DE102019206757A1 - Beam shaping unit for a light source module, light source module, electronic device and method for producing a beam shaping unit for a light source module - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Strahlformungseinheit (240) für ein Lichtquellenmodul, das eine Mehrzahl von Lichtquellen zum Bereitstellen von Licht unterschiedlicher Wellenlänge aufweist. Die Strahlformungseinheit (240) weist eine Trägerplatte (350) mit einer Einkopplungsseite (352) mit einem Kopplungsabschnitt (354) zum Einkoppeln von Licht von den Lichtquellen des Lichtquellenmoduls in die Trägerplatte (350) und einer Auskopplungsseite (356) zum Auskoppeln des in die Trägerplatte (350) eingekoppelten Lichts aus der Trägerplatte (350) auf. Auch weist die Strahlformungseinheit (240) eine Strahlformungslinse (370) für das aus der Trägerplatte (350) auszukoppelnde Licht auf. Die Strahlformungslinse (370) ist an der Auskopplungsseite (356) der Trägerplatte (350) angeordnet, wobei die Strahlformungslinse (370) mit der Trägerplatte (350) verbunden ist. Die Strahlformungseinheit (240) weist ferner eine Mehrzahl von Wellenleitern (362, 364) zum Leiten des Lichts von den Lichtquellen des Lichtquellenmoduls zu der Trägerplatte (350) auf. Die Wellenleiter (362, 364) sind an der Einkopplungsseite (352) der Trägerplatte (350) angeordnet, wobei zumindest Teilabschnitte der Wellenleiter (362, 364) mit der Trägerplatte (350) verbunden sind.The invention relates to a beam shaping unit (240) for a light source module which has a plurality of light sources for providing light of different wavelengths. The beam shaping unit (240) has a carrier plate (350) with a coupling side (352) with a coupling section (354) for coupling light from the light sources of the light source module into the carrier plate (350) and a decoupling side (356) for decoupling the into the carrier plate (350) coupled light from the carrier plate (350). The beam shaping unit (240) also has a beam shaping lens (370) for the light to be coupled out from the carrier plate (350). The beam shaping lens (370) is arranged on the coupling-out side (356) of the carrier plate (350), the beam shaping lens (370) being connected to the carrier plate (350). The beam shaping unit (240) also has a plurality of waveguides (362, 364) for guiding the light from the light sources of the light source module to the carrier plate (350). The waveguides (362, 364) are arranged on the coupling side (352) of the carrier plate (350), at least partial sections of the waveguides (362, 364) being connected to the carrier plate (350).

Description

Stand der TechnikState of the art

Die Erfindung geht von einer Vorrichtung oder einem Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche aus.The invention is based on a device or a method according to the preamble of the independent claims.

Zur Zusammenführung verschiedenfarbigen Lichts von mehreren Lichtquellen, insbesondere Halbleiterlichtquellen, zu einem einzigen Strahl können beispielsweise Funktionsprinzipien wie semitransparente Spiegel, Stabmischung oder dergleichen genutzt werden.For example, functional principles such as semitransparent mirrors, rod mixing or the like can be used to combine differently colored light from several light sources, in particular semiconductor light sources, into a single beam.

Die DE 10 2016 115 844 A1 beschreibt eine Anordnung zur Erzeugung eines Bessel-Strahls mit einem Strahlformungselement, das eine konkave Ringlinse und eine Fourier-Linse aufweist, die einstückig miteinander ausgebildet sind. Die DE 10 2017 121 014 A1 offenbart einen Laserscanner mit MEMS-Spiegel mit diffraktiver Optik.The DE 10 2016 115 844 A1 describes an arrangement for generating a Bessel beam with a beam-shaping element which has a concave ring lens and a Fourier lens which are formed in one piece with one another. The DE 10 2017 121 014 A1 discloses a laser scanner with a MEMS mirror with diffractive optics.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Vor diesem Hintergrund werden mit dem hier vorgestellten Ansatz eine Strahlformungseinheit für ein Lichtquellenmodul, ein Lichtquellenmodul mit der Strahlformungseinheit, ein elektronisches Gerät mit dem Lichtquellenmodul und ein Verfahren zum Herstellen einer Strahlformungseinheit für ein Lichtquellenmodul gemäß den Hauptansprüchen vorgestellt. Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im unabhängigen Anspruch angegebenen Vorrichtung möglich.Against this background, a beam shaping unit for a light source module, a light source module with the beam shaping unit, an electronic device with the light source module and a method for producing a beam shaping unit for a light source module according to the main claims are presented with the approach presented here. The measures listed in the dependent claims make advantageous developments and improvements of the device specified in the independent claim possible.

Gemäß Ausführungsformen kann insbesondere eine als ein einziges Bauteil bzw. eine einzige verbundene Einheit gefertigte Strahlformungseinheit bereitgestellt werden, beispielsweise für hochauflösende mehrfarbige Picoprojektoren oder dergleichen. Auch kann insbesondere ein Lichtquellenmodul für mehrfarbiges Licht bereitgestellt werden, welches eine solche Strahlformungseinheit aufweist. Hierbei können für die Zusammenführung von Licht verschiedener Wellenlängen von mehreren Lichtquellen zu einem einzigen Strahl beispielsweise mehrere einmodige Eingangswellenleiter zu einem einzelnen einmodigen Ausgangswellenleiter zusammengeführt werden und zusätzlich oder alternativ getrennte einmodige Wellenleiter mit dicht beieinander liegenden Ausgängen bzw. Auskopplungsenden vorgesehen sein. Dabei können die Wellenleiter insbesondere über eine Trägerplatte mit einer Strahlformungslinse verbunden sein, d. h. Wellenleiter und Strahlformungslinse können mit der Trägerplatte eine gemeinsame Komponente, die Strahlformungseinheit, bilden. Gemäß Ausführungsformen können beispielsweise die Wellenleiter mit einer Mikrolinse zu einer einzigen Komponente vereint sein bzw. werden.According to embodiments, in particular a beam shaping unit manufactured as a single component or a single connected unit can be provided, for example for high-resolution multicolored pico projectors or the like. In particular, a light source module for multicolored light can also be provided which has such a beam shaping unit. For example, several single-mode input waveguides can be combined to form a single single-mode output waveguide for the merging of light of different wavelengths from several light sources into a single beam and, additionally or alternatively, separate single-mode waveguides with closely spaced outputs or coupling ends can be provided. The waveguides can be connected to a beam shaping lens, in particular via a carrier plate, i.e. H. The waveguide and beam shaping lens can form a common component with the carrier plate, the beam shaping unit. According to embodiments, for example, the waveguides can be combined with a microlens to form a single component.

Vorteilhafterweise kann aufgrund der als eine einzige verbundene Komponente ausgeführten Strahlformungseinheit insbesondere erreicht werden, dass die Linse nicht mehr als Einzelkomponente angefügt zu werden braucht, sondern mit hoher Genauigkeit gemeinsam mit den Wellenleitern gefertigt bzw. ausgebildet werden kann. Somit kann beispielsweise eine Vereinigung verschiedenfarbiger Halbleiterlichtquellen auf möglichst kleinem Raum erreicht werden, sodass ein mehrfarbiger und geometrisch präzise definierter Lichtstrahl mit hoher Strahlqualität bereitgestellt werden kann. Es kann eine Zusammenführung verschiedenfarbigen Lichts von mehreren Lichtquellen zu einem einzigen Strahl mit hoher Energieeffizienz und hoher Strahlqualität erreicht werden, sodass ein Einsatz in miniaturisierten Projektionssystemen ermöglicht werden kann. Hinsichtlich einer Montage bzw. Herstellung können gemäß Ausführungsformen eine Anzahl von getrennten Bauelementen, eine Anzahl von Freiheitsgraden und Kosten reduziert werden, sodass eine präzise und kostengünstige Fertigung erreicht werden kann. Vorteilhafterweise kann auch eine unterschiedliche Beugung von Licht verschiedener Wellenlängen beim Austritt aus den Wellenleitern vermieden werden.Advantageously, because of the beam shaping unit designed as a single connected component, it can be achieved in particular that the lens no longer needs to be attached as an individual component, but can be manufactured or formed together with the waveguides with high accuracy. Thus, for example, a combination of differently colored semiconductor light sources can be achieved in the smallest possible space, so that a multicolored and geometrically precisely defined light beam with high beam quality can be provided. Different colored light from several light sources can be merged into a single beam with high energy efficiency and high beam quality, so that use in miniaturized projection systems can be made possible. With regard to assembly or production, according to embodiments, a number of separate components, a number of degrees of freedom and costs can be reduced, so that precise and inexpensive production can be achieved. Different diffraction of light of different wavelengths when emerging from the waveguides can also advantageously be avoided.

Es wird eine Strahlformungseinheit für ein Lichtquellenmodul vorgestellt, das eine Mehrzahl von Lichtquellen zum Bereitstellen von Licht unterschiedlicher Wellenlänge aufweist, wobei die Strahlformungseinheit folgende Merkmale aufweist:

  • eine Trägerplatte mit einer Einkopplungsseite mit einem Kopplungsabschnitt zum Einkoppeln von Licht von den Lichtquellen des Lichtquellenmoduls in die Trägerplatte und einer Auskopplungsseite zum Auskoppeln des in die Trägerplatte eingekoppelten Lichts aus der Trägerplatte;
  • eine Strahlformungslinse für das aus der Trägerplatte auszukoppelnde Licht, wobei die Strahlformungslinse an der Auskopplungsseite der Trägerplatte angeordnet ist, wobei die Strahlformungslinse mit der Trägerplatte verbunden ist; und
  • eine Mehrzahl von Wellenleitern zum Leiten des Lichts von den Lichtquellen des Lichtquellenmoduls zu der Trägerplatte, wobei die Wellenleiter an der Einkopplungsseite der Trägerplatte angeordnet sind, wobei zumindest Teilabschnitte der Wellenleiter mit der Trägerplatte verbunden sind.
A beam shaping unit for a light source module is presented which has a plurality of light sources for providing light of different wavelengths, the beam shaping unit having the following features:
  • a carrier plate with a coupling-in side with a coupling section for coupling light from the light sources of the light source module into the carrier plate and a coupling-out side for coupling out the light coupled into the carrier plate from the carrier plate;
  • a beam-shaping lens for the light to be coupled out from the carrier plate, the beam-shaping lens being arranged on the coupling-out side of the carrier plate, the beam-shaping lens being connected to the carrier plate; and
  • a plurality of waveguides for guiding the light from the light sources of the light source module to the carrier plate, the waveguides being arranged on the coupling side of the carrier plate, at least partial sections of the waveguides being connected to the carrier plate.

Die Strahlformungseinheit kann als ein einziges zusammenhängendes Bauteil ausgeführt sein. Das Lichtquellenmodul kann auch als eine Projektionsvorrichtung oder ein Projektor bezeichnet werden. Das Lichtquellenmodul kann zusammen mit einem scannenden MEMS-Spiegel ein Projektionssystem bilden. Jede der Lichtquellen kann ausgebildet sein, um Licht mit einer für die Lichtquelle spezifischen Wellenlänge bereitzustellen. Hierbei kann sich die spezifische Wellenlänge des Lichts von zumindest einer der Lichtquellen den Wellenlängen der anderen Lichtquellen unterscheiden. Die Strahlformungseinheit kann eine Anzahl von Wellenleitern aufweisen, die einer Anzahl von Lichtquellen des Lichtquellenmoduls entspricht. Hierbei kann die Strahlformungseinheit für jede Lichtquelle einen Wellenleiter aufweisen. Jeder Wellenleiter kann ein Eingangsende oder Einkopplungsende aufweisen, das zur Strahlaufnahme von einer Lichtquelle ausgeformt ist. Die Wellenleiter können aus einem Polymermaterial ausgeformt sein. Die Trägerplatte kann aus Glas ausgeformt sein. Verbunden kann stoffschlüssig verbunden, einstückig oder monolithisch bedeuten.The beam shaping unit can be designed as a single cohesive component. The light source module can also be referred to as a projection device or a projector will. The light source module can form a projection system together with a scanning MEMS mirror. Each of the light sources can be designed to provide light with a wavelength specific to the light source. Here, the specific wavelength of the light from at least one of the light sources can differ from the wavelengths of the other light sources. The beam shaping unit can have a number of waveguides which corresponds to a number of light sources of the light source module. Here, the beam-shaping unit can have a waveguide for each light source. Each waveguide can have an input end or a coupling end which is shaped to receive rays from a light source. The waveguides can be formed from a polymer material. The carrier plate can be formed from glass. Connected can mean materially connected, integral or monolithic.

Gemäß einer Ausführungsform kann die Trägerplatte eine Licht reflektierende oder absorbierende Schicht aufweisen. Hierbei kann die Schicht außerhalb eines Bereichs der Strahlformungslinse und außerhalb des Kopplungsabschnittes auf der Trägerplatte aufgebracht sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Einkopplung von Streulicht in die Strahlformungseinheit verhindert werden kann und lediglich das Licht von den Lichtquellen durch die Strahlformungseinheit hindurch geleitet werden kann.According to one embodiment, the carrier plate can have a light reflecting or absorbing layer. In this case, the layer can be applied to the carrier plate outside of a region of the beam shaping lens and outside of the coupling section. Such an embodiment offers the advantage that a coupling of scattered light into the beam shaping unit can be prevented and only the light from the light sources can be passed through the beam shaping unit.

Auch kann die Strahlformungslinse refraktiv, diffraktiv, refraktiv-diffraktiv und zusätzlich oder alternativ achromatisch sein. Anders ausgedrückt kann die Strahlformungslinse als eine Brechungslinse, eine Beugungslinse oder eine Kombination aus Brechungslinse und Beugungslinse, beispielsweise eine Fresnel-Linse, sein. Zusätzlich oder alternativ kann eine Brennweite der Strahlformungslinse für alle Wellenlängen gleich sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Strahlformungseinheit hinsichtlich ihrer strahlformenden Wirkung genau auf eine beabsichtigte Anwendung abgestimmt sein kann.The beam shaping lens can also be refractive, diffractive, refractive-diffractive and additionally or alternatively achromatic. In other words, the beam shaping lens can be a refractive lens, a diffractive lens or a combination of a refractive lens and a diffractive lens, for example a Fresnel lens. Additionally or alternatively, a focal length of the beam shaping lens can be the same for all wavelengths. Such an embodiment offers the advantage that the beam-shaping unit can be precisely matched to an intended application with regard to its beam-shaping effect.

