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Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend mindestens eine Lichterzeugungseinrichtung zum Erzeugen mindestens eines Primärlichtstrahls, mindestens ein Leuchtstoffvolumen, das sich in mindestens einem Lichtpfad des mindestens einen Primärlichtstrahls befindet und das Leuchtstoff zum zumindest teilweisen Umwandeln von Primärlicht des Primärlichtstrahls in Sekundärlicht aufweist und eine dem mindestens einen Leuchtstoffvolumen nachgeschaltete Durchlichtoptik. Die Beleuchtungsvorrichtung ist besonders vorteilhaft anwendbar im Bereich einer Fahrzeugbeleuchtung, insbesondere für Scheinwerfer, Bühnenbeleuchtung oder Effektbeleuchtung.
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Bei sog. LARP („Laser Activated Remote Phosphor“)-Beleuchtungsvorrichtungen wird Leuchtstoff mit Laserlicht als Primärlicht bestrahlt und das Laserlicht zumindest teilweise in Sekundärlicht wellenlängenumgewandelt bzw. konvertiert. Das sich ergebende Licht ist bei teilweiser Wellenlängenumwandlung ein Mischlicht mit Anteilen des nichtumgewandelten (aber durch den Leuchtstoff gestreuten) Primärlichts und des Sekundärlichts. Häufig wird blaues Primärlicht teilweise in gelbes Sekundärlicht umgewandelt, um weißes Mischlicht als Nutzlicht zu erlangen. Während der als Laserlicht vorliegende Primärlichtstrahl eine hohe Leuchtdichte und Kohärenz aufweist, ist das durch den Leuchtstoff erzeugte Mischlichtbündel nicht kohärent und weist auch eine merklich höhere Divergenz auf.
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Im Fehlerfall (d.h., bei Beschädigung oder Verlust eines den Leuchtstoff aufweisenden Leuchtstoffvolumens) kann es zu einer deutlichen Erhöhung der von der Beleuchtungsvorrichtung ausgekoppelten Laserstrahlung kommen, was ein Sicherheitsrisiko darstellen kann. Daher ist es gewünscht, im Fehlerfall eine Auskopplung von zu starker Laserstrahlung zu verhindern.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere kostengünstig eine Beleuchtungsvorrichtung bereitzustellen, die bei kompakter Bauweise eine hohe Eigensicherheit ermöglicht.
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Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
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Die Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend eine Lichterzeugungseinrichtung zum Erzeugen mindestens eines Primärlichtstrahls, mindestens ein Leuchtstoffvolumen, das sich in mindestens einem Lichtpfad des mindestens einen Primärlichtstrahls befindet und das Leuchtstoff zum zumindest teilweisen Umwandeln von Primärlicht des Primärlichtstrahls in Sekundärlicht aufweist und eine dem mindestens ein Leuchtstoffvolumen nachgeschaltete Durchlichtoptik. Ein Lichtaustrittsbereich des Leuchtstoffvolumens ist in Bezug auf eine Strahlrichtung des zugehörigen einfallenden Primärlichtstrahls schräggestellt. Die nachgeschaltete Durchlichtoptik ist dazu eingerichtet, von dem Leuchtstoffvolumen einfallendes Licht an einem Auskopplungsbereich als Nutzlichtbündel auszukoppeln und einen von dem Leuchtstoffvolumen nicht oder nicht merklich gestreuten einfallenden Primärlichtstrahl an einem von dem Auskopplungsbereich disjunkten Ablenkungsbereich als Störlicht abzulenken.
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Durch die Schrägstellung des Lichtaustrittsbereichs des Leuchtstoffvolumens in Bezug auf die Strahlrichtung des einfallenden Primärlichtstrahls wird erreicht, dass ein an dem Lichtaustrittsbereich abgestrahltes Nutzlichtbündel schräg zu der Primärstrahlrichtung abgestrahlt wird und dadurch seitlich gegen die Primärstrahlrichtung versetzt wird. Dies wiederum bewirkt eine räumliche Trennung der Lichtpfade des Nutzlichts und (im Fehlerfall) des Primärlichts (Nutzlichtstrahl ist „off-axis“). So ergibt sich der Vorteil, dass auf eine besonders kompakte sowie einfach und preiswert umsetzbare Weise der Nutzlichtstrahl und der Primärlichtstrahl unterschiedlich behandelt werden können. Insbesondere kann die Durchlichtoptik die verschiedenen Funktionen einer Umlenkung des Nutzlichtbündels (z.B. einer Korrektur der Abstrahlrichtung) und einer Ablenkung des im Fehlerfall ein Störlicht darstellenden Primärlichtstrahls auf eine besonders robuste und kompakte Weise umsetzen. Der Ablenkungsbereich kann auch als eine Strahlfalle bezeichnet werden oder einen Teil einer Strahlfalle darstellen.
