offenbarung hinsichtlich sämtlicher Anspruchskategorien zu lesen.
Die erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung erlaubt vorteilhafterweise eine variable Bestrahlung einer Gesamtbestrahlungsfläche (Vereinigungsmenge aller Bestrahlungsflächen), bspw. durch ein Hin- und Herschalten zwischen einer Strahlführung über die erste und die zweite Makrosammellinse (im Folgenden auch nur „Makrolinse“). Ist in der Gesamtbestrahlungsfläche bspw. ein Leuchtstoffelement angeordnet, können auf diese Weise also unterschiedliche Bereiche davon angeregt werden und wird dann auch das Konversionslicht in entsprechend unterschiedlichen Bereichen emittiert (der Emissions- und Anregungsbereich sind bei einem Leuchtstoffelement jeweils im Wesentlichen deckungsgleich).
Mit bspw. einer Optik (im einfachsten Fall einer Sammellinse) kann in unterschiedlichen Bereichen (des Leuchtstoffelements) abgegebenes Konversionslicht in unterschiedliche Raumrichtungen gelenkt werden, also die Orts- in eine Winkelverteilung umgesetzt werden. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet kann bspw. ein KFZ-Frontscheinwerfer sein, bei dem das Hin- und Herschalten dem Wechsel zwischen Abblend- und Fernlicht entsprechen kann.
Die Wahl der Bestrahlungsfläche, also des jeweilig bestrahlten Bereichs der Gesamtbestrahlungsfläche, erfolgt dabei über eine Strahlführung durch die entsprechende Makrolinse. Der Makrolinse vorgelagert durchsetzt die Strahlung dabei jeweils eine Vielzahl Mikrosammellinsen, es sind also jeder Makrolinse jeweils eine Vielzahl zueinander parallel geschalteter Mikrosammellinsen (im Folgenden auch nur „Mikrolinsen“) vorgelagert. Durch die Kombination aus Mikrolinsen/Makrolinse lässt sich über die jeweilige Bestrahlungsfläche eine Homogenisierung der Bestrahlung erreichen. Es werden also vorteilhafterweise zwei Funktionen integriert, die über dieselbe Makrolinse geführte Strahlung wird einerseits gleichmäßig über die entsprechende Bestrahlungsfläche verteilt. Andererseits kann die im Gesamten bestrahlte Fläche wie eben beschrieben durch die Wahl der aktiven Bestrahlungsflächen auch in Form bzw. Größe angepasst werden.
Bevorzugt kann auch eine weitere Makrolinse und dementsprechend eine weitere Bestrahlungsfläche sein, es können beispielsweise insgesamt in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 4, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 bzw. 50 zueinander parallel geschaltete Makrolinsen und eine entsprechende Anzahl Bestrahlungsflächen vorgesehen sein; mögliche Obergrenzen können etwa bei höchstens 500, 400, 300, 200 bzw. 100 Makrolinsen/Bestrahlungsflächen liegen. Alle nachstehend für die erste/zweite Makrolinse sowie die entsprechenden Bestrahlungsflächen getroffenen Angaben sollen ausdrücklich auch für eine entsprechende Mehrzahl Makrolinsen/Bestrahlungsflächen offenbart sein.
Eine jeweilige, als „Makrolinse“ vorgesehene Sammellinse kann dabei im Allgemeinen bspw. auch ein Linsensystem sein, das aus einer Mehrzahl Einzellinsen aufgebaut ist (die nacheinander angeordnet sind). Vorzugsweise ist eine jeweilige Makrolinse jedoch eine Einzellinse, bei der vorzugsweise die Lichteintritts- und die Lichtaustrittsfläche gekrümmt sind.
Bei bevorzugten Ausführungsformen ist in der Gesamtbestrahlungsfläche ein Leuchtstoffelement angeordnet, liegt sie also etwa auf einer Seitenfläche des Leuchtstoffelements. Die eben genannte Homogenisierung kann dann bspw. einer lokalen Überhitzug und damit Degradation des Leuchtstoffelements vorbeugen helfen. Bevorzugt ist generell eine Down-Konversion, wird die Pumpstrahlung also in längerwellige Strahlung konvertiert, vorzugsweise in sichtbares Licht. In der Gesamtbestrahlungsfläche kann jedoch bspw. auch ein Flächenlichtmodulator, etwa ein Mikrospiegel-Array oder ein LCD- bzw. LCOS-Bildgeber, angeordnet sein; die Homogenisierung kann auch hier einer Beschädigung vorbeugen helfen.
Allgemein ausgedrückt ergibt sich die „Bestrahlungsfläche“ je Makrolinse als Schnitt der hinteren Brennebene der entsprechenden Makrolinse mit allen die entsprechende Makrolinse durchsetzenden Teil-Strahlenbündeln. Die hintere Brennebene der Makrolinse liegt auf der der Mikrolinsen-Anordnung (im Folgenden auch nur „Mikrolinsen-Anordnung“) abgewandten Seite der Makrolinse, letzterer also in Bezug auf die Strahlungsausbreitungsrichtung nachgelagert. Generell beziehen sich „vor-/nachgelagert“ sowie „vordere/hintere Brennebene“ auf die Strahlungsausbreitungsrichtung, welche die Strahlung entlang des Pfads von der Strahlungseinheit zur Bestrahlungsfläche jeweils hat.
Die erste Bestrahlungsfläche und die zweite Bestrahlungsfläche liegen bevorzugt in einer gemeinsamen Ebene. In anderen Worten fallen die hintere Brennebene der ersten Makrolinse und die hintere Brennebene der zweiten Makrolinse vorzugsweise zusammen, und zwar in der gemeinsamen Ebene. Vorzugsweise liegt die Gesamtbestrahlungsfläche in einer Ebene.
Das von der Strahlungseinheit emittierte Strahlenbündel wird im zeitlichen Integral betrachtet, weil die Bestrahlungsvorrichtung für eine wahlweise Durchstrahlung der ersten/zweiten Makrolinse eingerichtet ist. Das Strahlenbündel ergibt sich also als Vereinigungsmenge eines ersten, die ersten Makrolinse durchsetzenden Strahlenbündels und eines zweiten Strahlenbündels, das die zweite Makrolinse durchsetzt, und, soweit vorhanden, weiterer Strahlenbündel weiterer Makrolinsen. Die Makrolinsen können bspw. auch abgerastert werden, etwa mit einem Laser-Scan-Verfahren, wobei sich das Strahlenbündel dann über das gesamte Rasterfeld aufintegriert ergibt.
Die variable Bestrahlung, für welche die Bestrahlungseinheit eingerichtet ist, kann bspw. elektronisch durch ein Zu- oder Wegschalten einzelner Quellen und/oder mechanisch durch das Bewegen optischer Elemente erreicht werden, etwa durch Verkippen eines Spiegels zur Veränderung der Strahlauslenkung oder Verschieben einer Linse zur Veränderung der Strahlaufweitung. Im Allgemeinen meint „variable Durchstrahlung“, dass sich zumindest das Verhältnis der über die erste Makrolinse geführten Strahlungsleistung zu der über die zweite Makrolinse geführten Strahlungsleistung verändern lässt, vorzugsweise kann während des Betriebs der Bestrahlungsvorrichtung die Durchstrahlung zumindest einer der Makrolinsen vollständig weggeschaltet werden, besonders bevorzugt ist für jede der Makrolinsen die Durchstrahlung individuell zu- und wegschaltbar.
Die Teil-Strahlenbündel werden (je Makrolinse) in einer jeweiligen Bestrahlungsfläche jedenfalls im zeitlichen Integral „überlagert“, sie haben also in der jeweiligen Bestrahlungsfläche eine gemeinsame Schnittmenge, vorzugsweise sind die je Makrolinse von den Teil-Strahlenbündeln ausgestrahlten Bereiche deckungsgleich und damit deckungsgleich mit der jeweiligen Bestrahlungsfläche. Vorzugsweise ergibt sich die Überlagerung je Makrolinse auch bereits in einem Zeitpunkt (nicht erst im zeitlichen Integral), wird also bspw. über die Makrolinse nicht gerastert.
Die Mikrolinsen-Anordnung „unterteilt“ das Strahlenbündel in die Teil-Strahlenbündel, welche den Mikrolinsen unmittelbar nachgelagert jeweils konvergent und infolgedessen tatsächlich räumlich voneinander separiert sind, bspw. in der hinteren Brennebene der Mikrolinsen-Anordnung; der hinteren Brennebene nachgelagert ist dann wieder ein Überlapp der Teil-Strahlenbündel möglich.
Die Linsen der Mikrolinsen-Anordnung sind in Bezug auf die Strahlausbreitungsrichtung „nebeneinander“ angeordnet, also gewissermaßen parallel geschaltet; dies meint, dass durch eine Mikrolinse gefallene Strahlung reflexionsfrei, also insbesondere von Rückstreuung und dergleichen abgesehen, keine andere Mikrolinse durchsetzt. Gleiches gilt für die „nebeneinander“ angeordneten Makrolinsen.
