WO2012113644A1 - Leuchtvorrichtung - Google Patents

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Klaus Finsterbusch
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    • H01S5/0087—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping for illuminating phosphorescent or fluorescent materials, e.g. using optical arrangements specifically adapted for guiding or shaping laser beams illuminating these materials

Definitions

  • the invention relates to a lighting device comprising at least a first light source for emitting Pri ⁇ märlicht, reflector means having a first focal point and a second focal point, at least one rotatable about a rotation axis Leuchtrad having at least two functional ⁇ areas, one of which at least one means of the Light source can be irradiated, wherein in a predetermined rotational position of the light wheel by means of at least one light source irradiated functional area at least one for the radiated from the light source primary light ⁇ sensitive, wavelength-converting phosphor.
  • a rotating Leuchtstoffrad which (from about 5 W / mm 2) is at high pumping light intensities particularly advantageous for efficient wavelength conversion, have a total of two rotating wheels, NaEM ⁇ Lich the filter wheel and the Leuchtstoffrad, syn to each other be chronized. This means a high technical effort.
  • Preferred shapes are Out guide insbesonde ⁇ re gathered from the dependent claims.
  • the object is achieved by means of a light emitting device, at least a first light source for emitting light ( "primary light") / reflector means with min ⁇ least tion areas on ⁇ facing a first focal point and a second focal point, at least one rotatable Leuchtrad having at least two functions, a primary light device which can be irradiated by means of the at least one light source, wherein the primary light device is functionally assigned to one of the functional regions (as a "primary light functional region") and wherein the first focal point is in the region of the primary light device, a useful light device which is another of the Functional areas (as a "useful light functional area”) is assigned functionally, wherein the second focus is in the range of the Nutzlicht listening, wherein at least in a first rotational position of the light wheel one of the primary light device (assigned primary light functional area at
  • This lighting device has the advantage that due to the use of both focal points for light irradiation on functional areas of the light wheel a particularly compact and versatile design is possible, which also manages with a small number of components.
  • the rotatable light wheel which can take over the functions of both a filter wheel and a phosphor wheel, eliminating a synchronization of different wheels.
  • the light-emitting wheel can also be referred to as a functional area carrier.
  • the use of a light-emitting wheel has the advantage that by means of the wavelength conversion by at least one of the light sources a simpler and cheaper generation of light of another, namely the wavelength-converted, color is possible than only with light from light sources (ie without any use of a wavelength conversion).
  • a use of at least one light source without a downstream wavelength conversion compared to a use of only one light source and a wavelength conversion thereof in possibly several colors advantageous for easier and more precise setting of a sum color location of the mixed light emitted by the lighting device.
  • such a heat load of the luminescent medium carrier can be reduced by Stokes losses in the wavelength conversion, which reduces thermally induced shifts of a wavelength of wavelength-converted light as well as a degree of "thermal quenching" and prevents thermally induced degradation of the phosphor. This allows short-term and long-term stable light ⁇ own companies.
  • the at least one first light source is directed in particular to the first focal point, so that a focal spot on the current primary light functional area at or in the vicinity of the first focal point is possible even without the use of an upstream optics or if the primary light source. device does not have the associated primary light function ⁇ area upstream optics.
  • the at least one first light source is preferably narrow-band, in particular a monochrome or quasi-monochrome light source with a low bandwidth, in particular a laser-like light source.
  • At least one light source which has one or more lasers or laser light sources of the same or different wavelength or color is preferred.
  • a so can also be called a spaced with a phosphor excited laser device or LRP ( "Laser Activated remote phosphor") device.
  • the laser light source may in particular comprise at least one semiconductor laser, in particular diode laser or laser diode. This can be designed to be particularly compact and robust ⁇ . Also, laser diodes can be easily operated together in groups, eg as a stack ("laser stack").
  • the at least one light source beispielswei ⁇ se comprise one or more light-emitting diodes.
  • the at least one light-emitting diode can be present in the form of at least one individually ge ⁇ ned LED or in the form of at least one LED chip. Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount").
  • the at least one light-emitting diode may be equipped with at least one own and / or ge ⁇ common optical system for beam guidance, for example, at least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • the at least one light source may further comprise at least one broadband light source (eg a light-emitting diode chip with downstream phosphor conversion, a super-luminescent diode, an incandescent lamp or a discharge lamp), which rather at least one optical filter can be connected downstream.
  • at least one broadband light source eg a light-emitting diode chip with downstream phosphor conversion, a super-luminescent diode, an incandescent lamp or a discharge lamp
  • light of different color comprises light of a different peak wavelength and / or a different bandwidth.
  • the reflector device may have at least one reflector.
  • the reflector device can have exactly one reflector.
  • the reflector means may further comprise at least one further optical element, e.g. have at least one collimating lens.
  • the reflector device may have a collimating lens connected downstream of the first focal point, which deflects light incident from the first focal point onto a planar mirror as the reflector element.
  • the plane mirror can reflect this light onto a second lens, which focuses the light further onto the second focus.
  • the light of the at least ei ⁇ NEN first light source, blue light and / or ultraviolet light comprises or is, particularly in a Wellenatnbe ⁇ rich can equal to or less than 460 nm, especially of about 445 nm.
  • light can be easily provided via the substantially entire visible light spectrum, in particular by wavelength conversion to longer wavelengths ("down conversion"), for example from blue or UV to green.
  • An (optical) functional area can be understood to mean any area of the illuminated wheel which is provided and arranged to influence light incident on it.
  • at least one functional region can have at least one phosphor ("phosphor region"), in particular when used as a primary light functional region.
  • the phosphor area or the phosphor is capable of light emitted from the light source at least in part ⁇ as wavelength-converting. This may in particular include that a part of the light irradiated by the light source onto the phosphor region is absorbed by at least one phosphor of the phosphor region and changed with a changed, in particular larger (“down-converting") or smaller (“up-converting”), Wavelength is re-emitted (eg from blue to yellow or from red to green).
  • 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).
  • a functional area may in particular comprise a phosphor layer.
  • a phosphor layer of the phosphor region can be so specifically adjusted in terms of its thickness and / or a concentration of the at least one phosphor that consequently a wavelength-converted component can also be selectively adjusted.
  • the incident light can be converted substantially completely into wavelengths. This may in particular correspond to a degree of conversion of at least about 95%, in particular of at least about 98%, in particular of at least about 99%.
  • the wavelength conversion can be carried out, for example, on the basis of a luminescence, in particular photoluminescence or radioluminescence, in particular phosphorescence and / or fluorescence.
  • the wavelength conversion for example, but also by non-linear effects such as a frequency multiplication and by means of a splitting of the photon energy, for example, in optical parametric oscillators are performed. Passing through the at least one fluorescent wavelength converted ⁇ converted light can be radiated diffusely reflected in particular, which have a high intensity and homogeneity width BE ⁇ radiation of an optionally downstream optical element Made possible.
  • an incident light beam can be at least partially converted into light advertising differing ⁇ cher wavelengths or wavelength ranges to.
  • At least one functional area can be used as a reflecting, in particular diffusely reflective, range ( "Reflexionsbe ⁇ rich”) may be provided and set up, especially when used as a primary light-functional area. This allows effective focusing of the primary light on the second focal point and the following selective coupling out of the lighting device. In turn, direct use of the primary light as useful light is made possible, in particular for mixing the light or as a color component of a mixed light generated by the lighting device. Such a reflection region can have, for example, a, in particular diffuse, reflective layer. At least one functional area may be provided and configured as an optically filtering area ("filter area”), particularly when used as a useful light functional area.
  • filter area optically filtering area
  • Such a filter region may, for example, comprise a plate or foil which optically filters a specific wavelength or wavelength band or wavelength bands. Also, a use of a dichroic mirror is possible. Such a filter area enables a decoupling of a color-pure or color-corrected light as useful light.
  • At least one functional area can be used as a translucent, in particular transparent or translucent (in particular special permeable scattering or Strahlaufweitender), area (“window area”) be provided and furnished. This allows a largely lossless transmission of light.
  • the primary light device can in particular be a device for influencing the incident primary light, wherein the primary light device is functionally assigned to a specific primary light functional region at a specific point in time or at a specific rotational position of the light-emitting wheel. At different times or under different rotational positions of the primary light device can be zugeord ⁇ net due to the relative rotation of the light wheel relative to the stationary first focus different functional areas.
  • the primary light region may be assigned the one primary light functional region which is located at or in the vicinity of the first focal point.
  • the primary light device may in particular only be associated with at least one (in particular temporally changing) primary light functional area.
  • the primary light device currently only consists of that primary light functional region which is currently at or in the vicinity of the first focal point.
  • This embodiment is particularly simple and inexpensive to manufacture. Spe ⁇ essential in this case, like the feature that the Leuchtvorrich ⁇ tung has a means of at least one light source bestrahl ⁇ bare primary light device, wherein the primary light ⁇ means one of the functional areas is functionally assigned as a Primärlicht- functional area, and wherein the first focal point in the Area of the primary light device, mean that a primary light functional area is irradiated by means of at least one light source, which is located at or near the first focal point.
  • At least one optical system can be connected upstream and / or downstream of the primary light functional area it being preferred that the primary light functional area is located at or in the area of the first focal point.
  • the useful light device can be a device for influencing a light reflected by the reflector device, the functional light device being functionally assigned to a specific useful light functional region at a specific point in time or at a specific rotational position of the light-emitting wheel. At different times or under different rotational positions of the Nutzlicht coupled may be assigned due to the relative rotation of the light wheel relative to the stationary second focus different functional areas.
  • the Nutzlicht listening may in particular only at least one (in particular time-varying) useful light-function ⁇ area assigned.
  • the useful light device may consist only of that useful light functional area which is located at or in the vicinity of the second focal point.
  • This embodiment is particularly simple and inexpensive to manufacture.
  • the feature that the lighting device has a (in particular by means of at least one reflector means irradiated re) Nutzlicht driving, wherein the Nutzlicht responded one of the functional areas as a Nutzlicht- functional area is assigned functionally and wherein the second focus in the field of Nutzlicht listening mean, that a Nutzlicht-functional area is irradiated by means of at least one reflector means which is located at or in the vicinity of the second focal point.
  • the useful light functional area can be preceded and / or connected by at least one optical system, it being preferred that the useful light Function area is located at or near the first focal point.
  • the first focal point is located at or in the vicinity of the primary light function area assigned to the primary light device and / or that the second focal point is located at or in the vicinity of the useful light functional area assigned to the useful light device.
  • the lighting device can generally take several functionally different rotational positions, in which different functional areas or those pre ⁇ scarf tete look at the two focal points can be located.
  • the primary light radiates in particular at or near the first focal point to the richly configured primary light functional area, which wavelength-converted light and typically a (possibly small) proportion of only scattered, but not wavelength-converted light focused on the reflector focus on the second focus, where the at least for the wavelength-converted light transmissive Nutz ⁇ light-functional area is located ,
  • the Nutzlicht-functional area thus in particular as an optical filter (absorption filter, dichroic mirror or a combination thereof or the like) acts which transmits only the wavelength-converted light.
  • the light-emitting wheel has a plurality of primary light functional areas in the form of multiple Leuchtstoffbe ⁇ rich with different phosphors, which may in particular be arranged in segments on the light-emitting.
  • different phosphor areas can be illuminated in succession by at least one light source, and consequently a sequential light sequence, in particular a color sequence, can be generated as useful light from the light emitted by the light areas.
  • Due to an inertia of the human eye ⁇ union sequential light train is perceived at a ⁇ from reaching high rotational speed of the Leuchtrads (eg of greater than 25 revolutions per second) as a mixed light.
  • a large adjustable illumination area ('gamut') can be set up.
  • light-emitting regions can be used that are sensitive to UV light and convert this into sichtba ⁇ res light, for example in the combinations of red / green / blue (eg by three fluorescent regions) mint green / red (for example, by two fluorescent regions) or red / green / blue / yellow (eg through four phosphor areas).
  • the primary light can also be used directly (without a wavelength conversion) as useful light, in particular for the light mixture.
  • the Leuchtrad having a plurality of primary light-functional areas and a plurality of useful light-functional areas, wherein the primary light-function ⁇ regions are arranged as segments of a first ring and the useful light-functional areas are arranged as segments of a second ring.
  • the first and the second ring may in particular be arranged concentrically to the axis of rotation of the light-emitting wheel.
  • the first and second rings preferably do not overlap.
  • the first ring may in particular be a ring in ⁇ ner, while the second ring is an outer ring.
  • the first ring may be an outer ring while the second ring is an inner ring.
  • the rings rotate in a rotary operation of the light wheel in particular under the respective focal spots.
  • the (insbesonde ⁇ re all) functional areas are vaulted by the reflector device.
  • the reflector may be formed in one piece or in several pieces.
  • Such a lighting device allows comparatively wide focal spots. Also here can focus on Be present on the axis of rotation mirrored areas of the light wheel.
  • the lighting device has at least one second light source for emitting (second) primary light to the primary light device, in particular to the associated primary light functional region.
  • second primary light has a different color to the primary light of the at least ei ⁇ NEN first light source.
  • the at least one ers ⁇ th light source, the primary light means from a side facing the reflector device side ( 'from above') of irradiated, the side of at least a second light source, the primary ⁇ light device facing away from one of the reflector means ( 'Angle ') from irradiated.
  • a luminescent spot in particular ⁇ sondere can on the side facing the reflector device side at or in the vicinity of the first focal point result to the associated primary light-functional area.
  • the primary light functional area of the primary light device for the second primary light illuminated by the at least one second light source can be transmissive, in particular transparent or translucent, and the useful light associated with the useful light device Functional range for the light of the at least one second light source permeable, in particular transparent or translucent to be.
