DE102017104620A1

DE102017104620A1 - Beleuchtungseinrichtung

Info

Publication number: DE102017104620A1
Application number: DE102017104620.8A
Authority: DE
Inventors: Hideharu Kawachi; Yoshiyuki Nakano; Shinichi Kitaoka
Original assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Current assignee: Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
Priority date: 2016-03-07
Filing date: 2017-03-06
Publication date: 2017-09-07
Also published as: CN206582664U; US9958139B2; US20170254508A1; JP2017162577A; JP6660592B2

Abstract

Eine Beleuchtungseinrichtung 100 beinhaltet: ein Gehäuse 20, das rohrförmig ist, innen einen optischen Weg 21 für Laserlicht L beinhaltet und eine erste Endoberfläche mit einer Öffnung 22 beinhaltet, durch die durch den optischen Weg 21 gelangendes Laserlicht L freigesetzt wird; einen Lichtemitter 30, der der Öffnung 22 gegenüberliegt, durch die Öffnung 22 freigesetztes Laserlicht L empfängt, Laserlicht L in Licht, das eine andere Wellenlänge einer vorbestimmten Farbe aufweist, umwandelt und das Licht emittiert; eine Kappe 50, die entfernbar an einem ersten Endabschnitt des Gehäuses 20 angeordnet ist und durch die das von dem Lichtemitter 30 emittierte Licht freigesetzt wird; und einen Verschluss 60, der den optischen Weg 21 öffnet, wenn die Kappe 50 an dem Gehäuse 20 angebracht wird, und den optischen Weg 21 schließt, wenn die Kappe 50 von dem Gehäuse 20 gelöst wird.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung, die von einer Lichtquelle emittiertes Laserlicht verwendet.
Hintergrund
Allgemein bekannt ist eine Beleuchtungseinrichtung, die Licht dadurch emittiert, dass sie einen Leuchtstoff, der Laserlicht als Anregungslicht verwendet, anregt, damit der Leuchtstoff das Laserlicht in Licht einer gewünschten Farbe umwandelt (siehe beispielsweise Patentdruckschrift (PTL) 1). Bei einer derartigen Beleuchtungseinrichtung sind eine Lichtquelle des Laserlichtes und der Leuchtstoff in einem Gehäuse aufgenommen.
Zitierstellenliste
Patentliteratur

PTL1: Veröffentlichung der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2003-295319

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Das Gehäuse ist beispielsweise zur Instandsetzung mitunter vorübergehend zerlegt. Emittiert die Lichtquelle dann Licht, so besteht das Risiko, dass die Augen des Instandsetzenden mit Laserlicht bestrahlt werden.
Eingedenk des Vorbeschriebenen besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Verbesserung der Augensicherungsfunktion dadurch, dass sogar dann, wenn die Lichtquelle während des Zerlegtseins Licht emittiert, verhindert wird, dass Laserlicht austritt.
Lösung des Problems
Eine Beleuchtungseinrichtung entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Beleuchtungseinrichtung, die von einer Lichtquelle emittiertes Laserlicht verwendet und beinhaltet: ein Gehäuse, das rohrförmig ist, innen einen optischen Weg für das Laserlicht beinhaltet und eine erste Endoberfläche mit einer Öffnung beinhaltet, durch die das durch den optischen Weg gelangende Laserlicht freigesetzt wird; einen Lichtemitter, der der Öffnung gegenüberliegt, das durch die Öffnung freigesetzte Laserlicht empfängt, das Laserlicht in Licht, das eine andere Wellenlänge einer vorbestimmten Farbe aufweist, umwandelt und das Licht emittiert; eine Kappe, die entfernbar an einem ersten Endabschnitt des Gehäuses angebracht ist und durch die das von dem Lichtemitter emittierte Licht freigesetzt wird; und einen Verschluss, der den optischen Weg öffnet, wenn die Kappe an dem Gehäuse angebracht wird, und den optischen Weg schließt, wenn die Kappe von dem Gehäuse gelöst wird.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Entsprechend der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Augensicherungsfunktion dadurch zu verbessern, dass sogar dann, wenn die Lichtquelle während des Zerlegtseins Licht emittiert, verhindert wird, dass Laserlicht austritt.
Kurzbeschreibung der Zeichnung
1 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform.
2 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer schematischen Ausgestaltung einer Beleuchtungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform.
3 ist ein Querschnitt zur Darstellung einer schematischen Ausgestaltung einer Beleuchtungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform.
4 ist ein Querschnitt einer Beleuchtungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform bei einem Schnitt entlang der Linie IV-IV in 3.
5 ist ein Querschnitt zur Darstellung einer schematischen Ausgestaltung einer Beleuchtungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform.
6 ist ein Querschnitt einer Beleuchtungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform bei einem Schnitt entlang einer Linie VI-VI in 5.
7 ist ein Querschnitt zur Darstellung einer schematischen Ausgestaltung einer Beleuchtungseinrichtung entsprechend einer Abwandlung.
8 ist ein Querschnitt zur Darstellung einer schematischen Ausgestaltung einer Beleuchtungseinrichtung entsprechend einer Abwandlung.
