WO2012076294A2 - Leuchtvorrichtung - Google Patents

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WO2012076294A2
WO2012076294A2 PCT/EP2011/070092 EP2011070092W WO2012076294A2 WO 2012076294 A2 WO2012076294 A2 WO 2012076294A2 EP 2011070092 W EP2011070092 W EP 2011070092W WO 2012076294 A2 WO2012076294 A2 WO 2012076294A2
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phosphor
light
reflector
luminous area
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Ulrich Hartwig
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Osram GmbH
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    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2101/00—Point-like light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the invention relates to a light emitting device which Minim ⁇ least having a reflector, at least one phosphor containing light area and at least one laser for exciting the at least one light-emitting region.
  • WO 2009/112961 A1 describes a laser light source which has at least one laser light emitting element, at least one light source output element (which is adapted to direct the laser light to a predetermined location) and at least one conversion element.
  • the Minim ⁇ least one conversion element comprises a set of waves ⁇ length conversion portions which are adapted to convert the laser light into wavelength-converted or Batch Conversion ⁇ tes light, so that a combination of the converted light and the laser light produces a desired output ⁇ mixed light.
  • the object is achieved by a lighting device aufwei ⁇ send at least one reflector, at least one luminous phosphor containing luminous area and at least one laser, wherein the at least one luminous area can be excited by means of at least one laser for emitting light and at least a portion of the at least one luminous area radiated light falls on the at least one reflector.
  • the phosphor region may comprise one or more phosphors which are able to convert incident laser light into wavelength-converted or converted light at ⁇ least partially.
  • That the phosphor area and the phosphor is capable of wavelength-converting from the light source
  • ⁇ incident light at least partially, in particular may comprise that part of the radiated from the light ⁇ source to the fluorescent light region of at least one phosphor of the phosphor portion biert absorbers and re-emitted with a changed, in particular larger (“down-converting”) or smaller (“up-converting”) wavelength (eg from blue to yellow). Another portion of the light may be radiated back from the phosphor area without conversion of the wavelength.
  • a monochromatic light irradiated from the associated light source can be radiated from the phosphor region as mixed light (as a combination of the wavelength converted portion and the non-wavelength converted portion), eg as a white (blue / yellow) mixed light.
  • a luminous fabric portion may comprise at least one phosphor being a ⁇ adjustable with respect to its thickness and / or a concentration of the targeted so that, consequently, a wavelength-converted portion is selectively adjustable.
  • the irradiated light in Wesentli ⁇ surfaces can be completely wavelength-converted by a sufficiently high phosphor concentration and / or a sufficiently large thickness. This may in particular a degree of conversion of at least about 95%, especially at least about 98%, particularly min ⁇ least about 99%, respectively.
  • the wavelength conversion can be carried out, for example, on the basis of luminescence, in particular photo-luminescence or radio-luminescence, in particular phosphorescence and / or fluorescence.
  • the fluorescent areas can especially diffuse from ⁇ rays light, which allows a high intensity homogeneity and wide Be ⁇ radiation of the downstream optical element.
  • a plurality of lasers, in particular laser diodes, illuminate the same phosphor area and / or a laser beam can be expanded with a primary optic, eg a primary lens, in order to illuminate the phosphor homogeneously.
  • the light source is a narrow ⁇ radiating light source.
  • a narrow-beam light source may in particular be understood to be a light source in which an opening angle of an emitted light beam is not greater than 5 °, in particular not greater than 2 °.
  • the light source with ei ⁇ ner low bandwidth, especially monochromatic light radiates.
  • the light emitted by the at least one light source can be effectively tuned to the phosphor.
  • the light source may in particular be a narrowband light source, alternatively, for example, an equipped with egg ⁇ nem optical band filter broadband Lichtquel ⁇ le.
  • the light source is a laser light source.
  • the laser light source has the advantages that they are narrow-band light having a low Publ ⁇ opening angle ( "narrow beam") also can be compact and inexpensive and emitted. It is a development that the laser light source is a laser diode. This can be made very compact and robust. Laserdio ⁇ the easy to operate in groups together, eg as a stack ("laser stack").
  • the at least one reflector has at least one shark bowl reflector. It is yet an embodiment that the at least one light-emitting region of the at least one Re ⁇ reflector pre- vents can be disposed or arranged at a focal point.
  • the at least one luminous area is arranged on at least one heat sink.
  • At least one luminous area is oriented perpendicular or parallel to a half plane of at least one reflector.
  • At least one Leuchtbe ⁇ is rich oriented at an acute angle to a half plane of at least one reflector.
  • the luminous area is applied to a flat surface. It is still an embodiment that the luminous area is applied to a curved surface.
  • the lighting device further comprises at least one secondary optics, in particular reflector, in particular mirror, which is designed and arranged to light, which would escape unreflected from the at least one reflector, in the at least one reflector, in particular on the at least one luminous area to reflect back.