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Die Lichterzeugungseinrichtung kann ein oder mehrere Lichtquellen aufweisen. Ein von einer Lichtquelle emittierter Primärlichtstrahl kann einheitlich bleiben oder in mehrere (Teil-) Primärlichtstrahlen aufgeteilt werden. Von mehreren Lichtquellen emittierte Primärlichtstrahlen können separat bleiben; alternativ können zumindest zwei Primärlichtstrahlen zusammengeführt werden. Die Lichterzeugungseinrichtung kann z.B. mehrere matrixförmig angeordnete Lichtquellen aufweisen.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Lichtquelle eine Halbleiterlichtquelle ist. Vorteile von Halbleiterlichtquellen umfassen deren geringes Bauvolumen, hohe Lichtströme und eine besonders hohe Langlebigkeit. Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens einen Halbleiterlaser umfasst, insbesondere mindestens eine Laserdiode.
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Es ist noch eine Weiterbildung, dass die mindestens eine Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode umfasst.
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Bei Vorliegen mehrerer Halbleiterlichtquellen können diese Licht der gleichen Farbe oder in verschiedenen Farben emittieren, z.B. monochrom wie blau usw. Auch kann das von der mindestens einen Halbleiterlichtquelle abgestrahlte Licht ein infrarotes Licht (IR-LED) oder ein ultraviolettes Licht (UV-LED) sein.
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Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann in Form mindestens einer einzeln gehäusten Halbleiterlichtquelle oder in Form mindestens eines Nacktchips („Dies“) vorliegen. Mehrere Chips können auf einem gemeinsamen Substrat („Submount“) montiert sein. Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Halbleiterlichtquellen, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische Halbleiterlichtquellen (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs) einsetzbar.
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Das mindestens eine Leuchtstoffvolumen kann genau ein Leuchtstoffvolumen sein oder alternativ mehrere - insbesondere identisch zusammengesetzte - Leuchtstoffvolumina aufweisen. In einer Variante ist jedes Leuchtstoffvolumen von einem jeweiligen Primärlichtstrahl bestrahlbar. In einer anderen Variante ist mindestens ein Leuchtstoffvolumen von mehreren Primärlichtstrahlen bestrahlbar.
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Das Leuchtstoffvolumen weist mindestens einen Leuchtstoff auf, welcher dazu geeignet ist, einfallendes Primärlicht zumindest teilweise in Sekundärlicht unterschiedlicher Wellenlänge umzuwandeln oder zu konvertieren. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe mögen diese Sekundärlicht von zueinander unterschiedlicher Wellenlänge erzeugen. Die Wellenlänge des Sekundärlichts mag länger sein (sog. „Down Conversion“) oder kürzer sein (sog. „Up Conversion“) als die Wellenlänge des Primärlichts. Beispielsweise mag blaues Primärlicht mittels eines Leuchtstoffs in grünes, gelbes, orangefarbenes oder rotes Sekundärlicht umgewandelt werden. Bei einer nur teilweisen Wellenlängenumwandlung oder Wellenlängenkonversion wird von dem Leuchtstoffvolumen eine Mischung aus Sekundärlicht und nicht umgewandelten Primärlicht abgestrahlt, die als Nutzlicht dienen kann. Beispielsweise mag weißes Nutzlicht aus einer Mischung aus blauem, nicht umgewandeltem Primärlicht und gelbem Sekundärlicht erzeugt werden. Jedoch ist auch eine Vollkonversion möglich, bei der das Primärlicht entweder nicht mehr oder zu einem nur vernachlässigbaren Anteil in dem Nutzlicht vorhanden ist. Ein Umwandlungsgrad hängt beispielsweise von einer Dicke und/oder einer Leuchtstoffkonzentration des Leuchtstoffs ab. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe können aus dem Primärlicht Sekundärlichtanteile unterschiedlicher spektraler Zusammensetzung erzeugt werden, z.B. gelbes und rotes Sekundärlicht. Das rote Sekundärlicht mag beispielsweise dazu verwendet werden, dem Nutzlicht einen wärmeren Farbton zu geben, z.B. sog. „warm-weiß“. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe mag mindestens ein Leuchtstoff dazu geeignet sein, Sekundärlicht nochmals wellenlängenumzuwandeln, z.B. grünes Sekundärlicht in rotes Sekundärlicht. Ein solches aus einem Sekundärlicht nochmals wellenlängenumgewandeltes Licht mag auch als „Tertiärlicht“ bezeichnet werden.