Beschreibung einer Ausführungsform
Nachstehend wird eine Beleuchtungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Man beachte, dass die nachstehend beschriebene Ausführungsform dazu dient, ein spezifisches Beispiel der vorliegenden Erfindung zu zeigen. Daher sind die nummerischen Werte, Formen, Materialien, Strukturelemente sowie die Anordnung und Verbindung der Strukturelemente und dergleichen so, wie sie bei der nachfolgenden Ausführungsform gezeigt sind, bloße Beispiele und sollen die vorliegende Erfindung nicht beschränken. Als solches sind von den Strukturelementen der nachfolgenden Ausführungsform diejenigen Elemente, die in keinem der unabhängigen Ansprüche, die die allgemeinsten erfinderischen Konzepte der Erfindung angeben, aufgeführt sind, als beliebige Strukturelemente beschrieben.
Man beachte zudem, dass jede Zeichnungsfigur eine schematische Darstellung und nicht notwendigerweise eine genaue Darstellung ist. Des Weiteren sind in der Zeichnung gleiche Bezugszeichen an gleiche Strukturelemente vergeben.
Ausführungsform
Nachstehend wird eine Ausführungsform beschrieben.
Verwendung der Beleuchtungseinrichtung
Zunächst wird die Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform beschrieben.
1 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer Verwendung einer Beleuchtungseinrichtung entsprechend einer Ausführungsform.
Wie in 1 dargestellt ist, ist eine Mehrzahl von Beleuchtungseinrichtungen 100 an der Decke und am Boden eines Schaufensters 301, das ein Beispiel für eine bauliche Struktur darstellt, eingebaut, wobei jede Beleuchtungseinrichtung 100 als Strahler (spotlight) zur Beleuchtung einer Schaufensterpuppe 303 dient. Eine Lichtquelleneinrichtung 149 ist außerhalb des Schaufensters 301 vorgesehen. Von der Lichtquelleneinrichtung 149 emittiertes Laserlicht wird an jede Beleuchtungseinrichtung 100 durch optische Fasern 150 übertragen, die außerhalb des Schaufensters 301 verlegt sind.
Die Lichtquelleneinrichtung 149 ist eine Lichtquelle, die Laserlicht erzeugt und das Laserlicht der Mehrzahl von Beleuchtungseinrichtungen 100 durch die optischen Fasern 150 zuleitet. Insbesondere beinhaltet die Lichtquelleneinrichtung 149 eine Mehrzahl von Halbleiterlaserelementen, die Laserlicht emittieren, das eine Wellenlänge in einem Bereich von der Wellenlänge des blau-violetten Lichtes zur Wellenlänge des blauen Lichtes (das heißt 430 nm bis 490 nm) aufweist. Durch Anordnen der Halbleiterlaserelemente an einer Position kann eine Kühleinrichtung, die die Halbleiterlaserelemente kühlt, zentral vorgesehen werden, wodurch die Kühleffizienz vergrößert und die Verwendung von Abwärme und dergleichen beispielsweise zum Erwärmen von Wasser ermöglicht wird.
Jede Beleuchtungseinrichtung 100 emittiert weißes Licht unter Verwendung des durch die optischen Fasern 150 übertragenen Laserlichtes als Anregungslicht.
Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung Nachstehend wird eine Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung 100 beschrieben.
2 ist eine perspektivische Ansicht zur Darstellung einer schematischen Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung 100 entsprechend einer Ausführungsform. 3 ist ein Querschnitt zur Darstellung einer schematischen Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung 100 entsprechend einer Ausführungsform. 4 ist ein Querschnitt der Beleuchtungseinrichtung 100 entsprechend einer Ausführungsform bei einem Schnitt entlang einer Linie IV-IV in 3.
Wie in 2 bis 4 dargestellt ist, beinhaltet die Beleuchtungseinrichtung 100 ein Gehäuse 20, einen Lichtemitter 30, eine Sammellinse 40, eine Kappe 50 und einen Verschluss 60.
Gehäuse
Das Gehäuse 20 ist ein rohrförmiges Gehäuse, das innen den optischen Weg 21 des Laserlichtes L beinhaltet und zudem an einer ersten Endoberfläche eine Öffnung 22 beinhaltet, durch die durch den optischen Weg 21 gelangendes Laserlicht L freigesetzt wird. Insbesondere ist der Innenraum des Gehäuses 20 der optische Weg des Laserlichtes L. Obwohl das Gehäuse 20 bei der vorliegenden Erfindung derart beschrieben wird, dass es beispielsweise eine längliche zylindrische Außenform und einen zylindrischen Innenraum aufweist, kann das Gehäuse 20 eine beliebige Form aufweisen, solange es ein innen hohles Rohr ist. Andere mögliche Formen des Gehäuses 20 beinhalten beispielsweise eine Rechteckform. Das Gehäuse 20 ist beispielsweise unter Verwendung eines Metalls gebildet, das eine vergleichsweise hohe Wärmeleitfähigkeit aufweist, so beispielsweise Aluminium oder Kupfer.
Des Weiteren ist ein erster Endabschnitt (oberer Endabschnitt) des Gehäuses 20 als Außengewinde 25 ausgebildet und weist ein Loch 26 auf, das einen Abschnitt der Umfangsoberfläche des Außengewindes 25 öffnet. Das Loch 26 ist ein längliches Loch, das sich derart erstreckt, dass es senkrecht zu dem optischen Weg 21 ist, und verfügt über einen ersten Endabschnitt, der von der Umfangsoberfläche des Außengewindes 25 freiliegt, und einen zweiten Endabschnitt, der innerhalb des Außengewindes 25 befindlich ist. Man beachte, dass das einzig Notwendige darin besteht, dass das Loch 26 den optischen Weg 21 schneidet.