Ferner kann die Strahlformungseinheit eine Zwischenschicht aufweisen, die an der Einkopplungsseite der Trägerplatte angeordnet und mit der Trägerplatte verbunden ist. Die Zwischenschicht kann zwischen der Trägerplatte und den Wellenleitern angeordnet sein. Die Wellenleiter können mit der Zwischenschicht verbunden sein. Zusätzlich oder alternativ kann ein Material der Zwischenschicht einen geringeren Brechungsindex als ein Material der Wellenleiter aufweisen. Das Material der Wellenleiter und das Material der Zwischenschicht kann jeweils ein Polymermaterial aufweisen, insbesondere einen Fotolack, beispielsweise ein Epoxid, ein Ormocer oder dergleichen. Um auch kleine Brechungsindexunterschiede des Wellenleiters zur Zwischenschicht präzise einstellen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Wellenleiter durch Beimischung einer zweiten Komponente zum Material der Zwischenschicht hergestellt werden. Furthermore, the beam shaping unit can have an intermediate layer which is arranged on the coupling side of the carrier plate and is connected to the carrier plate. The intermediate layer can be arranged between the carrier plate and the waveguides. The waveguides can be connected to the intermediate layer. Additionally or alternatively, a material of the intermediate layer can have a lower refractive index than a material of the waveguide. The material of the waveguide and the material of the intermediate layer can each comprise a polymer material, in particular a photoresist, for example an epoxy, an ormocer or the like. In order to be able to precisely set even small differences in the refractive index between the waveguide and the intermediate layer, it is advantageous if the waveguides are produced by adding a second component to the material of the intermediate layer.

Das Material der Wellenleiter und das Material der Zwischenschicht können durch UV-Licht oder Wärme polymerisierbar bzw. aushärtbar sein. Eine solche Ausführungsform bietet unter anderem den Vorteil, dass die vom Wellenleiter geführte Lichtwelle nicht mit dem Material der Trägerplatte wechselwirkt, sodass die optischen Eigenschaften der Trägerplatte wie Absorption und Dispersion nicht für eine Wellenleitung ausgelegt zu sein brauchen.The material of the waveguide and the material of the intermediate layer can be polymerizable or curable by UV light or heat. Such an embodiment offers the advantage, among other things, that the light wave guided by the waveguide does not interact with the material of the carrier plate, so that the optical properties of the carrier plate such as absorption and dispersion do not need to be designed for a wave guide.

Die Strahlformungseinheit kann auch eine Deckschicht aufweisen, die auf die Wellenleiter aufgebracht ist. Die Wellenleiter können hierbei zwischen der Deckschicht und der Zwischenschicht angeordnet sein.The beam shaping unit can also have a cover layer which is applied to the waveguide. The waveguides can be arranged between the cover layer and the intermediate layer.

Zudem können die Wellenleiter als einmodige Wellenleiter ausgeführt sein. Zusätzlich oder alternativ kann jeder der Wellenleiter zumindest eine bezüglich des in dem Wellenleiter zu leitenden Lichts wellenlängenabhängige Abmessung aufweisen. Hierbei können zumindest zwei der Wellenleiter voneinander verschiedene wellenlängenabhängige Abmessungen aufweisen. Bei der wellenlängenabhängigen Abmessung kann es sich um Querschnittsfläche oder dieselbe beeinflussende Abmessung handeln, beispielsweise eine Breite oder Höhe des Wellenleiters. Zumindest einer der Wellenleiter kann einen quadratischen Querschnitt aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Wellenleiter auf einfache Weise an der Trägerplatte erzeugbar sind und eine Lichtleitereigenschaft der Wellenleiter unaufwändig und genau auf die Wellenlänge der jeweiligen Lichtquelle abgestimmt werden kann.In addition, the waveguides can be designed as single-mode waveguides. Additionally or alternatively, each of the waveguides can have at least one dimension that is wavelength-dependent with respect to the light to be guided in the waveguide. Here, at least two of the waveguides can have different wavelength-dependent dimensions. The wavelength-dependent dimension can be a cross-sectional area or the same influencing dimension, for example a width or height of the waveguide. At least one of the waveguides can have a square cross section. Such an embodiment offers the advantage that the waveguides can be produced in a simple manner on the carrier plate and an optical waveguide property of the waveguides can be easily and precisely matched to the wavelength of the respective light source.

Auch kann zumindest einer der Wellenleiter im Bereich des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte ein Auskopplungsende zum Auskoppeln von Licht aus dem Wellenleiter zu der Trägerplatte aufweisen. Insbesondere kann jeder der Wellenleiter im Bereich des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte ein Auskopplungsende zum Auskoppeln von Licht aus dem Wellenleiter zu der Trägerplatte aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Lichtleitung von den Lichtquellen in die Trägerplatte und zu der Strahlformungslinse auf einfache und zuverlässige Weise realisiert werden kann.At least one of the waveguides in the region of the coupling section of the carrier plate can also have a decoupling end for coupling out light from the waveguide to the carrier plate. In particular, each of the waveguides can have a decoupling end in the area of the coupling section of the carrier plate for coupling out light from the waveguide to the carrier plate. Such an embodiment offers the advantage that light can be guided from the light sources into the carrier plate and to the beam-shaping lens in a simple and reliable manner.

Gemäß einer Ausführungsform kann dabei das Auskopplungsende eine relativ zu einer Längsachse des Wellenleiters schräge und zusätzlich oder alternativ gebogene Fläche aufweisen, auf die eine Spiegelschicht aufgebracht ist. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Licht aus dem Wellenleiter ohne Zuhilfenahme weiterer Bauteile in die Trägerplatte und zu der Strahlformungslinse geleitet werden kann.According to one embodiment, the outcoupling end can have a surface that is inclined relative to a longitudinal axis of the waveguide and additionally or alternatively curved, onto which a mirror layer is applied. Such an embodiment offers the advantage that light from the Waveguide can be guided into the carrier plate and to the beam shaping lens without the aid of further components.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann dabei das Auskopplungsende eine relativ zu einer Längsachse des Wellenleiters normale Fläche aufweisen. Hierbei kann die Strahlformungseinheit im Bereich des Kopplungsabschnitts ein Licht reflektierendes Umlenkelement zum Umlenken von Licht aus dem Auskopplungsende in die Trägerplatte aufweisen. Auch kann hierbei Trägerplatte eine Einbuchtung oder Nut aufweisen, die ausgeformt ist, um zumindest einen Teilabschnitt des Umlenkelements aufzunehmen. Dass Umlenkelement kann als ein prismatischer Spiegel ausgeformt sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Licht aus dem Wellenleiter auf präzise und einfache Weise in die Trägerplatte und zu der Strahlformungseinheit geleitet werden kann.According to a further embodiment, the outcoupling end can have a normal surface relative to a longitudinal axis of the waveguide. In this case, the beam shaping unit can have a light-reflecting deflecting element in the area of the coupling section for deflecting light from the coupling-out end into the carrier plate. In this case, the carrier plate can also have an indentation or groove which is shaped in order to accommodate at least a partial section of the deflecting element. The deflecting element can be shaped as a prismatic mirror. Such an embodiment offers the advantage that light can be guided from the waveguide in a precise and simple manner into the carrier plate and to the beam shaping unit.

Auch kann das Auskopplungsende eine relativ zu einer Längsachse des Wellenleiters normale Fläche aufweisen, wobei die Strahlformungseinheit eine Deckschicht aufweisen kann, die auf die Wellenleiter aufgebracht ist. Hierbei kann die Deckschicht im Bereich des Auskopplungsendes eine relativ zu einer Längsachse des Wellenleiters schräge und zusätzlich oder alternativ gebogene Fläche aufweisen, auf die eine Spiegelschicht aufgebracht ist.The outcoupling end can also have a normal surface relative to a longitudinal axis of the waveguide, wherein the beam shaping unit can have a cover layer which is applied to the waveguide. In this case, the cover layer in the area of the coupling-out end can have a surface which is inclined relative to a longitudinal axis of the waveguide and additionally or alternatively curved, on which a mirror layer is applied.

Ferner kann zumindest einer der Wellenleiter außerhalb eines Bereichs des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte ein Auskopplungsende zum Auskoppeln von Licht aus dem Wellenleiter und einen Überkopplungsabschnitt zum Koppeln von Licht aus dem Wellenleiter in einen benachbarten Wellenleiter aufweisen. Der benachbarte Wellenleiter kann im Bereich des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte ein Auskopplungsende zum Auskoppeln von Licht aus dem Wellenleiter zu der Trägerplatte aufweisen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass Licht von mehreren Wellenleitern in beispielsweise einem Wellenleiter zusammengeführt werden kann und dann in die Trägerplatte und zu der Strahlformungseinheit geleitet werden kann.Furthermore, at least one of the waveguides outside a region of the coupling section of the carrier plate can have a decoupling end for decoupling light from the waveguide and an overcoupling section for coupling light from the waveguide into an adjacent waveguide. In the region of the coupling section of the carrier plate, the adjacent waveguide can have a decoupling end for coupling out light from the waveguide to the carrier plate. Such an embodiment offers the advantage that light from a plurality of waveguides can be brought together in, for example, one waveguide and can then be guided into the carrier plate and to the beam shaping unit.

Es wird auch ein Lichtquellenmodul vorgestellt, das folgende Merkmale aufweist: eine Mehrzahl von Lichtquellen zum Bereitstellen von Licht unterschiedlicher Wellenlänge; und
eine Ausführungsform der vorstehend genannten Strahlformungseinheit, wobei die Lichtquellen optisch mit den Wellenleitern der Strahlformungseinheit gekoppelt sind.A light source module is also presented which has the following features: a plurality of light sources for providing light of different wavelengths; and
an embodiment of the aforementioned beam shaping unit, wherein the light sources are optically coupled to the waveguides of the beam shaping unit.

Jede der Lichtquellen kann ausgebildet sein, um Licht mit einer spezifischen Wellenlänge bereitzustellen. Zumindest eine der Lichtquellen kann als eine Licht emittierende Diode, Laserdiode oder dergleichen ausgeführt sein. Zumindest eine der Lichtquellen kann über eine Zuleitungen und einen sogenannten Drahtbond mit elektrischer Energie versorgbar sein.Each of the light sources can be designed to provide light with a specific wavelength. At least one of the light sources can be designed as a light-emitting diode, laser diode or the like. At least one of the light sources can be supplied with electrical energy via a supply line and a so-called wire bond.

Gemäß einer Ausführungsform können die Lichtquellen und die Strahlformungseinheit an einer Grundplatte angeordnet sein. Hierbei können die Lichtquellen und die Strahlformungseinheit durch ein Licht absorbierendes Gehäuse eingehaust sein. Das Gehäuse kann im Bereich der Strahlformungslinse eine Durchgangsöffnung aufweisen. Insbesondere kann die Strahlformungseinheit zwischen den Lichtquellen angeordnet sein. Die Strahlformungseinheit kann mittels Abstandhalterelementen an der Grundplatte angebracht sein. Hierbei können die Abstandhalterelemente aus einem Licht absorbierenden oder reflektierenden Material ausgeformt sein. Das Gehäuse kann an der Grundplatte angebracht sein. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Strahlformungseinheit vor mechanischer Belastung und zusätzlich oder alternativ einem Einfluss von Streulicht geschützt werden kann.According to one embodiment, the light sources and the beam shaping unit can be arranged on a base plate. Here, the light sources and the beam-shaping unit can be enclosed by a light-absorbing housing. The housing can have a through opening in the area of the beam shaping lens. In particular, the beam shaping unit can be arranged between the light sources. The beam shaping unit can be attached to the base plate by means of spacer elements. Here, the spacer elements can be formed from a light absorbing or reflecting material. The housing can be attached to the base plate. Such an embodiment offers the advantage that the beam shaping unit can be protected from mechanical stress and additionally or alternatively from the influence of scattered light.

Auch kann zumindest eine Abmessung des Lichtquellenmoduls höchstens 5 Millimeter betragen. Insbesondere kann ein Bauraumbedarf des Lichtquellenmoduls höchstens 125 Kubikmillimeter betragen. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass eine Integration des Lichtquellenmoduls in ein elektronisches Gerät vereinfacht werden kann. Insbesondere kann ein so genannter Picoprojektor bereitgestellt werden.At least one dimension of the light source module can also be at most 5 millimeters. In particular, the space requirement of the light source module can be at most 125 cubic millimeters. Such an embodiment offers the advantage that integration of the light source module into an electronic device can be simplified. In particular, a so-called picoprojector can be provided.

Es wird zudem ein elektronisches Gerät vorgestellt, wobei das elektronische Gerät eine Ausführungsform des vorstehend genannten Lichtquellenmoduls als Teil einer Projektionseinrichtung aufweist.An electronic device is also presented, the electronic device having an embodiment of the above-mentioned light source module as part of a projection device.

Bei dem elektronischen Gerät kann es sich um eine Datenbrille, ein Smartphone, eine Smart Watch oder dergleichen handeln. Hierbei kann das Lichtquellenmodul als Komponente einer miniaturisierten Projektionseinrichtung für das elektronische Gerät fungieren. Beispielsweise kann das Lichtquellenmodul in Kombination mit einem scannenden MEMS-Spiegel eingesetzt werden, wobei das Lichtquellenmodul und der MEMS-Spiegel die Projektionseinrichtung bilden.The electronic device can be data glasses, a smartphone, a smart watch or the like. Here, the light source module can function as a component of a miniaturized projection device for the electronic device. For example, the light source module can be used in combination with a scanning MEMS mirror, the light source module and the MEMS mirror forming the projection device.