Vorzugsweise liegen die Mikrolinsen in einer gemeinsamen Ebene (jeweils mit dem Scheitelpunkt der jeweiligen lichtbrechenden Fläche), auf welcher die optischen Achsen der Mikrolinsen / die optischen Achsen der Makrolinsen bevorzugt senkrecht stehen. Vorzugsweise liegen die Makrolinsen in einer gemeinsamen Ebene (jeweils mit dem Scheitelpunkt der jeweiligen lichtbrechenden Fläche), auf welcher die optischen Achsen der Makrolinsen / die optischen Achsen der Mikrolinsen bevorzugt senkrecht stehen. Vorliegend wird als optische Achse einer drehsymmetrischen/rotationssymmetrischen Linse jene Achse betrachtet, zu welcher die Symmetrie steht.
In bevorzugter Ausgestaltung haben die erste und die zweite Bestrahlungsfläche allenfalls einen Überlapp, dessen Flächeninhalt in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt höchstens 50 %, 40 %, 30 %, 20 % bzw. 10 % des Flächeninhalts der kleineren von der ersten und der zweiten Bestrahlungsfläche ausmacht (bzw. beider, soweit sie gleich groß sind). Besonders bevorzugt können die erste und zweite Bestrahlungsfläche zueinander disjunkt sein, gibt es also gar keinen Überlapp.
Generell entspricht die Form einer jeweiligen Bestrahlungsfläche der Form der jeweiligen Mikrolinsen, soweit diese dieselbe Orientierung haben und die jeweiligen Teil-Strahlenbündel deckungsgleich überlagert werden. Etwa im Falle kreisrunder Mikrolinsen ist die entsprechende Bestrahlungsfläche also ebenfalls kreisrund, wohingegen sie im bevorzugten Fall rechteckiger Mikrolinsen ebenfalls rechteckig ist. Ferner bestimmt die Größe/Brennweite der Mikrolinsen die Größe der Bestrahlungsfläche, wobei die Bestrahlungsfläche mit der Größe der Mikrolinsen zunimmt und mit deren (größer werdender) Brennweite abnimmt. Je kleiner eine Mikrolinse / größer ihre Brennweite, desto kleiner die Divergenz des Teil-Strahlenbündels, womit eben auch die Bestrahlungsfläche kleiner wird.
Je Makrolinse haben die jeweilig vorgelagerten Mikrolinsen vorzugsweise dieselbe Größe, Brennweite und Form, werden also die Teil-Strahlenbündel je Makrolinse deckungsgleich überlagert. Je Makrolinse sind vorgelagert jeweils eine Mehrzahl durchstrahlte Mikrolinsen vorgesehen, etwa in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 bzw. 100 Mikrolinsen; mögliche Obergrenzen liegen bspw. bei höchstens 2.000, 1.500, 1.000, 500 bzw. 250.
In bevorzugter Ausgestaltung hat die Vereinigungsmenge einen Flächeninhalt, der um jeweils mindestens 20 %, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 30 %, 40 %, 50 %, 60 %, 70 %, 80 % bzw. 90 % größer ist als ein jeweiliger Flächeninhalt der ersten und zweiten Bestrahlungsfläche, also als der Flächeninhalt der ersten Bestrahlungsfläche für sich und der Flächeninhalt der zweiten Bestrahlungsfläche für sich. Besonders bevorzugt haben die erste und die zweite Bestrahlungsfläche denselben Flächeninhalt. Dies kann bspw. erreicht werden, indem die der ersten Makrolinse vorgelagerten Mikrolinsen dieselbe Größe und Brennweite wie die der zweiten Makrolinse vorgelagerten Mikrolinsen haben.
Vorzugsweise haben die erste und die zweite Bestrahlungsfläche dieselbe Form, haben also bspw. die der ersten Makrolinse vorgelagerten Mikrolinsen dieselbe Form wie die der zweiten Makrolinse vorgelagerten Mikrolinsen. Die Mikrolinsen können in der Strahlausbreitungsrichtung gesehen bspw. eine runde, insbesondere kreisrunde, oder mehreckige Form haben, etwa rechteckig, insbesondere quadratisch, oder bspw. auch sechseckig sein. Dies gilt generell, also auch wenn die Mikrolinsen nicht dieselbe Form haben sollen. „Dieselbe Form“ meint bspw. Formen, die durch eine translatorische Verschiebung und/oder eine Rotation und/oder eine Skalierung ineinander übergeführt werden können.
Größe und Form einer jeweiligen (ersten/zweiten/weiteren) Bestrahlungsfläche bestimmen sich nach der Bestrahlungsstärkeverteilung bei einer Bestrahlung über die jeweilige Makrolinse. Dabei soll der Rand einer jeweiligen Bestrahlungsstärkeverteilung per definitionem dort liegen, wo die Bestrahlungsstärke auf die Hälfte der mittleren Bestrahlungsstärke (die über die jeweiligen Makrolinse erreicht wird) abgefallen ist; diese Definition ist bevorzugt, im Allgemeinen könnte der Rand bspw. auch dort liegen, wo die Bestrahlungsstärke auf 1/e der mittleren Bestrahlungsstärke abgefallen ist. Analog bestimmt sich ein nachstehend in Bezug genommener „Bestrahlungsflächenbereich“ (vorzugsweise Abfall auf die Hälfte).
Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben die erste und die zweite Makrolinse jeweils eine optische Achse (siehe vorstehende Definition) und liegen diese optischen Achsen parallel zueinander. Vorzugsweise haben die Mikrolinsen der Mikrolinsen-Anordnung jeweils eine optische Achse, weiter bevorzugt sind diese optischen Achsen parallel zueinander und besonders bevorzugt auch parallel zu den bevorzugt zueinander parallelen optischen Achsen der Makrolinsen. Im Allgemeinen ist indes auch eine gewisse Verkippung der optischen Achsen der Makrolinsen relativ zueinander möglich, was bspw. zusätzliche Einstellungsmöglichkeiten bieten kann.
In bevorzugter Ausgestaltung sind die erste und die zweite Makrolinse miteinander einstückig, weiter bevorzugt sind sie monolithisch miteinander. „Einstückig“ meint insoweit nicht zerstörungsfrei voneinander trennbar, die Makrolinsen können bspw. miteinander verklebt sein; „monolithisch“ bezieht sich auf ein von Materialgrenzen im Inneren freies Teil, bspw. ein Spritzgussteil. Die Makrolinsen können generell bevorzugt aus Kunststoff vorgesehen sein; andererseits ist auch Glas als Linsenmaterial möglich.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform grenzen die lichtbrechende Fläche der ersten Makrolinse und jene der zweiten direkt aneinander, jedenfalls in einem Punkt, vorzugsweise in einer Kante, besonders bevorzugt in einer geraden Kante.
Generell bezieht sich im Rahmen dieser Offenbarung der Begriff „Linse“ auf einen transparenten Körper mit mindestens einer gekrümmten lichtbrechenden Fläche, welche vorzugsweise eine Außenfläche des Körpers ist; die entgegengesetzte Außenfläche kann im Allgemeinen bspw. auch plan sein. Die gekrümmte lichtbrechende Fläche der Makrolinse ist vorzugsweise asphärisch; die gekrümmte lichtbrechende Fläche einer Mikrolinse ist vorzugsweise parabolisch.
In bevorzugter Ausgestaltung hat zumindest eine der Makrolinsen in der Strahlausbreitungsrichtung gesehen eine rechteckige Form; vorzugsweise haben die erste und die zweite Makrolinse eine rechteckige Form, was besonders bevorzugt für sämtliche Makrolinsen gilt.
Nächstbenachbarte Makrolinsen können dann bspw. mit ihren jeweiligen Seitenkanten aneinander grenzen, was eine gute Raumnutzung ermöglicht.
In bevorzugter Ausgestaltung haben die erste und die zweite Makrolinse in der Strahlungsausbreitungsrichtung gesehen dieselbe Form, sind sie also bspw. beide rechteckig, wobei die Seitenverhältnisse der Rechtecke gleich sind, sie jedoch im Allgemeinen eine unterschiedliche Größe haben können. „Dieselbe Form“ meint also Formen, die durch eine translatorische Verschiebung, Rotation und/oder Skalierung ineinander übergeführt werden können.
In bevorzugter Ausgestaltung ist zumindest eine der Makrolinsen eine Bikonvexlinse (im Allgemeinen könnte auch eine Plankovexlinse oder ein Meniskus als Sammellinse vorgesehen sein). Vorzugsweise sind die erste und die zweite Makrolinse Bikonvexlinsen, weiter bevorzugt gilt dies für sämtliche Makrolinsen der Anordnung.