Eine zweite Endoberfläche des Gehäuses 20 weist eine Kommunikationsöffnung 24 auf, die eine Kommunikation zwischen dem Äußeren und dem optischen Weg 21 ermöglicht. Ein Klemmstück (ferrule) 151, das an einem Spitzenabschnitt der optischen Faser 150 angebracht ist, ist in die Kommunikationsöffnung 24 eingeführt. Das Klemmstück 151 ist beispielsweise eine rohrförmige Komponente, die unter Verwendung von rostfreiem Stahl, Keramik, Harz oder dergleichen gebildet ist und in die Kommunikationsöffnung 24 eingepasst ist, um die optische Faser 150 an dem Gehäuse 20 zu sichern.
Der optische Weg 21 des Laserlichtes L ist ein zylindrischer Raum, wobei die Sammellinse 40 auf der optischen Achse L1 des Laserlichtes L angeordnet ist.
Die erste Endoberfläche des Gehäuses 20 weist die Öffnung 22 auf, durch die das Laserlicht L nach außen freigesetzt wird. Die Öffnung 22 ist in einer Ansicht entlang der optischen Achse L1 des Laserlichtes L in Kreisform ausgebildet. Man beachte, dass die Ansicht entlang der optischen Achse L1 nachstehend als „Optikachsenansicht” bezeichnet wird.
Lichtemitter
Der Lichtemitter 30 ist ein optisches Element, das der Öffnung 22 gegenüberliegt, durch die Öffnung 22 freigesetztes Laserlicht L empfängt, das Laserlicht L in Licht, das eine andere Wellenlänge einer vorbestimmten Farbe aufweist, umwandelt und das Licht emittiert. Der Lichtemitter 30 ist mit der ersten Endoberfläche des Gehäuses 20 derart in Kontakt, dass die Öffnung 22 geschlossen wird. Beispiele für Verfahren zum Fixieren des Lichtemitters 30 an der ersten Endoberfläche des Gehäuses 20 beinhalten ein Ankleben des Lichtemitters 30 an der ersten Endoberfläche unter Verwendung eines Klebstoffes und ein Fixieren des Lichtemitters 30 an der ersten Endoberfläche unter Verwendung eines bekannten Fixiermechanismus (nicht dargestellt).
Der Lichtemitter 30 beinhaltet ein Substrat 31 und eine Leuchtstoffkomponente 32.
Das Substrat 31 ist eine Platte, die an der ersten Endoberfläche des Gehäuses 20 montiert ist, wobei die Leuchtstoffkomponente 32 an dem Substrat 31 gehalten ist. Das Substrat 31 ist beispielsweise unter Verwendung eines lichtdurchlässigen Materials, so beispielsweise Glas oder Saphir, gebildet. Das Substrat 31 ist in Form einer rechteckigen Platte ausgebildet. Ein Beispiel für das Substrat 31 ist eine Platte, die in einer Optikachsenansicht ein Quadrat ist. Die Leuchtstoffkomponente 32 ist auf die nach außen orientierte Hauptoberfläche des Substrates 31 gestapelt.
Die Leuchtstoffkomponente 32 beinhaltet beispielsweise Leuchtstoffteilchen, die verteilt sind und bei Anregung durch das Laserlicht L eine Fluoreszenz emittieren, wobei die Leuchtstoffe bei Empfang des Laserlichtes L die Fluoreszenz emittieren. Daher ist die nach außen orientierte Hauptoberfläche der Leuchtstoffkomponente 32 die Lichtemissionsoberfläche. Insbesondere beinhalten Beispiele für die Leuchtstoffkomponente 32 verfestigte Leuchtstoffteilchen und ein Basismaterial, so beispielsweise ein transparentes Harz oder Glas, in dem die Leuchtstoffteilchen verteilt sind. Dies bedeutet, dass die Leuchtstoffkomponente 32 als Wellenlängenumwandlungselement betrachtet werden kann, das Laserlicht in Fluoreszenz umwandelt. Die Leuchtstoffkomponente 32 ist als Platte ausgebildet, die in einer Optikachsenansicht Kreisform aufweist, und ist auf dem Substrat 31 aufgestapelt.
Bei der vorliegenden Ausführungsform emittiert die Leuchtstoffkomponente 32 weißes Licht und beinhaltet die nachfolgenden beiden Typen von Leuchtstoffen in einem geeigneten Verhältnis: erste Leuchtstoffe, die rotes Licht bei Empfang des Laserlichtes L emittieren, und zweite Leuchtstoffe, die grünes Licht bei Empfang des Laserlichtes L emittieren.