  • the second primary light can be coupled out of the lighting device in a particularly simple and precise manner as useful light, in particular mixed with the mixed light as an additional color component.
  • the associated primary light functional area may also have a thin layer with a phosphor sensitive to the second primary light.
  • the light of the first light source comprises or is blue light (eg with a peak wavelength of about 445 nm) and / or ultraviolet light.
  • the light of the second light source may in particular include or be red light.
  • Insbesonde ⁇ re in combination can be such a large color space at a comparatively small heat generation by Stokes losses provide. The otherwise caused by a wavelength conversion of UV or blue to red high Stokes losses are avoided.
  • the at least one second light source capable of irradiating the primary light means from above, said light paths of the at least one first light source and the at least one second light source before ⁇ preferably in front of the reflector device are brought together for a compact design.
  • a primary light functional area assigned to the primary light device can then be a reflective primary light functional region, for example also the primary light functional region already reflecting the first primary light.
  • the associated, the effective luminous Nutzlicht acquired functional region is permeable at least to the light generated by the at least ei ⁇ NEN second primary light source light and can also be the already the first primary light transmitting Nutzlichtlicht functional area, for example.
  • a primary light functional area assigned to the primary light device is permeable to the primary light emitted by the at least one first light source and a common optical combiner is connected downstream of the primary light device and the useful light device. So the primary light from the light emitting device can be coupled out as useful light without a re ⁇ flexion in the reflector device.
  • At least one of the light sources can be operated in a clocked manner coordinated with a rotational position or angular position of the light-emitting wheel.
  • the light of the light source (s) can be selectively limited to desired areas or sections of the illuminated wheel .
  • This firstly allows a targeted setting of a lighting duration and thus Hellig ⁇ speed of a particular functional area.
  • a Summenfarbort of the mixed light easily vari ⁇ ⁇ ated with.
  • As a more energy-efficient, less heat generation and longer-lasting light emitting device are searchesge ⁇ is compared to a continuous operation of the light source (s).
  • the invention will be described schematically with reference to exemplary embodiments. Identical or identically acting Ele ⁇ elements may be provided with the same reference numerals for clarity.
  • Fig.l shows a sectional view in side view a
  • Lighting device according to a first embodiment with a light-emitting wheel
  • FIG. 3 shows a sectional view in side view of a
  • Lighting device according to a second embodiment
  • FIG. 6 shows a sectional side view of parts of the lighting device according to the third embodiment in a higher detail together with calculated light paths;
  • Lighting device according to a fourth embodiment
  • Lighting device according to a fifth embodiment
  • Lighting device according to a sixth embodiment
  • Fig.10 shows a sectional view in side view of a
  • Embodiment of an optical system for one of the lighting devices according to one of the first to sixth embodiments shows a sectional side view of a further embodiment of an optical system for one of the lighting devices according to one of the first to sixth embodiments.
  • FIG. 12 shows a sectional side view of yet another embodiment of an optical system for one of the lighting devices according to one of the first to sixth embodiments.
  • Fig.l shows a sectional side view of a lighting device 1 according to a first imple mentation form.
  • the lighting device 1 has a first light source in the form ei ⁇ nes laser 2, which emits light in the form of (first) primary light P.
  • the laser 2 may be, for example, a blue light emitting as the primary light P emitting "blue laser” or a UV light as the primary light P emitting "UV laser".
  • the lighting device 1 furthermore has, as a reflector device, an elliptically shaped reflector 3 with a first focal point F and a second focal point F '.
  • the focal ⁇ points F, F ' here lying on or near a plane defined by a free edge 4 of the reflector light from ⁇ tread plane E.
  • the reflector 3 arched a Leuchtrad 5 with a circular ⁇ disk-shaped basic shape, which its axis of rotation D is rotatable with respect to , For example by means of a drive motor, not shown.
  • the reflector 3 has a sufficiently high eccentricity.
  • the light-emitting 5 is shown in plan view in Fig.2.
  • the illuminated wheel 5 has a circular disk-shaped carrier 6, which has four ring-segment-shaped functional areas 7, 8, 9, 10, namely a first, outer functional area 7, a second outer functional area 8 complementary thereto, a third, inner functional area 9 and one thereto complementary fourth, inner radio tion area 10.
  • the outer function portions 7 and 8 together form an outer, to form the axis of rotation D concentric ring, and the internal functional areas 9 and 10 to ⁇ together an inner to the axis of rotation D concentric ring having a diameter which is less than the Diameter of the outer ring 7, 8.
  • the outer ring 7, 8 and the inner ring 9, 10 border here purely by way of example together.
  • the outer ring 7, 8 and the inner ring 9, 10 have a about the rotation axis D rotated by 180 ° basic shape.
  • the functional areas 7 to 10 have certain functions with respect to light incident thereon, wherein one or more of the functional areas 7 to 10 may also have a plurality of functions, for example depending on a rotational position of the fluorescent lamp 5 and / or a type (eg Color) of the light.
  • the axis of rotation D can in particular run through the geometric and physical center of gravity of the light-emitting 5.
  • the laser emits two primary light P through an opening in the reflector 3 to the reflector 3 facing top surface 11.
  • beams 7 and 8 of the laser 2 on egg ⁇ NEN the outer functional regions, depending The outer functional areas 7 and 8 thus correspond to primary light functional areas on which the primary light P acts in the region of the first focal point F.
  • the focal spot produced by the laser 2 on one of the outer functional regions 7 or 8 is located at or in the vicinity of the first focal point F of the reflector 3.
  • the inner ring 9, 10 at the location of the second focal point F ' is an optional optical system 13 downstream, which through the hold ⁇ ren ring 9, 10 at the location of the second focal point F' receives light penetrating and influenced.
  • the optical system 13 may ⁇ example, a light mixer, a concentrator, a collimator lens, etc., or a combination thereof.
  • the optic 13 is here optionally an aperture or aperture 15 downstream.
  • the primary light device is formed here by the outer functional region 7 or 8 serving as the primary light functional region, which is currently located at or in the vicinity of the first focal point F or is illuminated by the first laser 2.
  • the primary light device is thus assigned, depending on the rotational position, to one of the outer functional regions 7 and 8 (which represent the primary light functional regions).
  • the useful light device is formed analogously by the inner functional region 9 or 10 serving as the useful light functional region, which is currently located at or in the vicinity of the second focal point F or is mainly illuminated by the reflector 3.
  • the useful light device is thus assigned, depending on the rotational position, to one of the inner functional regions 9 or 10 (which represent the functional light functional regions).
  • the operation of the lighting device 1 will now be described with reference to a variant in which the first outer working area 7 has a light for the primary P Schondli ⁇ chen wellenlänmgenumpathnden phosphor, for example, converting from blue to green or UV to green.
  • the first, any externally functional area 7 may be formed, for example by means of a layer formed on the surface 11 of the carrier 6 ⁇ phosphor layer.
  • the second, outer functional region 8 is designed to be reflective of the primary light P, in particular diffusely reflecting or scattering.
  • the second outer working area 8 may for example be in the form of a 6 applied to the surface 11 of Trä ⁇
  • the third, inner functional area 9 is impermeable to the primary light P (for example, filtering or blocking) and designed to be permeable to the wavelength-converted light.
  • the third, inner functional region 9 can be present for example in the form of an optical filter (eg a filter foil), which covers an opening of the carrier 6.
  • the opti ⁇ cal filter can be, for example, a dichroic mirror and / or an absorption filter, in one integrated element or as a combination of different elements.
  • the fourth, inner functional area 10 is made permeable at least for the primary light P.
  • the fourth, inner functional region 10 can be in the form of a transparent foil, for example, which covers an opening of the carrier 6.
  • the light-emitting wheel 5 can here occupy essentially two rotational positions: namely, a first rotational position, in which the first, outer functional region 7 is located at the focal point F and the third, inner functional region 9 is located at the second focal point F ', and a second rotational position, in which the second, outer functional region 8 is located at the focal point F and the fourth, inner functional region 10 is located at the second focal point F '.
  • the first, outer functional region 7 can be irradiated by the primary light P in the region of the first focal point F.
  • the primary light P will ⁇ least partially converted into a wavelength-converted light to ⁇ and third means of the reflector 3 to the, inne- ren functional area 9 reflected.
  • the wavelength-converted part of the light is transmitted as useful light N and the primary light component is filtered out or blocked off.
  • the wavelength-converted useful light N exits on an underside 12 of the third, inner functional region 9 and thus of the luminous wheel 5, and subsequently passes through the optic 13 to the aperture 15.
  • the primary light P is reflected at the second, outer functional region 8 and by means of the reflector 3 to the fourth, inner functional region 10, which it passes through. After passing through the optics 13 thus the primary light P corresponding light passes as the Nutz ⁇ light N to the aperture 15th
  • light of a wavelength or wavelength range of the wavelength-converted light and light of a wavelength or a wavelength range of the primary light Pionatge ⁇ represents can be alternately.
  • These light sequences are perceived by a human observer as mixed light with components of these two wavelengths at a sufficiently fast sequence.
  • the maximum length of the respective sequence is predetermined by the length of the functional areas 7 to 10.
  • the laser 2 can be operated clocked so that it not only constantly emits light (in continuous wave mode) from ⁇ but also for given by the clock shorter times.
  • a color coordinate of the mixed light can be adjusted on a given by the two wavelengths or colors curve in the color space.
  • colors of the first outer working area 7 can have a plurality of different light ⁇ substances which the primary light P in green light (under ⁇ Kunststoffaji wavelength, for example from blue to yellow and / or red or from UV to blue, green, (yellow) and red).
  • a plurality of annular partial segments with respective phosphors can be used instead of a similar first, outer functional region 7, a plurality of annular partial segments with respective phosphors can be used.
  • FIG. 3 shows a sectional side view of a lighting device 21 according to a second embodiment.
  • the lighting device 21 is similar to the lighting device 1, except that now the inner ring 9, 10 in the region of the second focal point F 'an example as a lens ⁇ led optics 14a connected upstream and an exemplary ⁇ lent designed as a lens optics 14b is connected downstream.
  • the Nutzlicht is the optics 13 upstream.
  • the inner functional areas 9 and 10 can be utilized particularly effectively.
  • the reflector 33 used here has a low eccentricity, so that its focal points F and F 'are relatively close to each other.
  • the reflector 33, the light wheel 35 not completely cover, but only partially. This partial overlap is designed such that (depending on the rotational position of the luminous wheel 5) only a part of the functional areas 37 to 40 is arched over by the reflector 33.
  • the lighting device 31 is designed to be particularly compact.
  • functional regions 37 to 40 are also designed here as ring segments of rings arranged concentrically around a rotation axis D of the luminous wheel 35.
  • the laser 2 shown in FIG. 4 now radiates onto the first, now inner, functional region 37 and a second,
  • the inner region 37 and the second inner region 38 functionally correspond to the functional regions 7 and 8, respectively 40 correspond to the functional areas 9 and 10, respectively.
  • the inner ring 37, 38 and the outer ring 39, 40 are thus substantially the same shape and position, but not the same size.
  • the illuminated wheel 35 can consequently assume essentially two rotational positions: namely, a first rotational position, in which the first, inner functional region 37 is at the first focal point F and the third, outer functional region 39 is at the second focal point F ', and a second rotational position , in which the second, innerrésbe ⁇ rich 38 at the first focal point F and the fourth, outer functional area 40 at the second focal point F 'are.
  • the mode of operation of the lighting device 31 is then analogous to that of the lighting device 1 and can also be developed similarly.
  • the reflector 33 has a light entrance opening 43 for entry of the primary light P.
  • the light entry opening 43 may be mirrored on one side to prevent a return of light running in the reflector 33 back into the light inlet opening 43.
  • the primary light P is directed to the first focus F at which the inner ring 37, 38 (not shown) of the illuminated wheel 35 is located. From the first focus F go as shown by solid lines, which arise due to a diffuse scattering of the inner ring 37, 38.
  • the light paths are reflected by the reflector 33 to the second focal point F ', they (filtered or unfiltered) in the region of which through the Leuchtrad 35 through ⁇ occur.
  • FIG. 7 shows a sectional side view of a lighting device 51 according to a fourth imple mentation form.
  • the lighting device 51 is similar to the lighting device 31, except that now the carrier 56 of the light-emitting wheel 55 is lowered at its edge region, which carries the outer ring 39, 40. Further, a stationary optical system 57 is 39,40 'upstream, outside of the reflector 33.
  • the useful light device can have at least the upstream optical system 57 and the inner ring 39, 40 or their functional regions 39, 40, and the carrier 56 is lowered at least on the useful light device 39, 40, 57.
  • the carrier 56 which is lowered stepwise in the profile, it is also possible to use two light-emitting wheels spaced apart in length with respect to a common axis of rotation D, wherein a light wheel located closer to the reflector 33 has, in particular, a smaller diameter and carries the inner ring 37, 38.
  • the other, further from the reflector 33 spaced fluorescent lamp has a larger diameter and carries the outer ring 39, 30. Since these multiple light wheels fixedly attached to a common drive shaft can be eliminated here too a mutual synchro ⁇ tion.
  • the lighting device 61 is constructed similarly to the lighting device 31.
  • the light-emitting device 61 additionally includes a second light source in the form of a second laser 62 for radiation from ⁇ a second primary light P2.
  • the second Pri ⁇ märlicht P2 has a different color (other Spitzenwellenlän ⁇ ge (n) and / or other bandwidth (s)) than the light emitted from the La ⁇ ser 2 (first) primary light P and also a color other than the means of of the first functional region 37 waves ⁇ length converted light.
  • the second laser 62 radiates on ei ⁇ ne bottom 12 of the light wheel 65, and that on a permeable to the second primary light P2 further primary light functional area 69, which is located in a further rotational position at or near the focal point F.