In bevorzugter Ausgestaltung haben die Makrolinsen allenfalls einen Größenunterschied, demnach die größere Makrosammellinse höchstens doppelt so groß wie die kleinere ist, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt höchstens 1,8-, 1,6-, 1,4-, 1,2- bzw. 1,1-mal so groß ist. Besonders bevorzugt sind die Makrosammellinsen gleich groß. Die „Größe“ einer Linse (Makrolinse oder Mikrolinse) ist die die Öffnungsweite dieser Linse; betrachtet wird bspw. der Flächeninhalt einer senkrechten Projektion in eine zu ihrer optischen Achse senkrechte Ebene (und als „Größe“ mit dem entsprechenden Wert einer anderen Makrolinse verglichen).
Die Strahlung trifft vorzugsweise kollimiert auf die Mikrolinsen-Anordnung. Generell handelt es sich bei der Strahlung bevorzugt um Laserstrahlung, ist die Strahlungseinheit also eine Lasereinheit. Die Strahlungseinheit kann bevorzugt aus einer Mehrzahl Strahlungsquellen, etwa mindestens 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 bzw. 10 Strahlungsquellen, aufgebaut sein, wobei mögliche Obergrenzen etwa bei höchstens 1.000, 800, 600, 400, 200, 100 bzw. 50 liegen. Die Strahlungsquellen können (jedenfalls in Gruppen) Strahlung unterschiedlicher dominanter Wellenlänge emittieren, vorzugsweise emittieren sie Strahlung derselben Wellenlänge, besonders bevorzugt sind sie baugleich.
Als Strahlungsquelle kann bspw. auch eine Leuchtdiode (LED) vorgesehen sein, wobei eine Laserdiode als Strahlungsquelle bevorzugt ist. Besonders bevorzugt bilden eine Mehrzahl Laserdioden in einem Array angeordnet die Strahlungseinheit. Weiter bevorzugt kann dann je Laserdiode ein kollimierter Laserstrahl auf die Mikrolinsen-Anordnung fallen, wobei die Laserstrahlen zueinander parallel einfallen.
Dieses Beispiel illustriert, dass das „Strahlenbündel“ nicht zwingend zusammenhängend sein muss (trotz der zeitlichen Integration), sondern auch bereits der Mikrolinsen-Anordnung vorgelagert in Unter-Strahlenbündel aufgeteilt sein kann. Je Makrolinse können dann eine Mehrzahl Unter-Strahlenbündel (Laserstrahlen) auf die Mikrolinsen-Anordnung fallen. Ein Unter-Strahlenbündel soll vorzugsweise auf mindestens 5, 10 bzw. 15 Mikrolinsen fallen (in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt); mögliche Obergrenzen können beispielsweise bei höchstens 200, 150 bzw. 100 Mikrolinsen liegen. Je Makrolinse sollen vorzugsweise mindestens 20, 40 bzw. 50 Mikrolinsen durchstrahlt werden (in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt); mögliche Obergrenzen können beispielsweise bei höchstens 2500, 1250 bzw. 500 Mikrolinsen liegen. Im Gesamten soll das Strahlenbündel vorzugsweise mindestens 40, 80 bzw. 100 Mikrolinsen durchstrahlen (in der Reihenfolge der Nennung zunehmend bevorzugt); mögliche Obergrenzen können beispielsweise bei höchstens 5000, 2500 bzw. 1000 Mikrolinsen liegen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die erste Makrolinse mit einer ersten Bestrahlungsstärke durchstrahlt und die zweite Makrolinse mit einer zweiten Bestrahlungsstärke, wobei die Bestrahlungsvorrichtung für eine Variation des Verhältnisses von erster Bestrahlungsstärke zu zweiter Bestrahlungsstärke eingerichtet ist.
Die Bestrahlungsvorrichtung ist vorzugsweise derart eingerichtet, dass sich das Verhältnis von erster zu zweiter Bestrahlungsstärke während des Betriebs der Bestrahlungsvorrichtung verändern lässt. Vorzugsweise kann die Durchstrahlung zumindest einer der Makrolinsen im Betrieb vollständig weggeschaltet (und auch wieder zugeschaltet) werden. Das Verhältnis von erster zu zweiter Bestrahlungsstärke wird dabei im zeitlichen Mittel betrachtet. Die Bestrahlungsstärke kann nämlich bspw. auch durch Pulsweitenmodulation eingestellt werden; das zeitliche Mittel wird jeweils über die kleinstmögliche Periode genommen.
Dabei kann die erste und/oder zweite Bestrahlungsstärke vorzugsweise auch gleich Null werden, kann also bspw. zwischen einer Durchstrahlung der ersten und zweiten Makrolinse hin- und hergeschaltet werden. Andererseits kann bspw. auch bevorzugt sein, dass eine Makrolinse dauerhaft durchstrahlt und die Durchstrahlung der anderen bedarfsweise hinzugeschaltet wird; die Bestrahlungsstärke auf der dauerhaft durchstrahlten Makrolinse kann dabei auch angepasst werden, etwa beim Hizuschalten der anderen Makrolinse verringert, sodass bspw. die Bestrahlungsstärke im Gesamten konstant gehalten wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Strahlungseinheit aus einer Mehrzahl Strahlungsquellen aufgebaut (siehe vorne), wobei die Relativanordnung von Strahlungseinheit und Makrolinsen derart ist, dass jede der Strahlungsquellen im Betrieb jeweils genau eine Makrolinse durchstrahlt. Die variable Durchstrahlung der Makrolinsen kann so bspw. auch allein durch eine entsprechende Anpassung der (mittleren) Ausgangsleistung der Strahlungsquellen erreicht werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Bestrahlungsvorrichtung zusätzlich eine zweite Mikrolinsen-Anordnung auf, welche ebenfalls aus einer Vielzahl nebeneinander angeordneter Mikrolinsen aufgebaut ist. Diese sollen hinsichtlich ihrer Größe, Form und Anordnung, vorzugsweise auch hinsichtlich ihrer Brennweite (siehe unten im Detail), den Mikrolinsen der ersten Mikrolinsen-Anordnung entsprechen und bezogen auf die Strahlungsausbreitungsrichtung zwischen letzterer und den Makrolinsen angeordnet sein. Die Mikrolinsen der ersten und zweiten Mikrolinsen-Anordnung sollen dabei „jeweils paarweise zusammenwirken“, es soll also jedes Teil-Strahlenbündel (welches per definitionem genau einer Mikrolinse der ersten Mikrolinsen-Anordnung zugeordnet ist) genau eine Mikrolinse der zweiten Mikrolinsen-Anordnung durchsetzen. Zwei entsprechend zusammenwirkende Mikrolinsen der ersten und zweiten Mikrolinsen-Anordnung werden als „Mikrolinsen-Paar“ bezeichnet.
Je Mikrolinsen-Paar ist bevorzugt, dass die hintere Mikrolinse in der hinteren Brennebene der vorderen Mikrolinse angeordnet ist und/oder die vordere Mikrolinse in der vorderen Brennebene der hinteren Mikrolinse, besonders bevorzugt gilt beides. Soweit Aussagen zu einem Mikrolinsen-Paar getroffen werden, gilt dies dann vorzugsweise für sämtliche Mikrolinsen der beiden Anordnungen.
Etwa im Falle kollimierter Laserstrahlung (bspw. mehrerer jeweils für sich kollimierter Laserstrahlen) kann im Falle einer einzigen Mikrolinsen-Anordnung eine maximale Verkippung von nicht mehr als 3° bevorzugt sein, wobei nicht mehr als 2° weiter und nicht mehr als 1° besonders bevorzugt sind (die Verkippung wird gegenüber den zueinander parallelen optischen Achsen der Mikrolinsen genommen). Wenngleich auch im Falle einer zweifachen Mikrolinsen-Anordnungen parallel zu den optischen Achsen einfallende kollimierte Strahlung bevorzugt sein kann, ist die Toleranz gegenüber einer Verkippung erhöht; letztere soll bspw. nicht mehr als 15°, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt nicht mehr als 13°, 11°, 10°, 9°, 8°, 6° bzw. 5°, betragen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegen die hinteren Brennebenen der Mikrolinsen in einer gemeinsamen Ebene und fällt diese „hintere Brennebene“ der Mikrolinsen-Anordnung mit der vorderen Brennebene zumindest einer der Makrolinsen, vorzugsweise sämtlicher Makrolinsen, zusammen. Der jeweiligen Makrolinse nachgelagert sind die Teil-Strahlenbündel dann jeweils für sich kollimiert. Vorzugsweise fallen die vorderen Brennebenen der Makrolinsen zusammen, liegen sie also in derselben Ebene. Im Falle der zweifachen Mikrolinsen-Anordnung liegen dann bevorzugt die der jeweiligen Makrolinse zugewandten lichtbrechenden Flächen der zweiten Mikrolinsen-Anordnung in dieser Ebene, tangieren sie die Ebene im Idealfall also jeweils mit ihrem Scheitelpunkt.
