WO2014037217A1 - Illumination device - Google Patents

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WO2014037217A1
WO2014037217A1 PCT/EP2013/067319 EP2013067319W WO2014037217A1 WO 2014037217 A1 WO2014037217 A1 WO 2014037217A1 EP 2013067319 W EP2013067319 W EP 2013067319W WO 2014037217 A1 WO2014037217 A1 WO 2014037217A1
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WO
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light
conversion element
wavelength conversion
converted
laser
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PCT/EP2013/067319
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Inventor
David Dussault
Andre Nauen
Sergey Khrushchev
Christian Gammer
Original Assignee
Osram Gmbh
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Publication date
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    • F21WINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO USES OR APPLICATIONS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS
    • F21W2102/00Exterior vehicle lighting devices for illuminating purposes

Definitions

  • the invention relates to a lighting device according to the preamble of claim 1.
  • Such a lighting device is disclosed for example in US 2011/0084609 AI.
  • This document describes a lighting device with improved safety for the user.
  • a light sensor is provided in the lighting device that detects reflected at the light wavelength conversion element light and detects in this manner, the presence or absence of the light wavelength conversion element and a shutdown of the laser light source in the case of the absence of the light wavelength conversion member veran ⁇ initiated.
  • the illumination device has at least one laser light source and at least one light wavelength conversion element which is designed to convert light emitted by the at least one laser light source proportionately into light of a different wavelength.
  • the illumination device according to the invention has at least two light sensors for monitoring the light emission for the at least one laser light source le, wherein a first light sensor for detecting unconverted laser light is tuned to the wavelength of the light emitted from the at least one laser light source, and a second light sensor for detecting converted laser light to a wavelength, for example the dominant wavelength, of the at least one light wavelength conversion element converted light is tuned.
  • the illumination device according to the invention makes it possible with the aid of the light sensors with different spectral sensitivity to determine the relative proportions of converted and unconverted light and thus the detection of any absolute or relative intensity change of the laser light or the converted light or any absolute or relative color location shift of composed of converted and unconverted light mixed light emitted from the illumination device according to the invention.
  • a safety shutdown of the at least one laser light source can be activated.
  • the invention shown SSE illumination device to detect both changes in the laser light sources and the at least one light wavelength conversion member. Insbeson ⁇ particular a more accurate localization of possible sources of error in the inventive lighting device is possible.
  • the light sensors of the invention Lighting device arranged such that they detect at the at least one light wavelength conversion element scattered, converted or non-converted light.
  • the light sensors do not disturb the light emission of the illumination device according to the invention, since they are not arranged in the direct beam path of the at least one laser light source.
  • the first light sensor is arranged such that it is not converted, detected by the at least one La ⁇ serlichtán emitted light and the second light sensor is arranged such that it at the at least one optical wavelength conversion element overall interspersed, converted Light detected.
  • the first light sensor is preferably arranged in such a way ⁇ in this case is that it is either scattered light from the detected at least one laser light source, or does not receive Batch Conversion ⁇ tes laser light that is coupled out for example by means of a beam splitter.
  • the light emission of the illumination device according to the invention is likewise not hindered by the light sensors.
  • theansinrich- invention tung least one light guide which is so attached ⁇ arranged that converted and non-converted scattered light is coupled from said at least version element a Lichtwellendorfnkon- into the light guide and then the light emerging from the light guide Light on one for the respective spectral component of the converted or unconverted light sensitive light sensor is passed.
  • the use of at least one light guide has the advantage that stray high intensity light with ge ⁇ ringem loss is conducted from the at least one Lichtwellenlän- genkonversionselement to the light sensors and thus a high light intensity of the light sensors is measurable advantage.
  • an evaluation unit vorgese ⁇ hen and formed such that a quotient of the calculated by the first light sensor and the second light sensor light intensities or a variable proportional thereto is evaluated.
  • the relative proportion of the converted light and the unconverted light can be determined in the light emitted from of the inventive illumination device in a simple Wei ⁇ se.
  • the value of such a quotient or a variable proportional thereto can be used as a measure of the color location or any color locus shift of the light emitted by the illumination device according to the invention and defines a threshold for activating a safety shutdown of the laser light sources using this quotient or the size proportional thereto become.
  • the value of such a ratio or a magnitude proportional to a measure of a possible loss of quality when light wave length can conversion-element or assign as an indicator of some ⁇ or complete loss of Lichtwellensnkon- version elements are used.