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Das Leuchtstoffvolumen kann in einem lichtdurchlässigen Matrixmaterial verteilt eingebettete Leuchtstoffpartikel aufweisen, z.B. Pulverteilchen. Das Matrixmaterial kann z.B. Silikon, Epoxidharz oder Glas aufweisen. Das Leuchtstoffvolumen kann auch aus einem wellenlängenumwandelnden Körper bestehen, beispielsweise aus wellenlängenumwandelnder Keramik wie YAG:Ce, LuAG, LiEuMo2O8 oder Li3Ba2Eu3(MoO4)8. Das Leuchtstoffvolumen kann ein plättchenförmiger Leuchtstoffkörper sein.
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Dass sich das Leuchtstoffvolumen in mindestens einem Lichtpfad des mindestens einen Primärlichtstrahls befindet, kann insbesondere umfassen, dass es im Normalfall (also außerhalb eines Fehlerfalls) von dem mindestens einen Primärlichtstrahl bestrahlt wird. Dabei wird auf dem Leuchtstoffvolumen durch einen Primärlichtstrahl ein jeweiliger Leuchtfleck erzeugt. Der Bereich des Leuchtflecks kann auch als Lichteinfallsbereich bezeichnet werden. Bei mehreren Primärlichtstrahlen können sich die zugehörigen Lichteinfallsbereiche überlappen oder nicht überlappen („disjunkt“ sein).
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Dass die Durchlichtoptik dem mindestens einen Leuchtstoffvolumen nachgeschaltet ist, kann umfassen, das das Leuchtstoffvolumen als ein transmittierendes Leuchtstoffvolumen vorliegt, also das Nutzlicht von einer Seite des Leuchtstoffvolumens abgestrahlt wird, die von einer Seite, an der das Primärlicht einfällt, verschieden ist, insbesondere dieser Seite gegenüberliegt.
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Dass einem Leuchtstoffvolumen eine Durchlichtoptik nachgeschaltet ist, kann umfassen, dass von dem Leuchtstoffvolumen abgestrahltes Licht, insbesondere ein von dem Leuchtstoffvolumen abgestrahltes Nutzlichtbündel, die Durchlichtoptik durchstrahlt.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Durchlichtoptik von dem mindestens einen Leuchtstoffvolumen beabstandet ist. Durch den Abstand kann eine seitliche Entfernung des Nutzlichtbündels von dem Primärlichtstrahl eingestellt werden.
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Dass die nachgeschaltete Durchlichtoptik dazu eingerichtet (d.h. insbesondere, dazu ausgebildet und angeordnet) ist, einen einfallenden Primärlichtstrahl als Störlicht abzulenken, kann insbesondere umfassen, dass dann, wenn ein nicht durch das Leuchtstoffvolumen umgewandelter oder gestreuter Primärlichtanteil auf die Durchlichtoptik fällt, dieser Anteil so abgelenkt wird, dass er nicht auf einem Lichtpfad verläuft, auf dem das Nutzlicht läuft. In anderen Worten wird durch die Ablenkung des einfallenden Primärlichtstrahls eine räumlich Separation von Nutzlicht und Störlicht bewirkt. Der Primärlichtstrahl kann in einem Fehlerfall auf die Durchlichtoptik treffen, z.B. weil er eine schadensbedingte Lücke in dem Leuchtstoffvolumen durchläuft oder weil das Leuchtstoffvolumen sich nicht mehr an seiner vorgesehenen Position befindet, z.B. weil es abgefallen ist. Unter Störlicht kann Primärlicht verstanden werden, das nicht als Nutzlicht ausgekoppelt werden soll.