  • the second primary light P2 is radiated from below through the further primary light operating region 69 and generates a focal spot on the side facing the reflector 33 at or in the vicinity of the first focal point F. Consequently, the second primary light P2 is irradiated at the first focal point F into the reflector 33.
  • the further primary light-function ⁇ area 69 may act in particular springy, so that the reflector 33 on the side facing exiting second primary light P2 is widened.
  • a useful light functional area may be present at the second focal point F ', which is permeable to the wavelength or the wavelength band of the second primary light P2.
  • the fourth, outer functional portion 40 at ⁇ , wel ⁇ cher is permeable already for the wavelength or the wavelength band of the first primary light P.
  • a separate useful light functional area may be present.
  • the further primary light functional region 69 may in particular correspond to the second, inner functional region 38, which is designed to be mirror-like for the first primary light P.
  • the first laser 2 and the second laser 62 may be operated simultaneously on the same primary light functional area 38, 69.
  • the second, inner functional area 38 can in this case be formed in particular by means of a dichroic mirror.
  • both the first laser 2 and the second laser 62 can be clocked or operated activatable / deactivatable or switched on / off switchable.
  • the further primary light functional region 69 may alternatively correspond to a further, inner primary light functional region, which differs from the other inner (primary light) functional regions 37, 38.
  • a further, inner primary light function portion 69 may be transparent for both the first primary light P as well as the second primary light P2, for example, transparent or translucent, diffusing into ⁇ particular, may be formed.
  • Such a design is particularly inexpensive.
  • the first, inner functional region 37 and the second, inner functional region 38 can have a blocking effect in particular for the second primary light P2.
  • the use of the second laser 62 has the advantage that the mixing light can be admixed in a simple manner with a color component, which can be identified by means of a light source. Substantive and only a primary light source difficult or impossible to generate, for example, due to a lack or low efficiency of phosphors. Also, as can be suppresses heating of the Leuchtrads 65 by Stoke's losses in a phosphor, a thermal displacement bung ⁇ a peak wavelength of a wavelength-converted light and a thermal quenching of a phosphor un ⁇ .
  • the peak wavelength of the second primary light P2 is far away from the peak wavelength of the first primary light P.
  • the first primary light P may be UV light or blue light and the second primary light P2 may be red light or even infrared (IR) light.
  • the second laser 62 may be directed onto the upper side 11 of the luminous wheel 65 from above.
  • the second primary light P2 of the second laser 62 can be guided separately from the first primary light P or combined with it, for example by using a beam combiner arranged in front of the reflector 33 and a subsequent use of the same light entrance opening 43.
  • the color of the laser is not limited.
  • the first laser 2 may be radiating laser light with ei ⁇ ner peak wavelength of about 445 nm, for which phosphors with a high Umwandlungsef ⁇ tiveness exist.
  • the second laser 62 may be a red light emitting laser.
  • the Leuchtrad 65 for example, be present from below anstrahlender laser which, for example, can emit blue light having a peak wavelength in a range between 460 nm and 470 nm to produce a particularly pleasant for human perception mixed light to can.
  • several first lasers 2 can be used, which can also emit light of different colors.
  • FIG. 9 shows a sectional side view of a lighting device 71 according to a sixth embodiment.
  • the lighting device 71 is constructed similarly to the lighting device 31, except that now the second, innerjansbe ⁇ rich 38 for the primary light P is permeable and optional on the fourth, outer functional area 40 can be dispensed with.
  • the primary light P irradiated by the laser 2 is transmitted directly through the second inner functional region 38 to the outside, here to an optional downstream optical system 72.
  • the useful light N is thus decoupled at different points from the reflector 33, namely at the focal point F 'and at the focal point F (separate Nutzlichtkanäle), and with different ⁇ different color.
  • the optical system 13 assigned to the focal point F 'and the optical system 72 assigned to the focal point F are followed by a common optical combiner 73, which combines the useful light beams emerging from the optical systems 13 and 72 and to the aperture 15 passes.
  • the combiner 73 can be constructed, for example, by means of one or more dichroic mirrors, since the colors of the light of the separate useful light channels differ.
  • the optics 13, 57 and / or 72 may, for example, for influencing, in particular molding and / or homogenization of the incident useful light N initially have a light tunnel 81 on ⁇ , which an imaging optical system is arranged downstream of the 82nd
  • the light tunnel 81 may be used in particular to homogenization and Pa ⁇ rallelraum of the incident useful light and can for example be in the form of a cylindrical light mixing rod, light ⁇ conductor or hollow channel.
  • the imaging optics 82 may include, for example, one or more lenses.
  • the optics 13, 57 and / or 72 may also have only the light tunnel 81 or only the imaging optics 82.
  • the useful light beam can be set in a simple and compact manner to a specific size of the aperture 15 and / or to specific acceptance angle ranges.
  • FIG. 11 shows a sectional side view of another possible embodiment of the optics 13, 57 and / or 72.
  • a light tunnel 83 is used whose light entrance surface 84 is smaller than its light exit surface 85.
  • the light tunnel 83 can be used, for example, in FIG the form of a truncated cone widening in direction of propagation light from ⁇ light mixing rod, present light guide or hollow channel.
  • FIG. 12 shows a sectional illustration in side view of yet another possible embodiment of the optics 13, 57 and / or 72.
  • a cylindrical light tunnel 86 is preceded by a plurality of lenses 87, 88 in series, whereby the light tunnel 86 can be designed comparatively wide.
  • the present invention is not limited to the embodiments shown.
  • the assignments of the functional areas can also be exchanged to a Neren in ⁇ or an outer ring and / or one of the foci F or F '.
  • light sources may be used in place of the lasers, optionally in combination with suitable optics, e.g. LEDs, etc.
  • the number, arrangement and / or function of the functional areas is not limited. So also light wheels with only one ring or with three or more rings may be used, alternatively also several light wheels, each with different diameter or similar.
  • the light emitting devices may be equipped with Re ⁇ reflectors high or low eccentricity.
  • the light wheel with the partially lowered Trä ⁇ ger according to the lighting device of the fourth imple mentation form may also be used in a lighting device having a reflector with high eccentricity, eg according to the light ⁇ device of the first or the second embodiment.
  • the light waves ⁇ is at least partially length-converted, for example, two or more light sources of different color, and / or two or more light sources of different color, the light of which is not wavelength converted ⁇ converts.
  • Especially light can be understood as an electromagnetic wave, which includes ultraviolet light, visible light and IR light into ⁇ particular in a spectral range between 10 nm and 1 mm.
  • the first light source emits blue light with a peak wavelength of approximately 445 nm, because such a high Wellendorfnumwand ⁇ lung effectiveness results.
  • a second light source whose light is in particular not wavelength converted, may emit blue light with a peak wavelength of about 460-470 nm, which allows a perceived as pure blue color emission.
  • a red-emitting light source may be used.
  • the reflector may for example comprise metal or reflec ⁇ rend coated glass.
  • the reflector may be formed in one piece or in several pieces.
  • the reflector may have a dichroic coating, in particular on its inner side, which is designed to be transparent to the primary light P and mirror-shaped for the useful light and for the second primary light P2 (if present).

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Abstract

Die Leuchtvorrichtung (1) weist mindestens eine erste Lichtquelle (2) zur Ausstrahlung von Primärlicht (P), eine Reflektoreinrichtung (3) mit einem ersten Brennpunkt (F) und einem zweiten Brennpunkt (F'), mindestens ein Leuchtrad (5) mit mindestens zwei Funktionsbereichen (7, 8, 9, 10), eine mittels der ersten Lichtquelle bestrahlbare Primärlichteinrichtung (7, 8; 37, 38; 69), wobei der Primärlichteinrichtung einer der Funktionsbereiche als ein Primärlicht-Funktionsbereich zugeordnet ist und wobei sich der erste Brennpunkt im Bereich der Primärlichteinrichtung befindet und eine Nutzlichteinrichtung (9, 10; 39, 40; 14a, 14b; 57) auf, welcher ein anderer der Funktionsbereiche (9, 10; 39, 40) als ein Nutzlicht-Funktionsbereich zugeordnet ist, wobei sich der zweite Brennpunkt im Bereich der Nutzlichteinrichtung befindet, wobei zumindest in einer ersten Drehstellung des Leuchtrads ein der Primärlichteinrichtung zugeordneter Primärlicht-Funktionsbereich mindestens einen für das von der Lichtquelle ausgestrahlte Primärlicht empfindlichen Leuchtstoff aufweist und wobei ein der Nutzlichteinrichtung zugeordneter Nutzlicht-Funktionsbereich zumindest für das von dem Primärlicht-Funktionsbereich wellenlängenumgewandelte Licht durchlässig ist.

Description

Beschreibung Leucht orrichtung
Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung, aufweisend mindestens eine erste Lichtquelle zur Ausstrahlung von Pri¬ märlicht, eine Reflektoreinrichtung mit einem ersten Brennpunkt und einem zweiten Brennpunkt, mindestens ein um eine Drehachse drehbares Leuchtrad mit mindestens zwei Funktions¬ bereichen, von denen einer mittels der mindestens einen Lichtquelle bestrahlbar ist, wobei in einer vorbestimmten Drehstellung des Leuchtrads ein mittels der mindestens einen Lichtquelle bestrahlbarer Funktionsbereich mindestens einen für das von der Lichtquelle ausgestrahlte Primärlicht emp¬ findlichen, wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff aufweist.
Bei Pro ektionsanwendungen auf der Grundlage der grundsätzlich bekannten LARP ("Laser Activated Remote Phosphor" )- Technik wird ein Leuchtstoff von einem Laser angestrahlt, und das eingestrahlte Licht wird mittels des Leuchtstoffs teil¬ weise in ein wellenlängenumgewandeltes (wellenlängenkonver¬ tiertes oder frequenzkonvertiertes) Nutzlicht umgewandelt und teilweise ohne eine Wellenlängenumwandlung zurückgestreut. Ein von dem Laser erzeugtes primäres Pumplicht mag nicht oder nicht ständig direkt als Nutzlicht gebraucht werden. Zur Er¬ zeugung eines während der Bestrahlung des Leuchtstoffs reinen wellenlängenumgewandelten Nutzlichts muss der nicht wellenlängenumgewandelte Pumplichtanteil zu dieser Zeit herausge¬ filtert werden. Ein rotierendes Filterrad mit optischen Fil¬ tern, wie es aus Pro ektoranwendungen bekannt ist, kann hier Abhilfe leisten.
Verwendet man zum Tragen des Leuchtstoffs ein rotierendes Leuchtstoffrad, was bei hohen Pumplichtintensitäten (ab ca. 5 W/mm2) für eine effiziente Wellenlängenkonversion besonders vorteilhaft ist, müssen insgesamt zwei rotierende Räder, näm¬ lich das Filterrad und das Leuchtstoffrad, miteinander syn- chronisiert werden. Dies bedeutet einen hohen technischen Aufwand .
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff nutzende Leuchtvorrichtung bereitzustellen, welche ein zumindest teilweise sequenziell erzeugtes Mischlicht mit einem geringeren technischen Aufwand bereitstellt.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Aus führungs formen sind insbesonde¬ re den abhängigen Ansprüchen entnehmbar. Die Aufgabe wird gelöst mittels einer Leuchtvorrichtung, auf¬ weisend mindestens eine erste Lichtquelle zur Ausstrahlung von Licht ("Primärlicht")/ eine Reflektoreinrichtung mit min¬ destens einem ersten Brennpunkt und einem zweiten Brennpunkt, mindestens ein drehbares Leuchtrad mit mindestens zwei Funk- tionsbereichen, eine mittels der mindestens einen Lichtquelle bestrahlbare Primärlichteinrichtung, wobei der Primärlicht¬ einrichtung einer der Funktionsbereiche (als ein "Primärlicht-Funktionsbereich") funktional zugeordnet ist und wobei sich der erste Brennpunkt im Bereich der Primärlichteinrich- tung befindet, eine Nutzlichteinrichtung, welcher ein anderer der Funktionsbereiche (als ein "Nutzlicht-Funktionsbereich") funktional zugeordnet ist, wobei sich der zweite Brennpunkt im Bereich der Nutzlichteinrichtung befindet, wobei zumindest in einer ersten Drehstellung des Leuchtrads ein der Primär- lichteinrichtung (zugeordneter Primärlicht-Funktionsbereich mindestens einen für das von der Lichtquelle ausgestrahlte Primärlicht wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff aufweist und ein der Nutzlichteinrichtung zugeordneter Nutzlicht- Funktionsbereich zumindest für das von dem Primärlicht- Funktionsbereich wellenlängenumgewandelte Licht durchlässig ist . Diese Leuchtvorrichtung weist den Vorteil auf, dass aufgrund der Nutzung beider Brennpunkte zur Lichteinstrahlung auf Funktionsbereiche des Leuchtrads eine besonders kompakte und vielseitige Ausgestaltung möglich ist, welche zudem mit einer geringen Zahl an Komponenten auskommt. Durch die Verwendung des drehbaren Leuchtrads, das die Funktionen sowohl eines Filterrads als auch eines Leuchtstoffrads übernehmen kann, entfällt eine Synchronisation unterschiedlicher Räder. Das Leuchtrad kann auch als ein Funktionsbereichsträger bezeichnet werden.