  • at least one secondary optics in particular reflector, in particular mirror, which is designed and arranged to light, which would escape unreflected from the at least one reflector, in the at least one reflector, in particular on the at least one luminous area to reflect back.
  • the at least one phosphor region is arranged on a rotating phosphor carrier. It is still an embodiment that multiple Leuchtstoffbe ⁇ rich segments are arranged on the phosphor carrier. It is yet an embodiment that the phosphor carrier of the Minim ⁇ is a reflector displaceable transversely to a plane of rotation in a focus least.
  • the phosphor carrier is designed in the form of a disk, a cylinder or a truncated cone.
  • the lighting device is an automotive lighting device.
  • Ele ⁇ elements may be provided with the same reference numerals for clarity.
  • Fig.l shows a sectional side view of a lighting device 1A with a half-shell reflector 2, in the focal point F is a phosphor region 3 with at least one phosphor.
  • the phosphor region 3 may be excited to luminesce by one or more lasers 4 (e.g., having a wavelength in a range between 400 nm and 460 nm) by irradiation with pump light or primary laser light P.
  • the half-shell reflector 2 may in particular have an elliptical, parabolic or similar contour, but is not limited thereto.
  • the half-shell reflector 2 can have openings 2a or holes corresponding to the passage of the primary laser light P from an externally arranged laser 4.
  • the phosphor region 3 with the phosphor is applied to a carrier 5 made of metal, which ensures a very good connection to a heat sink (o.Fig.).
  • the carrier 5 itself acts as a heat sink due to its heat dissipation property.
  • the phosphor region 3 can be aligned parallel to or, as shown in the lighting device IC in FIG. 3, perpendicular to a half plane H of the hair shell reflector 2.
  • the phosphor portion 3 may alternatively include any desired angle with the half-plane H, as in the light-emitting device 1D ⁇ shown in Fig..
  • the phosphor region 3 is applied in FIGS. 1 to 4 on an identical surface and consequently has itself a flat surface.
  • the phosphor region 3 may be applied on a curved surface and consequently may itself have a curved surface, as shown in the luminous device IE in FIG.
  • the advantage of a curved-surface phosphor region 3 is that it makes it possible in a simple manner to direct substantially all the light diffusely emitted by the phosphor region 3 to the hair shell reflector 2 and thus directly from the phosphor region 3 (without reflection ) to minimize light emitted from the shark bowl reflector 2.
  • the efficiency can also be increased by at least one secondary optic downstream of the phosphor region 3, configured here as secondary mirror 6.
  • the seconding ⁇ därwig 6 is located in a direct optical path between the phosphor area 3 and a light exit plane of the Haibschalenreflektors 2 and reflected by the phosphor ⁇ area 3 irradiated directly directed to the light exit plane E light on the Haibschalenreflektor 2 and / or back to the phosphor area.
  • FIGS. 2 to 5 may be replaced by one or more such secondary embodiments.
  • Mirror 6 can be extended, as shown in the lighting device 1F in Figure 6 for the imple mentation form of Figure 2. In this case, light which is directed from the phosphor region 3 arranged parallel to the half plane to the front reflector opening or light exit plane E is thrown back onto the phosphor region 3 via a spherical secondary mirror 6 and scattered.
  • the contour line is in the form of a logarithmic spiral and which is directed from at least one laser is ⁇ initiated pumping light or primary laser light P by total internal reflection at the contour line on the phosphor area 3, while that of the light-emitting region 3 wavelength-converted light S, in particular luminescent light, the optical element 7 can leave and radiates into the Haibschalenreflektor 2.
  • the optical element 7 can ⁇ example, be a dichroic mirror or how such an act.
  • the laser light P can be irradiated from below or on the bottom side through an opening 5a in the carrier 5 into the optical element 7.
  • the secondary mirror 8 shows a lighting device 1H with a phosphor region 3, which is arranged vertically to the half plane H of the half-shell reflector 2, wherein before the half-shell reflector 2 now a planar secondary mirror 8 is arranged. Light which does not reach the shark bowl reflector 2 from the phosphor region 3 is directed into the shark bowl reflector 2 and / or into the phosphor region 3 via the plane secondary mirror 8 or a curved secondary mirror.
  • the secondary mirror 8 can also be curved.
  • the secondary mirror is located here in front of and below the phosphor region 3.
  • the opening 2a is arranged here in a tip of the hair shells reflector 2.
  • the Leuchtstoffbe ⁇ rich 3 is disposed on a thermally good conductive fastener 17, which in turn on the carrier 5 be is solidified.
  • the fastening element 17 and the carrier 5 Kings ⁇ nen also be integrally formed.
  • the phosphor region 3 is arranged vertically to the half-plane H. Light which does not reach the half-shell reflector 2 from the phosphor region 3 is directed back to the phosphor region 3 via a spherical secondary mirror 9.
  • 10 shows a lighting device 1J with a phosphor region 3, which is arranged at an angle to the half-plane H.