  • the application of the aforementioned quotient Ver ⁇ or to propor- tional size has the advantage that the safety shut tion of the laser light sources and the quality control of the at least one light wavelength conversion element is independent of the absolute values of the light intensities measured by the two light sensors.
  • Both the quotient L1 / L2 and the reciprocal L2 / L1 of this quotient and a variable proportional thereto are suitable for the safety shutdown of the laser light sources and the quality monitoring of the at least one light wavelength conversion element, where LI is the light intensity measured by the first light sensor and L2 is that of the second Light sensor measured measured light intensity.
  • the at least one laser light source is designed so that it emits light from the wavelength ⁇ range of 380 nm to 490 nm and at least one light wavelength conversion element is designed such that it light from the at least one La ⁇ serlichtán proportionally in light with a dominant wavelength from the wavelength range of 560 nm to 590 nm converted.
  • the illumination device according to the invention emits white light, which is a mixture of unconverted blue light and converted yellow light.
  • the lighting device according to the invention is thereby suitable for use as a light source in a vehicle headlight.
  • the color location of the white light emitted by the illumination device according to the invention is determined by the relative proportions of unconverted blue light and converted yellow light.
  • the first light sensor is advantageously tuned to a wavelength range of 380 nm to 490 nm and the second light sensor is preferably tuned to a wavelength range of 560 nm to 590 nm or to wavelengths greater than or equal to 550 nm. This ensures that the first light sensor detects only the on ⁇ part of the non-converted light emitted from the lighting device according to the invention light and the second light sensor detects only the portion of the converted light emitted from the lighting device according to the invention light.
  • the at least one laser light source is preferably designed as a laser diode or laser diode array in order to enable a spatially compact arrangement of the components of the illumination device according to the invention.
  • Figure 1 is a schematic representation of a lighting device according to the first embodiment of the invention
  • Figure 2 is a schematic representation of a lighting device according to the second embodiment of the invention
  • Figure 3 is a schematic representation of a lighting device according to the third embodiment of the invention
  • Figure 5 is a schematic representation of a lighting device according to the fourth embodiment of the invention.
  • Figure 6 is a schematic representation of a lighting device according to the fifth embodiment of the invention.
  • Figure 7 is a schematic representation of a lighting device according to the sixth embodiment of the invention.
  • FIG. 1 schematically shows the structure of a lighting device according to the first exemplary embodiment of the invention.
  • This illumination device has a blue light from the wavelength range from 440 nm to 460 nm emitting laser diode 10, a Kolli ⁇ matorlinse 11, designed as a fiber optic light guide 12, a Lichtwellenlienkonversionselement 13 and two light sensors 14, 15.
  • the laser diode 10 and Kol ⁇ limatorlinse 11 are un ⁇ tercolophon in a common housing 100.
  • the light emitted by the laser diode 10 is parallelized by means of the collimator lens 11 and coupled into a first end 122 of the fiber optic 12.
  • the fiber optic 12 has a light-conducting core 120 and the core 120 surrounding jacket 121, whose material has a lower optical refractive index than the material of the core 120 so that the light coupled into the Fa ⁇ seroptik 12 light remains by total reflection on the casing 121 in the core 120 and the optical fiber 12 only at their Leave ends 122, 123.
  • the blue laser light emerging from the second end 123 impinges on the light wavelength conversion element 13 and is proportionally converted into yellow light after impinging on the Lichtwellenlienkonversionsele- 13, so that upon passing the light wavelength conversion element 13 white light 16 is generated, which is a mixture of unconverted blue light and converted yellow light is.
  • the illumination device thus generates white light, which is a mixture of blue excitation light of the laser diode 10 and converted yellow light of the light wavelength conversion element 13.
  • the light wavelength conversion element 13 serves as a light exit opening of the illumination device and, since it has only a small area in the range from 1 mm 2 to 5 mm 2 , the illumination device can be regarded as a white light emitting point light source, which is very well suited as a light source for projection applications, especially vehicle headlights, is suitable.
  • the light wavelength conversion member 13 of the BL LEVEL ⁇ processing device consists of a sapphire wafer 130, which is coated with phosphor 131, the blue light in gel bes light having a dominant wavelength from the WEL wavelength range from 560 nm to 590 nm.
  • the phosphor 131 is doped with cerium Yttriumaluminium ⁇ garnet (YAG: Ce) was used.
  • YAG: Ce cerium Yttriumaluminium ⁇ garnet
  • the relative proportion of unconverted blue light and converted yellow light in the white mixed light 16 is determined by the thickness of the phosphor coating 131 and the concentration of the phosphor on the sapphire chip 130.