Obwohl die Arten und Eigenschaften der Leuchtstoffe keiner speziellen Beschränkung unterliegen, können die Leuchtstoffe eine hohe Wärmebeständigkeit aufweisen, da vergleichsweise intensives Laserlicht als Anregungslicht verwendet wird. Obwohl die Art des Basismaterials, das die Leuchtstoffe verteilt hält, keiner speziellen Beschränkung unterliegt, gilt, dass eine höhere Transparenz besser ist, da eine hohe Transparenz die Effizienz der Weißlichtemission vergrößert. Des Weiteren gilt, dass ein Basismaterial mit höherer Wärmebeständigkeit besser ist, da vergleichsweise intensives Laserlicht in das Basismaterial eintritt.
Beinhalten kann der Lichtemitter 30 hierbei beispielsweise ein optisches System, das den Strahldurchmesser des Laserlichtes L ändert; einen funktionalen Film zum effizienten Bestrahlen der Leuchtstoffe mit Laserlicht; oder Streuteilchen, die bewirken, dass Licht gestreut wird.
Sammellinse
Die Sammellinse 40 ist eine Linse, die auf dem optischen Weg 21 des Gehäuses 20 angeordnet ist und Laserlicht L an dem Lichtemitter 30 sammelt. Insbesondere ist die Sammellinse 40 an einer Position angeordnet, an der der Punktdurchmesser des Laserlichtes L an dem Lichtemitter 30 innerhalb eines vorbestimmten Bereiches gehalten werden kann. Der Punkt des Laserlichtes L ist an dem Lichtemitter 30 in Optikachsenansicht kreisförmig. Des Weiteren ist die Sammellinse 40 in Optikachsenansicht kreisförmig, das heißt, die Sammellinse 40 weist dieselbe Form wie der optische Weg 21 des Gehäuses 20 auf.
Hierbei beinhaltet das Gehäuse 20 einen bekannten Haltemechanismus (nicht dargestellt) zum Halten der Sammellinse 40 an einer vorbestimmten Position auf dem optischen Weg 21. Obwohl die vorliegende Ausführungsform den exemplarischen Fall beschreibt, in dem das Laserlicht L von einer Sammellinse 40 gesammelt wird, kann das Laserlicht L auch von einer Mehrzahl von Linsen gesammelt werden.
Kappe
Die Kappe 50 ist eine Komponente, die entfernbar an dem ersten Endabschnitt des Gehäuses 20 angebracht ist und durch die von dem Lichtemitter 30 emittiertes Licht freigesetzt wird. Die Kappe 50 ist beispielsweise unter Verwendung von Harz oder Metall gebildet. Mit Blick auf die Wärmeableitungs- und Wärmebeständigkeitseigenschaften kann die Kappe 50 unter Verwendung von Metall gebildet sein. Die Kappe 50 ist ein mit einem Boden versehener rohrförmiger Körper, bei dem der obere Abschnitt als Boden dient und der untere Abschnitt geöffnet ist. Das Innengewinde 53, das gewindeartig mit dem Außengewinde 25 des Gehäuses 20 in Eingriff ist, ist an der Innenumfangsoberfläche der Kappe 50 ausgebildet. Ist das Innengewinde 53 der Kappe 50 gewindeartig mit dem Außengewinde 25 des Gehäuses 20 in Eingriff, so ist die Kappe 50 an dem Gehäuse 20 angebracht, wohingegen dann, wenn das Innengewinde 53 der Kappe 50 von dem Außengewinde 25 des Gehäuses 20 entfernt ist, die Kappe 50 von dem Gehäuse 20 gelöst ist.
Der Boden der Kappe 50 liegt der Leuchtstoffkomponente 32 des Lichtemitters 30 gegenüber. Die Öffnung 51 ist am Boden der Kappe 50 zum Freisetzen von von der Leuchtstoffkomponente 32 emittiertem Licht ausgebildet. Das optische Element 52, das die Öffnung 51 schließt, ist in der Öffnung 51 der Kappe 50 angebracht. Das optische Element 52 unterliegt keiner speziellen Beschränkung, solange es von der Leuchtstoffkomponente 32 emittiertes Licht überträgt. Ein lichtdurchlässiges Element, ein Licht diffundierendes Element oder ein Licht sammelndes Element können beispielsweise als optisches Element 52 verwendet werden. Man beachte, dass die gesamte Kappe 50 unter Verwendung einer der Arten von Element integral geformt sein kann.
Verschluss
5 ist ein Querschnitt zur Darstellung einer schematischen Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung 100 entsprechend einer Ausführungsform. 5 entspricht 3. 6 ist ein Querschnitt der Beleuchtungseinrichtung 100 entsprechend einer Ausführungsform bei einem Schnitt entlang der Linie VI-VI in 5. 6 entspricht 4.
Man beachte, dass ungeachtet dessen, dass 3 und 4 einen Zustand darstellen, in dem der optische Weg 21 durch den Verschluss 60 geöffnet ist, 5 und 6 einen Zustand darstellen, in dem der optische Weg 21 von dem Verschluss 60 geschlossen ist.
Wie in 3 bis 6 gezeigt ist, ist der Verschluss 60 ein mechanischer Abschnitt, der den optischen Weg 21 öffnet, wenn die Kappe 50 an dem Gehäuse 20 angebracht wird, und den optischen Weg 21 schließt, wenn die Kappe 50 von dem Gehäuse 20 gelöst wird. Insbesondere beinhaltet der Verschluss 60 ein Verschlusselement 61 und ein Vorspannelement 62.