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Dass der Auskopplungsbereich für das Nutzlicht und der Ablenkungsbereich für das Störlicht (Primärlicht) disjunkt sind, kann insbesondere umfassen, dass sich diese Bereiche nicht überlappen.
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Es ist eine Ausgestaltung, dass ein Lichteinfallbereich des Leuchtstoffvolumens für den Primärlichtstrahl in Bezug auf die Strahlrichtung des zugehörigen einfallenden Primärlichtstrahls schräggestellt ist. Dies ermöglicht eine besonders starke Ablenkung bzw. einen besonders starken Versatz des Nutzlichtbündels auf geringem Raum.
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Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Leuchtstoffvolumen eine Scheibenform aufweist. Eine Scheibenform weist eine erste Flachseite und eine zweite Flachseite auf, die durch einen - meist schmalen - seitlichen Rand voneinander getrennt sind. Bei transmittierender Anordnung ist an einer ersten Flachseite der Lichteinfallbereich des Primärlichtstrahls und an einer zweiten Flachseite der Lichtaustrittsbereich des Nutzlichts vorhanden.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die beiden Flachseiten ebene Flachseiten sind, was z.B. deren Herstellung erleichtert. Die senkrecht auf den Flachseiten stehenden Normalenvektoren sind dann in Bezug auf die Strahlrichtung des zugehörigen einfallenden Primärlichtstrahls schräggestellt.
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Es ist eine für eine einfache Herstellung und für eine flächig gleichmäßige Umwandlung des Primärlichts vorteilhafte Weiterbildung, dass die beiden Flachseiten parallel zueinander verlaufen. Alternativ können sie zueinander schräg stehen.
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Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Durchlichtoptik dazu eingerichtet ist, ein von dem Leuchtstoffvolumen einfallendes Nutzlichtbündel in Strahlrichtung des einfallenden Primärlichtstrahls umzulenken. So kann eine besonders einfach nutzbare Beleuchtungsvorrichtung bereitgestellt werden.
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Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die Durchlichtoptik an dem Ablenkungsbereich verspiegelt ist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass ein Primärlichtstrahl durch die Durchlichtoptik zurückreflektierbar ist und folglich besonders zuverlässig von dem Pfad des Nutzlichtbündels trennbar ist. Außerdem lässt sich so ein besonders kompakter, insbesondere kurzer, Aufbau erreichen.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Durchlichtoptik an dem Ablenkungsbereich von einer spiegelnden Schicht belegt ist. Die spiegelnde Schicht kann eine nicht wellenlängensensitive Schicht sein und sowohl das Primärlicht als auch das Sekundärlicht reflektieren. Eine solche Schicht ist besonders einfach aufbringbar und kann einen besonders hohen Reflexionskoeffizienten aufweisen. Die spiegelnde Schicht kann z.B. eine Silberschicht sein. Alternativ kann die spiegelnde Schicht eine wellenlängenselektive oder dichroitische Schicht sein und nur das Primärlicht reflektieren, aber nicht das Sekundärlicht.
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Es ist eine alternative Weiterbildung, dass die Durchlichtoptik an dem Ablenkungsbereich als eine totalreflektierende Oberfläche ausgebildet ist. So kann auf eine Verspiegelung verzichtet werden.