Es wird ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Strahlformungseinheit für ein Lichtquellenmodul vorgestellt, das eine Mehrzahl von Lichtquellen zum Bereitstellen von Licht unterschiedlicher Wellenlänge aufweist, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:

  • Bereitstellen einer Trägerplatte mit einer Einkopplungsseite mit einem Kopplungsabschnitt zum Einkoppeln von Licht von den Lichtquellen des Lichtquellenmoduls in die Trägerplatte und einer Auskopplungsseite zum Auskoppeln des in die Trägerplatte eingekoppelten Lichts aus der Trägerplatte; und
Furthermore, a method is presented for producing a beam shaping unit for a light source module, which has a plurality of light sources for providing light of different wavelengths, the method having the following steps:
  • Providing a carrier plate with a coupling-in side with a coupling section for coupling light from the light sources of the light source module into the carrier plate and a coupling-out side for coupling out the light coupled into the carrier plate from the carrier plate; and

Aufbringen und/oder Ausformen einer Strahlformungslinse für das aus der Trägerplatte auszukoppelnde Licht an der Auskopplungsseite der Trägerplatte, wobei die Strahlformungslinse mit der Trägerplatte verbunden wird, und einer Mehrzahl von Wellenleitern zum Leiten des Lichts von den Lichtquellen des Lichtquellenmoduls zu der Trägerplatte an der Einkopplungsseite der Trägerplatte, wobei zumindest Teilabschnitte der Wellenleiter mit der Trägerplatte verbunden werden.Applying and / or shaping a beam-shaping lens for the light to be coupled out from the carrier plate on the coupling-out side of the carrier plate, the beam-shaping lens being connected to the carrier plate, and a plurality of waveguides for guiding the light from the light sources of the light source module to the carrier plate on the coupling-in side of the Carrier plate, at least partial sections of the waveguides being connected to the carrier plate.

Durch Ausführen des Verfahrens ist eine Ausführungsform der vorstehend genannten Strahlformungseinheit herstellbar. Hierbei können im Schritt des Aufbringens und/oder Ausformens die Wellenleiter und die Strahlformungslinse in einem Schritt oder Prozess an der Trägerplatte erzeugt werden. Im Schritt des Aufbringens und/oder Ausformens kann ein Lithographieprozess, insbesondere Graustufenlithographie oder Zweiphotonenlithographie, und zusätzlich oder alternativ ein Druckprozess verwendet werden, insbesondere ein dreidimensionaler Druckprozess bzw. 3D-Druck-Prozess, Imprint oder dergleichen.By performing the method, an embodiment of the aforementioned beam shaping unit can be produced. Here, in the step of application and / or shaping, the waveguides and the beam-shaping lens can be produced on the carrier plate in one step or process. In the application and / or shaping step, a lithography process, in particular gray-scale lithography or two-photon lithography, and additionally or alternatively a printing process, in particular a three-dimensional printing process or 3D printing process, imprint or the like, can be used.

Gemäß einer Ausführungsform können im Schritt des Aufbringens und/oder Ausformens die Wellenleiter mit Justierungsmarkierungen an der Einkopplungsseite der Trägerplatte aufgebracht und/oder ausgeformt werden und kann die Strahlformungslinse unter Berücksichtigung der Justierungsmarkierungen an der Auskopplungsseite der Trägerplatte aufgebracht und/oder ausgeformt werden. Eine solche Ausführungsform bietet den Vorteil, dass die Strahlformungslinse mit hoher Genauigkeit relativ zu den Wellenleitern aufgebracht und/oder ausgeformt werden kann.According to one embodiment, in the step of applying and / or shaping, the waveguides with alignment markings can be applied and / or shaped on the coupling-in side of the carrier plate and the beam shaping lens can be applied and / or shaped taking into account the alignment markings on the coupling-out side of the carrier plate. Such an embodiment offers the advantage that the beam-shaping lens can be applied and / or shaped with high accuracy relative to the waveguides.

Ein Vorteil kann gemäß Ausführungsformen insbesondere darin bestehen, dass die Strahlformungseinheit beispielsweise mit lithographischen Verfahren oder Druckverfahren, z. B. Imprint-Prozessen, hochpräzise hergestellt werden kann. So kann eine in allen drei Raumrichtungen sehr genaue Positionierung der Strahlformungslinse relativ zu den Wellenleitern von unter 100 Nanometern erreicht werden, und damit auch eine sehr präzise Strahlformung realisiert werden. Eine solche hohe Präzision kann wiederum einen benötigten Bauraum verringern, sodass ein für hochauflösende Projektion geeignetes Lichtquellenmodul beispielsweise in einem Bauraum von weniger als 5 x 5 x 5 mm realisiert werden kann. So können Positionstoleranzen in mindestens einer Raumrichtung minimiert werden, da eine Justierung und Fügung, zum Beispiel durch Kleben, zweier getrennter Komponenten, d. h. der Strahlformungslinse und der Wellenleiter, zueinander hier vermieden werden kann.According to embodiments, one advantage can in particular consist in the fact that the beam shaping unit can be used, for example, with lithographic processes or printing processes, e.g. B. Imprint processes, can be manufactured with high precision. In this way, a very precise positioning of the beam shaping lens relative to the waveguides of less than 100 nanometers in all three spatial directions can be achieved, and thus a very precise beam shaping can also be realized. Such a high precision can in turn reduce the installation space required, so that a light source module suitable for high-resolution projection can be implemented, for example, in an installation space of less than 5 × 5 × 5 mm. Position tolerances can thus be minimized in at least one spatial direction, since adjustment and joining, for example by gluing, two separate components, i.e. H. the beam shaping lens and the waveguide, to each other can be avoided here.

Ausführungsbeispiele des hier vorgestellten Ansatzes sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

  • 1 eine schematische Darstellung eines elektronischen Geräts mit einem Lichtquellenmodul gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 2 ein Lichtquellenmodul gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 3 eine Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 4 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 5 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 6 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 7 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 8 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 9 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 10 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 11 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 12 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 13 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 14 ein Lichtquellenmodul gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 15 ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Herstellen gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 16 ein Lichtquellenmodul gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 17 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel;
  • 18 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
  • 19 einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel.
Embodiments of the approach presented here are shown in the drawings and explained in more detail in the description below. It shows:
  • 1 a schematic representation of an electronic device with a light source module according to an embodiment;
  • 2 a light source module according to an embodiment;
  • 3 a beam shaping unit according to an embodiment;
  • 4th a section of a beam forming unit according to an embodiment;
  • 5 a section of a beam forming unit according to an embodiment;
  • 6th a section of a beam forming unit according to an embodiment;
  • 7th a section of a beam forming unit according to an embodiment;
  • 8th a section of a beam forming unit according to an embodiment;
  • 9 a section of a beam forming unit according to an embodiment;
  • 10 a section of a beam forming unit according to an embodiment;
  • 11 a section of a beam forming unit according to an embodiment;
  • 12 a section of a beam forming unit according to an embodiment;
  • 13 a section of a beam forming unit according to an embodiment;
  • 14th a light source module according to an embodiment;
  • 15th a flowchart of a method for manufacturing according to an embodiment;
  • 16 a light source module according to an embodiment;
  • 17th a section of a beam forming unit according to an embodiment;
  • 18th a section of a beam forming unit according to an embodiment; and
  • 19th a subsection of a beam shaping unit according to an embodiment.

In der nachfolgenden Beschreibung günstiger Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden für die in den verschiedenen Figuren dargestellten und ähnlich wirkenden Elemente gleiche oder ähnliche Bezugszeichen verwendet, wobei auf eine wiederholte Beschreibung dieser Elemente verzichtet wird.In the following description of advantageous exemplary embodiments of the present invention, the same or similar reference numerals are used for the elements shown in the various figures and having a similar effect, a repeated description of these elements being dispensed with.

1 zeigt eine schematische Darstellung eines elektronischen Geräts 100 mit einem Lichtquellenmodul 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das elektronische Gerät 100 ist als ein Smartphone ausgeführt. Gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel kann das elektronische Gerät 100 auch als eine Datenbrille, eine Smart Watch oder dergleichen ausgeführt sein. Das elektronische Gerät 100 weist das Lichtquellenmodul 110 auf. Das Lichtquellenmodul 110 fungiert als Teil einer Projektionseinrichtung bzw. Lichtprojektionseinrichtung für das elektronische Gerät 100. Auf das Lichtquellenmodul 110 wird unter Bezugnahme auf nachfolgend beschriebene Figuren noch detaillierter eingegangen. 1 shows a schematic representation of an electronic device 100 with a light source module 110 according to an embodiment. The electronic device 100 is designed as a smartphone. According to another embodiment, the electronic device 100 also be designed as data glasses, a smart watch or the like. The electronic device 100 has the light source module 110 on. The light source module 110 functions as part of a projection device or light projection device for the electronic device 100 . On the light source module 110 will be discussed in more detail with reference to the figures described below.

2 zeigt ein Lichtquellenmodul 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Lichtquellenmodul 110 entspricht oder ähnelt dem Lichtquellenmodul aus 1. Dabei ist das Lichtquellenmodul 110 in 2 in einer Schnittansicht entlang einer x-z-Ebene gezeigt, wie es durch Koordinatenachsen symbolisch veranschaulicht ist. Das Lichtquellenmodul 110 weist eine Mehrzahl von Lichtquellen, von denen in der Darstellung von 2 darstellungsbedingt beispielhaft lediglich zwei Lichtquellen 222, 224 gezeigt sind, und eine Strahlformungseinheit 240 bzw. ein Strahlformungselement 240 auf. Die Lichtquellen 222, 224 sind optisch mit der Strahlformungseinheit 240 gekoppelt. Genauer gesagt sind die Lichtquellen 222, 224 optisch mit Wellenleitern der Strahlformungseinheit 240 gekoppelt. Die Strahlformungseinheit 240 ist unter Bezugnahme auf nachfolgende Figuren detaillierter beschrieben. 2 shows a light source module 110 according to an embodiment. The light source module 110 corresponds to or is similar to the light source module 1 . Here is the light source module 110 in 2 shown in a sectional view along an xz plane, as is symbolically illustrated by coordinate axes. The light source module 110 has a plurality of light sources, one of which is shown in FIG 2 Due to the illustration, only two light sources are exemplary 222 , 224 and a beam forming unit 240 or a beam shaping element 240 on. The light sources 222 , 224 are optically with the beam shaping unit 240 coupled. More precisely, are the light sources 222 , 224 optically with waveguides of the beam shaping unit 240 coupled. The beam shaping unit 240 is described in more detail with reference to the following figures.

Die Lichtquellen 222, 224 sind ausgebildet, um Licht unterschiedlicher bzw. lichtquellenspezifischer Wellenlänge bereitzustellen. Eine erste Lichtquelle 222 ist ausgebildet, um Licht mit einer ersten Wellenlänge 223 bereitzustellen. Eine zweite Lichtquelle 224 ist ausgebildet, um Licht mit einer zweiten Wellenlänge 225 bereitzustellen. Hierbei unterscheiden sich die erste Wellenlänge und die zweiten Wellenlänge voneinander. Bei dem Licht mit der ersten Wellenlänge 223 handelt es sich beispielsweise um rotes Licht. Bei dem Licht mit der zweiten Wellenlänge 225 handelt es sich beispielsweise grünes Licht. Die Lichtquellen 222, 224 sind beispielsweise als Laserdioden ausgeführt. Das Licht mit der ersten Wellenlänge 223 von der ersten Lichtquelle 222 und das Licht mit der zweiten Wellenlänge 225 von der zweiten Lichtquelle 224 treten in die Strahlformungseinheit 240 ein und in zusammengeführter und optisch verarbeiteter Weise wieder aus der Strahlformungseinheit 240 aus.The light sources 222 , 224 are designed to provide light of different or light source-specific wavelengths. A first source of light 222 is designed to receive light with a first wavelength 223 to provide. A second light source 224 is designed to receive light with a second wavelength 225 to provide. Here, the first wavelength and the second wavelength differ from one another. With the light with the first wavelength 223 it is, for example, red light. With the light with the second wavelength 225 is it for example green light. The light sources 222 , 224 are designed as laser diodes, for example. The light with the first wavelength 223 from the first light source 222 and the light with the second wavelength 225 from the second light source 224 enter the beam shaping unit 240 in and in a merged and optically processed way out of the beam shaping unit 240 out.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Lichtquellenmodul 110 ferner eine Grundplatte 230 und ein Gehäuse 232 auf. Die Lichtquellen 222, 224 und die Strahlformungseinheit 240 sind an der Grundplatte 230 angeordnet bzw. angebracht. Ferner sind die Lichtquellen 222, 224 und die Strahlformungseinheit 240 durch das Gehäuse 232 eingehaust. Das Gehäuse 232 ist Licht absorbierend bzw. aus einem Licht absorbierenden Material ausgeformt. Die Lichtquellen 222, 224 und die Strahlformungseinheit 240 sind von der Grundplatte 230 und dem Gehäuse 232 umgeben. Dabei ist das Gehäuse 232 an der Grundplatte 230 angebracht. Das Gehäuse 232 weist in einem Lichtaustrittsbereich, in dem das Licht mit der ersten Wellenlänge 223 von der ersten Lichtquelle 222 und das Licht mit der zweiten Wellenlänge 225 von der zweiten Lichtquelle 224 aus der Strahlformungseinheit 240 austreten, eine Durchgangsöffnung 234 auf. In dem Lichtaustrittbereich weist die Strahlformungseinheit 240 eine Strahlformungslinse auf.According to the embodiment shown here, the light source module 110 also a base plate 230 and a case 232 on. The light sources 222 , 224 and the beam forming unit 240 are on the base plate 230 arranged or attached. Further are the light sources 222 , 224 and the beam forming unit 240 through the housing 232 enclosed. The case 232 is light absorbing or is formed from a light absorbing material. The light sources 222 , 224 and the beam forming unit 240 are from the base plate 230 and the case 232 surround. Here is the case 232 on the base plate 230 appropriate. The case 232 points in a light exit area in which the light with the first wavelength 223 from the first light source 222 and the light with the second wavelength 225 from the second light source 224 from the beam shaping unit 240 exit, a through opening 234 on. The beam shaping unit has in the light exit area 240 a beam shaping lens.

Auch sind in der Darstellung von 2 jeweilige Zuleitungen 226 und Drahtbonds 228 gezeigt, mittels derer Lichtquellen 222, 224 mit elektrischer Energie versorgbar sind. Mittels der Drahtbonds 228 sind die Lichtquellen 222, 224 mit den Zuleitungen 226 elektrisch verbunden. Die Zuleitungen 226 sind an der Grundplatte 230 angeordnet.Also in the representation of 2 respective supply lines 226 and wire bonds 228 shown by means of which light sources 222 , 224 can be supplied with electrical energy. By means of the wire bonds 228 are the light sources 222 , 224 with the supply lines 226 electrically connected. The supply lines 226 are on the base plate 230 arranged.