  • the blue laser light is scattered on the phosphor particles of the light wavelength conversion element 13, and a part of the blue light is converted to yellow light by the phosphor 131.
  • the sapphire plate 130 serves as a carrier and heat sink for the phosphor 131.
  • the phosphor 131 is attached as a coating on the second end 123 of the fiber optic 12 facing surface of the sapphire plate 130. However, it may also be remote from this on the end 123 of the surface Sa ⁇ phirplättchens 130 may be disposed.
  • the light wavelength conversion element 13 is clamped in a holder (not shown), which additionally serves as a heat sink for the light wavelength conversion element 13.
  • the first light sensor 14 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the first photodiode substantially only receives light from the blue spectral range in the wavelength range from 440 nm to 460 nm.
  • the second light sensor 15 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the second photodiode receives substantially only light from the yellow spectral range in the wavelength range of 560 nm to 590 nm.
  • the color filters can also be designed so that the Color filter of the first light sensor 14 is permeable only to light from the violet and blue spectral range and the color filter of the second light sensor 15 is permeable only for the yellow and red spectral range.
  • the first light sensor 14 is arranged to detect light scattered at the light wavelength conversion element 13 or at the second end 123 of the fiber optic 12.
  • the second light sensor 15 is arranged to detect light scattered at the light wavelength conversion element 13.
  • the first light sensor 14 de ⁇ tektiert only unconverted blue light
  • the second light sensor 15 detects only converted gel ⁇ bes light.
  • the light intensities detected by the two light sensors 14, 15 are evaluated with the aid egg ner evaluation unit 110, which includes a per ⁇ program controlled microprocessor having data memory (both not shown) to trigger an Si ⁇ cherheitsabsciens the laser diode 10 in case of failure.
  • the quotient is 15 detected light intensity and detected by the first light sensor 14 light intensity or a proportional to this quotient electrical quantity, for example in the form of an electrical ⁇ from the second light sensor means of the evaluation unit 110 voltage or an electric current, formed and evaluated.
  • This quotient corresponds to the relative proportion of converted yellow light to unconverted blue light in the light emitted by the illuminator. If the value of this quotient or the electrical energy proportional thereto falls see size a predetermined threshold, the safety shutdown for the laser diode 10 is triggered.
  • the safety shutdown is triggered for the Laserdi ⁇ ode 10th If the quality of the light wavelength conversion element 13 deteriorates during the operating time of the illumination device, for example because of detached or inactive parts of the phosphor coating 131 or because of an impermissible increase in the intensity of the laser excitation radiation, the relative proportion of the converted yellow light becomes relative to that of the unconverted blue Light sink.
  • this also reduces the value of the aforementioned quotient compared to its initial value, which it had when the phosphor coating 131 was completely intact.
  • This has the consequence that is displaced by the chromaticity coordinates x, y defi ⁇ ned color location of the emit from the illuminating means oriented white light on the standard color table according to DIN 5033 from its initial value toward the blue spectral region and the color temperature of white light of a assumes a higher value. Therefore, the surveil ⁇ monitoring the aforesaid ratio allows additional borrowed for safety shutdown of the laser diode 10 also a monitoring of the shift of color location and color temperature of the light emitted by the illumination device.
  • the power of the laser diode 10 can be reduced or the laser diode be afford ⁇ switches as soon as a predefined threshold value of the aforementioned quotient is exceeded.
  • FIG. 2 schematically shows the structure of a lighting device according to the second exemplary embodiment of the invention.
  • the illumination device according to the second exemplary embodiment of the invention is formed almost completely identical to the illumination device according to the first exemplary embodiment of the invention.
  • the illumination device according to the second embodiment of the invention differs from the illumination device according to the first embodiment of the invention only by the first light sensor 24. Therefore, the same reference numerals are used in Figures 1 and 2 for identical components of the illumination devices in both embodiments of the invention. For their description, reference is made to the description of the components of the first embodiment of the invention.
  • the first light sensor 24 of the illumination device according to the second embodiment of the invention is housed in the housing 100 of the illumination device, and arranged so that it detects unkonver- patented blue light that has been scattered by the collimator ⁇ lens 11 or the optical fiber 12 at the first end or with slight divergence, the laser diode 10 had left.
  • the first light sensor 24 according to the second exemplary embodiment of the invention agrees with the first light sensor 14 according to the first exemplary embodiment in all its details.