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Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass die Durchlichtoptik eine Verspiegelung (z.B. eine spiegelnde Schicht) aufweist, die den Ablenkungsbereich überdeckt oder belegt und den Auskopplungsbereich freilassend umgibt. Der Auskopplungsbereich kann insbesondere im Bereich eines Lochs oder einer Freilassung der Verspiegelung vorhanden sein. Diese Ausgestaltung verhindert besonders zuverlässig die Auskopplung von kohärentem Primärlicht.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die Beleuchtungsvorrichtung mindestens einen Lichtdetektor bzw. optischen Sensor aufweist, an dem Ablenkungsbereich abgelenktes Störlicht in den Lichtdetektor fällt und die Beleuchtungsvorrichtung dazu eingerichtet ist, den mindestens einen Primärlichtstrahl zu dimmen oder auszuschalten, wenn ein Lichtstrom des in den Lichtdetektor fallenden Störlichts einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Der abgelenkte Primärlichtstrahl kann also auf einen Lichtdetektor geleitet werden. Im Fehlerfall kann die gesamte Primärlichtstrahlung auf den Lichtdetektor abgelenkt werden. Dadurch steigt das Detektorsignal deutlich an. Dies kann benutzt werden, um den Laser zu dimmen oder auch ganz abzuschalten und so vorteilhafterweise eine weitere Sicherheitsfunktion darstellen. Der Lichtdetektor kann für Primärlicht und Sekundärlicht oder nur für Primärlicht empfindlich sein.
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Es ist auch eine Ausgestaltung, dass die Durchlichtoptik als ein Prisma, insbesondere ein Glas-Prisma, mit insbesondere dreieckigen Deckflächen geformt ist und so angeordnet ist, dass Licht durch die Mantelfläche tritt. Dies ermöglicht eine effektive Strahltrennung mit Umlenkung des Primärlichtstrahls bei einem besonders preiswerten, kompakten und robusten Aufbau. Die Deckflächen können insbesondere gleich geformt sein.
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Das Prisma kann auch anders als dreieckig geformte Deckflächen aufweisen. Die Durchlichtoptik kann zusätzlich oder alternativ in Form einer z.B. konkaven und/oder konvexen Linse vorliegen. Darüber hinaus kann die Durchlichtoptik als ein noch komplexeres Bauelement vorliegen, z.B. mit Freiformflächen, selektiver Beschichtung usw.
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Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Fahrzeugbeleuchtungsvorrichtung oder eine Komponente davon (z.B. ein Modul) ist, insbesondere ein Scheinwerfer. Das Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug (z.B. ein Kraftwagen wie ein Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bus usw. oder ein Motorrad), eine Eisenbahn, ein Wasserfahrzeug (z.B. ein Boot oder ein Schiff) oder ein Luftfahrzeug (z.B. ein Flugzeug oder ein Hubschrauber) sein.
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Es ist eine Weiterbildung, dass die Beleuchtungsvorrichtung eine Vorrichtung zur Bühnenbeleuchtung, eine Vorrichtung zur Effektbeleuchtung und/oder eine Vorrichtung zur Außenbeleuchtung oder eine Komponente davon (z.B. ein Modul) ist. Jedoch ist das Anwendungsgebiet der Beleuchtungsvorrichtung grundsätzlich nicht beschränkt und kann z.B. auch die Innenbeleuchtung, Allgemeinbeleuchtung usw. betreffen.
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Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung eines Ausführungsbeispiels, das im Zusammenhang mit einer Zeichnung näher erläutert werden.
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1 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Skizze einer erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung.
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Die Beleuchtungsvorrichtung 1 liegt z.B. als ein Modul vor und kann in einem Fahrzeugscheinwerfer H eines Fahrzeugs F verbaut sein. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist ein Gehäuse 2 auf, in dem mindestens eine Laserdiode 3 untergebracht ist. Vorliegend ist nur eine Laserdiode 3 eingezeichnet, jedoch kann auch mehr als eine Laserdiode 3 vorhanden sein, z.B. eine Gruppe von matrixartig angeordneten Laserdioden 3. Die Gruppe kann beispielsweise in einer (5 × 1)-, (5 × 3)-Matrixanordnung usw. vorliegen. Die Laserdiode 3 kann einen Primärlichtstrahl PS emittieren, der aus - z.B. blauem - Primärlicht P besteht. Der Primärlichtstrahl PS verläuft entlang einer Primärstrahlrichtung R und kann mittels einer Optik (z.B. einer Primäroptik 13) strahlgeformt werden. Falls mehrere Laserdioden 3 vorhanden sind, können diese grundsätzlich Primärlicht P gleicher Wellenlänge oder Primärlicht P unterschiedlicher Wellenlänge emittieren.