Ferner sind in der Darstellung von 2 auch Abstandhalterelemente 236 gezeigt. Mittels der Abstandhalterelemente 236 ist die Strahlformungseinheit 240 an der Grundplatte 230 angebracht. Hierbei sind die Abstandhalterelemente 236 zwischen der Grundplatte 230 und der Strahlformungseinheit 240 angeordnet.Furthermore, in the representation of 2 also spacer elements 236 shown. By means of the spacer elements 236 is the beam shaping unit 240 on the base plate 230 appropriate. Here are the spacer elements 236 between the base plate 230 and the beam forming unit 240 arranged.

Zudem ist in der Darstellung von 2 auch eine Abmessung A des Lichtquellenmoduls 110 entlang der x-Achse eingezeichnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel beträgt die Abmessung A höchstens 5 Millimeter. Gemäß einem Ausführungsbeispiel betragen zusätzlich auch die weiteren zwei Abmessungen entlang der weiteren zwei Achsen eines dreidimensionalen Koordinatensystems höchstens 5 Millimeter.In addition, the representation of 2 also a dimension A. of the light source module 110 drawn along the x-axis. According to one embodiment, the dimension is A. at most 5 millimeters. According to one exemplary embodiment, the further two dimensions along the further two axes of a three-dimensional coordinate system also amount to a maximum of 5 millimeters.

Anders ausgedrückt fungiert dem Lichtquellenmodul 110, in welchem die Strahlformungseinheit 240 angeordnet ist bzw. verwendet wird, die Strahlformungseinheit 240 als Wellenleiterelement und als Mikrolinse. 2 zeigt eine Funktion der Strahlformungseinheit 240 im Lichtquellenmodul 110 bei einer möglichen Realisierung der Strahlformungseinheit 240. Ein Versatz zwischen rotem und grünem Lichtstrahl bzw. dem Licht mit der ersten Wellenlänge 223 von der ersten Lichtquelle 222 und dem Licht mit der zweiten Wellenlänge 225 von der zweiten Lichtquelle 224 ist aus darstellungstechnischen Gründen übertrieben groß gezeichnet, in Wirklichkeit beträgt der Versatz beispielsweise nur wenige Mikrometer und ist im Verhältnis zum Strahldurchmesser vernachlässigbar.In other words, the light source module functions 110 , in which the beam shaping unit 240 is arranged or used, the beam forming unit 240 as a waveguide element and as a microlens. 2 shows a function of the beam forming unit 240 in the light source module 110 in a possible implementation of the beam shaping unit 240 . An offset between the red and green light beam or the light with the first wavelength 223 from the first light source 222 and the light with the second wavelength 225 from the second light source 224 is drawn exaggeratedly large for reasons of illustration, in reality the offset is, for example, only a few micrometers and is negligible in relation to the beam diameter.

3 zeigt eine Strahlformungseinheit 240 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Strahlformungseinheit 240 entspricht oder ähnelt der Strahlformungseinheit aus 2. Die Strahlformungseinheit 240 ist für das Lichtquellenmodul aus 1 bzw. 2 oder ein ähnliches Lichtquellenmodul geeignet. Dabei ist die Strahlformungseinheit 240 in 3 in einer Schnittansicht entlang einer x-z-Ebene gezeigt, wie es durch Koordinatenachsen symbolisch veranschaulicht ist. Die Strahlformungseinheit 240 ist als ein einziges, zusammenhängendes Bauteil hergestellt. Insbesondere kann die Strahlformungseinheit 240 auch einstückig und/oder monolithisch hergestellt sein. 3 shows a beam forming unit 240 according to an embodiment. The beam shaping unit 240 corresponds to or resembles the beam shaping unit 2 . The beam shaping unit 240 is off for the light source module 1 or. 2 or a similar light source module is suitable. Here is the beam shaping unit 240 in 3 shown in a sectional view along an xz plane, as is symbolically illustrated by coordinate axes. The beam shaping unit 240 is manufactured as a single, coherent component. In particular, the beam shaping unit 240 also be made in one piece and / or monolithic.

Die Strahlformungseinheit 240 weist eine Trägerplatte 350, eine Mehrzahl von Wellenleitern 362, 364 und eine Strahlformungslinse 370 auf. Insbesondere können die Wellenleiter 362, 364 und/oder die Strahlformungslinse 370 einstückig und/oder monolithisch mit der Trägerplatte 350 hergestellt sein.The beam shaping unit 240 has a support plate 350 , a plurality of waveguides 362 , 364 and a beam shaping lens 370 on. In particular, the waveguides 362 , 364 and / or the beam shaping lens 370 integral and / or monolithic with the carrier plate 350 be made.

Die Trägerplatte 350 der Strahlformungseinheit 240 weist eine Einkopplungsseite 352 mit einem Kopplungsabschnitt 354 zum Einkoppeln von Licht von den Lichtquellen des Lichtquellenmoduls in die Trägerplatte 350 und eine Auskopplungsseite 356 zum Auskoppeln des in die Trägerplatte 350 eingekoppelten Lichts aus der Trägerplatte 350 auf. An der Einkopplungsseite 352 der Trägerplatte 350 sind die Wellenleiter 362, 364 angeordnet. Die Wellenleiter 362, 364 sind ausgebildet, um das Licht von den Lichtquellen des Lichtquellenmoduls zu der Trägerplatte 350 zu leiten. Die Wellenleiter 362, 364 sind zumindest abschnittsweise bzw. Teilabschnitten mit der Trägerplatte 350 verbunden. Darstellungsbedingt sind in 3 beispielhaft lediglich zwei Wellenleiter gezeigt, ein erster Wellenleiter 362 und ein zweiter Wellenleiter 364. An der Auskopplungsseite 356 der Trägerplatte 350 ist die Strahlformungslinse 370 für das aus der Trägerplatte auszukoppelnde Licht angeordnet. Dabei ist die Strahlformungslinse 370 mit der Trägerplatte 350 verbunden.The carrier plate 350 the beam shaping unit 240 has a coupling side 352 with a coupling section 354 for coupling light from the light sources of the light source module into the carrier plate 350 and an output side 356 for decoupling the into the carrier plate 350 coupled light from the carrier plate 350 on. On the coupling side 352 the carrier plate 350 are the waveguides 362 , 364 arranged. The waveguide 362 , 364 are designed to convey the light from the light sources of the light source module to the carrier plate 350 to direct. The waveguide 362 , 364 are at least in sections or subsections with the carrier plate 350 connected. Due to the presentation, in 3 only two waveguides shown by way of example, a first waveguide 362 and a second waveguide 364 . On the coupling side 356 the carrier plate 350 is the beam shaping lens 370 arranged for the light to be coupled out from the carrier plate. Here is the beam shaping lens 370 with the carrier plate 350 connected.

Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Trägerplatte 350 ferner eine Licht reflektierende oder absorbierende Schicht 358 bzw. Beschichtung und eine Zwischenschicht 380 auf. Die Schicht 358 ist an einer Oberfläche der Trägerplatte 350 angeordnet, erzeugt bzw. aufgebracht. Genauer gesagt ist die Schicht 358 außerhalb eines Bereichs der Strahlformungslinse 370 und außerhalb des Kopplungsabschnittes 354 auf der Trägerplatte 350 aufgebracht. Anders ausgedrückt bedeckt die Schicht 358 eine Oberfläche der Trägerplatte 350 mit Ausnahme der Strahlformungseinheit 370 und des Kopplungsabschnittes 354. Die Zwischenschicht 380 ist an der Einkopplungsseite 352 der Trägerplatte 350 angeordnet und mit der Trägerplatte 350 verbunden bzw. auf die Einkopplungsseite 352 der Trägerplatte 350 aufgebracht. Die Wellenleiter 362, 364 sind auf die Zwischenschicht 380 aufgebracht bzw. mit der Zwischenschicht 380 verbunden. Die Zwischenschicht 380 ist zwischen der Trägerplatte 350, genauer gesagt der Einkopplungsseite 352 der Trägerplatte 350, und den Wellenleitern 362, 364 angeordnet. Gemäß einem Ausführungsbeispiel weist ein Material der Zwischenschicht 380 einen geringeren Brechungsindex als ein Material der Wellenleiter 362, 364 auf.According to the in 3 illustrated embodiment has the carrier plate 350 furthermore a light reflecting or absorbing layer 358 or coating and an intermediate layer 380 on. The layer 358 is on a surface of the carrier plate 350 arranged, generated or applied. More precisely is the layer 358 outside a region of the beam shaping lens 370 and outside the coupling section 354 on the carrier plate 350 upset. In other words, it covers the layer 358 a surface of the carrier plate 350 with the exception of the beam shaping unit 370 and the coupling section 354 . The intermediate layer 380 is on the coupling side 352 the carrier plate 350 arranged and with the carrier plate 350 connected or on the coupling side 352 the carrier plate 350 upset. The waveguide 362 , 364 are on the intermediate layer 380 applied or with the intermediate layer 380 connected. The intermediate layer 380 is between the carrier plate 350 , more precisely the coupling side 352 the carrier plate 350 , and the waveguides 362 , 364 arranged. According to one embodiment, a material of the intermediate layer 380 a lower refractive index than a material of the waveguide 362 , 364 on.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel sind die Wellenleiter 362, 364 als einmodige Wellenleiter ausgeführt. Ferner weisen die Wellenleiter 362, 364 gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel im Bereich des Kopplungsabschnitts 354 der Trägerplatte 350 jeweilige Auskopplungsenden 363, 365 zum Auskoppeln von Licht aus dem jeweiligen Wellenleiter 362, 364 zu der Trägerplatte 350 auf. Genauer gesagt ist ein erstes Auskopplungsende 363 des ersten Wellenleiters 362 relativ zu einer Längsachse des ersten Wellenleiters 362 schräg oder gebogen bzw. gekrümmt abgeschnitten oder weist anders ausgedrückt eine relativ zu einer Längsachse des ersten Wellenleiters 362 schräge und/oder gebogene Fläche bzw. Endfläche auf. Ebenso ist ein zweites Auskopplungsende 365 des zweiten Wellenleiters 364 relativ zu einer Längsachse des zweiten Wellenleiters 364 schräg oder gebogen bzw. gekrümmt abgeschnitten oder weist anders ausgedrückt eine relativ zu einer Längsachse des zweiten Wellenleiters 364 schräge und/oder gebogene Fläche bzw. Endfläche auf. Die Längsachse des ersten Wellenleiters 362 entspricht der Längsachse des zweiten Wellenleiters 364 oder ist parallel zu derselben. Die Längsachsen der Wellenleiter 362, 364 sind parallel zu der x-Achse. Auf die Auskopplungsenden 363, 365, genauer gesagt die Endflächen der Wellenleiter 362, 364 ist eine Spiegelschicht 366 aufgebracht. Mittels der schrägen und/oder gebogenen Endflächen und der Spiegelschicht 366 wird eine Umlenkung des Lichts in den Wellenleitern 362, 364 geleiteten Lichts zu dem Kopplungsabschnitt 354 der Trägerplatte 350 bewirkt.According to one embodiment, the waveguides are 362 , 364 designed as a single-mode waveguide. Furthermore, the waveguides 362 , 364 according to the in 3 illustrated embodiment in the area of the coupling section 354 the carrier plate 350 respective decoupling ends 363 , 365 for decoupling light from the respective waveguide 362 , 364 to the carrier plate 350 on. More precisely, is a first coupling-out end 363 of the first waveguide 362 relative to a longitudinal axis of the first waveguide 362 cut obliquely or bent or curved or, in other words, has a relative to a longitudinal axis of the first waveguide 362 inclined and / or curved surface or end surface. There is also a second decoupling end 365 of the second waveguide 364 relative to a longitudinal axis of the second waveguide 364 cut obliquely or bent or curved or, in other words, has a relative to a longitudinal axis of the second waveguide 364 inclined and / or curved surface or end surface. The longitudinal axis of the first waveguide 362 corresponds to the longitudinal axis of the second waveguide 364 or is parallel to it. The long axes of the waveguides 362 , 364 are parallel to the x-axis. On the coupling ends 363 , 365 , more precisely the end faces of the waveguides 362 , 364 is a mirror layer 366 upset. By means of the inclined and / or curved end faces and the mirror layer 366 becomes a redirection of the light in the waveguides 362 , 364 guided light to the coupling section 354 the carrier plate 350 causes.

Anders ausgedrückt sind die Wellenleiter 362, 364 in ihren Auskoppelbereichen bzw. an ihren Auskopplungsenden 363, 365 mittels der Spiegelschicht 366 verspiegelt, sodass das Licht zur Strahlformungslinse 370 bzw. Mikrolinse hin reflektiert wird. Die allseitige reflektierende oder absorbierende Schicht 358 der Trägerplatte 350 bewirkt, dass kein Streulicht zur Strahlformungslinse 370 gelangen kann, sondern nur Licht aus den Wellenleitern 362, 364. Mit Ausnahme der Schicht 358 und der Spiegelschicht 366 ist alles transparent, wobei die Wellenleiter 362, 364 aus einem Material mit geringfügig höherem Brechungsindex als die Zwischenschicht 380 ausgeformt sind. Die Trägerplatte 350 ist beispielsweise aus Glas mit einem niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten ausgeformt.In other words, the waveguides are 362 , 364 in their coupling-out areas or at their coupling-out ends 363 , 365 by means of the mirror layer 366 mirrored so that the light goes to the beam shaping lens 370 or microlens is reflected back. The all-round reflective or absorbent layer 358 the carrier plate 350 causes no stray light to reach the beam shaping lens 370 can get, but only light from the waveguides 362 , 364 . Except for the shift 358 and the mirror layer 366 everything is transparent, with the waveguide 362 , 364 made of a material with a slightly higher refractive index than the intermediate layer 380 are shaped. The carrier plate 350 is formed from glass with a low coefficient of thermal expansion, for example.

Ferner ist in der Darstellung von 3 symbolisch eine Strecke B als Maßstab für die Strahlformungseinheit 240 eingezeichnet. Die Strecke B beträgt gemäß einem Ausführungsbeispiel 1 Millimeter.Furthermore, in the representation of 3 symbolically a distance B as a scale for the beam shaping unit 240 drawn. According to one embodiment, the distance B is 1 Millimeter.