Die (erste und/oder zweite) Mikrolinsen-Anordnung ist vorzugsweise ein einstückiges Teil, besonders bevorzugt ist sie monolithisch (vgl. die vorstehenden Definitionen). Es sollen also vorzugsweise sämtliche Mikrolinsen miteinander einstückig/monolithisch sein. Sind bevorzugt auch die Makrolinsen miteinander einstückig/monolithisch, kann dies vorteilhafterweise die Relativpositionierung vereinfachen helfen.
Die vorliegende Erfindung betrifft auch einen Kfz-Scheinwerfer mit einer vorliegend offenbarten Bestrahlungsvorrichtung, vorzugsweise einen Kfz-Frontscheinwerfer. Der Kfz-Scheinwerfer kann beispielsweise auch eine Steuer- und/oder Erfassungseinheit aufweisen. Als Erfassungseinheit kann etwa eine Kamera vorgesehen sein, welche den beleuchtungsseitig zugänglichen Bereich, also den bei Anregung der Gesamtbestrahlungsfläche ausgeleuchteten Bereich, erfasst. Taucht in diesem Bereich dann beispielsweise Gegenverkehr oder ein vorausfahrendes Fahrzeug auf, wird dies von der Steuereinheit ausgewertet und die Anregung der entsprechenden Bestrahlungsfläche(n) weggeschaltet.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gliedern sich zumindest die einer der Makrolinsen vorgelagerten Mikrolinsen in mindestens eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe mit jeweils einer Mehrzahl Mikrolinsen, wobei die Mikrolinsen je Gruppe identisch sind, sich die Mikrolinsen der ersten Gruppe jedoch in zumindest einem von ihrer Form, Größe und Brennweite von den Mikrolinsen der zweiten Gruppe unterscheiden. Es unterscheidet sich dann ein erster Bereich der (der entsprechenden Makrolinse zugeordneten) Bestrahlungsfläche, der über die Mikrolinsen der ersten Gruppe bestrahlt wird, in seiner Form und/oder Größe von einem zweiten Bereich der Bestrahlungsfläche, der über die Mikrolinsen der zweiten Gruppe bestrahlt wird.
Vorzugsweise gliedern sich bei jeder der Makrolinsen die vorgelagerten Mikrolinsen in mindestens zwei Gruppen, ist also jede Bestrahlungsfläche in Bereiche untergliedert. Die nachstehende Beschreibung, die auf die einer Makrolinse vorgelagerten Mikrolinsen Bezug nimmt, ist also ausdrücklich auch auf Bestrahlungsvorrichtungen zu lesen, bei denen für jede der Makrolinsen eine entsprechende Ausgestaltung gegeben ist, also bspw. die jeweilig vorgelagerten Mikrolinsen entsprechend untergliedert sind.
Die variable Bestrahlung der Gesamtbestrahlungsfläche ist dann noch weiter untergliedert, bspw. durch ein Hin- und Herschalten zwischen einer Strahlführung über die Mikrolinsen der ersten Gruppe („erste Mikrolinsen“) und einer Strahlführung über die Mikrolinsen der zweiten Gruppe („zweite Mikrolinsen“) können unterschiedliche Bereiche der jeweiligen Bestrahlungsfläche angeregt werden.
Die Form des ersten Bestrahlungsflächenbereichs entspricht der Form der ersten Mikrolinsen und jene des zweiten Bestrahlungsflächenbereichs der Form der zweiten Mikrolinsen, wenn die Mikrolinsen dieselbe Orientierung haben und die jeweiligen Teil-Strahlenbündel deckungsgleich überlagert werden (siehe unten im Detail). Etwa im Falle kreisrunder Mikrolinsen ist der entsprechende Bestrahlungsflächenbereich also ebenfalls kreisrund, wohingegen er im bevorzugten Fall rechteckiger Mikrolinsen ebenfalls rechteckig ist.
Ferner bestimmt die Größe und Brennweite der ersten/zweiten Mikrolinsen die Größe des ersten/zweiten Bestrahlungsflächenbereichs, wobei der Bestrahlungsflächenbereich mit der Größe der Mikrolinsen zunimmt und mit deren (größer werdender) Brennweite abnimmt. Je kleiner eine Mikrolinse / größer ihre Brennweite, desto kleiner die Divergenz des Teil-Strahlenbündels, womit eben auch der Bestrahlungsflächenbereich kleiner wird. Die „Größe“ einer Mikrolinse ist ihre Öffnungsweite; „dieselbe Form“ meint bspw. Formen, die durch eine translatorische Verschiebung und/oder eine Rotation und/oder eine Skalierung ineinander übergeführt werden können.
Die Mikrolinsen „gliedern“ sich nun in mindestens zwei Gruppen, lassen sich also entsprechend einteilen, also einer jeweiligen Gruppe zuordnen. Die Zuordnung zu einer Gruppe hat im Allgemeinen keine Implikation hinsichtlich der räumlichen Verteilung der Mikrolinsen in der Mikrolinsen-Anordnung. Die Mikrolinsen einer Gruppe müssen also nicht zwingend in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander vorgesehen sein, wenngleich dies hinsichtlich einer möglichst einfach umzusetzenden variablen Bestrahlung bevorzugt sein kann.
Je Gruppe sind eine Mehrzahl identischer Mikrolinsen vorgesehen, etwa in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 bzw. 100 Mikrolinsen; mögliche Obergrenzen liegen bspw. bei höchstens 2.000, 1.500, 1.000, 500 bzw. 250. Die Mikrolinsen-Anordnung kann zusätzlich zu den Mikrolinsen der ersten und zweiten Gruppe auch weitere Mikrolinsen aufweisen, im Allgemeinen auch Mikrolinsen, die sich zueinander in Form und/oder Größe und/oder Brennweite unterscheiden. Vorzugsweise sind die weiteren Mikrolinsen jedoch auch jeweils einer Gruppe zugeordnet, ist also jede Mikrolinse einer Gruppe mit identischen Mikrolinsen zugeordnet. Es gibt mindestens zwei Gruppen und vorzugsweise nicht mehr als 20, 15, 10 bzw. 8 Gruppen (in der Reihe der Nennung zunehmend bevorzugt). Die Untergrenzen können bspw. bei mindestens 2, 3, 4, 5 Gruppen liegen.
Vorzugsweise ist die Bestrahlungsvorrichtung für eine wahlweise Durchstrahlung der ersten/zweiten Mikrolinsen eingerichtet, bspw. elektronisch durch ein Zu- oder Wegschalten einzelner Quellen.
Im Allgemeinen meint „variable Durchstrahlung“, dass sich zumindest das Verhältnis der über die ersten Mikrolinsen geführten Strahlungsleistung zu der über die zweiten Mikrolinsen geführten Strahlungsleistung verändern lässt, vorzugsweise kann während des Betriebs der Bestrahlungsvorrichtung die Durchstrahlung zumindest einer der Gruppen vollständig weggeschaltet werden, besonders bevorzugt ist für jede der Gruppen die Durchstrahlung individuell zu- und wegschaltbar.
Die Teil-Strahlenbündel werden in der Bestrahlungsfläche jedenfalls im zeitlichen Integral „überlagert“, sie haben also in der Bestrahlungsfläche alle eine gemeinsame Schnittmenge, vorzugsweise sind die je Gruppe von den Teil-Strahlenbündeln ausgestrahlten Bereiche der Bestrahlungsfläche deckungsgleich und damit deckungsgleich mit dem jeweiligen Bestrahlungsflächenbereich. Vorzugsweise ergibt sich die Überlagerung je Gruppe auch bereits in einem Zeitpunkt (nicht erst im zeitlichen Integral), wird also bspw. nicht gerastert.
Bevorzugt fallen die Flächenschwerpunkte des ersten und zweiten Bestrahlungsflächenbereichs zusammen, und zwar dort, wo die optische Achse der Makrolinse die Bestrahlungsfläche durchsetzt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform haben die Mikrolinsen zumindest einer der Gruppen dieselbe Orientierung, vorzugsweise gilt dies jeweils für die Mikrolinsen sämtlicher Gruppen (haben also in jeder Gruppe die Mikrolinsen zueinander dieselbe Orientierung). „Dieselbe Orientierung“ meint, dass sie allein durch eine translatorische Verschiebung in Deckung gebracht werden können. Die Bereiche der Bestrahlungsfläche, welche über die Mikrolinsen derselben Orientierung (und derselben Gruppe) bestrahlt werden, sind deckungsgleich und entsprechen jeweils dem jeweiligen Bestrahlungsflächenbereich (siehe vorne).
In bevorzugter Ausgestaltung haben die Mikrolinsen zumindest einer der Gruppen, vorzugsweise der ersten und zweiten Gruppe, besonders bevorzugt sämtlicher Gruppen, eine rechteckige Form. Dies bezieht sich auf eine Aufsicht, also einen Blick entlang der optischen Achse der jeweiligen Mikrolinse. Die Seitenkanten eines jeweiligen Rechtecks stehen dabei bevorzugt in einem Verhältnis (von kürzerer zu längerer Seitenkante) von mindestens 1:10, in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 1:8, 1:6, 1:4, 1:2 bzw. 2:3, besonders bevorzugt können quadratische Mikrolinsen sein.