Die Verwendung eines Leuchtrads weist den Vorteil auf, dass mittels der Wellenlängenumwandlung durch zumindest eine der Lichtquellen eine einfachere und preiswertere Erzeugung von Licht einer weiteren, nämlich der wellenlängenumgewandelten, Farbe möglich ist als nur mit Licht aus Lichtquellen (d.h. ohne irgendeine Verwendung einer Wellenlängenumwandlung) . Andererseits ist eine Verwendung zumindest einer Lichtquelle ohne eine nachgeschaltete Wellenlängenumwandlung gegenüber einer Verwendung nur einer Lichtquelle und einer Wellenlängenumwandlung daraus in ggf. mehrere Farben vorteilhaft zur einfacheren und präziseren Einstellung eines Summenfarborts des von der Leuchtvorrichtung abgestrahlten Mischlichts. Zudem kann so eine Wärmebelastung des Leuchtbereichträgers durch Stokes-Verluste bei der Wellenlängenumwandlung verringert werden, was thermisch bedingte Verschiebungen einer Wellenlänge eines wellenlängenumgewandelten Lichts als auch ein Ausmaß eines "thermischen Quenchings" reduziert und einer thermisch induzierten Degradation des Leuchtstoffs vorbeugt. Dies ermöglicht kurz- und langfristig stabile Leuchteigen¬ schaften .
Die mindestens eine erste Lichtquelle ist insbesondere auf den ersten Brennpunkt gerichtet, so dass ein Brennfleck auf dem aktuellen Primärlicht-Funktionsbereich an oder in der Nähe des ersten Brennpunkts auch ohne eine Verwendung einer vorgeschalteten Optik möglich ist bzw. falls die Primärlicht- einrichtung keine dem zugeordneten Primärlicht-Funktions¬ bereich vorgeschaltete Optik aufweist.
Die mindestens eine erste Lichtquelle ist bevorzugt schmal- bandig, insbesondere eine monochrome oder quasi-monochrome Lichtquelle mit einer geringen Bandbreite, insbesondere eine laserartige Lichtquelle.
Bevorzugt wird mindestens eine Lichtquelle, welche einen oder mehrere Laser oder Laserlichtquellen gleicher oder unterschiedlicher Wellenlänge oder Farbe aufweist. Eine so ausges¬ taltete Leuchtvorrichtung kann auch als eine mit einem beabstandeten Leuchtstoff laserangeregte Vorrichtung oder LARP ("Laser Activated Remote Phosphor") -Vorrichtung bezeichnet werden. Die Laserlichtquelle kann insbesondere mindestens einen Halbleiterlaser, insbesondere Diodenlaser oder Laserdiode, umfassen. Diese kann besonders kompakt und robust aus¬ gestaltet werden. Auch können Laserdioden einfach in Gruppen zusammen betrieben werden, z.B. als Stapel ("laser stack") .
Alternativ kann die mindestens eine Lichtquelle beispielswei¬ se eine oder mehrere Leuchtdioden umfassen. Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer einzeln ge¬ nausten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Die mindestens eine Leuchtdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder ge¬ meinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter. An¬ stelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar.
Die mindestens eine Lichtquelle kann ferner mindestens eine breitbandige Lichtquelle (z.B. einen Leuchtdiodenchip mit nachgelagerter Phosphorkonversion, eine Superlumineszenzdiode, eine Glühlampe oder eine Entladungslampe) umfassen, wel- eher mindestens ein optisches Filter nachgeschaltet sein kann .
Licht unterschiedlicher Farbe umfasst insbesondere Licht ei- ner unterschiedlichen Spitzenwellenlänge und/oder einer unterschiedlichen Bandbreite.
Die Reflektoreinrichtung kann mindestens einen Reflektor aufweisen. Die Reflektoreinrichtung kann insbesondere genau ei- nen Reflektor aufweisen. Die Reflektoreinrichtung kann ferner mindestens ein weiteres optisches Element wie z.B. mindestens eine kollimierende Linse aufweisen.
Beispielsweise mag die Reflektoreinrichtung eine dem ersten Brennpunkt nachgeschaltete kollimierende Linse aufweisen, welche von dem ersten Brennpunkt einfallendes Licht auf einen planen Spiegel als dem Reflektorelement lenkt. Der plane Spiegel kann dieses Licht auf eine zweite Linse reflektieren, welche das Licht weiter auf den zweiten Brennpunkt bündelt.
Es ist eine Ausgestaltung, dass das Licht der mindestens ei¬ nen ersten Lichtquelle blaues Licht und/oder ultraviolettes Licht umfasst oder ist, insbesondere in einem Wellenlängenbe¬ reich von gleich oder weniger als 460 nm, insbesondere von ca. 445 nm. So kann Licht über das im Wesentlichen gesamte sichtbare Lichtspektrum einfach bereitgestellt werden, und zwar insbesondere durch eine Wellenlängenumwandlung zu größeren Wellenlängen hin ("down conversion" ) , z.B. von blau oder UV zu grün.
Unter einem (optischen) Funktionsbereich kann jeder Bereich des Leuchtrads verstanden werden, welcher dazu vorgesehen und eingerichtet ist, auf ihn einfallendes Licht zu beeinflussen. So kann mindestens ein Funktionsbereich mindestens einen Leuchtstoff aufweisen ("Leuchtstoffbereich"), insbesondere bei einer Verwendung als ein Primärlicht-Funktionsbereich. Der Leuchtstoffbereich bzw. dessen Leuchtstoff ist in der Lage, von der Lichtquelle abgestrahltes Licht zumindest teil¬ weise wellenlängenumzuwandeln . Dies kann insbesondere umfassen, dass ein Teil des von der Lichtquelle auf den Leucht- stoffbereich eingestrahlten Lichts von mindestens einem Leuchtstoff des Leuchtstoffbereichs absorbiert und mit einer geänderten, insbesondere größeren ( "down-converting" ) oder kleineren ( "up-converting" ) , Wellenlänge re-emittiert wird (z.B. von blau nach gelb oder von rot nach grün) . 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. Ein solcher Funktionsbereich kann insbesondere eine Leuchtstoffschicht aufweisen. Eine LeuchtstoffSchicht des Leuchtstoffbereichs kann in Bezug auf seine Dicke und/oder eine Konzentration des mindestens einen Leuchtstoffs so ge- zielt einstellbar 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 Wesentlichen vollständig wellenlängenumgewandelt werden. Dies kann insbesondere einem Umwandlungsgrad von mindestens ca. 95%, insbesondere von mindestens ca. 98 %, insbesondere von mindestens ca. 99 %, entsprechen.
Die Wellenlängenumwandlung kann beispielsweise auf der Grund- läge einer Lumineszenz, insbesondere Fotolumineszenz oder Radiolumineszenz, insbesondere Phosphoreszenz und/oder Fluoreszenz, durchgeführt werden. Die Wellenlängenumwandlung kann beispielsweise aber auch durch nichtlineare Effekte wie eine Frequenzvervielfachung sowie mittels einer Aufspaltung der Photonenenergie z.B. in optisch-parametrischen Oszillatoren durchgeführt werden. Das durch den mindestens einen Leuchtstoff wellenlängenumge¬ wandelte Licht kann insbesondere wieder diffus abgestrahlt werden, was eine hohe Intensitätshomogenität und breite Be¬ strahlung eines ggf. nachgeschalteten optischen Elements er- möglicht.
Bei einem Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe kann ein einfallender Lichtstrahl zumindest teilweise in Licht unterschiedli¬ cher Wellenlängen oder Wellenlängenbereiche umgewandelt wer- den.
Mindestens ein Funktionsbereich kann als ein reflektierender, insbesondere diffus reflektierender, Bereich ("Reflexionsbe¬ reich") vorgesehen und eingerichtet sein, insbesondere bei einer Verwendung als ein Primärlicht-Funktionsbereich. Dies ermöglicht eine effektive Fokussierung des Primärlichts auf den zweiten Brennpunkt und folgende gezielte Auskopplung aus der Leuchtvorrichtung. Dadurch wiederum wird eine direkte Nutzung des Primärlichts als Nutzlicht ermöglicht, insbeson- dere zur Lichtmischung bzw. als eine Farbkomponente eines durch die Leuchtvorrichtung erzeugten Mischlichts. Ein solcher Reflexionsbereich kann beispielsweise eine, insbesondere diffus, reflektierende Schicht aufweisen. Mindestens ein Funktionsbereich kann als ein optisch filternder Bereich ("Filterbereich") vorgesehen und eingerichtet sein, insbesondere bei einer Verwendung als ein Nutzlicht- Funktionsbereich. Ein solcher Filterbereich kann beispielsweise ein optisch eine bestimmte Wellenlänge oder Wellenlän- genband oder Wellenlängenbänder filterndes Plättchen oder Folie umfassen. Auch ist eine Verwendung eines dichroitischen Spiegels möglich. Ein solcher Filterbereich ermöglicht eine Auskopplung eines farbenreinen oder farbbereinigten Lichts als Nutzlicht.
Mindestens ein Funktionsbereich kann als ein für Licht durchlässiger, insbesondere transparenter oder transluzenter (ins- besondere durchlässig streuender oder strahlaufweitender) , Bereich ("Fensterbereich") vorgesehen und eingerichtet sein. Dieser ermöglicht eine weitgehend verlustfreie Transmission von Licht.
Die Primärlichteinrichtung kann insbesondere eine Einrichtung zur Beeinflussung des einfallenden Primärlichts sein, wobei der Primärlichteinrichtung zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. zu einer bestimmten Drehstellung des Leuchtrads ein bestimmter Primärlicht-Funktionsbereich funktional zugeordnet ist. Zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. unter unterschiedlichen Drehstellungen können der Primärlichteinrichtung aufgrund der relativen Verdrehung des Leuchtrads gegenüber dem stationären ersten Brennpunkt unterschiedliche Funktionsbereiche zugeord¬ net sein. In anderen Worten kann dem Primärlichtbereich derjenige Primärlicht-Funktionsbereich zugeordnet sein, welcher sich an oder in der Nähe des ersten Brennpunkts befindet.
Der Primärlichteinrichtung mag insbesondere nur mindestens ein (insbesondere zeitlich wechselnder) Primärlicht-Funktionsbereich zugeordnet sein. In anderen Worten mag die Primärlichteinrichtung aktuell nur aus demjenigen Primärlicht- Funktionsbereich bestehen, der sich gerade an oder in der Nähe des ersten Brennpunkts befindet. Diese Ausgestaltung ist besonders einfach und preisgünstig in der Herstellung. Spe¬ ziell in diesem Fall mag das Merkmal, dass die Leuchtvorrich¬ tung eine mittels der mindestens einen Lichtquelle bestrahl¬ bare Primärlichteinrichtung aufweist, wobei der Primärlicht¬ einrichtung einer der Funktionsbereiche als ein Primärlicht- Funktionsbereich funktional zugeordnet ist und wobei sich der erste Brennpunkt im Bereich der Primärlichteinrichtung befindet, bedeuten, dass ein Primärlicht-Funktionsbereich mittels der mindestens einen Lichtquelle bestrahlbar ist, welcher sich an oder in der Nähe des ersten Brennpunkts befindet.
In einer Weiterbildung kann dem Primärlicht-Funktionsbereich mindestens eine Optik vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet sein, wobei es bevorzugt ist, dass sich der Primärlicht- Funktionsbereich an oder im Bereich des ersten Brennpunkts befindet . Die Nutzlichteinrichtung kann insbesondere eine Einrichtung zur Beeinflussung eines von der Reflektoreinrichtung reflektierten Lichts sein, wobei der Nutzlichteinrichtung zu einem bestimmten Zeitpunkt bzw. zu einer bestimmten Drehstellung des Leuchtrads ein bestimmter Nutzlicht-Funktionsbereich funktional zugeordnet ist. Zu unterschiedlichen Zeitpunkten bzw. unter unterschiedlichen Drehstellungen können der Nutzlichteinrichtung aufgrund der relativen Verdrehung des Leuchtrads gegenüber dem stationären zweiten Brennpunkt unterschiedliche Funktionsbereiche zugeordnet sein.
Der Nutzlichteinrichtung mag insbesondere nur mindestens ein (insbesondere zeitlich wechselnder) Nutzlicht-Funktions¬ bereich zugeordnet sein. In anderen Worten mag die Nutzlichteinrichtung nur aus demjenigen Nutzlicht-Funktionsbereich be- stehen, der sich an oder in der Nähe des zweiten Brennpunkts befindet. Diese Ausgestaltung ist besonders einfach und preisgünstig in der Herstellung. Speziell in diesem Fall mag das Merkmal, dass die Leuchtvorrichtung eine (insbesondere mittels der mindestens einen Reflektoreinrichtung bestrahlba- re) Nutzlichteinrichtung aufweist, wobei der Nutzlichteinrichtung einer der Funktionsbereiche als ein Nutzlicht- Funktionsbereich funktional zugeordnet ist und wobei sich der zweite Brennpunkt im Bereich der Nutzlichteinrichtung befindet, bedeuten, dass ein Nutzlicht-Funktionsbereich mittels der mindestens einen Reflektoreinrichtung bestrahlbar ist, welcher sich an oder in der Nähe des zweiten Brennpunkts befindet .
In einer Weiterbildung kann dem Nutzlicht-Funktionsbereich mindestens eine Optik vorgeschaltet und/oder nachgeschaltet sein, wobei es bevorzugt ist, dass sich der Nutzlicht- Funktionsbereich an oder im Bereich des ersten Brennpunkts befindet .
Allgemein kann es eine bevorzugte Ausgestaltung sein, dass sich der erste Brennpunkt an oder in der Nähe des der Primärlichteinrichtung zugeordneten Primärlicht-Funktionsbereichs befindet und/oder dass sich der zweite Brennpunkt an oder in der Nähe des der Nutzlichteinrichtung zugeordneten Nutzlicht- Funktionsbereichs befindet.