Das Verschlusselement 61 ist ein längliches stangenförmiges Element und beispielsweise unter Verwendung eines Lichtabschirmungseigenschaften aufweisenden Metalls oder Harzes gebildet. Das Verschlusselement 61 ist innerhalb des Loches 26 des Gehäuses 20 derart aufgenommen, dass es den optischen Weg 21 schneidet. Ein erster Endabschnitt des Verschlusselementes 61 weist ein Durchgangsloch 611 zum Öffnen des optischen Weges 21 des Gehäuses 20 auf. Diejenige Position des Verschlusselementes 21, die beinhaltet, dass das Durchgangsloch 611 mit dem optischen Weg 21 kommuniziert, um den optischen Weg 21 zu öffnen, wird als „offene Position” (siehe 3 und 4) bezeichnet. Des Weiteren wird diejenige Position, zu der sich das Verschlusselement 61 aus der offenen Position bewegt, um den gesamten optischen Weg 21 zu schließen, als „geschlossene Position” bezeichnet (siehe 5 und 6). Das Verschlusselement 61 kann sich frei zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position bewegen. Ist das Verschlusselement 61 in der geschlossenen Position, so steht ein zweiter Endabschnitt des Verschlusselementes 61 von dem Loch 26 vor. Der zweite Endabschnitt des Verschlusselementes 61 wird von dem Innengewinde 53 der Kappe 50, wenn die Kappe 50 an dem Gehäuse 20 angebracht ist, in das Loch 26 verschoben. Hierbei bewegt sich das Verschlusselement 61 in die offene Position. Die Höhe (Eingriffshöhe) des Außengewindes 25 kann auf einen Wert eingestellt werden, der ermöglicht, dass sich das in der geschlossenen Position befindliche Verschlusselement 61 in die offene Position bewegt.
Das Vorspannelement 62 ist ein elastischer Körper, so beispielsweise eine Feder oder ein Gummi, der das Verschlusselement 61 in eine vorbestimmte Richtung vorspannt. Man beachte, dass in der Zeichnung eine Feder als Beispiel für das Vorspannelement 62 dargestellt ist. Das Vorspannelement 62 ist an einer ersten Endoberfläche des Loches 26 und einer ersten Endoberfläche des Verschlusselementes 61 fixiert und dabei zwischen der ersten Endoberfläche des Loches 26 und der ersten Endoberfläche des Verschlusselementes 61 angeordnet. Ist das Verschlusselement 61 in der offenen Position, wenn die Kappe 50 an dem Gehäuse 20 angebracht ist, so wird das Vorspannelement 62 von dem Verschlusselement 61 komprimiert. Dies bedeutet, dass das Verschlusselement 61 in der offenen Position dadurch vorgespannt wird, dass das Vorspannelement 62 in einer Richtung komprimiert wird, in der das Verschlusselement 61 aus dem Loch 26 heraus gelangt, mit anderen Worten, in einer Richtung weg von der offenen Position. Wird die Kappe 50 von dem Gehäuse 20 gelöst, so bewegt das Vorspannelement 62 das Verschlusselement 61 aus der offenen Position, wodurch das Durchgangsloch 611 von dem optischen Weg 21 getrennt wird und das Verschlusselement 61 den optischen Weg 21 schließt.
Betrieb der Beleuchtungseinrichtung
Als Nächstes wird der Betrieb der Beleuchtungseinrichtung 100 beschrieben.
Im Normalfall ist die Kappe 50 an dem Gehäuse 20 angebracht und das Verschlusselement 61 in der offenen Position befindlich, wie in 3 und 4 dargestellt ist.
Das Laserlicht L, mit dem der optische Weg 21 des Gehäuses 20 durch die optische Faser 150 bestrahlt wird, wird an dem Substrat 31 des Lichtemitters 30 von der Sammellinse 40 gesammelt. Das Laserlicht L, das in die Leuchtstoffkomponente 32 über das Substrat 31 eintritt, wird von der Leuchtstoffkomponente 32 in weißes Licht umgewandelt und von dem optischen Element 52 nach außerhalb der Kappe 50 freigesetzt.
Im Gegensatz hierzu ist im Instandsetzungsfall die Kappe 50 zum Zerlegen von dem Gehäuse 20 gelöst, wie in 5 und 6 dargestellt ist. Hierbei ist das Verschlusselement 61 von der Beschränkung, die von dem Innengewinde 53 der Kappe 50 herrührt, befreit, wodurch es sich von der offenen Position zu der geschlossenen Position infolge der Vorspannung von dem Vorspannelement 62 bewegt. Infolgedessen wird der optische Weg 21 von dem Verschlusselement 61 geschlossen, und das Laserlicht L gelangt nicht weiter. Dies bedeutet, dass sogar dann, wenn beispielsweise während eines austauschbedingten Entfernens des Lichtemitters 30 von dem Gehäuse 20 Laserlicht L von der Lichtquelleneinrichtung 149 ausgegeben wird, das Verschlusselement 61 verhindert, dass Laserlicht L aus dem Gehäuse 20 austritt.