4 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Genauer gesagt zeigt 4 einen Teilabschnitt der Strahlformungseinheit aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren oder einer ähnlichen Strahlformungseinheit. Hierbei sind von der Strahlformungseinheit lediglich der erste Wellenleiter 362, der zweite Wellenleiter 364, ein dritter Wellenleiter 464 und die Zwischenschicht 380 gezeigt. Hierbei ist der Teilabschnitt der Strahlformungseinheit in 4 als eine Schnittansicht entlang einer y-z-Ebene dargestellt, wie es symbolisch durch Koordinatenachsen veranschaulicht ist. 4th shows a section of a beam forming unit according to an embodiment. More precisely shows 4th a section of the beam shaping unit from one of the figures described above or a similar beam shaping unit. In this case, only the first waveguide is of the beam shaping unit 362 , the second waveguide 364 , a third waveguide 464 and the intermediate layer 380 shown. Here, the subsection of the beam shaping unit is in 4th shown as a sectional view along a yz plane, as it is symbolically illustrated by coordinate axes.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist jeder der Wellenleiter 362, 364 und 464 zumindest eine bezüglich des in dem Wellenleiter zu leitenden Lichts wellenlängenabhängige Abmessung auf, wobei zumindest zwei der Wellenleiter voneinander verschiedene wellenlängenabhängige Abmessungen aufweisen. Hierzu sind in 4 eine erste Breite b1 und eine erste Höhe h1 des ersten Wellenleiters 362, eine zweite Breite b2 und eine zweite Höhe h2 des zweiten Wellenleiters 364 sowie eine dritte Breite b3 und eine dritte Höhe h3 des dritten Wellenleiters 464 eingezeichnet. Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist jeder der Wellenleiter 362, 364 und 464 in der y-z-Ebene ein quadratisches Schnittprofil auf. Die erste Breite b1 und die erste Höhe h1 sind kleiner als die zweite Breite b2 und die zweite Höhe h2, wobei die dritte Breite b3 und die dritte Höhe h3 größer sind als die zweite Breite b2 und die zweite Höhe h2. Somit ist eine Querschnittsfläche des zweiten Wellenleiters 364 kleiner als eine Querschnittsfläche des dritten Wellenleiters 464 und größer als eine Querschnittsfläche des ersten Wellenleiter 362.According to the exemplary embodiment shown here, each of the waveguides has 362 , 364 and 464 at least one dimension which is wavelength-dependent with respect to the light to be guided in the waveguide, at least two of the waveguides having different wavelength-dependent dimensions. For this, in 4th a first width b 1 and a first height h 1 of the first waveguide 362 , a second width b 2 and a second height h 2 of the second waveguide 364 and a third width b 3 and a third height h 3 of the third waveguide 464 drawn. According to the exemplary embodiment shown here, each of the waveguides has 362 , 364 and 464 a square sectional profile in the yz plane. The first width b 1 and the first height h 1 are smaller than the second width b 2 and the second height h 2 , the third width b 3 and the third height h 3 being greater than the second width b 2 and the second height h 2 . Thus, a cross-sectional area of the second waveguide is 364 smaller than a cross-sectional area of the third waveguide 464 and larger than a cross-sectional area of the first waveguide 362 .

In 4 ist auch symbolisch eine Strecke C als Maßstab für den hier gezeigten Teilabschnitt der Strahlformungseinheit eingezeichnet. Die Strecke C beträgt gemäß einem Ausführungsbeispiel 1 Mikrometer.In 4th a distance C is also symbolically drawn in as a scale for the subsection of the beam shaping unit shown here. According to one exemplary embodiment, the distance C is 1 Micrometer.

Mit anderen Worten sind drei Wellenleiter 362, 364 und 464 mit unterschiedlichen Querschnittsflächen gezeigt, die gemäß diesem Ausführungsbeispiel quadratisch sind. Die Wellenleiter 362, 364 und 464 sind einmodig und beispielsweise mittels eines Imprint-Verfahrens in einem Verfahrensschritt hergestellt. Die Einmodigkeit wird dadurch begünstigt, dass ein Wellenleitermaterial gewählt wird, das einen geringfügig (wenige Prozent oder Promille) höheren Brechungsindex aufweist als das Material der Zwischenschicht 380, und dass die Seitenlängen bzw. Abmessungen b1, h1, b2, h2, b3 und h3 der Wellenleiter 362, 364 und 464 an die jeweilige Wellenlänge des geleiteten Lichts angepasst sind. Die Seitenlänge liegt für sichtbares Licht typischerweise bei etwa 1 Mikrometer. Der erste Wellenleiter 362 kann für blaues Licht genutzt werden, der zweite Wellenleiter 364 für grünes Licht und der dritte Wellenleiter 464 für rotes Licht. Es sind Paare von Polymeren mit geringem Brechungsindexunterschied verfügbar, die teilweise auch in beliebigem Verhältnis mischbar sind. Dies können Epoxide sein oder Hybridpolymere, wie beispielsweise Ormocere. Die Zwischenschicht 380 kann aus dem Material mit einem niedrigeren Brechungsindex gefertigt sein, und die Wellenleiter 362, 364 und 464 können aus einem Material mit einem höheren Brechungsindex gefertigt sein, oder einer Mischung beider Materialien. Die Polymere können thermisch aushärtbar oder mittels UV-Licht polymerisierbar sein. Bei den Polymeren kann es sich um Fotolacke handeln.In other words, there are three waveguides 362 , 364 and 464 shown with different cross-sectional areas, which are square according to this embodiment. The waveguide 362 , 364 and 464 are single-mode and manufactured in one process step, for example by means of an imprint process. The monomode is favored by the fact that a waveguide material is selected which has a slightly (a few percent or per mil) higher refractive index than the material of the intermediate layer 380 , and that the side lengths or dimensions b 1 , h 1 , b 2 , h 2 , b 3 and h 3 of the waveguide 362 , 364 and 464 are adapted to the respective wavelength of the guided light. The side length for visible light is typically around 1 micrometer. The first waveguide 362 can be used for blue light, the second waveguide 364 for green light and the third waveguide 464 for red light. Pairs of polymers with a small difference in refractive index are available, some of which can also be mixed in any ratio. These can be epoxides or hybrid polymers such as Ormocers. The intermediate layer 380 can be made of the material with a lower refractive index, and the waveguide 362 , 364 and 464 can be made of a material with a higher refractive index, or a mixture of both materials. The polymers can be thermally curable or polymerizable by means of UV light. The polymers can be photoresists.

5 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Genauer gesagt zeigt 5 einen Teilabschnitt der Strahlformungseinheit aus 3 oder einer ähnlichen Strahlformungseinheit. In der Darstellung von 5 sind von der Strahlformungseinheit ein Teilabschnitt der Trägerplatte 350 mit der Schicht 358, die Zwischenschicht 380 und ein erster Wellenleiter 362 mit einem Auskopplungsende 363 mit gekrümmter bzw. gebogener Endfläche und Spiegelschicht 366 gezeigt. Ferner ist eine Höhe h bzw. Dicke des ersten Wellenleiters 362 eingezeichnet. Auch in dem in 5 gezeigten Teilabschnitt ist die Strahlformungseinheit in der x-z-Ebene geschnitten dargestellt. Abweichend von der Darstellung in 3 ist lediglich das Auskopplungsende 363 des ersten Wellenleiters 362 im Bereich des Kopplungsabschnitts 354 der Trägerplatte 350 angeordnet. 5 shows a section of a beam forming unit according to an embodiment. More precisely shows 5 a section of the beam shaping unit 3 or a similar beam shaping unit. In the representation of 5 are a section of the carrier plate of the beam shaping unit 350 with the shift 358 , the intermediate layer 380 and a first waveguide 362 with a coupling end 363 with a curved or curved end face and mirror layer 366 shown. Furthermore, a height h or thickness of the first waveguide is 362 drawn. Also in the in 5 The partial section shown, the beam shaping unit is shown cut in the xz plane. Deviating from the representation in 3 is only the end of the coupling 363 of the first waveguide 362 in the area of the coupling section 354 the carrier plate 350 arranged.

Anders ausgedrückt ist der erste Wellenleiter 362 an seinem Auskopplungsende 363 geformt, um eine bestimmte Strahlform des ausgekoppelten Lichts zu erzielen. An dem Auskopplungsende 363 ist der erste Wellenleiter 362 mit der Spiegelschicht 366 verspiegelt, um eine effiziente Auskopplung des Lichtstrahls zu ermöglichen. An seinem Eingang 567 ist der erste Wellenleiter 362 ausgeformt, um einen maximalen Anteil des Lichts von der Lichtquelle aufnehmen zu können.In other words, the first is waveguide 362 at its decoupling end 363 shaped to a certain beam shape of the decoupled To achieve light. At the end of the coupling 363 is the first waveguide 362 with the mirror layer 366 mirrored to enable efficient coupling of the light beam. At its entrance 567 is the first waveguide 362 shaped in order to be able to absorb a maximum proportion of the light from the light source.

6 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit 240 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Strahlformungseinheit 240 entspricht oder ähnelt hierbei der Strahlformungseinheit aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Insbesondere kann es sich bei der Strahlformungseinheit 240 um die Strahlformungseinheit aus 5 handeln. Die Strahlformungseinheit 240 ist in der Darstellung von 6 in einer Unteransicht bzw. Draufsicht entlang einer z-Achse auf eine x-y-Ebene gezeigt, wie es symbolisch durch Koordinatenachsen veranschaulicht ist. Von der Strahlformungseinheit 240 sind in 6 hierbei insbesondere der erste Wellenleiter 362, der zweite Wellenleiter 364 sowie ein dritter Wellenleiter 464 gezeigt. 6th shows a section of a beam forming unit 240 according to an embodiment. The beam shaping unit 240 corresponds or resembles the beam shaping unit from one of the figures described above. In particular, this can be the case with the beam shaping unit 240 around the beam shaping unit 5 act. The beam shaping unit 240 is in the representation of 6th shown in a bottom view or plan view along a z-axis on an xy plane, as is symbolically illustrated by coordinate axes. From the beam shaping unit 240 are in 6th here in particular the first waveguide 362 , the second waveguide 364 and a third waveguide 464 shown.

Gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist der zweite Wellenleiter 364 im Bereich des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte der Strahlformungseinheit 240 das zweite Auskopplungsende 365 zum Auskoppeln von Licht aus dem zweiten Wellenleiter 364 zu der Trägerplatte auf. Der erste Wellenleiter 362 weist außerhalb des Bereichs des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte einen ersten Überkopplungsabschnitt 668 bzw. Überkoppelbereich zum Koppeln von Licht aus dem ersten Wellenleiter 362 in den zweiten Wellenleiter 364 auf. Der dritte Wellenleiter 464 weist außerhalb des Bereichs des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte einen zweiten Überkopplungsabschnitt 669 bzw. Überkoppelbereich zum Koppeln von Licht aus dem dritten Wellenleiter 464 in den zweiten Wellenleiter 364 auf. Die Auskopplungsenden (in 6 aus Platzgründen nicht explizit bezeichnet) des ersten Wellenleiters 362 und des dritten Wellenleiters 464 sind außerhalb des Bereichs des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte angeordnet. Der zweite Wellenleiter 364 kann hier auch als Ausgangswellenleiter bezeichnet werden.According to the embodiment shown here, the second waveguide 364 in the area of the coupling section of the carrier plate of the beam shaping unit 240 the second decoupling end 365 for coupling out light from the second waveguide 364 to the carrier plate. The first waveguide 362 has a first coupling section outside the area of the coupling section of the carrier plate 668 or over-coupling area for coupling light from the first waveguide 362 into the second waveguide 364 on. The third waveguide 464 has a second over-coupling section outside the area of the coupling section of the carrier plate 669 or over-coupling area for coupling light from the third waveguide 464 into the second waveguide 364 on. The outcoupling ends (in 6th not explicitly designated for reasons of space) of the first waveguide 362 and the third waveguide 464 are arranged outside the region of the coupling section of the carrier plate. The second waveguide 364 can also be referred to here as an output waveguide.

Anders ausgedrückt ist in 6 eine Anordnung von drei Wellenleitern 362, 364 und 464 für Licht in drei Farben gezeigt. Von einer Seite der Strahlformungseinheit 240 hier ist Licht dreier unterschiedlicher Farben, beispielsweise aus drei als Laserdioden ausgeführten Lichtquellen, in die drei Wellenleiter 362, 364 und 464 einkoppelbar. In dem ersten Überkoppelbereich 668 sind der erste Wellenleiter 362 und der zweite Wellenleiter 364 über eine definierte Strecke hinweg eng zueinander benachbart angeordnet, sodass das Licht aus dem ersten Wellenleiter 362 in den zweiten Wellenleiter 364 überkoppeln kann. In dem zweiten Überkoppelbereich 669 sind der dritte Wellenleiter 464 und der zweite Wellenleiter 364 über eine definierte Strecke hinweg eng zueinander benachbart angeordnet, sodass das Licht aus dem dritten Wellenleiter 464 in den zweiten Wellenleiter 364 überkoppeln kann. Somit ist am Wellenleiterende bzw. zweiten Auskopplungsende 365 des zweiten Wellenleiters 364 bzw. Ausgangswellenleiters Licht aller drei Farben in einen dreifarbigen Strahl in die Trägerplatte auskoppelbar.In other words, in 6th an arrangement of three waveguides 362 , 364 and 464 shown for light in three colors. From one side of the beam forming unit 240 here there is light of three different colors, for example from three light sources designed as laser diodes, into the three waveguides 362 , 364 and 464 can be coupled. In the first over-coupling area 668 are the first waveguide 362 and the second waveguide 364 Arranged closely adjacent to one another over a defined distance, so that the light from the first waveguide 362 into the second waveguide 364 can couple. In the second over-coupling area 669 are the third waveguide 464 and the second waveguide 364 Arranged closely adjacent to one another over a defined distance, so that the light from the third waveguide 464 into the second waveguide 364 can couple. Thus is at the waveguide end or second decoupling end 365 of the second waveguide 364 or output waveguide light of all three colors can be coupled out in a three-color beam in the carrier plate.