Es ist eine für den Fall, dass sich nicht ein Funktionsbe¬ reich (insbesondere Nutzlicht-Funktionsbereich), sondern eine dem Funktionsbereich vorgeschaltete Optik in oder an dem zweiten Brennpunkt befindet, mögliche Variante, dass das Leuchtrad zumindest an diesem Funktionsbereich abgesenkt ist. Dies ermöglicht eine einfache Positionierung der vorgeschal¬ teten Optik an dem zugeordneten (insbesondere zweiten) Brennpunkt . Die Leuchtvorrichtung kann allgemein mehrere funktional unterschiedliche Drehstellungen einnehmen, bei denen sich unterschiedliche Funktionsbereiche oder eine diesen vorgeschal¬ tete Optik an den beiden Brennpunkten befinden kann. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass in zumindest einer (z.B. "ersten") Drehstellung des Leuchtrads der der Primärlichteinrichtung zugeordnete Primärlicht-Funktionsbereich mindestens einen für das von der ersten Lichtquelle ausgestrahlte Pri¬ märlicht wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff aufweist und der der Nutzlichteinrichtung zugeordnete Nutzlicht- Funktionsbereich zumindest für das von dem Primärlicht- Funktionsbereich wellenlängenumgewandelte Licht durchlässig ist. Dadurch kann von der Leuchtvorrichtung zumindest teilweise wellenlängenumgewandeltes Licht und ggf. auch nicht- wellenlängenumgewandeltes Licht als Nutzlicht abgestrahlt werden. Denn das Primärlicht strahlt insbesondere an oder in der Nähe des ersten Brennpunkts auf den als Leuchtstoffbe- reich ausgestalteten Primärlicht-Funktionsbereich, welcher wellenlängenumgewandeltes Licht und typischerweise einen (ggf. geringen) Anteil eines nur gestreuten, aber nicht wellenlängenumgewandelten Lichts über die Reflektoreinrichtung auf den zweiten Brennpunkt fokussiert, wo sich der zumindest für das wellenlängenumgewandelte Licht durchlässige Nutz¬ licht-Funktionsbereich befindet.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass in der ersten Drehstel- lung der der Nutzlichteinrichtung zugeordnete Nutzlicht- Funktionsbereich für das Primärlicht undurchlässig ist, der Nutzlicht-Funktionsbereich also insbesondere als ein optisches Filter (Absorptionsfilter, dichroitischer Spiegel oder eine Kombination daraus o.ä.) wirkt, welches nur das wellen- längenumgewandelte Licht durchlässt.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass das Leuchtrad mehrere Primärlicht-Funktionsbereiche in Form mehrerer Leuchtstoffbe¬ reiche mit unterschiedlichen Leuchtstoffen aufweist, welche insbesondere segmentweise auf dem Leuchtrad angeordnet sein können. Bei einem Drehbetrieb des Leuchtrads können so durch mindestens eine Lichtquelle nacheinander unterschiedliche Leuchtstoffbereiche angestrahlt werden und folglich eine aus dem von den Leuchtbereichen abgestrahlten Licht zusammenge- setzte sequenzielle Lichtfolge, insbesondere Farbfolge, als Nutzlicht erzeugt werden. Aufgrund einer Trägheit des mensch¬ lichen Auges wird die sequenzielle Lichtfolge bei einer aus¬ reichend hohen Umdrehungsgeschwindigkeit des Leuchtrads (z.B. von mehr als 25 Umdrehungen pro Sekunde) als ein Mischlicht wahrgenommen. Durch die mehreren Leuchtstoffbereiche kann ein großer einstellbarer Leuchtbereich ( ' Gamut ' ) aufgespannt werden. Beispielsweise können Leuchtbereiche verwendet werden, die auf UV-Licht empfindlich reagieren und dieses in sichtba¬ res Licht umwandeln, z.B. in den Kombinationen rot/grün/blau (z.B. durch drei Leuchtstoffbereiche), mintgrün/rot (z.B. durch zwei Leuchtstoffbereiche) oder rot/grün/blau/gelb (z.B. durch vier Leuchtstoffbereiche) . Es ist zudem eine Ausgestaltung, dass in zumindest einer wei¬ teren (z.B. "zweiten") Drehstellung des Leuchtrads der der Primärlichteinrichtung zugeordnete Primärlicht-Funktions- bereich für das von der Lichtquelle ausgestrahlte Primärlicht reflektierend, insbesondere diffus reflektierend, ausgestal¬ tet ist und der der Nutzlichteinrichtung zugeordnete Nutzlicht-Funktionsbereich zumindest für das Primärlicht durchlässig ist. So kann das Primärlicht auch direkt (ohne eine Wellenlängenumwandlung) als Nutzlicht verwendet werden, insbesondere für die Lichtmischung.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass das Leuchtrad mehrere Primärlicht-Funktionsbereiche und mehrere Nutzlicht-Funk- tionsbereiche aufweist, wobei die Primärlicht-Funktions¬ bereiche als Segmente eines ersten Rings angeordnet sind und die Nutzlicht-Funktionsbereiche als Segmente eines zweiten Rings angeordnet sind. Der erste und der zweite Ring können insbesondere konzentrisch zu der Drehachse des Leuchtrads an- geordnet sein. Der erste und der zweite Ring überlappen sich vorzugsweise nicht. Der erste Ring kann insbesondere ein in¬ nerer Ring sein, während der zweite Ring ein äußerer Ring ist. Alternativ kann der erste Ring ein äußerer Ring sein, während der zweite Ring ein innerer Ring ist. Die Ringe dre- hen sich bei einem Drehbetrieb des Leuchtrads insbesondere unter den jeweiligen Brennflecken.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass die (insbesonde¬ re sämtliche) Funktionsbereiche von der Reflektoreinrichtung überwölbt sind. Dies ist insbesondere bei einem insbesondere elliptischen Reflektor mit einer hohen Exzentrizität oder bei einem aus zwei parabolischen Halbschalen zusammengesetzten Reflektor möglich, bei welche, die beiden Brennpunkte vergleichsweise weit voneinander beabstandet sein können. Der Reflektor kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Eine solche Leuchtvorrichtung ermöglicht vergleichsweise breite Brennflecke. Auch können hierbei die Brennpunkte auf an der Drehachse gespiegelten Bereichen des Leuchtrads vorhanden sein. Für einen schnellen Übergang zwischen verschiedenen Drehstellungen ist es vorteilhaft, dass zu einer be¬ stimmten Drehstellung zugehörige (Paare von) Primärlicht- Funktionsbereiche (n) und Nutzlicht-Funktionsbereiche (n) eine um 180° um die Drehachse gedrehte Ausrichtung aufweisen, wobei sie insbesondere eine unterschiedliche Größe, aber eine vorzugsweise gleiche Form aufweisen. Es ist eine alternative Ausgestaltung, dass zu einem Zeit¬ punkt nur ein Teil der Funktionsbereiche von der Reflektor¬ einrichtung überwölbt ist. Dies ist insbesondere bei einem Reflektor mit einer kleinen Exzentrizität möglich, bei welchem die beiden Brennpunkte vergleichsweise gering voneinan- der beabstandet sind. Eine solche Leuchtvorrichtung ermög¬ licht eine besonders kompakte Bauform. Für einen schnellen Übergang zwischen verschiedenen Drehstellungen ist es hierbei vorteilhaft, dass zu einer bestimmten Drehstellung zugehörige (Paare von) Primärlicht-Funktionsbereiche (n) und Nutzlicht- Funktionsbereiche (n) eine bezüglich der Drehachse gleiche Ausrichtung aufweisen, wobei sie insbesondere eine unterschiedliche Größe, aber vorzugsweise eine gleiche Form auf¬ weisen. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die Leuchtvorrichtung mindestens eine zweite Lichtquelle zur Ausstrahlung von (zweitem) Primärlicht auf die Primärlichteinrichtung, insbesondere auf den zugeordneten Primärlicht-Funktionsbereich, aufweist. Diese Ausgestaltung ermöglicht eine besonders fle- xible Bauform. Es ist eine spezielle Ausgestaltung, dass das zweite Primärlicht eine zu dem Primärlicht der mindestens ei¬ nen ersten Lichtquelle unterschiedliche Farbe aufweist. Da¬ durch kann eine Farbkomponente ausgekoppelt werden, welche durch das erste Primärlicht oder durch eine durch das erste Primärlicht erzeugte Wellenlängenumwandlung nur schwer oder sogar gar nicht erzeugbar ist. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass die mindestens eine ers¬ te Lichtquelle die Primärlichteinrichtung von einer der Reflektoreinrichtung zugewandten Seite ('von oben') aus bestrahlt, die mindestens eine zweite Lichtquelle die Primär¬ lichteinrichtung von einer der Reflektoreinrichtung abgewandten Seite ('von unten') aus bestrahlt. Dabei kann sich insbe¬ sondere an dem zugeordneten Primärlicht-Funktionsbereich ein Leuchtfleck an der der Reflektoreinrichtung zugewandten Seite an oder in der Nähe des ersten Brennpunkts ergeben. Insbesondere kann in (in einer zugehörigen "weiteren" Drehstellung) der von der mindestens einen zweiten Lichtquelle angestrahlte (der Primärlichteinrichtung zugehörige) Primärlicht- Funktionsbereich der Primärlichteinrichtung für das zweite Primärlicht durchlässig, insbesondere transparent oder trans- luzent, sein und der der Nutzlichteinrichtung zugeordnete Nutzlicht-Funktionsbereich für das Licht der mindestens einen zweiten Lichtquelle durchlässig, insbesondere transparent oder transluzent, sein. Dadurch kann in dieser weiteren Drehstellung das zweite Primärlicht besonders einfach und präzise als Nutzlicht aus der Leuchtvorrichtung ausgekoppelt werden, insbesondere dem Mischlicht als zusätzliche Farbkomponente beigemischt werden. Alternativ kann der zugehörige Primärlicht-Funktionsbereich auch eine dünne Schicht mit einem für das zweite Primärlicht empfindlichen Leuchtstoff aufweisen.
Es ist eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung, dass das Licht der ersten Lichtquelle blaues Licht (z.B. mit einer Spitzenwellenlänge von ca. 445 nm) und/oder ultraviolettes Licht umfasst oder ist. Das Licht der zweiten Lichtquelle kann insbesondere rotes Licht umfassen oder sein. Insbesonde¬ re in Kombination lässt sich so ein großer Farbraum bei einer vergleichsweise geringen Wärmeerzeugung durch Stokes-Verluste bereitstellen. Die ansonsten durch eine Wellenlängenumwandlung von UV oder blau nach rot entstehenden hohen Stokes- Verluste werden vermieden. Alternativ kann die mindestens eine zweite Lichtquelle die Primärlichteinrichtung von oben bestrahlen, wobei für eine kompakte Bauweise die Lichtpfade der mindestens einen ersten Lichtquelle und der mindestens einen zweiten Lichtquelle vor¬ zugsweise vor der Reflektoreinrichtung zusammengeführt werden. Ein der Primärlichteinrichtung zugeordneter Primärlicht- Funktionsbereich kann dann ein reflektierender Primärlicht- Funktionsbereich sein, z.B. auch der bereits das erste Primärlicht reflektierende Primärlicht-Funktionsbereich. Der zugehörige, der Nutzlichteinrichtung zugeordnete Nutzlicht- Funktionsbereich ist zumindest für das von der mindestens ei¬ nen zweiten Lichtquelle erzeugte Primärlicht durchlässig und kann z.B. auch der bereits das erste Primärlicht durchlassende Nutzlichtlicht-Funktionsbereich sein.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass zumindest in einer Drehstellung ein der Primärlichteinrichtung zugeordneter Primärlicht-Funktionsbereich für das von der mindestens einen ersten Lichtquelle ausgestrahlte Primärlicht durchlässig ist und der Primärlichteinrichtung und der Nutzlichteinrichtung ein gemeinsamer optischer Kombinator nachgeschaltet ist. So kann das Primärlicht aus der Leuchtvorrichtung auch ohne eine Re¬ flexion in der Reflektoreinrichtung als Nutzlicht ausgekoppelt werden.
Es ist zudem eine Weiterbildung, dass zumindest eine der Lichtquellen abgestimmt auf eine Drehstellung oder Winkellage des Leuchtrads getaktet betreibbar ist. So kann das Licht der Lichtquelle (n) gezielt auf gewünschte Bereiche oder Abschnit¬ te des Leuchtrads beschränkt werden. Dies ermöglicht erstens eine gezielte Einstellung einer Leuchtdauer und damit Hellig¬ keit eines bestimmten Funktionsbereichs. Auch kann so bei¬ spielsweise ein Summenfarbort des Mischlichts einfach vari¬ iert werden. Darüber hinaus kann so im Vergleich zu einem Dauerbetrieb der Lichtquelle (n) eine stromsparendere, weniger Wärme erzeugende und langlebigere Leuchtvorrichtung bereitge¬ stellt werden. 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 gemäß einer ersten Ausführungsform mit einem Leuchtrad;
Fig.2 zeigt in Draufsicht das Leuchtrad der Leuchtvor¬ richtung gemäß der ersten Ausführungsform;
Fig.3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungs- form;
Fig.4 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtvorrichtung gemäß einer dritten Ausführungs- form;
Fig.5 zeigt in Draufsicht das Leuchtrad der Leuchtvor¬ richtung gemäß der dritten Ausführungsform;
Fig.6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht Teile der Leuchtvorrichtung gemäß der dritten Ausführungsform in einer höheren Detaillierung zusammen mit berechneten Lichtpfaden;
Fig.7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtvorrichtung gemäß einer vierten Ausführungs- form;
Fig.8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtvorrichtung gemäß einer fünften Ausführungs- form;
Fig.9 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Leuchtvorrichtung gemäß einer sechsten Ausführungs- form;
Fig.10 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine
Ausgestaltung einer Optik für eine der Leuchtvorrichtungen nach einer der ersten bis sechsten Ausführungsformen; Fig.11 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine weitere Ausgestaltung einer Optik für eine der Leuchtvorrichtungen nach einer der ersten bis sechsten Ausführungsformen; und
Fig.12 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht noch eine weitere Ausgestaltung einer Optik für eine der Leuchtvorrichtungen nach einer der ersten bis sechsten Aus führungs formen . Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 1 gemäß einer ersten Aus führungs form. Die Leuchtvorrichtung 1 weist eine erste Lichtquelle in Form ei¬ nes Lasers 2 auf, welcher Licht in Form von (erstem) Primärlicht P abstrahlt. Der Laser 2 kann z.B. ein blaues Licht als das Primärlicht P abstrahlender "blauen Laser" oder ein UV- Licht als das Primärlicht P abstrahlender "UV-Laser" sein.