Vorteilhafte Wirkungen und dergleichen
Wie vorstehend beschrieben worden ist, beinhaltet entsprechend der vorliegenden Ausführungsform die Beleuchtungseinrichtung 100, die von einer Lichtquelle emittiertes Laserlicht L verwendet, das Gehäuse 20, das rohrförmig ist, innen den optischen Weg 21 für das Laserlicht L beinhaltet und die erste Endoberfläche mit der Öffnung 22 beinhaltet, durch die das durch den optischen Weg 21 gelangende Laserlicht L freigesetzt wird. Die Beleuchtungseinrichtung 100 beinhaltet zudem den Lichtemitter 30, der der Öffnung 22 gegenüberliegt, das durch die Öffnung 22 freigesetzte Laserlicht L empfängt, das Laserlicht L in Licht, das eine andere Wellenlänge einer vorbestimmten Farbe aufweist, umwandelt und das Licht ausgibt. Die Beleuchtungseinrichtung 100 beinhaltet zudem die Kappe 50, die entfernbar an dem ersten Endabschnitt des Gehäuses 20 angebracht ist und durch die das von dem Lichtemitter 30 emittierte Licht freigesetzt wird. Die Beleuchtungseinrichtung 100 beinhaltet zudem den Verschluss 60, der den optischen Weg 21 öffnet, wenn die Kappe 50 an dem Gehäuse 20 angebracht wird, und den optischen Weg 21 schließt, wenn die Kappe 50 von dem Gehäuse 20 gelöst wird.
Entsprechend der vorliegenden Ausgestaltung schließt der Verschluss 60 den optischen Weg 21, wenn die Kappe 50 von dem Gehäuse 20 gelöst wird. Hierbei blockiert der Verschluss 60 die weitere Ausbreitung des Laserlichtes sogar dann, wenn die Beleuchtungseinrichtung 100 zerlegt und die Kappe 50 von dem Gehäuse 20 zur Instandsetzung gelöst ist. Daher tritt Laserlicht L sogar dann, wenn die Lichtquelle Licht zum Zeitpunkt der Zerlegung emittiert, nicht aus der Beleuchtungseinrichtung 100 aus. Hierdurch wird es möglich, die Augensicherungsfunktion zu verbessern.
Das Gehäuse 20 beinhaltet das Loch 26, das sich derart erstreckt, dass es den optischen Weg 21 schneidet. Der Verschluss 60 beinhaltet das Verschlusselement 61, das in dem Loch 26 angeordnet ist, wobei das Verschlusselement 61 das Durchgangsloch 611 beinhaltet. Das Verschlusselement 61 ist zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position beweglich. Hierbei beinhaltet die offene Position, dass das Durchgangsloch 611 mit dem optischen Weg 21 kommuniziert, um den optischen Weg 21 zu öffnen, während die geschlossene Position beinhaltet, dass das Durchgangsloch 611 von dem optischen Weg 21 getrennt ist, um den optischen Weg 21 zu schließen.
Entsprechend der vorliegenden Ausgestaltung kann, da das Verschlusselement 61 zwischen der offenen Position und der geschlossenen Position bewegbar ist, der optische Weg 21 durch die Bewegung des Verschlusselementes 61 leicht geöffnet und geschlossen werden.
Der Verschluss 60 beinhaltet des Weiteren das Vorspannelement 62, das das Verschlusselement 61 in einer vorbestimmten Richtung vorspannt. Das Verschlusselement 61 gelangt in die offene Position, indem es von der Kappe 50 in das Loch 26 verschoben wird, wenn die Kappe 50 an dem ersten Endabschnitt des Gehäuses 20 angebracht wird, wohingegen das Vorspannelement 62 das Verschlusselement 61 von der offenen Position zu der geschlossenen Position bewegt, wenn die Kappe 50 von dem ersten Endabschnitt des Gehäuses 20 gelöst wird.
Da entsprechend der vorliegenden Ausgestaltung der optische Weg 21 durch die Bewegung des Verschlusselementes 61 aus der offenen Position unter Verwendung der Verspannung des Vorspannelementes 62 während der Ablösung der Kappe 50 von dem Gehäuse 20 geschlossen ist, ist es möglich, den optischen Weg 21 mit dem Verschlusselement 61 durch Anbringen und Ablösen der Kappe 50 zu öffnen beziehungsweise zu schließen.
Der erste Endabschnitt des Gehäuses 20 ist als Außengewinde 25 ausgebildet, wobei die Kappe 50 das Innengewinde 53 beinhaltet, das gewindeartig mit dem Außengewinde 25 in Eingriff steht. Ein erster Endabschnitt des Loches 26 liegt von einem Abschnitt einer Umfangsoberfläche des Außengewindes 25 frei. Das Innengewinde 53 bewegt das Verschlusselement 61 zu der offenen Position, indem das Verschlusselement 61 in dem Loch 26 verschoben wird, wenn es in mit dem Außengewinde 25 in Eingriff steht.
Da entsprechend der vorliegenden Ausgestaltung die Kappe 50 an dem Gehäuse 20 durch den Gewindeeingriff des Außengewindes 25 und des Innengewindes 53 angebracht ist, ist es möglich, die Kappe 50 und das Gehäuse 20 fest zusammenzubauen. Da zudem Ausnehmungen und ein Vorsprung des Innengewindes 53 dafür verwendet werden, das Verschlusselement 61 in das Loch 26 zu verschieben, damit sich das Verschlusselement 61 in die offene Position bewegt, ist eine separate Struktur, die zum Bewegen des Verschlusselementes 61 eigens vorgesehen wird, überflüssig. Hierdurch wird es möglich, die Komplexität der Beleuchtungseinrichtung 100 zu verringern.