  • the phosphor area 3 arranged in particular at an angle to the half-plane H, which corresponds to an opening angle of the Haibschalenreflektors. 2
  • Light which does not reach the shark bowl reflector 2 from the phosphor region 3 is, as in FIG. 9, redirected to the phosphor region 3 and / or the shark bowl reflector 2 via the spherical secondary mirror 9.
  • a particular advantage of the Haibschalenreflektors 2 against rotationally symmetrical reflectors is the possibility of using a rotating phosphor carrier, which is designed in Figure 11 in the form of a disc-shaped phosphor wheel 10.
  • a top field shows the luminous ⁇ stoffrad 10 in a plan view, wherein the phosphor portion 11 is annularly disposed on an outer region of a disc-shaped thermally-conductive base body 12th
  • the lower part of the image shows the phosphor wheel 10, as it is rotated in its plane of extension by means of a drive shaft 13 about its longitudinal axis L.
  • the thermal load at high pump intensities of the laser or the laser decreases, even with respect to a two-sided irradiation of, for example, on both sides occupied phosphor wheel, for example, in a full shell reflector.
  • the Leuchtstoffrad can be divided into different segments with differing ⁇ chen phosphors 10 in order by a sequential tielle color light sequence give a mixed light to erzeu ⁇ gen.
  • the phosphor wheel can in principle have any desired geometry.
  • a phosphor wheel 14 may be present, for example, in the form of a cylinder rotatable about its longitudinal axis ('fluorescent roller') / as shown in FIG.
  • the phosphor ⁇ area 3 or more, possibly different, fluorescent fabric portions 3 are arranged on a circumferential surface of the phosphor ⁇ rads fourteenth
  • FIG. 13 shows a Leuchtstoffrad 15 in the form of a truncated cone ⁇ , wherein the phosphor area 3 or more, possibly different, fluorescent areas is applied on the outer surface 3 or ⁇ are.
  • the phosphor wheel for example the fluorescent wheels 10, 14 and 15, can be moved transversely to the rotational movement in the focal point of the Haibschalenreflektors 2, as exempla ⁇ rically indicated in Figure 12, to bypass defective or aged phosphor, or to different fluorescent rings Rl, R2 to select with different segment distribution, as indicated in Fig.14.
  • an outer fluorescent ring Rl four different phosphor segments gr, ge, b and r, which produce green, yellow, blue or red light.
  • the segments gr, ge, b and r are sequentially illuminated and thus activated.
  • an activation period can be defined by the length of the respective segment gr, ge, b or r.
  • An inner ring phosphor R2 has only three different fluorescent segments gr, b, and r that green, blue ⁇ it produce or red light.
  • the lighting device can stoffrad, by way of example with reference to the Leuchtstoffrads 10 Darge ⁇ is, parallel to the base plane or half-plane H of the half-be cup-reflector 2 are aligned, as shown in the Leuchtvor ⁇ direction 1K in Figure 15, or perpendicular to. 16 shows a lighting device IL with an alternative orientation of the exemplified phosphor wheel 10 at an arbitrary angle to the half-plane H.
  • a certain angle of inclination of the phosphor section 3 on the mid-plane of the Haibschalenreflektors 2 can also be realized by the angle of the lateral surface of the truncated cone-shaped fluorescent ⁇ wheel 15 as shown in the lighting device IM in Fig.17.
  • the Leuchtstoffrad 14 for example as in the Leuchtvor ⁇ direction as shown in Figure 18 be disposed.
  • the features shown for the fixed luminous regions 3 are transferable to the fluorescent wheels, for example a ne Einstrahlgeometrie, providing secondary mirrors and / or curved phosphor areas.
  • a shark bowl reflector instead of a shark bowl reflector, a full-shell reflector or a combination of multiple shells may be used.
  • any suitable wavelength-translating substance may be used, especially a luminescent substance.
  • the half-shell or other reflector may be a free-form reflector.
  • the at least one light-emitting region is preferably, but not necessarily, at a focal point of the reflectors ⁇ tors.

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Abstract

Die Leuchtvorrichtung weist mindestens einen Reflektor, mindestens einen Leuchtstoff enthaltenden Leuchtbereich und mindestens einen Laser auf, wobei der mindestens eine Leuchtbereich mittels mindestens eines Lasers zur Abstrahlung von Licht anregbar ist und zumindest ein Teil des von dem mindestens einen Leuchtbereich abgestrahlten Lichts auf den mindestens einen Reflektor fällt.

Description

Beschreibung Leucht orrichtung
Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, welche mindes¬ tens einen Reflektor, mindestens einen Leuchtstoff enthaltenden Leuchtbereich und mindestens einen Laser zur Anregung des mindestens einen Leuchtbereichs aufweist.