7 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit 240 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Strahlformungseinheit 240 entspricht oder ähnelt hierbei der Strahlformungseinheit aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. Insbesondere kann es sich bei der Strahlformungseinheit 240 um die Strahlformungseinheit aus 2 bzw. 3 handeln. Die Strahlformungseinheit 240 ist in der Darstellung von 7 in einer Unteransicht bzw. Draufsicht entlang einer z-Achse auf eine x-y-Ebene gezeigt, wie es symbolisch durch Koordinatenachsen veranschaulicht ist. Von der Strahlformungseinheit 240 sind in 7 hierbei insbesondere der erste Wellenleiter 362, der zweite Wellenleiter 364 sowie ein dritter Wellenleiter 464 gezeigt. 7th shows a section of a beam forming unit 240 according to an embodiment. The beam shaping unit 240 corresponds or resembles the beam shaping unit from one of the figures described above. In particular, this can be the case with the beam shaping unit 240 around the beam shaping unit 2 or. 3 act. The beam shaping unit 240 is in the representation of 7th shown in a bottom view or plan view along a z-axis on an xy plane, as is symbolically illustrated by coordinate axes. From the beam shaping unit 240 are in 7th here in particular the first waveguide 362 , the second waveguide 364 and a third waveguide 464 shown.

Dabei erstrecken sich Längsachsen des ersten Wellenleiters 362 und des zweiten Wellenleiters 364 entlang der y-Achse aus entgegengesetzten Richtungen in den Bereich des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte, wobei ihre Auskopplungsenden in dem Bereich des Kopplungsabschnitts angeordnet sind. Eine Längsachse des dritten Wellenleiters 464 erstreckt sich entlang der x-Achse in den Bereich des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte, wobei sein Auskopplungsende in dem Bereich des Kopplungsabschnitts angeordnet ist.The longitudinal axes of the first waveguide extend here 362 and the second waveguide 364 along the y-axis from opposite directions into the area of the coupling section of the carrier plate, with their coupling-out ends being arranged in the area of the coupling section. A longitudinal axis of the third waveguide 464 extends along the x-axis into the region of the coupling section of the carrier plate, its coupling-out end being arranged in the region of the coupling section.

Mit anderen Worten bleibt gemäß dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel das Licht unterschiedlicher Farben in den Wellenleitern 362, 364 und 464 zumindest bis zum Austritt aus den jeweiligen Auskopplungsenden getrennt. Hierbei wird Licht dreier unterschiedlicher Farben von drei Seiten der Strahlformungseinheit 240 her eingekoppelt.In other words, according to the exemplary embodiment described here, the light of different colors remains in the waveguides 362 , 364 and 464 separated at least up to the exit from the respective decoupling ends. Here, light of three different colors is emitted from three sides of the beam forming unit 240 coupled here.

8 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit 240 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hierbei entsprechen die Strahlformungseinheit 240 und die Darstellung in 8 der Strahlformungseinheit und der Darstellung aus 7 mit Ausnahme dessen, dass sich die Längsachse des dritten Wellenleiters 464 entlang der y-Achse in den Bereich des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte erstreckt, wobei sein Auskopplungsende in dem Bereich des Kopplungsabschnitts angeordnet ist, und sich der erste Wellenleiter 362 und der zweite Wellenleiter 364 zumindest in Teilabschnitten entlang der x-Achse aus derselben Richtung in den Bereich des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte erstrecken, wobei ihre Auskopplungsenden in dem Bereich des Kopplungsabschnitts angeordnet sind. Somit wird Licht dreier unterschiedlicher Farben von zwei Seiten der Strahlformungseinheit 240 her eingekoppelt. 8th shows a section of a beam forming unit 240 according to an embodiment. The beam shaping units correspond here 240 and the representation in 8th the beam shaping unit and the representation 7th except that the longitudinal axis of the third waveguide 464 extends along the y-axis into the region of the coupling section of the carrier plate, with its coupling-out end being arranged in the region of the coupling section, and the first waveguide 362 and the second waveguide 364 at least in sections along the x-axis from the same direction into the area of the Extend coupling portion of the carrier plate, their decoupling ends are arranged in the region of the coupling portion. Thus, light of three different colors comes from two sides of the beam forming unit 240 coupled here.

9 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit 240 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hierbei entsprechen die Strahlformungseinheit 240 und die Darstellung in 9 der Strahlformungseinheit und der Darstellung aus 8 mit Ausnahme dessen, dass die Strahlformungseinheit 240 zusätzlich einen vierten Wellenleiter 962, einen fünften Wellenleiter 964 und einen sechsten Wellenleiter 960 aufweist. Hierbei erstreckt sich die Längsachse des sechsten Wellenleiters 960 entlang der y-Achse aus einer bezüglich des dritten Wellenleiters 464 entgegengesetzten Richtung in den Bereich des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte, wobei sein Auskopplungsende in dem Bereich des Kopplungsabschnitts angeordnet ist. Der vierte Wellenleiter 962 und der fünfte Wellenleiter 964 erstrecken sich zumindest in Teilabschnitten entlang der x-Achse aus der bezüglich des ersten Wellenleiters 362 und des zweiten Wellenleiters 364 entgegengesetzten Richtung in den Bereich des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte, wobei ihre Auskopplungsenden in dem Bereich des Kopplungsabschnitts angeordnet sind. Der vierte Wellenleiter 962, der fünfte Wellenleiter 964 und der sechste Wellenleiter 960 sind hierbei punktsymmetrisch zu dem ersten Wellenleiter 362, dem zweiten Wellenleiter 364 und dem dritten Wellenleiter 464 angeordnet. Somit wird Licht in sechs Farben von vier Seiten der Strahlformungseinheit 240 her eingekoppelt. 9 shows a section of a beam forming unit 240 according to an embodiment. The beam shaping units correspond here 240 and the representation in 9 the beam shaping unit and the representation 8th except that the beam shaping unit 240 in addition a fourth waveguide 962 , a fifth waveguide 964 and a sixth waveguide 960 having. The longitudinal axis of the sixth waveguide extends here 960 along the y-axis from one with respect to the third waveguide 464 opposite direction in the area of the coupling section of the carrier plate, wherein its decoupling end is arranged in the area of the coupling section. The fourth waveguide 962 and the fifth waveguide 964 extend at least in partial sections along the x-axis with respect to the first waveguide 362 and the second waveguide 364 opposite direction in the area of the coupling section of the carrier plate, their decoupling ends being arranged in the area of the coupling section. The fourth waveguide 962 , the fifth waveguide 964 and the sixth waveguide 960 are point-symmetrical to the first waveguide 362 , the second waveguide 364 and the third waveguide 464 arranged. Thus, light in six colors is generated from four sides of the beam forming unit 240 coupled here.

10 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Die Strahlformungseinheit entspricht oder ähnelt hierbei der Strahlformungseinheit aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren. In der Darstellung von 10 ist der Teilabschnitt der Strahlformungseinheit in einer Seitenansicht entlang der y-Achse auf die x-z-Ebene gezeigt, wie es durch Koordinatenachsen symbolisch veranschaulicht ist. Dabei sind in 10 von der Strahlformungseinheit die Trägerplatte 350 und die Strahlformungslinse 370 gezeigt. Die Strahlformungslinse 370 ist als eine refraktive Linse, genauer gesagt als eine refraktive Mikrolinse, d. h. mit einer gekrümmten brechenden Oberfläche, ausgeführt. 10 shows a section of a beam forming unit according to an embodiment. The beam shaping unit here corresponds or is similar to the beam shaping unit from one of the figures described above. In the representation of 10 the partial section of the beam shaping unit is shown in a side view along the y-axis on the xz-plane, as is symbolically illustrated by coordinate axes. In 10 from the beam shaping unit the carrier plate 350 and the beam shaping lens 370 shown. The beam shaping lens 370 is designed as a refractive lens, more precisely as a refractive microlens, ie with a curved refractive surface.

11 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hierbei ist in 11 der in 10 gezeigte Teilabschnitt der Strahlformungseinheit in einer Draufsicht entlang der z-Achse auf die x-y-Ebene gezeigt, wie es symbolisch durch Koordinatenachsen veranschaulicht ist. 11 shows a section of a beam forming unit according to an embodiment. Here is in 11 the in 10 The partial section of the beam-shaping unit shown is shown in a plan view along the z-axis on the xy-plane, as is symbolically illustrated by coordinate axes.

12 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Der in 12 dargestellte Teilabschnitt der Strahlformungseinheit und die Darstellung in 12 entsprechen hierbei dem in 10 gezeigten Teilabschnitt der Strahlformungseinheit und der Darstellung aus 10 mit Ausnahme dessen, dass die Strahlformungslinse 370 refraktiv-diffraktiv bzw. als eine refraktiv-diffraktive Mikrolinse oder Fresnel-Linse ausgeführt ist, die verglichen mit einer rein refraktiven Linse zusätzliche Beugungsstrukturen aufweist. Diese Beugungsstrukturen können als Stufen in einer Oberfläche der Strahlformungslinse 370 ausgeformt sein. Insbesondere ist die Strahlformungslinse 370 auch achromatisch ausgeführt. 12 shows a section of a beam forming unit according to an embodiment. The in 12 The subsection of the beam shaping unit shown and the illustration in 12 correspond to the in 10 shown subsection of the beam shaping unit and the representation 10 except that the beam shaping lens 370 Is designed refractive-diffractive or as a refractive-diffractive microlens or Fresnel lens, which compared with a purely refractive lens has additional diffraction structures. These diffraction structures can be used as steps in a surface of the beam shaping lens 370 be shaped. In particular, the beam shaping lens is 370 also executed achromatically.

13 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hierbei ist in 13 der in 12 gezeigte Teilabschnitt der Strahlformungseinheit in einer Draufsicht entlang der z-Achse auf die x-y-Ebene wie in 11 gezeigt, wie es symbolisch durch Koordinatenachsen veranschaulicht ist. 13 shows a section of a beam forming unit according to an embodiment. Here is in 13 the in 12 The partial section of the beam shaping unit shown in a plan view along the z-axis on the xy-plane as in FIG 11 shown as it is symbolically illustrated by coordinate axes.

14 zeigt ein Lichtquellenmodul 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Das Lichtquellenmodul 110 entspricht dem Lichtquellenmodul aus 2 mit Ausnahme dessen, dass die Strahlformungseinheit 240 anders ausgeformt ist und zusätzlich ein Umlenkelement 1490 aufweist. Somit entspricht auch die Strahlformungseinheit 240 der Strahlformungseinheit aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren mit Ausnahme dessen, dass das Umlenkelement 1490 vorgesehen ist und die Strahlformungseinheit 240 das Auskopplungsende jedes der Wellenleiter eine relativ zu der Längsachse des Wellenleiters normale Fläche aufweist. Das Umlenkelement 1490 ist im Bereich des Kopplungsabschnitts der Trägerplatte angeordnet. Genauer gesagt ist das Umlenkelement 1490 zumindest teilweise in einer Einbuchtung 1492 der Trägerplatte aufgenommen bzw. hineinragend angeordnet. Das Umlenkelement 1490 ist zumindest an seiner Oberfläche aus einem Licht reflektierenden Material ausgeformt. Dabei ist das Umlenkelement 1490 ausgebildet, um Licht aus den Auskopplungsenden der Wellenleiter in die Trägerplatte umzulenken. Das Umlenkelement 1490 kann auch als ein Umlenkspiegel oder prismatischer Spiegel bezeichnet werden. 14th shows a light source module 110 according to an embodiment. The light source module 110 corresponds to the light source module 2 except that the beam shaping unit 240 is shaped differently and in addition a deflection element 1490 having. The beam shaping unit thus also corresponds 240 the beam shaping unit from one of the figures described above with the exception that the deflecting element 1490 is provided and the beam shaping unit 240 the outcoupling end of each of the waveguides has a normal surface relative to the longitudinal axis of the waveguide. The deflection element 1490 is arranged in the area of the coupling section of the carrier plate. More precisely, it is the deflecting element 1490 at least partially in an indentation 1492 the support plate received or arranged protruding. The deflection element 1490 is formed at least on its surface from a light-reflecting material. Here is the deflection element 1490 designed to deflect light from the outcoupling ends of the waveguide in the carrier plate. The deflection element 1490 can also be referred to as a deflecting mirror or prismatic mirror.

Anders ausgedrückt wird gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel eine Umlenkwirkung für einen Lichteintritt in die Trägerplatte durch das Umlenkelement 1490 bzw. einen separaten Umlenkspiegel erreicht, anstatt durch die schräge oder gekrümmte Ausformung von Wellenleiterenden. Die Wellenleiter selbst enden bei dieser Variante einfach in entlang der z-Achse verlaufenden Schnittflächen.In other words, according to the exemplary embodiment shown here, a deflection effect for light entry into the carrier plate is provided by the deflection element 1490 or a separate deflecting mirror, instead of the inclined or curved shape of the waveguide ends. In this variant, the waveguides themselves simply end in cut surfaces running along the z-axis.

15 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens 1500 zum Herstellen gemäß einem Ausführungsbeispiel. Durch Ausführen des Verfahrens 1500 ist eine Strahlformungseinheit für ein Lichtquellenmodul herstellbar, die einer Strahlformungseinheit aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren entspricht oder ähnelt. Es handelt sich bei dem Verfahren 1500 um ein Verfahren zum Herstellen einer Strahlformungseinheit für ein Lichtquellenmodul, das eine Mehrzahl von Lichtquellen zum Bereitstellen von Licht unterschiedlicher Wellenlänge aufweist. Das Verfahren 1500 weist einen Schritt 1510 des Bereitstellens und einen Schritt 1520 des Aufbringens und/oder Ausformens auf. 15th shows a flow chart of a method 1500 for manufacturing according to an embodiment. By performing the procedure 1500 a beam shaping unit for a light source module can be produced which corresponds to or is similar to a beam shaping unit from one of the figures described above. It is the procedure 1500 to a method for producing a beam shaping unit for a light source module, which has a plurality of light sources for providing light of different wavelengths. The procedure 1500 has a step 1510 of deploying and one step 1520 of application and / or molding.