Abwandlung
Als Nächstes wird eine Abwandlung entsprechend der vorliegenden Ausführungsform beschrieben.
7 ist ein Querschnitt zur Darstellung einer schematischen Ausgestaltung einer Beleuchtungseinrichtung 100A entsprechend einer Abwandlung. 7 entspricht insbesondere 3. 8 ist ein Querschnitt zur Darstellung einer schematischen Ausgestaltung der Beleuchtungseinrichtung 100A entsprechend einer Abwandlung. 8 entspricht insbesondere 5.
Man beachte, dass bei der Abwandlung Elemente, die zu den Elementen der Beleuchtungseinrichtung 100 entsprechend der vorbeschriebenen Ausführungsform identisch sind, mit denselben Bezugszeichen bezeichnet sind, wobei doppelte Beschreibungen unterbleiben und nur die sich unterscheidenden Elemente beschrieben werden.
Wie in 7 und in 8 gezeigt ist, ist eine Kerbe 27 an einem ersten Endabschnitt des Gehäuses 20a der Beleuchtungseinrichtung 100A entlang des gesamten Umfanges des Gehäuses 20a ausgebildet. Die Kerbe 27 ist ein Abschnitt, der für einen Eingriff der Kappe 50a verwendet wird.
Des Weiteren sind ein erstes Loch 26a und ein zweites Loch 26b an dem ersten Endabschnitt des Gehäuses 20a ausgebildet. Das erste Loch 26a ist ein längliches Loch, das sich derart erstreckt, dass es den optischen Weg 21 schneidet. Ein Verschlusselement 61a und ein Vorspannelement 62 des Verschlusses 60a sind in dem ersten Loch 26a angeordnet. Hierbei weist der zweite Endabschnitt des Verschlusselementes 61a eine geneigte Oberfläche 65 auf, die hin zu einem zweiten Ende der Höhe nach niedriger wird.
Das zweite Loch 26b ist ein längliches Loch, das sich von der ersten Endoberfläche des Gehäuses 20 parallel zu dem optischen Weg 21 erstreckt. Ist das Vorspannelement 62 in einem gestreckten Zustand, so ist das Verschlusselement 61a in einer derartigen Position, dass die geneigte Oberfläche 65 innerhalb des zweiten Loches 26b befindlich ist (siehe 8). Diese Position ist die geschlossene Position des Verschlusselementes 61a.
Die Innenumfangsoberfläche der Kappe 50a weist einen Ursprung 56 auf, der mit der Kerbe 27 des Gehäuses 20a in Eingriff ist, wenn die Kappe 50a an dem Gehäuse 20a angebracht ist. Des Weiteren ist eine stehende Rippe 57 an der Innenbodenoberfläche der Kappe 50a vorgesehen. Ein Spitzenabschnitt der Rippe 57 weist eine geneigte Oberfläche 571 auf, die sich nach außen neigt, wenn sich die geneigte Oberfläche 571 hin zur Spitze erstreckt. Die Rippe 57 tritt in das zweite Loch 26b ein, wenn die Kappe 50a an dem Gehäuse 20a angebracht ist. Nunmehr liegt die geneigte Oberfläche 571 der Rippe 57 an der geneigten Oberfläche 65 des Verschlusselementes 61a an und verschiebt das Verschlusselement 61a in das erste Loch 26a. Hierbei ist das Verschlusselement 61a in der offenen Position befindlich, und es wird möglich, das von dem Lichtemitter 30 emittierte Licht freizusetzen (siehe 7).
Weitere Ausführungsformen
Obwohl die Beleuchtungseinrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung auf Grundlage der vorbeschriebenen Ausführungsform und der Abwandlung beschrieben worden ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die vorbeschriebene Ausführungsform beschränkt.
Bei der vorbeschriebenen Ausführungsform ist die Lichtquelleneinrichtung 149, die Halbleiterlaserelemente beinhaltet, außerhalb der Beleuchtungseinrichtung 100 vorgesehen, und es wird das Laserlicht durch die optischen Fasern 150 zu der Beleuchtungseinrichtung 100 übertragen. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht hierauf beschränkt. Die Beleuchtungseinrichtung 100 kann beispielsweise an dem ersten Endabschnitt des Gehäuses 20 ein Halbleiterlaserelement beinhalten, das Laserlicht L, das die optische Achse L1 aufweist, emittieren kann.
Des Weiteren kann der Lichtemitter 30 eine große Vielzahl von optischen Systemen beinhalten, so beispielsweise ein optisches System, das den Strahldurchmesser des Laserlichtes L vergrößert. Die Beleuchtungseinrichtung 100 kann beispielsweise als optisches System einen reflexionsfähigen Film zum effizienten Bestrahlen der Leuchtstoffe bei eintretendem Laserlicht beinhalten. Alternativ kann die Beleuchtungseinrichtung 100 als optisches System beispielsweise eine lichtdurchlässige Abdeckung beinhalten, die von dem Lichtemitter 30 emittiertes Licht diffundiert und freisetzt.