Die Leuchtvorrichtung 1 weist ferner als Reflektoreinrichtung einen elliptisch geformten Reflektor 3 mit einem ersten Brennpunkt F und einem zweiten Brennpunkt F' auf. Die Brenn¬ punkte F, F' liegen hier auf oder in der Nähe einer durch einen freien Rand 4 des Reflektors aufgespannten Lichtaus¬ trittsebene E. Der Reflektor 3 überwölbt ein Leuchtrad 5 mit einer kreis¬ scheibenförmigen Grundform, welches bezüglich seiner Drehachse D drehbar ist, z.B. mittels eines nicht dargestellten Antriebsmotors. Der Reflektor 3 weist dazu eine ausreichend ho¬ he Exzentrizität auf.
Das Leuchtrad 5 ist in Draufsicht in Fig.2 gezeigt. Das Leuchtrad 5 weist einen kreisscheibenförmigen Träger 6 auf, welcher vier ringsegmentförmige Funktionsbereiche 7, 8, 9, 10 aufweist, nämlich einen ersten, äußeren Funktionsbereich 7, einen dazu komplementär anschließenden zweiten, äußeren Funktionsbereich 8, einen dritten, inneren Funktionsbereich 9 und einen dazu komplementär anschließenden vierten, inneren Funk- tionsbereich 10. Die äußeren Funktionsbereiche 7 und 8 bilden zusammen einen äußeren, um die Drehachse D konzentrischen Ring, und die inneren Funktionsbereiche 9 und 10 bilden zu¬ sammen einen inneren, um die Drehachse D konzentrischen Ring mit einem Durchmesser, der geringer ist als der Durchmesser des äußeren Rings 7, 8. Der äußere Ring 7, 8 und der innere Ring 9, 10 grenzen hier rein beispielhaft aneinander. Der äußere Ring 7, 8 und der innere Ring 9, 10 weisen eine um die Drehachse D um 180° gedrehte Grundform auf. Die Funktionsbe- reiche 7 bis 10 weisen bestimmte Funktionen in Bezug auf auf sie einfallendes Licht auf, wobei einer oder mehrere der Funktionsbereiche 7 bis 10 auch mehrere Funktionen aufweisen können, beispielsweise in Abhängigkeit von einer Drehstellung des Leuchtrads 5 und/oder einer Art (z.B. Farbe) des Lichts.
Die Drehachse D kann insbesondere durch den geometrischen und physikalischen Schwerpunkt des Leuchtrads 5 laufen.
Nun wieder in Bezug auf Fig.l strahlt der Laser 2 Primärlicht P durch eine Öffnung in dem Reflektor 3 auf eine dem Reflektor 3 zugewandte Oberseite 11. Dabei kann der Laser 2 auf ei¬ nen der äußeren Funktionsbereiche 7 und 8 strahlen, und zwar abhängig von der aktuellen Drehstellung des Leuchtrads 5 um die Drehachse D. Die äußeren Funktionsbereiche 7 und 8 ent- sprechen somit Primärlicht-Funktionsbereichen, auf welche das Primärlicht P im Bereich des ersten Brennpunkts F einwirkt. Der durch den Laser 2 auf einem der äußeren Funktionsbereiche 7 oder 8 erzeugte Brennfleck befindet sich an oder in der Nähe des ersten Brennpunkts F des Reflektors 3.
Gleichzeitig befindet sich ein komplementär geformter, um 180° um die Drehachse D gedrehter innerer Funktionsbereich 9 bzw. 10 an oder in der Nähe des zweiten Brennpunkts F', so dass von dem Funktionsbereich 7 oder 8 in den Reflektor 3 ab- gestrahltes Licht von diesem auf den Funktionsbereich 9 bzw. 10 reflektiert wird. Die Funktionsbereiche 9 und 10 entspre¬ chen somit Nutzlicht-Funktionsbereichen. Dem inneren Ring 9, 10 am Ort des zweiten Brennpunkts F' ist optional eine Optik 13 nachgeschaltet, welche durch den inne¬ ren Ring 9, 10 am Ort des zweiten Brennpunkts F' dringendes Licht empfängt und beeinflusst. Die Optik 13 kann beispiels¬ weise einen Lichtmischer, einen Konzentrator, einen Kollimator, eine Linse usw. oder eine Kombination davon umfassen.
Der Optik 13 ist hier optional eine Blendenöffnung oder Aper- tur 15 nachgeschaltet.
Die Primärlichteinrichtung wird hier durch denjenigen als Primärlicht-Funktionsbereich dienenden äußeren Funktionsbereich 7 oder 8 gebildet, welcher sich aktuell an oder in der Nähe des ersten Brennpunkts F befindet bzw. durch den ersten Laser 2 angestrahlt wird. Der Primärlichteinrichtung ist also je nach Drehstellung einer der äußeren Funktionsbereiche 7 und 8 (welche die Primärlicht-Funktionsbereiche darstellen) zugeordnet .
Die Nutzlichteinrichtung wird analog durch denjenigen als Nutzlicht-Funktionsbereich dienenden inneren Funktionsbereich 9 oder 10 gebildet, welcher sich aktuell an oder in der Nähe des zweiten Brennpunkts F befindet bzw. durch den Reflektor 3 hauptsächlich angestrahlt wird. Der Nutzlichteinrichtung ist also je nach Drehstellung einer der inneren Funktionsbereiche 9 oder 10 (welche die Nutzlicht-Funktionsbereiche darstellen) zugeordnet . Die Funktionsweise der Leuchtvorrichtung 1 wird nun näher anhand einer Variante beschrieben, bei welcher der erste, äußere Funktionsbereich 7 einen für das Primärlicht P empfindli¬ chen wellenlänmgenumwandelnden Leuchtstoff aufweist, z.B. umwandelnd von blau nach grün oder UV nach grün. Der erste, äu- ßere Funktionsbereich 7 kann beispielsweise mittels einer auf der Oberfläche 11 des Trägers 6 ausgebildeten Leuchtstoff¬ schicht gebildet sein. Der zweite, äußere Funktionsbereich 8 ist das Primärlicht P reflektierend ausgestaltet, insbesondere diffus reflektierend bzw. streuend. Dazu kann der zweite, äußere Funktionsbereich 8 beispielsweise in Form einer auf der Oberfläche 11 des Trä¬ gers 6 aufgebrachten reflektierenden Schicht vorliegen.
Der dritte, innere Funktionsbereich 9 ist für das Primärlicht P undurchlässig (z.B. filternd oder blockierend) und für das wellenlängenumgewandelte Licht durchlässig ausgebildet. Der dritte, innere Funktionsbereich 9 kann beispielsweise in Form eines optischen Filters vorliegen (z.B. einer Filterfolie), welcher einen Durchbruch des Trägers 6 überdeckt. Das opti¬ sche Filter kann beispielsweise ein dichroitischer Spiegel und/oder ein Absorptionsfilter sein, und zwar in einem Element integriert oder als Kombination verschiedener Elemente.
Der vierte, innere Funktionsbereich 10 ist zumindest für das Primärlicht P durchlässig ausgestaltet. Der vierte, innere Funktionsbereich 10 kann beispielsweise in Form einer transparenten Folie vorliegen, welche einen Durchbruch des Trägers 6 überdeckt.
Das Leuchtrad 5 kann hier im Wesentlichen zwei Drehstellungen einnehmen: nämlich eine erste Drehstellung, bei welcher sich der erste, äußere Funktionsbereich 7 an dem Brennpunkt F und sich der dritte, innere Funktionsbereich 9 an dem zweiten Brennpunkt F' befinden, und eine zweite Drehstellung, bei welcher sich der zweite, äußere Funktionsbereich 8 an dem Brennpunkt F und sich der vierte, innere Funktionsbereich 10 an dem zweiten Brennpunkt F' befinden.
In der ersten Drehstellung ist folglich der erste, äußere Funktionsbereich 7 durch das Primärlicht P im Bereich des ersten Brennpunkts F bestrahlbar. Das Primärlicht P wird zu¬ mindest teilweise in ein wellenlängenumgewandeltes Licht um¬ gewandelt und mittels des Reflektors 3 zu dem dritten, inne- ren Funktionsbereich 9 reflektiert. An dem dritten, inneren Funktionsbereich 9 wird der wellenlängenumgewandelte Teil des Lichts als Nutzlicht N durchgelassen und der Primärlichtanteil herausgefiltert oder abgeblockt. Somit tritt an einer Unterseite 12 des dritten, inneren Funktionsbereichs 9 und damit des Leuchtrads 5 im Wesentlichen nur das wellenlängenumgewandelte Nutzlicht N aus und durchläuft folgend die Optik 13 zu der Apertur 15.
In der zweiten Drehstellung wird das Primärlicht P an dem zweiten, äußeren Funktionsbereich 8 reflektiert und mittels des Reflektors 3 zu dem vierten, inneren Funktionsbereich 10, welchen es durchläuft. Nach Durchlaufen der Optik 13 gelangt somit dem Primärlicht P entsprechendes Licht als das Nutz¬ licht N an die Apertur 15.
Bei einer Drehung des Leuchtrads 5 kann also abwechselnd Licht einer Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereichs des wellenlängenumgewandelten Lichts und Licht einer Wellenlänge oder eines Wellenlängenbereichs des Primärlichts P bereitge¬ stellt werden. Diese Lichtsequenzen werden bei einer ausreichend schnellen Abfolge von einem menschlichen Betrachter als Mischlicht mit Komponenten aus diesen beiden Wellenlängen wahrgenommen. Die maximale Länge der jeweiligen Sequenz ist durch die Länge der Funktionsbereiche 7 bis 10 vorgegeben. In einer Variante kann der Laser 2 getaktet betrieben werden, so dass er Licht nicht nur dauernd (im Dauerstrichbetrieb) aus¬ sendet, sondern auch für durch den Takt vorgegebene kürzere Zeiten. So kann eine Farbkoordinate des Mischlichts auf einer durch die beiden Wellenlängen oder Farben vorgegeben Kurve im Farbraum eingestellt werden.
Zur Erzeugung eines Mischlichts aus mehr als zwei Wellenlän¬ gen oder Wellenlängenbereichen bzw. Farben kann der erste, äußere Funktionsbereich 7 mehrere unterschiedliche Leucht¬ stoffe aufweisen, welche das Primärlicht P in Licht unter¬ schiedlicher Wellenlänge (z.B. von blau in grün, gelb und/oder rot oder von UV in blau, grün, (gelb) und rot) umwandeln. Alternativ können anstelle eines gleichartigen ersten, äußeren Funktionsbereichs 7 mehrere kreisringförmige Teilsegmente mit jeweiligen Leuchtstoffen verwendet werden.
Fig.3 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 21 gemäß einer zweiten Aus führungs form. Die Leuchtvorrichtung 21 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 1 ausgeführt, außer dass nun dem inneren Ring 9, 10 im Bereich des zweiten Brennpunkts F' eine beispielhaft als Linse ausge¬ führte Optik 14a vorgeschaltet und eine ebenfalls beispiel¬ haft als Linse ausgeführte Optik 14b nachgeschaltet ist. Die Optiken 14a und 14b bilden zusammen mit dem sich aktuell an oder in der Nähe des zweiten Brennpunkts F' befindlichen in- neren Funktionsbereichs 9 bzw. 10 die Nutzlichteinrichtung. Die Nutzlichteinrichtung ist der Optik 13 vorgeschaltet. Bei dieser Leuchtvorrichtung 21 lassen sich die inneren Funktionsbereiche 9 und 10 besonders effektiv ausnutzen. Fig. zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 31 gemäß einer dritten Aus führungs form. Im Gegensatz zu dem Reflektor 3 der Leuchtvorrichtung 1 weist der hier verwendete Reflektor 33 eine geringe Exzentrizität auf, so dass dessen Brennpunkte F und F' vergleichsweise nahe beieinander liegen. Dadurch kann der Reflektor 33 das Leuchtrad 35 nicht mehr ganz überdecken, sondern nur noch teilweise. Diese teilweise Überdeckung ist so ausgestaltet, dass (abhängig von der Drehstellung des Leuchtrads 5) nur ein Teil der Funktionsbereiche 37 bis 40 von dem Reflektor 33 über- wölbt ist. Die Leuchtvorrichtung 31 ist besonders kompakt ausgestaltbar .
Wie in Fig.5 gezeigt, sind Funktionsbereiche 37 bis 40 auch hier als Ringsegmente von um eine Drehachse D des Leuchtrads 35 konzentrisch angeordneten Ringen ausgebildet. Jedoch strahlt der in Fig.4 gezeigte Laser 2 nun auf den durch einen ersten, nun inneren Funktionsbereich 37 und einen zweiten, nun inneren Funktionsbereich 38 gebildeten inneren Ring 37, 38. Der erste, innere Funktionsbereich 37 und der zweiten, innere Funktionsbereich 38 entsprechen funktional den Funktionsbereichen 7 bzw. 8. Ein dritter, nun äußerer Funktionsbe- reich 39 und ein vierter, nun ebenfalls äußerer Funktionsbereich 40 entsprechen den Funktionsbereichen 9 bzw. 10.