In bevorzugter Ausgestaltung unterscheiden sich die ersten und zweiten Mikrolinsen (zumindest) in ihrer Größe, wobei die kleinen Mikrolinsen zu den großen in einem Größenverhältnis von in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt mindestens 1:100, 1:80, 1:60, 1:40, 1:20 bzw. 1:10 stehen. Vorteilhafte Obergrenzen können bspw. bei in dieser Reihenfolge zunehmend bevorzugt höchstens 9:10, 4:5, 7:10, 3:5 bzw. 1:2 liegen. Das Vorsehen einer Obergrenze kann ausdrücklich auch unabhängig vom Vorsehen einer Untergrenze von Interesse sein (und umgekehrt) und soll auch in dieser Form offenbart sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform unterscheiden sich die ersten und zweiten Mikrolinsen ausschließlich in ihrer Größe, haben sie also dieselbe Form. Soweit vorhanden haben dann auch die Mikrolinsen einer weiteren / weiterer Gruppe(n) dieselbe Form. Besonders bevorzugt ist eben eine rechteckige Form.
In bevorzugter Ausgestaltung sind die Mikrolinsen zumindest einer der Gruppen parabolisch, was sich in diesem Kontext auf die Krümmung der lichtbrechenden Lichtdurchtrittsfläche der Linse bezieht. Vorzugsweise sind die ersten und die zweiten (und soweit vorhanden auch weitere) Mikrolinsen parabolisch, und zwar weiter bevorzugt mit demselben Krümmungsradius. unterscheiden sich die ersten und zweiten Mikrolinsen dann bspw. in ihrer Größe, ist bei den größeren Mikrolinsen die Pfeilhöhe (Höhe des Kugelsegments) größer als bei den kleineren. Das Vorsehen parabolischer Mikrolinsen kann vorteilhafterweise den Aufwand bei der Konzeptionierung einer Mikrolinsenanordnung verringern helfen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind die ersten Mikrolinsen in einem ersten Segment und die zweiten Mikrolinsen in einem zweiten Segment angeordnet, wobei das erste von dem zweiten Segment eingefasst wird, sich die zweiten Mikrolinsen also wie ein Rahmen um die ersten erstrecken. Dies bezieht sich wiederum auf eine Aufsicht, entlang der optischen Achsen der Mikrolinsen auf die Mikrolinsen-Anordnung blickend. Bzgl. der Richtungen der senkrecht zu diesen optischen Achsen wird das erste vom zweiten Segment eingefasst; es soll also von jeder ersten Mikrolinse in einer jeden der Richtungen senkrecht zu ihrer optischen Achse nach außen gehend zumindest eine zweite Mikrolinse liegen, in der Regel jeweils (je Richtung senkrecht zur optischen Achse) mehrere.
Vorzugsweise werden die Mikrolinsen, deren Bestrahlungsflächenbereich kleiner ist, die also kleiner sind und/oder eine größere Brennweite haben, mittig angeordnet. Da der Bestrahlungsflächenbereich kleiner ist, wird nämlich in der Regel auch die über die entsprechenden Mikrolinsen zu führende Strahlungsleistung geringer sein. Entsprechend können bspw. den äußeren Mikrolinsen mehr Strahlungsquellen zugeordnet sein als den inneren. Sind die Strahlungsquellen bspw. in einem Array angeordnet, können die den äußeren Mikrolinsen zugeordneten Strahlungsquellen besser um die wenigen, den inneren Mikrolinsen zugeordneten Strahlungsquellen verteilt werden als umgekehrt.
Im Falle einer weiteren/weiterer Gruppe(n) können deren Mikrolinsen auch (jeweils) in einem Segment angeordnet sein, wobei die Segmente dann besonders bevorzugt ineinander geschachtelt sind. Es fasst dann also ein drittes Segment die ersten beiden ein und (soweit vorhanden) ein viertes die ersten drei und so weiter.
Generell kann sich „Mikrolinsen-Anordnung“ bei bevorzugten Ausführungsformen auf in ihrer Relativposition zueinander festgelegte Mikrolinsen beziehen, vorzugsweise ist die Mikrolinsen-Anordnung einstückig, sind die Mikrolinsen also nicht zerstörungsfrei voneinander trennbar (bspw. miteinander verklebt). Besonders bevorzugt ist die Mikrolinsen-Anordnung monolithisch, also aus einem Material frei von Materialgrenzen im Inneren geformt. Im Prinzip kann eine entsprechende Mikrolinsen-Anordnung auch durch Materialabtrag geformt werden (etwa durch Schleifen); auch im Hinblick auf eine Massenfertigung ist jedoch eine Herstellung durch Gießen in eine Form bevorzugt, handelt es sich bei der Mikrolinsen-Anordnung also etwa um ein Spritzgussteil.
Die Mikrolinsen-Anordnung ist jedoch nicht zwingend einstückig/monolithisch, sondern es kann andererseits auch eine Mikrolinsen-Anordnung von Interesse sein, bei welcher die ersten Mikrolinsen relativ zu den zweiten beweglich gelagert sind (und dementsprechend die zweiten relativ zu den ersten). Je Gruppe sind die Mikrolinsen dabei bevorzugt in ihrer Relativposition zueinander festgelegt, die Mikrolinsen-Anordnung kann dann also bevorzugt aus mehreren (der Anzahl der Gruppen entsprechend vielen) zueinander mehrstückigen Teilen vorgesehen sein, wobei jedes Teil dann jeweils die Mikrolinsen einer Gruppe aufweist und bevorzugt für sich im eben genannten Sinne einstückig/monolithisch ist.
In Verbindung mit der eben beschriebenen Variante „zweite Mikrolinsen fassen erste Mikrolinsen ein“ kann bspw. die erste Gruppe drehbar in der zweiten gehalten sein. Die Gruppen können jedoch bspw. auch mit einer Bewegungsrichtung senkrecht zu den (zueinander parallelen) optischen Achsen der Mikrolinsen gegeneinander verschiebbar sein. Ein vorteilhaftes Anwendungsgebiet der Bestrahlungsvorrichtung mit (gruppenweise) zueinander relativ beweglichen Mikrolinsen kann bspw. im Bereich der Effektbeleuchtung liegen.
Ebenfalls in unter anderem dieser Hinsicht kann bspw. auch ein Bewegen der Mikrolinsen-Anordnung im Gesamten relativ zur übrigen Bestrahlungsvorrichtung von Interesse sein, etwa ein Rotieren, vorzugsweise um eine zu den optischen Achsen der Mikrolinsen parallele Rotationsachse, ein Verschieben und/oder ein Vibrieren, also eine periodische Bewegung.
Generell können die Mikrolinsen senkrecht zu den (zueinander parallelen) optischen Achsen der Mikrolinsen zueinander relativ beweglich sein, also nicht nur in Gruppen. Die Mikrolinsen-Anordnung kann gewissermaßen aufgefächert, also die Abstände zwischen den Mikrolinsen vergrößert werden. So lässt sich beispielsweise die Zahl der durchstrahlten Mikrolinsen ändern, indem einige Mikrolinsen durch ein Auffächern aus dem durchstrahlten Bereich bewegt werden. Dazu können die Mikrolinsen beispielsweise in ein flexibles und dementsprechend verformbares Matrixmaterial eingebettet sein, etwa als Einzellinsen zwischen denen sich dann zumindest optisch funktional Hohlräume (ohne Mikrolinsen) ergeben. Wie eingangs beschrieben kann durch eine variable Bestrahlung der Bestrahlungsfläche etwa im Falle eines dort angeordneten Leuchtstoffelements ein Abstrahlmuster mit variierender Ortsverteilung erzeugt werden, welches sich mit einer Optik in eine Winkelverteilung umsetzen lässt. Mit der Relativbewegung der Mikrolinsen kann also ein Anregungsmuster erzeugt werden, welches für eine in unterschiedlichen Raumrichtungen variierende Effektbeleuchtung genutzt werden kann.
Im Allgemeinen könnte eine Bestrahlungsvorrichtung mit einer solchen Mikrolinsen-Anordnung mit (gruppenweise) zueinander relativ beweglichen Mikrolinsen sogar auch von Interesse sein, wenn die jeweils auf eine Gruppe fallende Bestrahlungsstärke während des Betriebs konstant ist. Es kann allein die Bewegung innerhalb der Mikrolinsen-Anordnung eine variierende Bestrahlung erzeugen.