In dem Schritt 1510 des Bereitstellens wird eine Trägerplatte mit einer Einkopplungsseite mit einem Kopplungsabschnitt zum Einkoppeln von Licht von den Lichtquellen des Lichtquellenmoduls in die Trägerplatte und einer Auskopplungsseite zum Auskoppeln des in die Trägerplatte eingekoppelten Lichts aus der Trägerplatte bereitgestellt. Nachfolgend werden in dem Schritt 1520 des Aufbringens und/oder Ausformens eine Mehrzahl von Wellenleitern zum Leiten des Lichts von den Lichtquellen des Lichtquellenmoduls zu der Trägerplatte an der Einkopplungsseite der Trägerplatte aufgebracht und/oder ausgeformt. Dabei sind bzw. werden zumindest Teilabschnitte der Wellenleiter mit der Trägerplatte verbunden. Auch wird in dem Schritt 1520 des Aufbringens und/oder Ausformens eine Strahlformungslinse für das aus der Trägerplatte auszukoppelnde Licht an der Auskopplungsseite der Trägerplatte aufgebracht und/oder ausgeformt. Dabei ist bzw. wird die Strahlformungslinse mit der Trägerplatte verbunden.In the step 1510 after providing a carrier plate with a coupling side with a coupling section for coupling light from the light sources of the light source module into the carrier plate and an output side for coupling out the light coupled into the carrier plate from the carrier plate. The following are in the step 1520 of the application and / or shaping, a plurality of waveguides for guiding the light from the light sources of the light source module to the carrier plate are applied and / or shaped on the coupling side of the carrier plate. In this case, at least partial sections of the waveguides are or will be connected to the carrier plate. Also in the step 1520 of the application and / or shaping, a beam shaping lens for the light to be coupled out from the carrier plate is applied and / or formed on the coupling-out side of the carrier plate. The beam shaping lens is or will be connected to the carrier plate.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden im Schritt 1520 des Aufbringens und/oder Ausformens die Wellenleiter mit Justierungsmarkierungen an der Einkopplungsseite der Trägerplatte aufgebracht und/oder ausgeformt und wird die Strahlformungslinse unter Berücksichtigung der Justierungsmarkierungen an der Auskopplungsseite der Trägerplatte aufgebracht und/oder ausgeformt.According to one embodiment, step 1520 After applying and / or shaping, the waveguides with alignment markings are applied and / or shaped on the coupling-in side of the carrier plate and the beam-shaping lens is applied and / or shaped taking into account the alignment markings on the coupling-out side of the carrier plate.

16 zeigt ein Lichtquellenmodul 110 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hierbei entspricht das Lichtquellenmodul 110 dem Lichtquellenmodul aus 2 mit Ausnahme dessen, dass das Gehäuse weggelassen ist und die Trägerplatte der Strahlformungseinheit 240 zumindest entlang der x-Achse eine vergrößerte Abmessung verglichen mit dem Lichtquellenmodul aus 2 aufweist. Ferner ist zwischen der Strahlformungseinheit 240 und der Grundplatte 230 eine verglichen mit 2 größere Anzahl von Abstandhalterelementen 236 vorgesehen. 16 shows a light source module 110 according to an embodiment. Here the light source module corresponds 110 the light source module 2 with the exception of the fact that the housing and the carrier plate of the beam shaping unit are omitted 240 at least along the x-axis from an enlarged dimension compared to the light source module 2 having. Furthermore, is between the beam shaping unit 240 and the base plate 230 one compared to 2 larger number of spacer elements 236 intended.

Die Strahlformungseinheit 240 fungiert gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel als tragendes Teil des Lichtquellenmoduls 110. Die Trägerplatte der Strahlformungseinheit 240 kann bei einer Herstellung der Strahlformungseinheit 240 bzw. des Lichtquellenmoduls 110 auf definierte Abmessungen zugesägt werden oder dergleichen.The beam shaping unit 240 functions according to the exemplary embodiment shown here as a supporting part of the light source module 110 . The carrier plate of the beam shaping unit 240 can be used in the manufacture of the beam shaping unit 240 or the light source module 110 be sawn to defined dimensions or the like.

17 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Genauer gesagt zeigt 17 einen Teilabschnitt der Strahlformungseinheit aus einer der vorstehend beschriebenen Figuren oder einer ähnlichen Strahlformungseinheit. Hierbei entspricht der in 17 gezeigte Teilabschnitt der Strahlformungseinheit jenem aus 4 mit Ausnahme dessen, dass die Strahlformungseinheit eine Deckschicht 1780 aufweist, die über den Wellenleitern 362, 364 und 464 aufgebracht ist. Hierbei sind die Wellenleiter 362, 364 und 464 in die Deckschicht 1780 eingebettet. 17th shows a section of a beam forming unit according to an embodiment. More precisely shows 17th a section of the beam shaping unit from one of the figures described above or a similar beam shaping unit. The in 17th Section of the beam shaping unit shown from that 4th with the exception that the beam shaping unit has a cover layer 1780 having over the waveguides 362 , 364 and 464 is upset. Here are the waveguides 362 , 364 and 464 in the top layer 1780 embedded.

18 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Genauer gesagt zeigt 18 einen Teilabschnitt der Strahlformungseinheit aus 17 oder einer ähnlichen Strahlformungseinheit. Auch entspricht der in 18 dargestellte Teilabschnitt der Strahlformungseinheit jenem aus 5 mit Ausnahme dessen, dass die Strahlformungseinheit die Deckschicht 1780 aufweist. Hierbei bedeckt die Deckschicht 1780 den ersten Wellenleiter 362 mit dem Auskopplungsende 363 samt gekrümmter bzw. gebogener Endfläche und Spiegelschicht 366. 18th shows a section of a beam forming unit according to an embodiment. More precisely shows 18th a section of the beam shaping unit 17th or a similar beam shaping unit. The in 18th illustrated subsection of the beam shaping unit that from that 5 with the exception that the beam forming unit is the cover layer 1780 having. This covers the top layer 1780 the first waveguide 362 with the decoupling end 363 including curved or curved end face and mirror layer 366 .

19 zeigt einen Teilabschnitt einer Strahlformungseinheit gemäß einem Ausführungsbeispiel. Hierbei entspricht der in 19 dargestellte Teilabschnitt der Strahlformungseinheit jenem aus 18 mit Ausnahme dessen, dass der erste Wellenleiter 362 an seinem Auskopplungsende 363 eine relativ zu einer Längsachse des Wellenleiters 362 normale Endfläche aufweist, dass die Deckschicht 1780 eine relativ zu einer Längsachse des ersten Wellenleiters 362 geneigte Abschlussfläche aufweist und das die Spiegelschicht 366 zumindest auf die Abschlussfläche der Deckschicht 1780 aufgebracht ist. 19th shows a section of a beam forming unit according to an embodiment. The in 19th illustrated subsection of the beam shaping unit that from that 18th except that the first waveguide 362 at its decoupling end 363 one relative to a longitudinal axis of the waveguide 362 normal end face that the top layer 1780 one relative to a longitudinal axis of the first waveguide 362 Has inclined end surface and that the mirror layer 366 at least on the end surface of the top layer 1780 is upset.

Somit weist die Strahlformungseinheit gemäß dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel die Zwischenschicht 380 und die Deckschicht 1780 auf. Ferner sind in 19 eine erste Dicke d1 der Zwischenschicht 380 und eine zweite Dicke d2 der Deckschicht 1780 im Bereich des ersten Wellenleiters 362 eingezeichnet.Thus, according to the exemplary embodiment shown here, the beam shaping unit has the intermediate layer 380 and the top layer 1780 on. Furthermore, in 19th a first thickness d 1 of the intermediate layer 380 and a second thickness d 2 of the cover layer 1780 in the area of the first waveguide 362 drawn.

Beispielhaft betragen sowohl die erste Dicke d1 als auch die zweite Dicke d2 hierbei etwa 5 Mikrometer und weisen die Zwischenschicht 380 und die Deckschicht 1780 jeweils einen Brechungsindex von 1,500 auf. Der erste Wellenleiter 362 weist beispielsweise hierbei eine Höhe h von 1 Mikrometer und einen Brechungsindex von 1,520 auf. Ein Neigungswinkel der geneigten Abschlussfläche der Deckschicht 1780 beträgt dabei beispielsweise 45 Grad.By way of example, both the first thickness d 1 and the second thickness d 2 are here approximately 5 micrometers and have the intermediate layer 380 and the top layer 1780 each have a refractive index of 1,500. The first waveguide 362 has, for example, a height h of 1 micrometer and a refractive index of 1.520. An angle of inclination of the inclined end face of the Top layer 1780 is 45 degrees, for example.

Unter Bezugnahme auf die vorstehend beschriebenen Figuren werden nachfolgend Ausführungsbeispiele nochmals zusammenfassend und mit anderen Worten kurz dargestellt.With reference to the figures described above, exemplary embodiments are summarized again and briefly presented in other words.

Die Strahlformungseinheit 240 ist ausgebildet, um Licht von den verschiedenfarbigen Lichtquellen 222, 224 aufzunehmen und in einem gemeinsamen, präzise geformten Strahl wieder abzugeben. Die Strahlformungseinheit 240 weist Wellenleiter 362, 364, 464, 960, 962, 964 und eine Mikrolinse bzw. Strahlformungslinse 370 auf. Gemäß einem Ausführungsbeispiel werden Wellenleiter 362, 364, 464, 960, 962, 964 und Mikrolinse 370 aus Polymeren hergestellt, die mit Imprint-Verfahren, z. B. Nanoimprint, auf zwei gegenüberliegende Seiten der Trägerplatte 350 gedruckt werden, die zum Beispiel als eine Glasplatte ausgeführt ist. Beispielsweise können die Wellenleiter 362, 364, 464, 960, 962, 964 zusammen mit Justagemarken auf die Einkopplungsseite 352 gedruckt werden. Die Justagemarken sind durch das transparente Material, zum Beispiel Glas, der Trägerplatte 350 hindurch auch von der Auskopplungsseite 356 aus erkennbar, sodass die Strahlformungslinse 370 bzw. Mikrolinse mit hoher Genauigkeit auf die Auskopplungsseite 356 gedruckt werden kann. Graustufenlithographie und Zweiphotonenlithographie sind zwei mögliche alternative Herstellungsverfahren.The beam shaping unit 240 is designed to receive light from different colored light sources 222 , 224 absorb and release in a common, precisely shaped jet. The beam shaping unit 240 exhibits waveguide 362 , 364 , 464 , 960 , 962 , 964 and a microlens or beam shaping lens 370 on. According to one embodiment, waveguides 362 , 364 , 464 , 960 , 962 , 964 and micro lens 370 made of polymers that are imprinted with e.g. B. Nanoimprint, on two opposite sides of the carrier plate 350 be printed, which is designed for example as a glass plate. For example, the waveguide 362 , 364 , 464 , 960 , 962 , 964 together with adjustment marks on the coupling side 352 to be printed. The adjustment marks are through the transparent material, for example glass, of the carrier plate 350 through also from the coupling-out side 356 from recognizable so that the beam shaping lens 370 or microlens with high accuracy on the coupling-out side 356 can be printed. Grayscale lithography and two-photon lithography are two possible alternative manufacturing methods.

Für jede Lichtquelle 222, 224 ist ein Wellenleiter 362, 364, 464, 960, 962, 964 bereitgestellt, der ausgebildet ist, um das Licht mit einer definierten Effizienz einzufangen. Gemäß dem in 6 dargestellten Ausführungsbeispiel wird das Licht anschließend in einem gemeinsamen Wellenleiter, dem hier als Ausgangswellenleiter fungierenden zweiten Wellenleiter 364 zusammengeführt. Gemäß anderen Ausführungsbeispielen bleiben die Wellenleiter 362, 364, 464, 960, 962, 964 optisch voneinander getrennt und führen nur zu dem Auskoppelbereich bzw. Kopplungsabschnitt 354 der Trägerplatte 350, wo sie möglichst nahe zueinander benachbart angeordnet sind. In beiden Fällen lenken die Wellenleiter 362, 364, 464, 960, 962, 964 das Licht in definierter Weise auf die Strahlformungslinse 370 bzw. Mikrolinse. Dazu können die Wellenleiterenden bzw. Auskopplungsenden 363, 365 speziell geformt sein und auch verspiegelte Flächen bzw. Spiegelschichten 366 aufweisen.For every light source 222 , 224 is a waveguide 362 , 364 , 464 , 960 , 962 , 964 provided which is designed to capture the light with a defined efficiency. According to the in 6th The illustrated embodiment, the light is then in a common waveguide, the second waveguide functioning here as an output waveguide 364 merged. In other embodiments, the waveguides remain 362 , 364 , 464 , 960 , 962 , 964 optically separated from one another and lead only to the coupling-out area or coupling section 354 the carrier plate 350 , where they are arranged as close together as possible. In both cases the waveguides steer 362 , 364 , 464 , 960 , 962 , 964 the light in a defined way on the beam shaping lens 370 or microlens. The waveguide ends or outcoupling ends can be used for this purpose 363 , 365 be specially shaped and also mirrored surfaces or mirror layers 366 exhibit.

Die Strahlformungslinse 370 bzw. Mikrolinse kann mittels 3D-Druckverfahren direkt geschrieben werden, z. B. Zweiphotonenlithographie, oder wie die Wellenleiter 362, 364, 464, 960, 962, 964 mit einem Imprint-Prozess gedruckt werden. Sie kann als refraktive Linse, diffraktive Linse oder aus einem Metamaterial realisiert sein. Eine refraktiv-diffraktive Linse, die beide Funktionsprinzipien kombiniert, kann achromatisch sein, d. h. ihre Brennweite kann für alle Farben gleich sein. Dies kann auch mit speziellen Metamaterialien realisiert werden.The beam shaping lens 370 or microlens can be written directly using 3D printing processes, e.g. B. two-photon lithography, or like the waveguide 362 , 364 , 464 , 960 , 962 , 964 printed with an imprint process. It can be implemented as a refractive lens, diffractive lens or from a metamaterial. A refractive-diffractive lens that combines both functional principles can be achromatic, ie its focal length can be the same for all colors. This can also be realized with special metamaterials.