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In dem Gehäuse 2 ist ein Leuchtstoffvolumen in Form eines plättchenförmigen (d.h., besonders flachen scheibenförmigen) keramischen Leuchtstoffkörpers untergebracht. Das Leuchtstoffvolumen wird im Folgenden als Leuchtstoffplättchen 4 bezeichnet und ist mit seiner ersten, der Laserdiode 3 zugewandten Flachseite 5 auf einem zumindest für das Primärlicht P durchlässigen Träger 6 aufgeklebt. Der Träger 6 kann z.B. eine Glas- oder Saphirscheibe sein. Eine der Laserdiode 3 abgewandte Flachseite 7 des Leuchtstoffplättchens 4 liegt parallel zu der Flachseite 5 und vorteilhafterweise auch zu den Flachseiten des Trägers 6. Folglich weisen die Normalenvektoren (o. Abb.) der beiden Fachseiten 5 und 7 in die gleiche Richtung. Diese Richtung liegt schräg zu einer optischen Achse oder der Primärstrahlrichtung R des mindestens einen einfallenden Primärlichtstrahls PS, d.h., dass die Richtung der Normalenvektoren und die Primärstrahlrichtung R einen Winkel (o. Abb.) zueinander einschließen. Der Primärlichtstrahl PS fällt also nicht senkrecht durch den Träger 6 und auf die Flachseite 5 des Leuchtstoffplättchens 4, sondern schräg bzw. unter einem Winkel ungleich 90°. Der Bereich, an dem der Primärlichtstrahl PS auf das Leuchtstoffplättchen 4 trifft, wird auch als Lichteinfallsbereich 16 bezeichnet.
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In dem Leuchtstoffplättchen 4 wird das Primärlicht P teilweise in z.B. gelbes Sekundärlicht S umgewandelt und zum Teil ohne Wellenlängenumwandlung gestreut. Das aus dem Sekundärlicht S und dem gestreuten Primärlicht P zusammengesetzte Mischlicht P, S tritt an der Flachseite 7 als Michlichtbündel MS aus dem Leuchtstoffplättchen 4 aus, und zwar an einem lokal begrenzten Lichtaustrittsbereich 8. Eine Kontur des Lichtaustrittsbereichs 8 kann beispielsweise derjenigen Linie entsprechen, an der ein Intensitätsmaximum des austretenden Mischlichtbündels MS auf einen Wert 1/e oder 1/e^2 abgefallen ist. Der Lichtaustrittsbereich 8 kann z.B. eine kreisförmige, ovale usw. Grundform aufweisen.
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Eine Strahlrichtung Q des Mischlichtbündels MS steht senkrecht zu der Flachseite 7 bzw. liegt parallel zu dem zugehörigen Normalenvektor. Daher entfernt sich das Mischlichtbündel MS mit steigendem Abstand von der Flachseite 7 immer stärker von der Primärstrahlrichtung R.
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An einer Seite des Gehäuses 2 ist eine Durchlichtoptik in Form eines profilartigen Prismas 9 mit einem dreieckigen Querschnitt (entsprechend dreieckigen Deckflächen) eingelassen. Auf eine nach Innen in das Gehäuse 2 gerichtete Seite 10 einer Mantelfläche 11 des Prismas 9 wird das Mischlichtbündel MS eingestrahlt. Mittels des Prismas 9 wird das Mischlichtbündel MS so umgelenkt, dass es bzw. seine Strahlrichtung Q dahinter parallel zu der ursprünglichen Primärstrahlrichtung R verläuft, aber um einen Versatz V seitlich versetzt. Dazu wird an einem Auskopplungsbereich 12 das Mischlichtbündel MS als Nutzlichtbündel ausgekoppelt. Jedoch kann der Mischlichtstrahl MS auch in jede andere geeignete Richtung umgelenkt werden.
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Im Fehlerfall kann sich das Leuchtstoffplättchen 4 z.B. von dem Träger 6 lösen. Dann läuft der Primärlichtstrahl PS praktisch auf der ursprünglichen Primärstrahlrichtung R und trifft nach Durchlauf durch den Träger 6 an der Seite 10 auf das Prisma 9. In der gezeigten Variante läuft der Primärlichtstrahl PS dann durch das Prisma 9 und trifft an einem Ablenkungsbereich 14 auf eine außenliegende Seite 15 der Mantelfläche 11, an der sich auch der Lichtauskopplungsbereich 12 befindet. Der Ablenkungsbereich 14 ist dabei disjunkt zu dem Lichtauskopplungsbereich 12, überdeckt sich also aufgrund des Versatzes V nicht mit dem Lichtauskopplungsbereich 8.