WO 2009/112961 AI beschreibt eine Laserlichtquelle, welche mindestens ein Laserlicht-emittierendes Element, mindestens ein Lichtquellenausgabeelement (welches dazu eingerichtet ist, das Laserlicht auf einen vorbestimmten Ort zu richten) und mindestens ein Konversionselement aufweist. Das mindes¬ tens eine Konversionselement umfasst einen Satz von Wellen¬ längenumwandlungsbereichen, welche dazu eingerichtet sind, das Laserlicht in wellenlängenumgewandeltes bzw. konvertier¬ tes Licht umzuwandeln, so dass eine Kombination des konvertierten Lichts und des Laserlichts ein gewünschtes Ausgangs¬ mischlicht erzeugt.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes¬ serte Leuchtvorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Aus führungs formen sind insbesonde¬ re den abhängigen Ansprüchen und den Ausführungsbeispielen entnehmbar .
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung, aufwei¬ send mindestens einen Reflektor, mindestens einen Leuchtstoff enthaltenden Leuchtbereich und mindestens einen Laser, wobei der mindestens eine Leuchtbereich mittels mindestens eines Lasers zur Abstrahlung von Licht anregbar ist und zumindest ein Teil des von dem mindestens einen Leuchtbereich abgestrahlten Lichts auf den mindestens einen Reflektor fällt. Der Leuchtstoffbereich mag einen oder mehrere Leuchtstoffe aufweisen, welche in der Lage sind, einfallendes Laserlicht in wellenlängenumgewandeltes bzw. konvertiertes Licht zumin¬ dest teilweise umzuwandeln. Dass der Leuchtstoffbereich bzw. dessen Leuchtstoff in der Lage ist, von der Lichtquelle abge¬ strahltes Licht zumindest teilweise wellenlängenumzuwandeln, kann insbesondere umfassen, dass ein Teil des von der Licht¬ quelle auf den Leuchtstoffbereich eingestrahlten Lichts von mindestens einem Leuchtstoff des Leuchtstoffbereichs absor- biert und mit einer geänderten, insbesondere größeren ("down- converting") oder kleineren ( "up-converting" ) , Wellenlänge re-emittiert wird (z.B. von blau nach gelb) . Ein anderer Teil des Lichts kann ohne eine Umwandlung der Wellenlänge wieder von dem Leuchtstoffbereich abgestrahlt werden. Somit kann ein von der zugeordneten Lichtquelle eingestrahltes einfarbiges Licht von dem Leuchtstoffbereich als Mischlicht (als einer Kombination aus dem wellenlängenumgewandelten Anteil und dem nicht wellenlängenumgewandelten Anteil) abgestrahlt werden, z.B. als ein weißes (blau/gelbes) Mischlicht. Ein Leucht- stoffbereich kann in Bezug auf seine Dicke und/oder eine Konzentration des mindestens einen Leuchtstoffs so gezielt ein¬ stellbar sein, dass folglich auch ein wellenlängenumgewandelter Anteil gezielt einstellbar ist. Insbesondere kann durch eine ausreichend hohe Leuchtstoffkonzentration und/oder eine ausreichend große Dicke das eingestrahlte Licht im Wesentli¬ chen vollständig wellenlängenumgewandelt werden. Dies kann insbesondere einem Umwandlungsgrad von mindestens ca. 95%, insbesondere von mindestens ca. 98 %, insbesondere von min¬ destens ca. 99 %, entsprechen.
Die Wellenlängenumwandlung kann beispielsweise auf der Grundlage einer Lumineszenz, insbesondere Foto-Lumineszenz oder Radio-Lumineszenz, insbesondere Phosphoreszenz und/oder Fluoreszenz, durchgeführt werden. Die Leuchtstoffbereiche können Licht insbesondere diffus ab¬ strahlen, was eine hohe Intensitätshomogenität und breite Be¬ strahlung des nachgeschalteten optischen Elements ermöglicht. Auch können mehrere Laser, insbesondere Laserdioden, den gleichen Leuchtstoffbereich beleuchten und/oder ein Laserstrahl kann mit einer Primäroptik, z.B. einer Primärlinse, aufgeweitet werden, um den Leuchtstoff homogen auszuleuchten. Es ist eine Ausgestaltung, dass die Lichtquelle eine schmal¬ strahlende Lichtquelle ist. Unter einer schmalstrahlenden Lichtquelle kann insbesondere eine Lichtquelle verstanden werden, bei welcher ein Öffnungswinkel eines emittierten Lichtstrahls nicht größer ist als 5°, insbesondere nicht grö- ßer ist als 2°.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Lichtquelle Licht mit ei¬ ner geringen Bandbreite, insbesondere monochromatisches Licht, ausstrahlt. So kann das von der mindestens einen Lichtquelle abgestrahlte Licht effektiv auf den Leuchtstoff abgestimmt werden. Die Lichtquelle kann insbesondere eine schmalbandige Lichtquelle sein, alternativ z.B. eine mit ei¬ nem optischen Bandfilter ausgerüstete breitbandige Lichtquel¬ le.
Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass die Lichtquelle eine Laserlichtquelle ist. Die Laserlichtquelle weist die Vorteile auf, dass sie schmalbandiges Licht mit einem geringen Öff¬ nungswinkel ("schmalstrahlend") emittiert und zudem kompakt und preiswert sein kann. Es ist eine Weiterbildung, dass die Laserlichtquelle eine Laserdiode ist. Diese kann besonders kompakt und robust ausgestaltet werden. Auch können Laserdio¬ den einfach in Gruppen zusammen betrieben werden, z.B. als Stapel ("laser stack") .
Es ist eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Reflektor mindestens einen Haibschalenreflektor aufweist. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Leuchtbereich in einem Brennpunkt des mindestens einen Re¬ flektors anordenbar oder angeordnet ist.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Leuchtbereich auf mindestens einem Kühlkörper angeordnet ist.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Leuchtbe- reich senkrecht oder parallel zu einer Halbebene mindestens eines Reflektors ausgerichtet ist.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mindestens ein Leuchtbe¬ reich unter einem spitzen Winkel zu einer Halbebene mindes- tens eines Reflektors ausgerichtet ist.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Leuchtbereich auf einer ebenen Fläche aufgebracht ist. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Leuchtbereich auf einer gekrümmten Fläche aufgebracht ist.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung ferner mindestens eine Sekundäroptik, insbesondere Reflektor, insbesondere Spiegel, aufweist, welcher dazu ausgestaltet und angeordnet ist, Licht, das unreflektiert aus dem mindestens einen Reflektor austreten würde, in den mindestens einen Reflektor, insbesondere auf den mindestens einen Leuchtbereich, zurückzureflektieren .
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Leuchtstoffbereich auf einem rotierenden Leuchtstoffträger angeordnet ist. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mehrere Leuchtstoffbe¬ reiche segmentweise auf dem Leuchtstoffträger angeordnet sind . Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Leuchtstoffträger quer zu einer Rotationsebene in einem Brennpunkt des mindes¬ tens einen Reflektors verschiebbar ist.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass der Leuchtstoffträger in Form einer Scheibe, eines Zylinders oder eines Kegelstumpfs ausgebildet ist.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung eine Automobil-Leuchtvorrichtung ist.
In den folgenden Figuren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen schematisch genauer beschrieben. Dabei können zur Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Ele¬ mente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 1A mit einem Halbschalenreflektor 2, in dessen Brennpunkt F sich ein Leuchtstoffbereich 3 mit mindestens einem Leuchtstoff befindet. Der Leuchtstoffbereich 3 kann von einem oder mehreren Lasern 4 (z.B. mit einer Wellenlänge in einem Bereich zwischen 400 nm und 460 nm) durch Bestrahlung mit Pumplicht oder primärem Laserlicht P zur Lumineszenz angeregt werden. Der Halbschalenreflektor 2 kann insbesondere eine elliptische, parabolische oder ähnliche Kontur aufweisen, ist aber nicht darauf beschränkt. Der Halbschalen- reflektor 2 kann zum Durchlass des primären Laserlichts P von einem außen angeordneten Laser 4 entsprechende Öffnungen 2a oder Löcher aufweisen.
Der Leuchtstoffbereich 3 mit dem Leuchtstoff ist auf einen Träger 5 aus Metall aufgebracht, der eine sehr gute Anbindung an eine Wärmesenke (o.Abb.) gewährleistet. Der Träger 5 wirkt aufgrund seiner Wärmeableitungseigenschaft selbst als ein Kühlkörper . Der Leuchtstoffbereich 3 kann, wie in der Leuchtvorrichtung 1B in Fig.2 gezeigt, parallel oder, wie in der Leuchtvorrichtung IC in Fig.3 gezeigt, senkrecht zur einer Halbebene H des Haibschalenreflektors 2 ausgerichtet sein.
Der Leuchtstoffbereich 3 kann alternativ einen beliebigen Winkel mit der Halbebene H einschließen, wie in der Leucht¬ vorrichtung 1D in Fig. gezeigt. Der Leuchtstoffbereich 3 ist in den Fig.l bis 4 auf einer e- benen Fläche aufgebracht und weist folglich selbst eine ebene Oberfläche auf. Alternativ kann der Leuchtstoffbereich 3 auf einer gekrümmten Fläche aufgebracht sein und folglich selbst eine gekrümmte Oberfläche aufweisen, was in der Leuchtvor- richtung IE in Fig.5 gezeigt ist. Der Vorteil eines Leucht- stoffbereichs 3 mit gekrümmter Oberfläche liegt darin, dass es auf eine einfache Weise ermöglicht wird, im Wesentlichen das gesamte von dem Leuchtstoffbereich 3 diffus abgestrahlte Licht auf den Haibschalenreflektor 2 zu lenken und so einen von dem Leuchtstoffbereich 3 direkt (ohne Reflexion) aus dem Haibschalenreflektor 2 heraus gestrahlten Lichtanteil zu minimieren. Dies erhöht eine Effizienz der Leuchtvorrichtung IE. Die Effizienz kann zusätzlich oder alternativ zu dem gekrümmten Leuchtstoffbereich 3 auch durch mindestens eine dem Leuchtstoffbereich 3 nachgeschaltete Sekundäroptik, hier als Sekundärspiegel 6 ausgestaltet, gesteigert werden. Der Sekun¬ därspiegel 6 liegt in einem direkten Strahlengang zwischen dem Leuchtstoffbereich 3 und einer Lichtaustrittsebene des Haibschalenreflektors 2 und reflektiert von dem Leuchtstoff¬ bereich 3 abgestrahltes, direkt auf die Lichtaustrittsebene E gerichtetes Licht auf den Haibschalenreflektor 2 und/oder auf den Leuchtstoffbereich 3 zurück.