In bevorzugter Ausgestaltung ist die Bestrahlungsvorrichtung jedoch derart eingerichtet, dass sich das Verhältnis von erster Bestrahlungsstärke (welche auf die ersten Mikrolinsen fällt) zu zweiter Bestrahlungsstärke (welche auf die zweiten Mikrolinsen fällt) während des Betriebs der Bestrahlungsvorrichtung verändern lässt. Vorzugsweise kann die Durchstrahlung zumindest einer der Gruppen im Betrieb vollständig weggeschaltet (und auch wieder zugeschaltet) werden. Das Verhältnis von erster zu zweiter Bestrahlungsstärke wird dabei im zeitlichen Mittel betrachtet. Die Bestrahlungsstärke kann nämlich bspw. auch durch Pulsweitenmodulation eingestellt werden; das zeitliche Mittel wird jeweils über die kleinstmögliche Periode genommen.
Die Strahlungseinheit kann eine erste Strahlungsquelle, deren Strahlung jedenfalls zum größeren Teil die ersten Mikrolinsen durchstrahlt, und eine zweite Strahlungsquelle aufweisen, deren Strahlung jedenfalls zum größeren Teil die zweiten Mikrolinsen durchstrahlt (vorzugsweise werden jeweils ausschließlich die ersten oder zweiten Mikrolinsen durchstrahlt). Die Bestrahlungsvorrichtung ist dann bevorzugt derart eingerichtet, dass eine Änderung der Strahlungsleistung der ersten Strahlungsquelle allenfalls mit einer von 1 verschiedenen linearen oder nicht-linearen Proportionalitätskonstante (m ≠ 1) eine Änderung der Strahlungsleistung der zweiten Strahlungsquelle zur Folge hat, vorzugsweise unabhängig davon ist.
Bei bevorzugten Ausführungsformen kann das Bestrahlungsstärke-Verhältnis also im Falle einer aus mehreren Strahlungsquellen aufgebauten Strahlungseinheit über die mittlere Ausgangsleistung der einzelnen Strahlungsquellen erreicht werden. Etwa im Falle eines Arrays aus Laserdioden, die jeweils für sich kollimierte Laserstrahlung in zueinander parallelen Unter-Strahlenbündeln emittieren, kann eine Variation des Bestrahlungsstärke-Verhältnisses auch bei unverändertem Öffnungswinkel (von bspw. 0°) erfolgen.
Andererseits kann die Bestrahlungsvorrichtung jedoch auch derart eingerichtet sein, dass sich der Öffnungswinkel, welcher sich aus dem von der Strahlung der Mikrolinsen-Anordnung unmittelbar vorgelagert ausgefüllten Volumen ergibt, verändern lässt. Die Vereinigungsmenge der von der Strahlung ausgefüllten Volumina entspricht dem Strahlenbündel, die Volumina sind also Teilmengen von letzterem. Das Volumen und damit der Öffnungswinkel bemessen sich nach der Halbwertsbreite. Der Öffnungswinkel lässt sich zumindest in Bezug auf eine die Mikrolinsen-Anordnung parallel zu den optischen Achsen der Mikrolinsen durchsetzende Schnittebene variieren, vorzugsweise hinsichtlich sämtlicher Schnittebenen (etwa im Falle eines Kegels, der aufgeweitet und verengt werden kann).
Im Falle eines kleinen Öffnungswinkels können bspw. bei ineinandergeschachtelten Gruppen (siehe vorne im Detail) nur die inneren Mikrolinsen durchstrahlt werden, und es kann dann die aufgeweitete Strahlung auf sowohl die ersten als auch die zweiten Mikrolinsen fallen.
Das bereits mehrfach genannte „Leuchtstoffelement“ kann ein statisches Leuchtstoffelement sein, etwa ein Leuchtstoffplättchen. Andererseits kann das Leuchtstoffelement jedoch auch bewegt sein, etwa um eine Rotationsachse, bspw. als Leuchtstoffwalze oder vorzugsweise als Leuchtstoffrad. Die Rotationsachse ruht dann bevorzugt relativ zur übrigen Bestrahlungsvorrichtung.
Nochmals zu den Mikrolinsen-Paaren: Es kann bevorzugt sein, dass die Mikrolinsen-Paare der unterschiedlichen Gruppen dieselbe Länge haben. Die Länge eines Mikrolinsen-Paares wird von der Eintrittsfläche der Mikrolinse der ersten Anordnung bis zur Austrittsfläche der Mikrolinse der zweiten Anordnung genommen. Haben die Mikrolinsen-Paare dieselbe Länge, kann dies bspw. die Herstellung vereinfachen, etwa das Entformen eines Spritzgussteils.
Andererseits können auch Mikrolinsen-Paare unterschiedlicher Länge von Interesse sein, also bspw. Mikrolinsen-Paare, die je Gruppe dieselbe, im Vergleich der Gruppen jedoch eine unterschiedliche Länge haben. In Verbindung mit dem eben genannten Erfordernis, dass je Mikrolinsen-Paar die hintere Brennebene der vorderen Mikrolinse mit der hinteren Mikrolinse zusammenfällt und deren vordere Brennebene mit der vorderen Mikrolinse, haben die Mikrolinsen-Paare unterschiedlicher Länge dann auch eine unterschiedliche Brennweite.
Anders ausgedrückt kann mit Mikrolinsen-Paaren unterschiedlicher Länge die Brennweite der Mikrolinsen-Paare einer jeweiligen Gruppe so gewählt werden, dass der Bestrahlungsflächenbereich die gewünschte Größe erhält.
Um bspw. einen möglichst kleinen Bestrahlungsflächenbereich zu realisieren, kann die Größe der Mikrolinsen zwar klein gewählt werden, allerdings kann bspw. aus fertigungstechnischen Gründen eine gewisse Mindestgröße notwendig sein. Um dann den Bestrahlungsflächenbereich weiter zu verkleinern, kann die Brennweite erhöht werden. Dies gilt übrigens auch für eine Bestrahlungsvorrichtung mit nur einer ersten Mikrolinsen-Anordnung. Ist eine zweite Mikrolinsen-Anordnung vorgesehen, wird, damit die bevorzugte Brennebenen-Bedingung noch erfüllt werden kann, die Länge der Mikrolinsen-Paare mit längerer Brennweite vorzugsweise entsprechend erhöht.
Generell sollen für die zweite Mikrolinsen-Anordnung auch die vorstehend für die erste getroffenen Angaben offenbart sein, was insbesondere die bevorzugte Anordnung der Mikrolinsen in einer Ebene sowie deren bevorzugt einstückige/monolithische Ausgestaltung betrifft. Die erste und zweite Mikrolinsen-Anordnung können zueinander mehrstückig und dann bevorzugt über einen Luftspalt beabstandet sein. Es kann bspw. eine plane Austrittsfläche der ersten Mikrolinsen-Anordnung, welche deren gekrümmter Eintrittsfläche entgegengesetzt liegt, einer planen Eintrittsfläche der zweiten Mikrolinsen-Anordnung (über den Luftspalt beabstandet) zugewandt gegenüberliegen, welcher planen Eintrittsfläche der zweiten Mikrolinsen-Anordnung deren gekrümmte Lichtaustrittsfläche entgegengesetzt liegt.
Die erste und zweite Mikrolinsen-Anordnung können jedoch auch einstückig miteinander vorgesehen sein, vorzugsweise monolithisch, etwa als Spritzgussteil. Die Mikrolinsen der ersten Mikrolinsen-Anordnung sind dann eintrittsseitig dieses monolithischen Teils als gekrümmte Oberfläche geformt, die Mikrolinsen der zweiten Mikrolinsen-Anordnung austrittsseitig.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform liegen die hinteren Brennebenen der Mikrolinsen in einer gemeinsamen Ebene und fällt diese „hintere Brennebene“ der Mikrolinsen-Anordnung mit der vorderen Brennebene der Sammellinse zusammen. Der Sammellinse nachgelagert sind die Teil-Strahlenbündel dann jeweils für sich kollimiert. Im Falle der zweifachen Mikrolinsen-Anordnung liegen dann bevorzugt die der Sammellinse zugewandten lichtbrechenden Flächen der zweiten Mikrolinsen-Anordnung in dieser Ebene, tangieren sie die Ebene im Idealfall also jeweils mit ihrem Scheitelpunkt.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform, welche sich insbesondere auf eine einfache Mikrolinsen-Anordnung bezieht, ist die erste Mikrolinsen-Anordnung eintrittsseitig eines Grundkörpers vorgesehen, also in dessen Eintrittsfläche geformt. Jede der Mikrolinsen hat einen Fokus, und es soll dieser vorzugsweise außerhalb des Grundkörpers liegen, weiter bevorzugt außerhalb transparenter optischer Elemente generell, also auch außerhalb der Sammellinse. Die Fokusse der einzelnen Mikrolinsen liegen dann vorzugsweise zwischen der Austrittsfläche des Grundkörpers und der Sammellinse.