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Der Ablenkungsbereich 14 ist außen verspiegelt oder die Geometrie des Prisma 9 ist derart ausgebildet, dass im Ablenkungsbereich auch ohne verspiegelte Oberfläche Totalreflexion auftritt, um den Primärlichtstrahl PS zurück in das Prisma 9 zu reflektieren. Er ist zudem gegenüber der Primärstrahlrichtung R schräggestellt (d.h., nicht senkrecht zu der Primärstrahlrichtung R), und zwar so, dass der Primärlichtstrahl PS von dem Pfad des Mischlichtstrahls MS weg reflektiert wird.
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Der zurückreflektierte Primärlichtstrahl PS kann aus dem Prisma 9 austreten und dann auf einen Absorptionsbereich der Beleuchtungsvorrichtung 1 treffen, wo er absorbiert wird (o. Abb.). Alternativ kann der Primärlichtstrahl PS auf einen Lichtdetektor (o. Abb.) treffen. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 kann dazu eingerichtet sein, den Primärlichtstrahl PS zu dimmen oder auszuschalten, wenn ein von dem Lichtdetektor detektierter Messwert einen vorgegebenen Schwellwert überschreitet. Der Schwellwert kann von einem Niveau des emittierten Primärlichtstrahls PS abhängig sein. Der Absorptionsbereich oder der Lichtdetektor können in dem Gehäuse 2 untergebracht sein.
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In einer Variante ist nur der Ablenkungsbereich 14 (und ggf. ein kleiner ringförmig darum gelegter Bereich) verspiegelt. In einer anderen Variante ist die gesamte außenliegende Seite 15 der Mantelfläche 11 bis auf den Lichtauskopplungsbereich 12 verspiegelt. Die Mantelfläche 11 weist also eine Verspiegelung auf, die den Ablenkungsbereich 14 überdeckt und den Auskopplungsbereich 12 freilässt.
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Obwohl die Erfindung im Detail durch das gezeigte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
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So kann sich der Ablenkungsbereich allgemein auch an einer inneren Seite 10 des Prismas 9 oder einer anderen Durchlichtoptik befinden.
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Allgemein kann unter „ein“, „eine“ usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von „mindestens ein“ oder „ein oder mehrere“ usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck „genau ein“ usw.
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Ferner können allgemein mehrere Primärlichtstrahlen rotationssymmetrisch auf eine Durchlichtoptik, z.B. ein Prisma, fallen. Dies kann beispielsweise so umgesetzt sein, dass ausgehend von 1 das dortige Prisma nun ein rotationssymmetrisches Prisma ist, das um eine Rotationsachse gedreht ist, welche mit der gezeigten Seite 17 des Prismas 9 zusammenfällt. Die Beleuchtungsvorrichtung kann um diese Rotationsachse herum winkelversetzte Sätze aus jeweils mindestens einer Laserdiode 3, mindestens einem Leuchtstoffplättchen 4, mindestens einem Träger 6, mindestens einer Primäroptik 13 usw. aufweisen.
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Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
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Bezugszeichenliste
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| Beleuchtungsvorrichtung |
1 |
| Gehäuse |
2 |
| Laserdiode |
3 |
| Leuchtstoffplättchen |
4 |
| Flachseite |
5 |
| Träger |
6 |
| Flachseite |
7 |
| Lichtaustrittsbereich |
8 |
| Prisma |
9 |
| Seite |
10 |
| Mantelfläche |
11 |
| Auskopplungsbereich |
12 |
| Primäroptik |
13 |
| Ablenkungsbereich |
14 |
| Außenliegende Seite |
15 |
| Lichteinfallsbereich |
16 |
| Fahrzeug |
F |
| Fahrzeugscheinwerfer |
H |
| Mischlichtbündel |
MS |
| Primärlicht |
P |
| Primärlichtstrahl |
PS |
| Strahlrichtung |
Q |
| Primärstrahlrichtung |
R |
| Sekundärlicht |
S |
| Versatz |
V |