Außer der bezüglich des Leuchtrads 5 vertauschten Anordnung zwischen innen und außen sind gleichzeitig im jeweiligen Brennpunkt F bzw. F' befindliche (Paare von) Funktionsberei¬ che (n) 37 und 39 bzw. 38 und 40 in einem gleichen Winkelsektor bezüglich der Drehachse D angeordnet. Der innere Ring 37, 38 und der äußere Ring 39, 40 sind folglich im Wesentlichen form- und lagegleich, aber nicht größengleich.
Das Leuchtrad 35 kann folglich im Wesentlichen zwei Drehstellungen einnehmen: nämlich eine erste Drehstellung, bei welcher sich der erste, innere Funktionsbereich 37 an dem ersten Brennpunkt F und sich der dritte, äußere Funktionsbereich 39 an dem zweiten Brennpunkt F' befinden, und eine zweite Drehstellung, bei welcher sich der zweite, innere Funktionsbe¬ reich 38 an dem ersten Brennpunkt F und sich der vierte, äußere Funktionsbereich 40 an dem zweiten Brennpunkt F' befinden. Die Arbeitsweise der Leuchtvorrichtung 31 ist dann ana- log zu derjenigen der Leuchtvorrichtung 1 und kann auch ähnlich weitergebildet werden.
Fig.6 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht Teile der Leuchtvorrichtung 31 in einer höheren Detaillierung zusammen mit berechneten Lichtpfaden. Der Reflektor 33 weist eine Lichteintrittsöffnung 43 zum Eintritt des Primärlichts P auf. Die Lichteintrittsöffnung 43 kann einseitig verspiegelt sein, um einen Rückeintritt von in dem Reflektor 33 laufendem Licht zurück in die Lichteintrittsöffnung 43 zu verhindern. Das Primärlicht P ist auf den ersten Brennpunkt F gerichtet, an dem sich der (nicht dargestellte) innere Ring 37, 38 des Leuchtrads 35 befindet. Von dem ersten Brennpunkt F gehen als durchgezogene Linien dargestellte Lichtpfade ab, die aufgrund einer diffusen Streuung von dem inneren Ring 37, 38 entstehen. Die Lichtpfade werden mittels des Reflektors 33 auf den zweiten Brennpunkt F' reflektiert, in dessen Bereich sie durch das Leuchtrad 35 (gefiltert oder ungefiltert) hindurch¬ treten. Das durch das Leuchtrad 35 hindurchgetretene Nutz¬ licht N läuft weiter durch die hier als Bikonvexlinse ausge¬ bildete Optik 13 und noch weiter durch die Apertur 15. Fig.7 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 51 gemäß einer vierten Aus führungs form. Die Leuchtvorrichtung 51 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 31, außer dass nun der Träger 56 des Leuchtrads 55 an seinem Randbereich, welcher den äußeren Ring 39, 40 trägt, abgesenkt ist. Ferner ist eine stationäre Optik 57 dem äußeren Ring 39,40 im Bereich des zweiten Brennpunkts F' vorgeschaltet, und zwar außerhalb des Reflektors 33. An dem zweiten Brenn¬ punkt F' oder in einem geringen Abstand unterhalb des zweiten Brennpunkts F' befindet sich folglich nun nicht mehr der äu- ßere Ring 39, 40, sondern eine Lichteintrittsfläche 58 der vorgeschalteten Optik 57, welche das eintretende Licht auf den abgesenkten äußeren Ring 39, 40 lenkt. Folglich kann die Nutzlichteinrichtung zumindest die vorgeschaltete Optik 57 und den inneren Ring 39, 40 bzw. deren Funktionsbereiche 39, 40 aufweisen, und der Träger 56 ist zumindest an der Nutzlichteinrichtung 39, 40, 57 abgesenkt.
Anstelle des im Profil stufig abgesenkten Trägers 56 können auch zwei parallel angeordnete, bezüglich einer gemeinsamen Drehachse D längsbeabstandete Leuchträder verwendet werden, wobei ein näher an dem Reflektor 33 befindliches Leuchtrad insbesondere einen geringeren Durchmesser aufweist und den inneren Ring 37, 38 trägt. Das andere, weiter von dem Reflektor 33 beabstandete Leuchtrad weist einen größeren Durchmes- ser auf und trägt den äußeren Ring 39, 30. Da diese mehreren Leuchträder fest an einer gemeinsamen Antriebswelle befestigt sein können, entfällt auch hierbei eine gegenseitige Synchro¬ nisation .
Fig.8 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 61 gemäß einer fünften Aus führungs form. Die Leuchtvorrichtung 61 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 31 aufgebaut. Die Leuchtvorrichtung 61 weist zusätzlich eine zweite Lichtquelle in Form eines zweiten Lasers 62 zur Aus¬ strahlung eines zweiten Primärlichts P2 auf. Das zweite Pri¬ märlicht P2 weist eine andere Farbe (andere Spitzenwellenlän¬ ge (n) und/oder andere Bandbreite (n) auf) als das von dem La¬ ser 2 abgestrahlte (erste) Primärlicht P und auch eine andere Farbe als das mittels des ersten Funktionsbereichs 37 wellen¬ längenumgewandelte Licht. Der zweite Laser 62 strahlt auf ei¬ ne Unterseite 12 des Leuchtrads 65, und zwar auf einen für das zweite Primärlicht P2 durchlässigen weiteren Primärlicht- Funktionsbereich 69, der sich in einer weiteren Drehstellung an oder in der Nähe des Brennpunkts F befindet. Dadurch wird das zweite Primärlicht P2 von unten durch den weiteren Primärlicht-Funktionsbereich 69 hindurch gestrahlt und an der dem Reflektor 33 zugewandten Seite an oder in der Nähe des ersten Brennpunkts F einen Brennfleck erzeugt. Folglich wird das zweite Primärlicht P2 an dem ersten Brennpunkt F in den Reflektor 33 eingestrahlt. Der weitere Primärlicht-Funktions¬ bereich 69 kann insbesondere streuend wirken, so dass das auf der dem Reflektor 33 zugewandten Seite austretende zweite Primärlicht P2 aufgeweitet ist.
In der weiteren Drehstellung kann an dem zweiten Brennpunkt F' insbesondere ein Nutzlicht-Funktionsbereich vorhanden sein, welcher für die Wellenlänge oder das Wellenlängenband des zweiten Primärlichts P2 durchlässig ist. Dies kann bei¬ spielsweise der vierte, äußere Funktionsbereich 40 sein, wel¬ cher bereits für die Wellenlänge oder das Wellenlängenband des ersten Primärlichts P durchlässig ist. Alternativ kann ein eigener Nutzlicht-Funktionsbereich vorhanden sein. Der weitere Primärlicht-Funktionsbereich 69 kann insbesondere dem zweiten, inneren Funktionsbereich 38 entsprechen, welcher für das erste Primärlicht P spiegelnd ausgebildet ist. In diesem Fall können der erste Laser 2 und der zweite Laser 62 gleichzeitig an dem gleichen Primärlicht-Funktionsbereich 38, 69 betrieben werden. Der zweite, innere Funktionsbereich 38 kann in diesem Fall insbesondere mittels eines dichroitischen Spiegels gebildet werden. An dem zugehörigen vierten, äußeren Funktionsbereich 40 kann dann zumindest zeitweise ein aus dem ersten Primärlicht P und dem zweiten Primärlicht P2 gebilde¬ tes Mischlicht als das Nutzlicht N austreten. Zur Einstellung einer Farbkoordinate des Mischlichts können sowohl der erste Laser 2 als auch der zweite Laser 62 getaktet oder gesteuert aktivierbar / deaktivierbar oder einschaltbar / ausschaltbar betrieben werden.
Der weitere Primärlicht-Funktionsbereich 69 kann alternativ einem weiteren, inneren Primärlicht-Funktionsbereich entsprechen, welcher sich von den anderen inneren ( Primärlicht- ) Funktionsbereichen 37, 38 unterscheidet. Ein solcher weiterer, innerer Primärlicht-Funktionsbereich 69 kann sowohl für das erste Primärlicht P als auch für das zweite Primärlicht P2 lichtdurchlässig, z.B. transparent oder transluzent, ins¬ besondere streuend, ausgebildet sein. Eine solche Ausgestal- tung ist besonders preiswert. In diesem Fall ist es vorteil¬ haft, dass der erste Laser 2 kein erstes Primärlicht P emit¬ tiert, wenn sich der weitere Primärlicht-Funktionsbereich 69 an dem ersten Brennpunkt F befindet. Allgemein kann es dann vorteilhaft sein, dass die Laser 2 und 62 nur abwechselnd ak- tivierbar oder anschaltbar sind ( gegenphasiger Betrieb) . Der erste, innere Funktionsbereich 37 und der zweite, innere Funktionsbereich 38 können für das zweite Primärlicht P2 insbesondere blockierend wirken. Das Verwenden des zweiten Lasers 62 weist den Vorteil auf, dass dem Mischlicht auf einfache Weise eine Farbkomponente zugemischt werden kann, welche sich mittels eines Leucht- Stoffs und nur einer Primärlichtquelle nur schwierig oder gar nicht erzeugen lässt, beispielsweise aufgrund eines Fehlens oder einer geringen Effizienz von Leuchtstoffen. Auch können so eine Aufheizung des Leuchtrads 65 durch Sto- kes-Verluste in einem Leuchtstoff, eine thermische Verschie¬ bung einer Spitzenwellenlänge eines wellenlängenumgewandelten Lichts und ein thermisches Quenching eines Leuchtstoffs un¬ terdrückt werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft, falls die Spitzenwellenlänge des zweiten Primärlichts P2 weit von der Spitzenwellenlänge des ersten Primärlichts P entfernt ist. Beispielsweise mag das erste Primärlicht P UV-Licht oder blaues Lichts sein und das zweite Primärlicht P2 rotes Licht oder sogar infrarotes (IR-) Licht sein.
Alternativ zu einer Einstrahlung von unten auf die dem Reflektor 33 abgewandten Seite des Leuchtrads 65 mag der zweite Laser 62 auf von oben auf die Oberseite 11 des Leuchtrads 65 gerichtet sein. Dazu kann das zweite Primärlicht P2 des zwei- ten Lasers 62 getrennt von dem ersten Primärlicht P geführt werden oder mit diesem zusammengeführt werden, beispielsweise mittels einer Verwendung eines vor dem Reflektor 33 angeordneten Strahlkombinierers und einer folgenden Verwendung der gleichen Lichteintrittsöffnung 43.
Bei einer Verwendung mehrerer (d.h., auch von mehr als zwei) Lichtquellen, insbesondere Lasern, ist die Farbe der Laser nicht beschränkt. So mag der erste Laser 2 ein Licht mit ei¬ ner Spitzenwellenlänge von ca. 445 nm abstrahlender Laser sein, für welchen Leuchtstoffe mit einer hohen Umwandlungsef¬ fektivität existieren. Der zweite Laser 62 mag ein rotes Licht abstrahlender Laser sein. Insbesondere mag noch mindes¬ tens ein weiterer, das Leuchtrad 65 z.B. von unten anstrahlender Laser vorhanden sein, welcher z.B. blaues Licht mit einer Spitzenwellenlänge in einem Bereich zwischen 460 nm und 470 nm abstrahlen kann, um eine für eine menschliche Wahrnehmung besonders angenehmes Mischlicht erzeugen zu können. Allgemein sind mehrere erste Laser 2 (allg.: Lichtquellen) einsetzbar, welche auch Licht unterschiedlicher Farbe aus- strahlen können.
Fig.9 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung 71 gemäß einer sechsten Aus führungs form. Die Leuchtvorrichtung 71 ist ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 31 aufgebaut, außer dass nun der zweite, innere Funktionsbe¬ reich 38 für das Primärlicht P durchlässig ist und optional auf den vierten, äußeren Funktionsbereich 40 verzichtet werden kann.
In der zweiten Drehstellung wird folglich das von dem Laser 2 eingestrahlte Primärlicht P direkt durch den zweite, inneren Funktionsbereich 38 nach außen durchgelassen, hier auf eine optional vorhandene, nachgeschaltete Optik 72. In der ersten Drehstellung und in der zweiten Drehstellung wird das Nutzlicht N somit an unterschiedlichen Stellen aus dem Reflektor 33 ausgekoppelt, und zwar an dem Brennpunkt F' bzw. an dem Brennpunkt F (getrennte Nutzlichtkanäle) , und zwar mit unter¬ schiedlicher Farbe. Um mit der Leuchtvorrichtung 71 ein (sequentielles) Mischlicht zu erzeugen, ist der dem Brennpunkt F' zugeordneten Optik 13 und der dem Brennpunkt F zugeordne- ten Optik 72 ein gemeinsamer optischer Kombinator 73 nachgeschaltet, welcher die aus den Optiken 13 und 72 austretenden Nutzlichtstrahlen vereint und zu der Apertur 15 leitet. Der Kombinator 73 kann beispielsweise mittels eines oder mehrerer dichroitischer Spiegel aufgebaut sein, da sich die Farben der Lichts der getrennten Nutzlichtkanäle unterscheiden.
Fig.10 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine mögliche Ausgestaltung der Optik 13, 57 und/oder 72, insbesondere für eine der Leuchtvorrichtungen 1, 21, 31 51 61 oder 71. Die Optik 13, 57 und/oder 72 kann beispielsweise zur Beeinflussung, insbesondere Formung und/oder Homogenisierung, des einfallenden Nutzlichts N zunächst einen Lichttunnel 81 auf¬ weisen, dem eine abbildende Optik 82 nachgeschaltet ist. Der Lichttunnel 81 mag insbesondere einer Homogenisierung und Pa¬ rallelrichtung des einfallenden Nutzlichts dienen und kann z.B. in Form eines zylinderförmigen Lichtmischstabs, Licht¬ leiters oder Hohlkanals vorliegen. Die abbildende Optik 82 kann z.B. eine oder mehrere Linsen aufweisen. Die Optik 13, 57 und/oder 72 mag auch nur den Lichttunnel 81 oder nur die abbildende Optik 82 aufweisen.