Durch eine entsprechende Fokussierung kann bspw. einem übermäßigen Leistungseintrag in den Grundkörper oder die Sammellinse und damit einer Überhitzung vorgebeugt werden. Wie bereits eingangs erwähnt, betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betreiben einer vorliegend offenbarten Bestrahlungsvorrichtung. Dabei wird die erste Makrolinse mit einer ersten Bestrahlungsstärke bestrahlt und die zweite Makrolinse mit einer zweiten Bestrahlungsstärke. Es wird ausdrücklich nochmals auf die vorstehenden Ausführungen diesbezüglich verwiesen.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer vorliegend offenbarten Bestrahlungsvorrichtung zur Kraftfahrzeug-Außenbeleuchtung, insbesondere zur variablen Straßenausleuchtung mit einem Frontscheinwerfer. Vorteilhafte Anwendungsgebiete können auch im Bereich der Effektbeleuchtung liegen; andererseits kann die Bestrahlungsvorrichtung auch zur Operationsfeld-Beleuchtung dienen, bei welcher auch eine variabel einstellbare Bestrahlung von Interesse sein kann. Die Bestrahlungsvorrichtung kann ferner als Lichtquelle eines Projektionsgeräts, Endoskops oder auch Bühnenscheinwerfers genutzt werden, etwa zur Szenenbeleuchtung im Film-, Fernseh- bzw. Theaterbereich.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung mit einer Strahlungseinheit, einer Mikrolinsen-Anordnung und vier Makrolinsen in einer Schrägansicht;
2 eine Seitenansicht der Bestrahlungsvorrichtung gemäß 1 mit exemplarischen Strahlengängen;
3 eine mit der Bestrahlungsvorrichtung gemäß den 1 und 2 erzeugte Bestrahlungsstärkeverteilung bei Durchstrahlung von drei der vier Makrolinsen;
4 schematische Seitenansichten mit Mikrolinsen unterschiedlicher Größe mit einer Makrolinse zur Illustration der unterschiedlich großen Bestrahlungsflächenbereiche.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
1 zeigt eine erfindungsgemäße Bestrahlungsvorrichtung 1 mit einer Strahlungseinheit 2, die aus 16 Laserdioden aufgebaut ist. Diese emittieren vorliegend nach hinten rechts in die Zeichenebene hinein, wobei der Strahlengang in 1 der Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt ist. Der Strahlungseinheit 2 in Strahlungsausbreitungsrichtung 7 nachgelagert sind Kollimationslinsen 3 angeordnet (in 1 vereinfacht als Platte dargestellt, vgl. 2 bzgl. einer Schnittdarstellung). Einer jeden Laserdiode ist also eine Kollimationslinse 3 nachgelagert, welche den jeweiligen, von der Laserdiode emittierten Laserstrahl kollimiert.
Auf eine der Strahlungseinheit 2 und den Kollimationslinsen 3 nachgelagerte Mikrolinsen-Anordnung 4 fallen somit jeweils für sich kollimierte und zueinander parallele Laserstrahlen, und zwar je Laserdiode ein Laserstrahl. Der ersten Mikrolinsen-Anordnung 4 ist eine zweite Mikrolinsen-Anordnung 8 nachgelagert, wobei die Mikrolinsen 4, 8 jeweils funktionale Paare bilden, also ein Teil-Strahlbündel, welches eine Mikrolinse der ersten Mikrolinsen-Anordnung 4 durchsetzt, auch genau eine Mikrolinse der zweiten Mikrolinsen-Anordnung durchsetzt (jedenfalls innerhalb eines Akzeptanzwinkelbereichs). Vorliegend sind die Mikrolinsen zu Veranschaulichungszwecken vergrößert dargestellt, in realiter werden bei einem hier gezeigten Aufbau die erste 4 und die zweite Mikrolinsen-Anordnung 8 jeweils 800 Mikrolinsen umfassen.
Je funktionalem Mikrolinsen-Paar ist der Aufbau derart, dass die Mikrolinse der ersten Mikrolinsen-Anordnung 4 in der vorderen Brennebene der zugehörigen Mikrolinse der zweiten Mikrolinsen-Anordnung 8 angeordnet ist. Gleichermaßen ist je funktionalem Paar die Mikrolinse der zweiten Mikrolinsen-Anordnung 8 in der hinteren Brennebene der ersten Mikrolinsen-Anordnung 4 angeordnet. Je durchstrahltem Mikrolinsen-Paar breitet sich dann ein Teil Strahlenbündel aus (vgl. 2).
Den Mikrolinsen nachgelagert ist eine Makrolinsen-Anordnung mit einer ersten Makrosammellinse 9a und einer zweiten Makrosammellinse 9b angeordnet, wobei die Makrolinsen-Anordnung vorliegend aus insgesamt vier Makrosammellinsen 9 aufgebaut ist. Jeder der Makrosammellinsen 9 sind vier Laserdioden zugeordnet. Von einem jeden, einer jeweiligen Laserdiode nachgelagerten und durchstrahlten Mikrolinsen-Paar fällt ein divergentes Teil-Strahlenbündel auf die jeweilige Makrolinse 9 und wird davon kollimiert. Die Makrolinsen 9 kollimieren also die jeweils für sich divergenten Teil-Strahlenbündel und überlagern diese in einer jeweiligen, der jeweiligen Makrolinse 9a, b zugeordneten Bestrahlungsfläche 5a, b. Bzgl. des Strahlungsgangs im Detail wird auf 2 verwiesen. Einer jeden Makrolinse 9a, b ist eine Bestrahlungsfläche 5a, b zugeordnet, und es gibt der Anzahl der Makrolinsen 9 entsprechend viele Bestrahlungsflächen 5 (vorliegend vier). Eine Gesamtbestrahlungsfläche ergibt sich als Summe der einzelnen Bestrahlungsflächen 5. Die Bestrahlungsflächen 5 liegen eintrittsseitig eines Leuchtstoffelements 6.
2 zeigt die Bestrahlungsvorrichtung 1 in einer geschnittenen Seitenansicht, wobei die Strahlungsausbreitungsrichtung 7 in der Schnittebene liegt. Die Linsenplatte mit den Kollimationslinsen 3, die Mikrolinsen-Anordnungen 4, 8 und die Makrolinsen 9 sind jeweils geschnitten; gleiches gilt für die in 2 gezeigten Laserdioden, durch welche also die Schnittebene verläuft.
In der Schnittdarstellung ist zunächst zu erkennen, dass die Mikrolinsen als monolithisches Teil vorgesehen sind, nämlich vorliegend als Spritzgussteil. Es sind sowohl die Mikrolinsen der ersten Mikrolinsen-Anordnung 4 monolithisch miteinander als auch jene der zweiten Mikrolinsen-Anordnung 8, wobei auch die erste 4 und die zweite Mikrolinsen-Anordnung 8 monolithisch miteinander sind. Auch die Makrolinsen 9 sind als Spritzgussteil vorgesehen und monolithisch miteinander.
Wird nun bspw. nur eine der vier Laserdioden, welche der ersten Makrolinse 9a zugeordnet sind, betrieben, wird gleichwohl die gesamte erste Bestrahlungsfläche 5a bestrahlt. Durch Hinzuschalten weiterer, der ersten Makrolinse 9a zugeordneter Laserdioden kann dann die Bestrahlungsstärke erhöht werden. Selbstverständlich ist auch eine stufenlose Anpassung der Bestrahlungsstärke möglich, wenn nämlich die Ausgangsleistung der Laserdiode(n) entsprechend angepasst wird, etwa pulsweitenmoduliert.
Andererseits kann durch eine entsprechende Auswahl, welche der Makrolinsen 9 überhaupt durchstrahlt wird, die Bestrahlungsstärkeverteilung über die Gesamtbestrahlungsfläche angepasst werden. Wird bspw. über eine der Makrolinsen 9 nicht bestrahlt, ist die Bestrahlungsstärke auf der entsprechenden Bestrahlungsfläche 5 gleich Null, wird also das dort angeordnete Leuchtstoffelement 6 in einem entsprechenden Bereich nicht angeregt. Entsprechend wird in diesem Bereich dann auch kein Konversionslicht emittiert. Das Konversionslicht kann vorliegend an einer den Bestrahlungsflächen 5 entgegengesetzten Abstrahlfläche 21 des Leuchtstoffelements 6 abgeführt und mit einer abbildenden Optik in unterschiedliche Raumrichtungen gelenkt werden. Wird eine der Bestrahlungsflächen 5 nicht angeregt, erfolgt in einem entsprechenden Bereich der entgegengesetzten Abstrahlfläche 21 keine Emission, wird also eine entsprechende Raumrichtung nicht mit Konversionslicht versorgt. So kann bspw. im Falle eines Kfz-Scheinwerfers zwischen Abblend- und Fernlicht hin- und hergeschaltet werden.