Umfasst ein Ausführungsbeispiel eine „und/oder“-Verknüpfung zwischen einem ersten Merkmal und einem zweiten Merkmal, so ist dies so zu lesen, dass das Ausführungsbeispiel gemäß einer Ausführungsform sowohl das erste Merkmal als auch das zweite Merkmal und gemäß einer weiteren Ausführungsform entweder nur das erste Merkmal oder nur das zweite Merkmal aufweist.If an exemplary embodiment comprises an “and / or” link between a first feature and a second feature, this should be read in such a way that the exemplary embodiment according to one embodiment has both the first feature and the second feature and, according to a further embodiment, either only the has the first feature or only the second feature.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • DE 102016115844 A1 [0003]DE 102016115844 A1 [0003]
  • DE 102017121014 A1 [0003]DE 102017121014 A1 [0003]

Claims (17)

Strahlformungseinheit (240) für ein Lichtquellenmodul (110), das eine Mehrzahl von Lichtquellen (222, 224) zum Bereitstellen von Licht (223, 225) unterschiedlicher Wellenlänge aufweist, wobei die Strahlformungseinheit (240) folgende Merkmale aufweist: eine Trägerplatte (350) mit einer Einkopplungsseite (352) mit einem Kopplungsabschnitt (354) zum Einkoppeln von Licht (223, 225) von den Lichtquellen (222, 224) des Lichtquellenmoduls (110) in die Trägerplatte (350) und einer Auskopplungsseite (356) zum Auskoppeln des in die Trägerplatte (350) eingekoppelten Lichts (223, 225) aus der Trägerplatte (350); eine Strahlformungslinse (370) für das aus der Trägerplatte (350) auszukoppelnde Licht (223, 225), wobei die Strahlformungslinse (370) an der Auskopplungsseite (356) der Trägerplatte (350) angeordnet ist, wobei die Strahlformungslinse (370) mit der Trägerplatte (350) verbunden ist; und eine Mehrzahl von Wellenleitern (362, 364; 464; 960, 962, 964) zum Leiten des Lichts (223, 225) von den Lichtquellen (222, 224) des Lichtquellenmoduls (110) zu der Trägerplatte (350), wobei die Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) an der Einkopplungsseite (352) der Trägerplatte (350) angeordnet sind, wobei zumindest Teilabschnitte der Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) mit der Trägerplatte (350) verbunden sind.Beam shaping unit (240) for a light source module (110) which has a plurality of light sources (222, 224) for providing light (223, 225) of different wavelengths, the beam shaping unit (240) having the following features: a carrier plate (350) with a coupling side (352) with a coupling section (354) for coupling light (223, 225) from the light sources (222, 224) of the light source module (110) into the carrier plate (350) and an output side (356) ) for decoupling the light (223, 225) coupled into the carrier plate (350) from the carrier plate (350); a beam-shaping lens (370) for the light (223, 225) to be coupled out of the carrier plate (350), the beam-shaping lens (370) being arranged on the coupling-out side (356) of the carrier plate (350), the beam-shaping lens (370) with the carrier plate (350) is connected; and a plurality of waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) for guiding the light (223, 225) from the light sources (222, 224) of the light source module (110) to the carrier plate (350), wherein the waveguides ( 362, 364; 464; 960, 962, 964) are arranged on the coupling side (352) of the carrier plate (350), with at least partial sections of the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) with the carrier plate (350) are connected. Strahlformungseinheit (240) gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerplatte (350) eine Licht reflektierende oder absorbierende Schicht (358) aufweist, wobei die Schicht (358) außerhalb eines Bereichs der Strahlformungslinse (370) und außerhalb des Kopplungsabschnittes (354) auf der Trägerplatte (350) aufgebracht ist.Beam shaping unit (240) according to Claim 1 , characterized in that the carrier plate (350) has a light-reflecting or absorbing layer (358), the layer (358) being applied to the carrier plate (350) outside a region of the beam-shaping lens (370) and outside the coupling section (354) . Strahlformungseinheit (240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Strahlformungslinse (370) refraktiv, diffraktiv, refraktiv-diffraktiv und/oder achromatisch ist.Beam shaping unit (240) according to one of the preceding claims, characterized in that the beam shaping lens (370) is refractive, diffractive, refractive-diffractive and / or achromatic. Strahlformungseinheit (240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Zwischenschicht (380), die an der Einkopplungsseite (352) der Trägerplatte (350) angeordnet und mit der Trägerplatte (350) verbunden ist, wobei die Zwischenschicht (380) zwischen der Trägerplatte (350) und den Wellenleitern (362, 364; 464; 960, 962, 964) angeordnet ist, wobei die Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) mit der Zwischenschicht (380) verbunden sind, und/oder wobei ein Material der Zwischenschicht (380) einen geringeren Brechungsindex als ein Material der Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) aufweist.Beam shaping unit (240) according to one of the preceding claims, characterized by an intermediate layer (380) which is arranged on the coupling side (352) of the carrier plate (350) and is connected to the carrier plate (350), the intermediate layer (380) being between the carrier plate (350) and the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964), wherein the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) are connected to the intermediate layer (380), and / or wherein a material of the intermediate layer (380) has a lower refractive index than a material of the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964). Strahlformungseinheit (240) gemäß Anspruch 4, gekennzeichnet durch eine Deckschicht (1780), die auf die Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) aufgebracht ist, wobei die Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) zwischen der Deckschicht (1780) und der Zwischenschicht (380) angeordnet sind.Beam shaping unit (240) according to Claim 4 , characterized by a cover layer (1780) which is applied to the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964), wherein the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) between the cover layer (1780 ) and the intermediate layer (380) are arranged. Strahlformungseinheit (240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) als einmodige Wellenleiter ausgeführt sind und/oder jeder der Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) zumindest eine bezüglich des in dem Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) zu leitenden Lichts wellenlängenabhängige Abmessung (b1, h1, b2, h2, b3, h3) aufweist, wobei zumindest zwei der Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) voneinander verschiedene wellenlängenabhängige Abmessungen (b1, h1, b2, h2, b3, h3) aufweisen.Beam shaping unit (240) according to one of the preceding claims, characterized in that the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) are designed as single-mode waveguides and / or each of the waveguides (362, 364; 464; 960, 962) , 964) has at least one dimension (b 1 , h 1 , b 2 , h 2 , b 3 , h 3 ) that is wavelength-dependent with respect to the light to be conducted in the waveguide (362, 364; 464; 960, 962, 964), wherein at least two of the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) have different wavelength-dependent dimensions (b 1 , h 1 , b 2 , h 2 , b 3 , h 3 ). Strahlformungseinheit (240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) im Bereich des Kopplungsabschnitts (354) der Trägerplatte (350) ein Auskopplungsende (363, 365) zum Auskoppeln von Licht aus dem Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) zu der Trägerplatte (350) aufweist.Beam shaping unit (240) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) has a coupling-out end (363, 365) in the area of the coupling section (354) of the carrier plate (350) for coupling out light from the waveguide (362, 364; 464; 960, 962, 964) to the carrier plate (350). Strahlformungseinheit (240) gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskopplungsende (363, 365) eine relativ zu einer Längsachse des Wellenleiters (362, 364; 464; 960, 962, 964) schräge und/oder gebogene Fläche aufweist, auf die eine Spiegelschicht (366) aufgebracht ist.Beam shaping unit (240) according to Claim 7 , characterized in that the outcoupling end (363, 365) has a surface that is inclined and / or curved relative to a longitudinal axis of the waveguide (362, 364; 464; 960, 962, 964) on which a mirror layer (366) is applied. Strahlformungseinheit (240) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskopplungsende (363, 365) eine relativ zu einer Längsachse des Wellenleiters (362, 364; 464; 960, 962, 964) normale Fläche aufweist, wobei die Strahlformungseinheit (240) im Bereich des Kopplungsabschnitts (354) ein Licht reflektierendes Umlenkelement (1490) zum Umlenken von Licht aus dem Auskopplungsende (363, 365) in die Trägerplatte (350) aufweist.Beam shaping unit (240) according to one of the Claims 7 to 8th characterized in that the outcoupling end (363, 365) has a normal surface relative to a longitudinal axis of the waveguide (362, 364; 464; 960, 962, 964), the beam shaping unit (240) in the area of the coupling section (354) Light-reflecting deflection element (1490) for deflecting light from the coupling-out end (363, 365) into the carrier plate (350). Strahlformungseinheit (240) gemäß einem der Ansprüche 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Auskopplungsende (363, 365) eine relativ zu einer Längsachse des Wellenleiters (362, 364; 464; 960, 962, 964) normale Fläche aufweist, wobei die Strahlformungseinheit (240) eine Deckschicht (1780) aufweist, die auf die Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) aufgebracht ist, wobei die Deckschicht (1780) im Bereich des Auskopplungsendes (363, 365) eine relativ zu einer Längsachse des Wellenleiters (362, 364; 464; 960, 962, 964) schräge und/oder gebogene Fläche aufweist, auf die eine Spiegelschicht (366) aufgebracht ist.Beam shaping unit (240) according to one of the Claims 7 to 8th , characterized in that the outcoupling end (363, 365) has a surface normal relative to a longitudinal axis of the waveguide (362, 364; 464; 960, 962, 964), the beam shaping unit (240) having a cover layer (1780) which is applied to the waveguide (362, 364; 464; 960, 962, 964), wherein the cover layer (1780) in the region of the coupling-out end (363, 365) has a relative to a longitudinal axis of the waveguide (362, 364; 464; 960, 962, 964) has inclined and / or curved surface to which a mirror layer (366) is applied. Strahlformungseinheit (240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) außerhalb eines Bereichs des Kopplungsabschnitts (354) der Trägerplatte (350) ein Auskopplungsende (363, 365) zum Auskoppeln von Licht aus dem Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) und einen Überkopplungsabschnitt (668, 669) zum Koppeln von Licht aus dem Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) in einen benachbarten Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) aufweist.The beam shaping unit (240) according to any one of the preceding claims, characterized in that at least one of the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) has a coupling-out end (363, 365) outside a region of the coupling section (354) of the carrier plate (350) ) for coupling light out of the waveguide (362, 364; 464; 960, 962, 964) and a coupling section (668, 669) for coupling light out of the waveguide (362, 364; 464; 960, 962, 964) in has an adjacent waveguide (362, 364; 464; 960, 962, 964). Lichtquellenmodul (110), das folgende Merkmale aufweist: eine Mehrzahl von Lichtquellen (222, 224) zum Bereitstellen von Licht (223, 225) unterschiedlicher Wellenlänge; und eine Strahlformungseinheit (240) gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Lichtquellen (222, 224) optisch mit den Wellenleitern (362, 364; 464; 960, 962, 964) der Strahlformungseinheit (240) gekoppelt sind.A light source module (110) having the following features: a plurality of light sources (222, 224) for providing light (223, 225) of different wavelengths; and a beam shaping unit (240) according to any one of the preceding claims, wherein the light sources (222, 224) are optically coupled to the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) of the beam shaping unit (240). Lichtquellenmodul (110) gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquellen (222, 224) und die Strahlformungseinheit (240) an einer Grundplatte (230) angeordnet sind, wobei die Lichtquellen (222, 224) und die Strahlformungseinheit (240) durch ein Licht absorbierendes Gehäuse (232) eingehaust sind, wobei das Gehäuse (232) im Bereich der Strahlformungslinse (370) eine Durchgangsöffnung (234) aufweist.Light source module (110) according to Claim 12 , characterized in that the light sources (222, 224) and the beam shaping unit (240) are arranged on a base plate (230), the light sources (222, 224) and the beam shaping unit (240) being enclosed by a light-absorbing housing (232) The housing (232) has a through opening (234) in the region of the beam shaping lens (370). Lichtquellenmodul (110) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Abmessung des Lichtquellenmoduls (110) höchstens 5 Millimeter beträgt.Light source module (110) according to one of the Claims 12 to 13 , characterized in that at least one dimension of the light source module (110) is at most 5 millimeters. Elektronisches Gerät (100), wobei das elektronische Gerät (100) ein Lichtquellenmodul (110) gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 als Teil einer Projektionseinrichtung aufweist.Electronic device (100), wherein the electronic device (100) comprises a light source module (110) according to one of Claims 12 to 14th as part of a projection device. Verfahren (1500) zum Herstellen einer Strahlformungseinheit (240) für ein Lichtquellenmodul (110), das eine Mehrzahl von Lichtquellen (222, 224) zum Bereitstellen von Licht (223, 225) unterschiedlicher Wellenlänge aufweist, wobei das Verfahren (1500) folgende Schritte aufweist: Bereitstellen (1510) einer Trägerplatte (350) mit einer Einkopplungsseite (352) mit einem Kopplungsabschnitt (354) zum Einkoppeln von Licht (223, 225) von den Lichtquellen (222, 224) des Lichtquellenmoduls (110) in die Trägerplatte (350) und einer Auskopplungsseite (356) zum Auskoppeln des in die Trägerplatte (350) eingekoppelten Lichts (223, 225) aus der Trägerplatte (350); und Aufbringen (1520) und/oder Ausformen (1520) einer Strahlformungslinse (370) für das aus der Trägerplatte (350) auszukoppelnde Licht (223, 225) an der Auskopplungsseite (356) der Trägerplatte (350), wobei die Strahlformungslinse (370) mit der Trägerplatte (350) verbunden wird, und einer Mehrzahl von Wellenleitern (362, 364; 464; 960, 962, 964) zum Leiten des Lichts (223, 225) von den Lichtquellen (222, 224) des Lichtquellenmoduls (110) zu der Trägerplatte (350) an der Einkopplungsseite (352) der Trägerplatte (350), wobei zumindest Teilabschnitte der Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) mit der Trägerplatte (350) verbunden werden.A method (1500) for producing a beam shaping unit (240) for a light source module (110) which has a plurality of light sources (222, 224) for providing light (223, 225) of different wavelengths, the method (1500) having the following steps : Providing (1510) a carrier plate (350) with a coupling side (352) with a coupling section (354) for coupling light (223, 225) from the light sources (222, 224) of the light source module (110) into the carrier plate (350) and a decoupling side (356) for decoupling the light (223, 225) coupled into the carrier plate (350) from the carrier plate (350); and Application (1520) and / or shaping (1520) of a beam-shaping lens (370) for the light (223, 225) to be coupled out from the carrier plate (350) on the coupling-out side (356) of the carrier plate (350), the beam-shaping lens (370) with of the carrier plate (350) and a plurality of waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) for guiding the light (223, 225) from the light sources (222, 224) of the light source module (110) to the Carrier plate (350) on the coupling side (352) of the carrier plate (350), at least partial sections of the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) being connected to the carrier plate (350). Verfahren (1500) gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt (1520) des Aufbringens und/oder Ausformens die Wellenleiter (362, 364; 464; 960, 962, 964) mit Justierungsmarkierungen an der Einkopplungsseite (352) der Trägerplatte (350) aufgebracht und/oder ausgeformt werden und die Strahlformungslinse (370) unter Berücksichtigung der Justierungsmarkierungen an der Auskopplungsseite (356) der Trägerplatte (350) aufgebracht und/oder ausgeformt wird.Method (1500) according to Claim 16 , characterized in that in the step (1520) of applying and / or shaping the waveguides (362, 364; 464; 960, 962, 964) with adjustment markings on the coupling side (352) of the carrier plate (350) are applied and / or shaped and the beam-shaping lens (370) is applied and / or shaped on the coupling-out side (356) of the carrier plate (350) taking into account the alignment markings.
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