Beispielsweise können die in den Fig.2 bis Fig.5 gezeigten Aus führungs formen durch einen oder mehrere solche Sekundär- Spiegel 6 erweitert werden, wie in der Leuchtvorrichtung 1F in Fig.6 für die Aus führungs form aus Fig.2 gezeigt. Dabei wird Licht, das von dem parallel zur Halbebene angeordneten Leuchtstoffbereich 3 auf die vordere Reflektoröffnung oder Lichtaustrittsebene E gerichtet ist, über einen sphärischen Sekundärspiegel 6 auf den Leuchtstoffbereich 3 zurückgeworfen und gestreut.
Fig.7 zeigt eine Leuchtvorrichtung IG mit einem optischen Element 7, dessen Konturlinie die Form einer logarithmischen Spirale besitzt und welches von mindestens einem Laser einge¬ leitetes Pumplicht oder primäres Laserlicht P durch innere Totalreflexion an der Konturlinie auf den Leuchtstoffbereich 3 richtet, während das von dem Leuchtstoffbereich 3 wellen- längenumgewandelte Licht S, insbesondere Lumineszenzlicht, das optische Element 7 verlassen kann und in den Haibschalenreflektor 2 strahlt. Das optische Element 7 kann beispiels¬ weise ein dichroitischer Spiegel sein oder wie ein solcher wirken. Das Laserlicht P kann von unten bzw. bodenseitig durch eine Öffnung 5a in dem Träger 5 in das optische Element 7 eingestrahlt werden.
Fig.8 zeigt eine Leuchtvorrichtung 1H mit einem Leuchtstoffbereich 3, welcher vertikal zu der Halbebene H des Halbscha- lenreflektors 2 angeordnet ist, wobei vor dem Halbschalenre- flektor 2 nun ein planer Sekundärspiegel 8 angeordnet ist. Licht, das von dem Leuchtstoffbereich 3 ausgehend nicht in den Haibschalenreflektor 2 gelangt, wird über den planen Sekundärspiegel 8 oder einen gekrümmten Sekundärspiegel in den Haibschalenreflektor 2 und/oder in den Leuchtstoffbereich 3 gelenkt. Der Sekundärspiegel 8 kann auch gekrümmt sein.
Der Sekundärspiegel befindet sich hier vor und unterhalb des Leuchtstoffbereichs 3. Die Öffnung 2a ist hier in einer Spit- ze des Haibschalenreflektors 2 angeordnet. Der Leuchtstoffbe¬ reich 3 ist auf einem thermisch gut leitfähigen Befestigungselement 17 angeordnet, welches wiederum auf dem Träger 5 be- festigt ist. Das Befestigungselement 17 und der Träger 5 kön¬ nen auch einstückig ausgebildet sein.
In Fig.9 ist bei einer Leuchtvorrichtung II der Leuchtstoff- bereich 3 vertikal zu der Halbebene H angeordnet. Licht, das von dem Leuchtstoffbereich 3 ausgehend nicht in den Halbscha- lenreflektor 2 gelangt, wird über einen sphärischen Sekundärspiegel 9 auf den Leuchtstoffbereich 3 zurückgelenkt. Fig.10 zeigt eine Leuchtvorrichtung 1J mit einem Leuchtstoffbereich 3, der in einem Winkel zur der Halbebene H angeordnet ist. Um die Verluste durch die Lichtaustrittsebene E zu mini¬ mieren, ist der Leuchtstoffbereich 3 insbesondere in einem Winkel zu der Halbebene H angeordnet, der einem Öffnungswin- kel des Haibschalenreflektors 2 entspricht. Licht, das von dem Leuchtstoffbereich 3 ausgehend nicht auf den Haibschalenreflektor 2 gelangt, wird wie in Fig.9 über den sphärischen Sekundärspiegel 9 wieder auf den Leuchtstoffbereich 3 und/oder auf den Haibschalenreflektor 2 gelenkt.