3 zeigt exemplarisch die Bestrahlungsstärkeverteilung über die Gesamtbestrahlungsfläche in einem xy-Diagramm. Dabei wird in der gezeigten Situation die zweite Bestrahlungsfläche 5b nicht bestrahlt, sind also die der zweiten Makrolinse 9b zugeordneten Laserdioden abgeschaltet. Die beiden in Umlaufrichtung direkt angrenzenden Bestrahlungsflächen 5 (darunter die erste Bestrahlungsfläche 5a) werden jeweils über zwei Laserdioden, also mit insoweit halber Leistung bestrahlt. Die vierte der Bestrahlungsflächen 5 wird über alle vier ihr zugeordneten Laserdioden bestrahlt, dementsprechend ist dort die Bestrahlungsstärke am höchsten. Den Unterschied zwischen der Bestrahlung über vier und zwei Laserdioden zeigen auch die beiden Diagramme, die entlang der Linien AA und BB gelegte Schnitte durch die Bestrahlungsstärkeverteilung wiedergeben.
Indem also eine bzw. mehrere Bestrahlungsflächen nicht angeregt werden, werden wie vorstehend erläutert zugehörige Raumrichtungen nicht mit Konversionslicht versorgt. Etwa bei einem Kfz-Scheinwerfer lassen sich so auch definierte Bereiche von der Beleuchtung ausnehmen, kann also bspw. ein Bereich, in dem sich ein entgegenkommendes Fahrzeug bewegt, ausgeklammert werden. Insoweit ist die Untergliederung der Gesamtbestrahlungsfläche in vier Bestrahlungsflächen 5 nur exemplarisch zu verstehen, es kann also die Gesamtbestrahlungsfläche auch feiner untergliedert sein.
Die 4a, b illustrieren eine weitere Unterteilung der Gesamtbestrahlungsfläche durch eine Unterteilung der einer entsprechenden Makrolinse 9 vorgelagerten Mikrolinsen in kleinere 4a, 8a (4a) und größere Mikrolinsen 8a, 8b (4b); in realiter sind die unterschiedlich großen Mikrolinsen dann in dieselbe Mikrolinsen-Anordnung integriert. Der Übersichtlichkeit halber ist auch nur eine Makrolinse 9 gezeigt und sind jeweils nur die Teilstrahlenbündel 20a, b von zwei der in realiter in einer Mehrzahl vorgesehenen Mikrolinsen 4a, 8a, 4b, 8b gezeigt. Da sich dieser Aufbau auf zwei Mikrolinsen-Anordnungen 4, 8 mit paarweise funktional zusammenwirkenden Mikrolinsen bezieht, wird im Folgenden von einem jeweiligen Teil-Strahlenbündel 20a, b eines jeweiligen Mikrolinsen-Paares 4, 8 und der Größe/Form/Brennweite des Mikrolinsen-Paares 4, 8 gesprochen.
Je nachdem, ob über die Mikrolinsen-Paare 4a, 8a der ersten Gruppe bestrahlt wird (4a) oder über die Mikrolinsen-Paare 4b, 8b der zweiten Gruppe (4b), ist der Bestrahlungsflächenbereich 21a, b kleiner oder größer. Über die Wahl der durchstrahlten Mikrolinsen-Paare 4, 8 kann also die bestrahlte Fläche in ihrer Größe angepasst werden, wobei vorliegend der Übersichtlichkeit halber nur zwei Gruppen Mikrolinsen-Paare 4, 8 unterschiedlicher Größe gezeigt sind, es in der Praxis jedoch auch deutlich mehr als zwei Gruppen geben kann.

Claims

Bestrahlungsvorrichtung (1) mit einer Strahlungseinheit (2) zur Emission von Strahlung in Form eines Strahlenbündels im zeitlichen Intergral, einer der Strahlungseinheit (2) nachgelagerten Mikrolinsen-Anordnung (4, 8) mit einer Vielzahl in Bezug auf die Strahlungsausbreitungsrichtung (7) nebeneinander angeordneter Mikrosammellinsen, wobei das Strahlenbündel die Mikrolinsen-Anordnung (4, 8) durchsetzt und dabei in ein Teil-Strahlenbündel je Mikrosammellinse und damit in eine Vielzahl Teil-Strahlenbündel unterteilt wird, und einer der Mikrolinsen-Anordnung (4, 8) nachgelagerten Anordnung mit einer ersten Makrosammellinse (9a) und einer zweiten Makrosammellinse (9b), die in Bezug auf die Strahlausbreitungsrichtung (7) nebeneinander angeordnet sind, wobei die Bestrahlungsvorrichtung (1) für eine variable Durchstrahlung der Makrosammellinsen (9) eingerichtet ist, und wobei eine erste Gruppe der Teil-Strahlenbündel die erste Makrosammellinse (9a) durchsetzt und davon jedenfalls im zeitlichen Integral in einer ersten Bestrahlungsfläche (5a) überlagert wird und eine zweite Gruppe der Teil-Strahlenbündel die zweite Makrosammellinse (9b) durchsetzt und davon jedenfalls im zeitlichen Integral in einer zweiten Bestrahlungsfläche (5b) überlagert wird, wobei eine Vereinigungsmenge der ersten Bestrahlungsfläche (5a) und der zweiten Bestrahlungsfläche (5b) größer ist als es die erste (5a) und zweite Bestrahlungsfläche (5b) jeweils für sich sind.
Bestrahlungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1, bei welcher die erste Bestrahlungsfläche (5a) und die zweite Bestrahlungsfläche (5b) allenfalls einen Überlapp haben, dessen Flächeninhalt nicht mehr als 50 % des Flächeninhalts der kleineren von der ersten Bestrahlungsfläche (5a) und der zweiten Bestrahlungsfläche (5b) ausmacht.
Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Vereinigungsmenge einen Flächeninhalt hat, der jeweils um mindestens 20 % größer ist als ein jeweiliger Flächeninhalt der ersten Bestrahlungsfläche (5a) und der zweiten Bestrahlungsfläche (5b).
Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die erste Makrosammellinse (9a) und die zweite Makrosammellinse (9b) jeweils eine optische Achse haben und diese optischen Achsen parallel zueinander liegen.
Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die erste Makrosammellinse (9a) und die zweite Makrosammellinse (9b) miteinander einstückig sind, vorzugsweise miteinander monolithisch sind.
Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher eine gekrümmte lichtbrechende Fläche der ersten Makrosammellinse (9a) und eine gekrümmte lichtbrechende Fläche der zweiten Makrosammellinse (9b) direkt aneinander grenzen, vorzugsweise in einer Kante.
Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher zumindest eine der Makrosammellinsen (9) in der Strahlungsausbreitungsrichtung (7) gesehen eine rechteckige Form hat.
Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die erste Makrosammellinse (9a) und die zweite Makrosammellinse (9b) in der Strahlungsausbreitungsrichtung (7) gesehen dieselbe Form haben.
Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Makrosammellinsen (9) allenfalls einen Größenunterschied haben, demnach die größere Makrosammellinse (9) höchstens doppelt so groß wie die kleinere Makrosammellinse (9) ist.
Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die erste Makrosammellinse (9a) mit einer ersten Bestrahlungsstärke durchstrahlt wird und die zweite Makrosammellinse (9b) mit einer zweiten Bestrahlungsstärke durchstrahlt wird, wobei die Bestrahlungsvorrichtung (1) für eine Variation des Verhältnisses von erster Bestrahlungsstärke zu zweiter Bestrahlungsstärke eingerichtet ist.
Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher die Strahlungseinheit (2) aus einer Mehrzahl Strahlungsquellen aufgebaut ist, wobei jede der Strahlungsquellen genau eine der Makrosammellinsen (9) durchstrahlt.
Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher sich zumindest die einer der Makrosammellinsen (9) vorgelagerten Mikrosammellinsen (4, 8) in mindestens eine erste Gruppe und eine zweite Gruppe mit jeweils einer Mehrzahl Mikrosammellinsen (4, 8) gliedern, wobei die Mikrosammellinsen je Gruppe identisch sind, sich die Mikrosammellinsen (4, 8) der ersten Gruppe jedoch in zumindest einem von ihrer Form, Größe und Brennweite von den Mikrosammellinsen (4, 8) der zweiten Gruppe unterscheiden, sodass sich ein erster Bereich der Bestrahlungsfläche (5), der über die Mikrosammellinsen (4, 8) der ersten Gruppe bestrahlt wird, in zumindest einem von seiner Form und seiner Größe von einem zweiten Bereich der Bestrahlungsfläche (5) unterscheidet, der über die Mikrosammellinsen (4, 8) der zweiten Gruppe bestrahlt wird.
Kraftfahrzeug-Scheinwerfer mit einer Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche.
Verfahren zum Betreiben einer Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 oder eines Kraftfahrzeug-Scheinwerfers nach Anspruch 13, bei welchem die erste Makrosammellinse (9a) mit einer ersten Bestrahlungsstärke bestrahlt wird und die zweite Makrosammellinse (9b) mit einer zweiten Bestrahlungsstärke bestrahlt wird, wobei das Verhältnis von erster Bestrahlungsstärke zu zweiter Bestrahlungsstärke variiert wird.
Verwendung einer Bestrahlungsvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 zur Kraftfahrzeug-Außenbeleuchtung, Effekt- oder Operationsfeld-Beleuchtung oder als Lichtquelle eines Projektionsgeräts, Endoskops oder Bühnenscheinwerfers.