Darüber hinaus beschreibt die vorbeschriebene Ausführungsform den exemplarischen Fall, in dem das Verschlusselement 61 in der offenen Position befindlich ist, wenn das Vorspannelement 62 komprimiert und der Form nach geändert ist, wobei das Verschlusselement 61 in der geschlossenen Position befindlich ist, wenn das Vorspannelement 62 elastisch wiederhergestellt ist. Es kann jedoch auch genau andersherum sein: das Verschlusselement 61 kann in der offenen Position befindlich sein, wenn das Vorspannelement 62 elastisch wiederhergestellt ist, und es kann das Verschlusselement 61 in der geschlossenen Position befindlich sein, wenn das Vorspannelement 62 der Form nach geändert ist.
Obwohl die vorbeschriebene Ausführungsform darüber hinaus den exemplarischen Fall beschreibt, in dem der Lichtemitter 30 die Öffnung 22 des Gehäuses 20 bedeckt, ist nur notwendig, dass der Lichtemitter 30 denjenigen Abschnitt der Öffnung 22, an dem das Laserlicht L hindurch gelangt, bedeckt. Dies bedeutet, dass lediglich notwendig ist, dass der Lichtemitter 30 der Öffnung 22 in einem Bereich gegenüberliegt, in dem der Lichtemitter 30 den gesamten Punktdurchmesser des Laserlichtes L empfängt. Des Weiteren kann der Lichtemitter 30 an der Kappe 50 angebracht sein. In diesem Fall kann der Lichtemitter 30 anstelle des optischen Elementes 52 angebracht sein.
Über das Vorbeschriebene hinausgehend beinhaltet die vorliegende Erfindung zudem Ausgestaltungen, die durch von einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet konzipierte verschiedene Abwandlungen an den vorbeschriebenen Ausführungsformen erzeugt werden, sowie Ausgestaltungen, die durch beliebiges Kombinieren von Strukturelementen und Funktionen der vorbeschriebenen Ausführungsformen innerhalb des Kernumfanges der vorliegenden Erfindung implementiert sind.
Bezugszeichenliste

20, 20a: Gehäuse
21: optischer Weg
22: Öffnung
25: Außengewinde
26: Loch
30: Lichtemitter
50, 50a: Kappe
53: Innengewinde
60, 60a: Verschluss
61, 61a: Verschlusselement
62: Vorspannelement
100, 100A: Beleuchtungseinrichtung
611: Durchgangsloch
L: Laserlicht

Claims

Beleuchtungseinrichtung, die von einer Lichtquelle emittiertes Laserlicht verwendet, wobei die Beleuchtungseinrichtung umfasst: ein Gehäuse, das rohrförmig ist, innen einen optischen Weg für das Laserlicht beinhaltet und eine erste Endoberfläche mit einer Öffnung beinhaltet, durch die das durch den optischen Weg gelangende Laserlicht freigesetzt wird; einen Lichtemitter, der der Öffnung gegenüberliegt, das durch die Öffnung freigesetzte Laserlicht empfängt, das Laserlicht in Licht, das eine andere Wellenlänge einer vorbestimmten Farbe aufweist, umwandelt und das Licht emittiert; eine Kappe, die entfernbar an einem ersten Endabschnitt des Gehäuses angebracht ist und durch die das von dem Lichtemitter emittierte Licht freigesetzt wird; und einen Verschluss, der den optischen Weg öffnet, wenn die Kappe an dem Gehäuse angebracht wird, und den optischen Weg schließt, wenn die Kappe von dem Gehäuse gelöst wird.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei: das Gehäuse ein Loch beinhaltet, das sich derart erstreckt, dass es den optischen Weg schneidet, der Verschluss ein Verschlusselement beinhaltet, das in dem Loch angeordnet ist, wobei das Verschlusselement ein Durchgangsloch aufweist, und das Verschlusselement zwischen einer offenen Position und einer geschlossenen Position bewegbar ist, wobei die offene Position beinhaltet, dass das Durchgangsloch mit dem optischen Weg kommuniziert, um den optischen Weg zu öffnen, und die geschlossene Position beinhaltet, dass das Durchgangsloch von dem optischen Weg getrennt ist, um den optischen Weg zu schließen.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei: der Verschluss des Weiteren ein Vorspannelement beinhaltet, das das Verschlusselement in einer vorbestimmten Richtung vorspannt,. das Verschlusselement dafür ausgelegt ist, in der offenen Position befindlich zu sein, indem es von der Kappe in das Loch verschoben wird, wenn die Kappe an dem ersten Endabschnitt des Gehäuses angebracht wird, und das Vorspannelement dafür ausgelegt ist, das Verschlusselement von der offenen Position zu der geschlossenen Position zu bewegen, wenn die Kappe von dem ersten Endabschnitt des Gehäuses gelöst wird.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 3, wobei: der erste Endabschnitt des Gehäuses als Außengewinde ausgebildet ist, die Kappe ein Innengewinde beinhaltet, das derart ausgestaltet ist, dass es gewindeartig mit dem Außengewinde in Eingriff steht, ein erster Endabschnitt des Loches von einem Abschnitt einer Umfangsoberfläche des Außengewindes freiliegt, und das Innengewinde dafür ausgestaltet ist, das Verschlusselement zu der offenen Position zu bewegen, indem das Verschlusselement in dem Loch verschoben wird, wenn es mit dem Außengewinde in Eingriff ist.