Mittels der gezeigten Ausgestaltung der Optik 13, 57 und/oder 72 lässt sich der Nutzlichtstrahl auf einfache und kompakte Weise auf eine bestimmte Größen der Apertur 15 und /oder auf bestimmte Akzeptanzwinkelbereiche einstellen.
Fig.11 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine weitere mögliche Ausgestaltung der Optik 13, 57 und/oder 72. Anstelle des zylinderförmigen Lichttunnels 81 wird hier ein Lichttunnel 83 verwendet, dessen Lichteintrittsfläche 84 kleiner ist als dessen Lichtaustrittsfläche 85. Der Lichttunnel 83 kann beispielsweise in Form eines sich in Lichtaus¬ breitungsrichtung kegelstumpfförmig aufweitenden Lichtmisch- stabs, Lichtleiters oder Hohlkanals vorliegen.
Fig.12 zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht noch eine weitere mögliche Ausgestaltung der Optik 13, 57 und/oder 72. Hier sind einem zylinderförmigen Lichttunnel 86 mehrere Linsen 87, 88 optisch in Reihe vorgeschaltet, wodurch der Lichttunnel 86 vergleichsweise breit ausgestaltbar ist.
Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. So können die Zuordnungen der Funktionsbereiche zu einem in¬ neren oder einem äußeren Ring und/oder zu einem der Brennpunkte F oder F' auch ausgetauscht werden.
Auch können anstelle der Laser andere Lichtquellen verwendet werden, ggf. in Kombination mit einer geeigneten Optik, z.B. Leuchtdioden usw.
Ferner ist die Zahl, Anordnung und/oder Funktion der Funktionsbereiche nicht beschränkt. So mögen auch Leuchträder mit nur einem Ring oder mit drei oder noch mehr Ringen verwendet werden, alternativ auch mehrere Leuchträder mit jeweils unterschiedlichem Durchmesser o.ä.
Allgemein können Merkmale der unterschiedlichen Ausführungsformen auch alternativ oder zusätzlich zueinander verwendet werden .
Insbesondere können die Leuchtvorrichtungen jeweils mit Re¬ flektoren hoher oder geringer Exzentrizität ausgestattet sein. So mag das Leuchtrad mit dem teilweise abgesenkten Trä¬ ger gemäß der Leuchtvorrichtung der vierten Aus führungs form auch in einer Leuchtvorrichtung verwendet werden, welche einen Reflektor mit hoher Exzentrizität, z.B. gemäß der Leucht¬ vorrichtung der ersten oder der zweiten Ausführungsform, aufweist.
Auch mögen mehr als zwei Lichtquellen unterschiedlicher Farbe verwendet werden, z.B. zwei oder mehr Lichtquellen unterschiedlicher Farbe, deren Licht zumindest teilweise wellen¬ längenumgewandelt wird, und/oder zwei oder mehr Lichtquellen unterschiedlicher Farbe, deren Licht nicht wellenlängenumge¬ wandelt wird.
Allgemein sind die Wellenlängen oder Farben (einschließlich Ultraviolett und Infrarot) der Lichtquellen und des wellen¬ längenumgewandelten Lichts nicht eingeschränkt. Insbesondere kann Licht als elektromagnetische Welle verstanden werden, welche UV-Licht, sichtbares Licht und IR-Licht umfasst, ins¬ besondere in einem Spektralbereich zwischen 10 nm und 1 mm.
Eine weitere allgemeine Weiterbildung ist es, dass die erste Lichtquelle blaues Licht mit einer Spitzenwellenlänge von ca. 445 nm abstrahlt, da sich so eine hohe Wellenlängenumwand¬ lungseffektivität ergibt. Eine zweite Lichtquelle, deren Licht insbesondere nicht wellenlängenumgewandelt wird, mag blaues Licht mit einer Spitzenwellenlänge von ca. 460-470 nm abstrahlen, was eine als rein blau empfundene Farbabstrahlung ermöglicht. Zusätzlich mag insbesondere eine rot strahlende Lichtquelle verwendet werden.
Beispielsweise mag so von der Leuchtvorrichtung blau (445 nm) /grün-konvertiertes Licht und/oder blau (445 nm) /rot¬ konvertiertes Licht als auch blaues (460-470nm) Primärlicht und/oder rotes Primärlicht, oder eine Kombination daraus ab¬ gestrahlt werden.
Der Reflektor kann beispielsweise aus Metall oder reflektie¬ rend beschichtetem Glas bestehen. Der Reflektor kann einstückig oder mehrstückig ausgebildet sein. Der Reflektor kann eine dichroitische Beschichtung aufweisen, insbesondere an seiner Innenseite, welche für das Primärlicht P durchlässig und für das Nutzlicht sowie für das zweite Primärlicht P2 (falls vorhanden) spiegelnd ausgeführt ist.
Bezugs zeichenliste
1 Leucht orrichtung
2 erster Laser
3 Reflektor
4 freier Rand
5 Leuchtrad
6 Träger
7 erster Funktionsbereich
8 zweiter Funktionsbereich
9 dritter Funktionsbereich
10 vierter Funktionsbereich
11 Oberseite
12 Unterseite
13 Optik
14a vorgeschaltete Optik
14b nachgeschaltete Optik
15 Apertur
21 LeuchtVorrichtung
31 LeuchtVorrichtung
33 Reflektor
35 Leuchtrad
37 erster Funktionsbereich
38 zweiter Funktionsbereich
39 dritter Funktionsbereich
40 vierter Funktionsbereich
43 Lichteintrittsöffnung
51 LeuchtVorrichtung
55 Leuchtrad
56 Träger
57 Optik
61 LeuchtVorrichtung
62 zweiter Laser
65 Leuchtrad
69 weiterer Funktionsbereich
71 LeuchtVorrichtung
72 Optik 73 Kombinator
81 Lichttunnel
82 abbildende Optik
83 Lichttunnel
84 Lichteintritts fläche
85 Lichtaustritts fläche
86 Lichttunnel
87 Linse
88 Linse
D Drehachse
E Lichtaustrittsebene
F erster Brennpunkt
F ' zweiter Brennpunkt
N Nutzlicht
P (erstes) Primärlicht
P2 zweites Primärlicht

Claims

Patentansprüche
Leuchtvorrichtung (1; 21; 31; 51; 61; 71), aufweisend
- mindestens eine erste Lichtquelle (2) zur Ausstrah¬ lung von Primärlicht (P) ,
- eine Reflektoreinrichtung (3; 33) mit einem ersten Brennpunkt (F) und einem zweiten Brennpunkt ( F 1 ) ,
- mindestens ein drehbares Leuchtrad (5; 35; 55; 65) mit mindestens zwei Funktionsbereichen (7, 8, 9, 10; 37, 38, 39, 40; 69),
- eine mittels der mindestens einen ersten Lichtquelle (2) bestrahlbare Primärlichteinrichtung (7, 8; 37, 38; 69), wobei der Primärlichteinrichtung (7, 8; 37, 38; 69) einer der Funktionsbereiche (7, 8; 37, 38; 69) als ein Primärlicht-Funktionsbereich funktional zugeordnet ist und wobei sich der erste Brennpunkt (F) im Bereich der Primärlichteinrichtung (7, 8; 37, 38; 69) befindet,
- eine Nutzlichteinrichtung (9, 10; 39, 40; 14a, 14b;
57), welcher ein anderer der Funktionsbereiche (9, 10; 39, 40) als ein Nutzlicht-Funktionsbereich funktional zugeordnet ist, wobei sich der zweite Brenn¬ punkt (F') im Bereich der Nutzlichteinrichtung (9, 10; 39, 40; 14a, 14b; 57) befindet,
- wobei zumindest in einer ersten Drehstellung des Leuchtrads (5; 35; 55; 65) ein der Primärlichteinrichtung (7, 8; 37, 38; 69) zugeordneter Primärlicht- Funktionsbereich (7; 37) mindestens einen für das von der Lichtquelle (2) ausgestrahlte Primärlicht (P) empfindlichen Leuchtstoff aufweist und
- ein der Nutzlichteinrichtung (9, 10; 39, 40; 14a, 14b; 57) zugeordneter Nutzlicht-Funktionsbereich (9; 39) zumindest für das von dem Primärlicht- Funktionsbereich (7; 37) wellenlängenumgewandelte Licht durchlässig ist. Leuchtvorrichtung (1; 21; 31; 51; 61; 71) nach Anspruch 1, wobei zumindest in der ersten Drehstellung der der Nutzlichteinrichtung (9, 10; 39, 40; 14a, 14b; 57) zugeordnete Nutzlicht-Funktionsbereich (10; 40) für das Pri- märlicht (P) undurchlässig ist.
Leuchtvorrichtung (1; 21; 31; 51; 61; 71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Leuchtrad (5; 35; 55; 65)
- mehrere Primärlicht-Funktionsbereiche (7, 8; 37, 38;
69) und mehrere Nutzlicht-Funktionsbereiche (9, 10; 39, 40) aufweist,
- wobei die Primärlicht-Funktionsbereiche (7, 8; 37, 38; 69) als Segmente eines ersten Rings angeordnet sind und
- die Nutzlicht-Funktionsbereiche (9, 10; 39, 40) als Segmente eines zweiten Rings angeordnet sind.
Leuchtvorrichtung (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Funktionsbereiche (7, 8, 9, 10) von der Reflektoreinrichtung (3) überwölbt sind.
Leuchtvorrichtung (31; 51; 61; 71) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei nur ein Teil der Funktionsberei¬ che (37, 38, 39, 40; 69) von der Reflektoreinrichtung (33) überwölbt ist.
Leuchtvorrichtung (1; 21; 31; 51; 61) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zumindest in einer zwei¬ ten Drehstellung des Leuchtrads (5; 35; 55; 65)
- der der Primärlichteinrichtung (7, 8; 37, 38; 69) zugeordnete Primärlicht-Funktionsbereich (8; 38) für das von der Lichtquelle (2) ausgestrahlte Primärlicht (P) reflektierend ausgestaltet ist und
- der der Nutzlichteinrichtung (9, 10; 39, 40; 14a, 14b; 57) zugeordnete Nutzlicht-Funktionsbereich (10; 40) für das Primärlicht (P) durchlässig ist. Leuchtvorrichtung (61) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Leuchtvorrichtung (61) mindestens ei¬ ne zweite Lichtquelle (62) zur Ausstrahlung eines zwei¬ ten Primärlichts (P2) auf die Primärlichteinrichtung (69) aufweist, wobei das zweite Primärlicht (P2) eine zu dem Primärlicht (P) der mindestens einen ersten Licht¬ quelle (2) unterschiedliche Farbe aufweist.
Leuchtvorrichtung (61) nach Anspruch 7, wobei
- die mindestens eine erste Lichtquelle (2) die Primär¬ lichteinrichtung (37, 38, 69) von einer der Reflektoreinrichtung (33) zugewandten Seite aus bestrahlt,
- die mindestens eine zweite Lichtquelle (62) die Pri¬ märlichteinrichtung (37, 38, 69) von einer der Reflektoreinrichtung (33) abgewandten Seite aus bestrahlt und
- wobei zumindest in einer Drehstellung des Leuchtrads (65) der der Primärlichteinrichtung (37, 38, 69) zugeordnete Primärlicht-Funktionsbereich für das Licht der mindestens einen zweiten Lichtquelle (62) durchlässig ist und der der Nutzlichteinrichtung (39, 40) zugeordnete Nutzlicht-Funktionsbereich (39, 40) für das zweite Primärlicht (P2) durchlässig ist.
Leuchtvorrichtung (1; 21; 31; 51; 61; 71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der erste Brennpunkt (F) an oder in der Nähe des der Primärlichteinrichtung (7, 8; 37, 38; 69) zugeordneten Primärlicht- Funktionsbereichs (7, 8; 37, 38; 69) befindet.
Leuchtvorrichtung (21; 51) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Nutzlichteinrichtung (9, 10; 39, 40; 14a, 14b; 57) eine dem zugeordneten Nutzlicht- Funktionsbereich (9, 10; 39, 40) vorgeschaltete und/oder nachgeschaltete Optik (14a, 14b; 57) zugeordnet ist. Leuchtvorrichtung (51) nach Anspruch 9, wobei sich eine dem Nutzlicht-Funktionsbereich (39, 40) vorgeschaltete Optik (57) an oder in der Nähe des zweiten Brennpunkts (F') befindet und ein Träger (56) des Leuchtrads (55) zumindest an dem Nutzlicht-Funktionsbereich (39, 40) abgesenkt ist.
Leuchtvorrichtung (1; 21; 31; 51; 61; 71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich der zweite Brennpunkt (F') an oder in der Nähe des der Nutzlichteinrichtung (9, 10; 39, 40; 14a, 14b; 57) zugeordneten Nutzlicht-Funktionsbereichs (9, 10; 39, 40) befindet.
12. Leuchtvorrichtung (71) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei
- zumindest in einer Drehstellung ein der Primärlichteinrichtung (37, 38) zugeordneter Primärlicht- Funktionsbereich (38) für das von der mindestens einen ersten Lichtquelle (2) ausgestrahlte Primärlicht (P) durchlässig ist und
- der Primärlichteinrichtung (37, 38) und der Nutzlichteinrichtung (39, 40) ein gemeinsamer optischer Kombinator (73) nachgeschaltet ist.
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