Ein besonderer Vorteil des Haibschalenreflektors 2 gegenüber rotationssymmetrischen Reflektoren ist die Möglichkeit zur Verwendung eines rotierenden Leuchtstoffträgers, welcher in Fig.11 in Form eines scheibenförmigen Leuchtstoffrads 10 aus- gestaltet ist. Dabei zeigt ein oberes Teilbild das Leucht¬ stoffrad 10 in einer Draufsicht, wobei der Leuchtstoffbereich 11 ringförmig an einem äußeren Bereich eines scheibenförmigen, thermisch leitfähigen Grundkörpers 12 angeordnet ist. Das untere Teilbild zeigt das Leuchtstoffrad 10, wie es in seiner Erstreckungsebene mittels einer Antriebswelle 13 um seine Längsachse L gedreht wird. Dadurch sinkt die thermische Belastung bei hohen Pumpintensitäten des Lasers oder der Laser, und zwar auch gegenüber einer beidseitigen Bestrahlung eines beispielsweise beidseitig belegten Leuchtstoffrads, zum Beispiel bei einem Vollschalenreflektor . Ferner kann das Leuchtstoffrad 10 in verschiedene Segmente mit unterschiedli¬ chen Leuchtstoffen aufgeteilt werden, um durch eine sequen- tielle Farblichtfolge ein entsprechendes Mischlicht zu erzeu¬ gen .
Das Leuchtstoffrad kann grundsätzlich eine beliebige Geomet- rie aufweisen. Außer der in Fig.11 gezeigten scheibenförmigen Ausgestaltung mag ein Leuchtstoffrad 14 beispielsweise in Form eines um seine Längsachse drehbaren Zylinders vorliegen ('Leuchtstoffwalze')/ wie in Fig.12 gezeigt. Der Leuchtstoff¬ bereich 3 oder die mehreren, ggf. unterschiedlichen, Leucht- stoffbereiche 3 sind an einer Mantelfläche des Leuchtstoff¬ rads 14 angeordnet.
Fig.13 zeigt ein Leuchtstoffrad 15 in Form eines Kegel¬ stumpfs, wobei der Leuchtstoffbereich 3 oder die mehreren, ggf. unterschiedlichen, Leuchtstoffbereiche 3 auf der Mantel¬ fläche aufgebracht ist bzw. sind.
Das Leuchtstoffrad, beispielsweise die Leuchtstoffräder 10, 14 und 15, können quer zur Rotationsbewegung im Brennpunkt des Haibschalenreflektors 2 verschoben werden, wie exempla¬ risch in Fig.12 angedeutet, um defekten bzw. gealterten Leuchtstoff zu umgehen, oder um verschiedene Leuchtstoffringe Rl, R2 mit unterschiedlicher Segmentaufteilung auszuwählen, wie in Fig.14 angedeutet.
Dabei weist ein äußerer Leuchtstoffring Rl vier unterschiedliche Leuchtstoffsegmente gr, ge, b und r auf, welche grünes, gelbes, blaues bzw. rotes Licht erzeugen. Bei einer Drehung des Leuchtstoffrings Rl durch einen durch den mindestens ei- nen Laser beleuchteten Bereich werden die Segmente gr, ge, b und r sequentiell beleuchtet und somit aktiviert. Dabei kann eine Aktivierungsdauer durch die Länge des jeweiligen Segments gr, ge, b bzw. r festgelegt werden. Hierdurch kann beispielsweise ein warmweißes (sequentielles) Mischlicht erzeugt werden. Ein innerer Leuchtstoffring R2 weist nur drei unterschiedliche Leuchtstoffsegmente gr, b und r auf, welche grünes, blau¬ es bzw. rotes Licht erzeugen. Bei einer Drehung des Leucht¬ stoffrings R2 durch einen durch den mindestens einen Laser beleuchteten Bereich werden die Segmente r, gr, b sequentiell beleuchtet und somit aktiviert. Hierdurch kann beispielsweise ein kaltweißes (sequentielles) Mischlicht erzeugt werden.
Durch ein Verschieben des die Leuchtstoffringe Rl, R2 aufwei- senden Leuchtstoffrads in Bezug auf den beleuchteten Bereich, z.B. den Brennpunkt F, kann gezielt zwischen einer Erzeugung von warm-weißem und kalt-weißem Licht gewechselt werden.
Wie bei einem statischen Leuchtstoffträger kann das Leucht- stoffrad, beispielhaft anhand des Leuchtstoffrads 10 darge¬ stellt, parallel zu der Grundebene oder Halbebene H des Halb- schalenreflektors 2 ausgerichtet sein, wie in der Leuchtvor¬ richtung 1K in Fig.15 gezeigt, oder senkrecht dazu. Fig.16 zeigt eine Leuchtvorrichtung IL mit einer dazu alternativen Ausrichtung des beispielhaft eingezeichneten Leuchtstoffrads 10 in einem beliebigen Winkel zu der Halbebene H.
Ein bestimmter Neigungswinkel des Leuchtstoffbereichs 3 zur Halbebene des Haibschalenreflektors 2 kann auch durch den Winkel der Mantelfläche des kegelstumpfförmigen Leuchtstoff¬ rads 15 realisiert werden, wie in der Leuchtvorrichtung IM in Fig.17 gezeigt. Im Falle der Mantelfläche eines Zylinders eines in Drehrich¬ tung D drehbaren Leuchtstoffrads 14 (Leuchtstoffwalze) kann der Leuchtstoffrad 14 beispielsweise wie in der Leuchtvor¬ richtung IN wie in Fig.18 gezeigt angeordnet sein. Die für die feststehenden Leuchtbereiche 3 gezeigten Merkmale sind auf die Leuchtstoffräder übertragbar, beispielsweise ei- ne Einstrahlgeometrie, ein Vorsehen von Sekundärspiegeln und/oder gekrümmten Leuchtstoffbereichen.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt.
Allgemein können Merkmale verschiedener Ausführungsbeispiele alternativ oder additiv verwendet werden.
Auch mag anstelle eines Haibschalenreflektors auch ein Voll- schalenreflektor oder eine Kombination mehrerer Haibschalenreflektoren verwendet werden.
Als der Leuchtstoff mag jeder geeignete wellenlängenumwan- delnde Stoff verwendet werden, insbesondere ein luminiszie- render Stoff.
Auch kann der Halbschalen- oder sonstige Reflektor ein Freiformreflektor sein.
Der mindestens eine Leuchtbereich befindet sich bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, in einem Brennpunkt des Reflek¬ tors .
Bezugs zeichenliste
1A-N Leuchtvorrichtung
2 Haibschalenreflektor
2a Öffnung
3 Leuchtstoffbereich
4 Laser
5 Träger
5a Öffnung
6 spärischer Sekundärspiegel
7 optisches Element
8 planer Sekundärspiegel
9 spärischer Sekundärspiegel
10 Leuchtstoffrad
11 Leuchtstoffbereich
12 Grundkörper
13 Antriebswelle
14 Leuchtstoffrad
15 Leuchtstoffrad
17 Befestigungselement
F Brennpunkt
P Laserlicht
H Halbebene
E Lichtaustrittsebene
L Längsachse
S wellenlängenumgewandeltes Licht
D Drehrichtung
Rl äußerer Leuchtsoffring
R2 innerer Leuchtstoffring
gr grünes Leuchtstoffsegment ge gelbes Leuchtstoffsegment b blaues Leuchtstoffsegment r rotes Leuchtstoffsegment

Claims

Patentansprüche
1. Leuchtvorrichtung (1A-1N), aufweisend mindestens einen Reflektor (2), mindestens einen Leuchtstoff enthaltenden Leuchtbereich (3) und mindestens einen Laser (4), wobei der mindestens eine Leuchtbereich (3) mittels mindestens eines Lasers zur Abstrahlung von Licht (S) anregbar ist und zumindest ein Teil des von dem mindestens einen Leuchtbereich (3) abgestrahlten Lichts (S) auf den mindestens einen Reflektor (2) fällt.
2. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Reflektor (2) mindestens einen Haibschalenreflektor aufweist .
3. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Leuchtbereich in einem Brennpunkt (F) des mindestens einen Reflektors (2) ange¬ ordnet ist.
4. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Leuchtbereich auf mindes¬ tens einem Kühlkörper (5) angeordnet ist.
5. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens ein Leuchtbereich senkrecht oder parallel zu einer Halbebene (H) mindestens eines Reflek¬ tors (2) ausgerichtet ist.
6. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei mindestens ein Leuchtbereich unter einem spitzen Winkel ( ) zu einer Halbebene mindestens eines Reflek¬ tors ausgerichtet ist.
7. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Leuchtbereich auf einer ebenen Fläche aufgebracht ist.
8. Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Leuchtbereich auf einer gekrümmten Fläche aufgebracht ist.
9. Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtvorrichtung ferner mindestens eine Sekundäroptik, insbesondere Spiegel (9), aufweist, wel¬ che dazu ausgestaltet und angeordnet ist, Licht, das un- reflektiert aus dem mindestens einen Reflektor (2) aus¬ treten würde, in den mindestens einen Reflektor, insbesondere auf den mindestens einen Leuchtbereich, zurück- zureflektieren .
Leuchtvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine Leuchtstoffbereich auf einem rotierenden Leuchtstoffträger (10; 14; 15) angeordnet ist.
11. Leuchtvorrichtung nach Anspruch 10, wobei mehrere Leuchtstoffbereiche (3) segmentweise auf dem Leucht¬ stoffträger angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung nach Anspruch 11, wobei der Leuchtstoffträger quer zu einer Rotationsebene in einem Brennpunkt (F) des mindestens einen Reflektors verschiebbar ist .
Leuchtvorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei der Leuchtstoffträger (10; 14; 15) in Form einer Scheibe, eines Zylinders oder eines Kegelstumpfs ausge¬ bildet ist.
LeuchtVorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprü- che, wobei die Leuchtvorrichtung eine AutomobilLeuchtVorrichtung ist.
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