  • the only difference between the lighting devices according to the first and second embodiment of the invention, therefore, be ⁇ is the fact that in the illumination device according to the second embodiment of the invention the non-converted blue portion of the light directly to the laser diode 10 and the first end 122 the optical fiber is detected, while the optical fiber 123 is detected in the lighting device according to the first embodiment of the invention the non-converted blue portion of the light at the second en ⁇ de.
  • the operation of the illumination device according to the second embodiment of the invention is identical to the func ⁇ ongar of the illumination device according to the first embodiment of the invention.
  • This illumination device has four, blue light from the wavelength range of 440 nm to 460 nm emitting laser diodes 30a, 30b, each a collimator lens 31a, 31b for each of the four laser diodes 30a, 30b each formed as Faserop ⁇ tik optical fiber 32a, 32b, 32c, 32d for each of the four laser diodes 30a, 30b, a light wavelength conversion element 33 and two light sensors 34, 35 and a fifth fiber optic 32e associated with the light sensors 34, 35.
  • Fig. 3 of the four laser diodes 30a, 30b and their associated four collimator lenses 31a, 31b only two visible.
  • the Figures 30a, 30b emitted light from the Laserdio ⁇ is parallelized in each case by means of the corresponding collimator lens 31a and 31b in a first end 321a, 321b of the corresponding Faserop ⁇ tik 32a, 32b, 32c and 32d coupled.
  • the from the second end 322a, 322b of the optical fibers 32a, 32b, 32c and 32d emerging blue laser light is incident on the light wavelength conversion member 33 and is converted after impinging on the light wavelength conversion element 33 proportionally to yellow light, so that when Pas ⁇ Sieren of the light wavelength conversion member 33 white light 36 is generated, which is a mixture of non kon ⁇ vertêtm-converted blue light and yellow light.
  • the illumination device thus generates white light, which is a mixture of blue excitation light of the four laser diodes 30a, 30b and converted yellow light of the light wavelength conversion element 33.
  • the light wavelength conversion element 33 serves as a light ⁇ outlet opening of the illumination device and since it sits ⁇ only a small area in the range of 1 mm 2 to 5 mm 2 , the illumination device can be regarded as a white light emitting point light source, which is very good as a light source for projection applications, especially vehicle headlights, is suitable.
  • the light wavelength conversion member 33 of the BL LEVEL ⁇ processing device consists of a sapphire wafer 330, which is coated with phosphor 331, the blue light in converted yellow light with a dominant wavelength from the wavelength range of 560 nm to 590 nm.
  • phosphor 331 with cerium doped Yttriumalumi ⁇ niumgranat (YAG: Ce) is used.
  • YAG: Ce cerium doped Yttriumalumi ⁇ niumgranat
  • the relative proportion of unconverted blue light and converted yellow light in the white mixed light 36 is determined by the thickness of the phosphor coating 331 and the concentration of the phosphor on the sapphire wafer 330.
  • the blue laser light is scattered on the phosphor particles of the light wavelength conversion element 33, and a part of the blue light is converted into yellow light by the phosphor 331.
  • the sapphire wafer 330 serves as a support and heat sink for the phosphor 331.
  • the phosphor 331 is attached as a coating on the surface of the sapphire wafer 330 facing the second ends 322 of the fiber optics 32a, 32b, 32c, 32d. However, it can also be arranged on the surface of the sapphire plate 330 facing away from these ends.
  • the light wavelength conversion element 33 is clamped in a holder (not shown), which additionally serves as a heat sink for the light wavelength conversion element 33.
  • the light sensors 34, 35 associated fifth Faserop ⁇ tik 32e extends within a seroptiken from the other four Fa 32a, 32b, 32c, 32d formed channel.
  • the fifth fiber optic 32e is arranged such that light scattered or reflected at the light wavelength conversion element 33, both converted and unconverted, is coupled into one end of the fifth fiber optic 32e and to the other end the fifth fiber optic 32e arranged light sensors 34, 35 is passed.
  • the first light sensor 34 is formed as a photo ⁇ diode, which is preceded by a color filter, so that the first photodiode receives substantially only light from the blue spectral range in the wavelength range of 440 nm to 460 nm.
  • the second light sensor 35 is formed as a photodiode, which is pre-tet scarf ⁇ a color filter, so that the second photodiode is substantially only receives light from the yellow spectral region in the wavelength range of 560 nm to 590 nm.
  • the color filters may, for example, also be designed such that the color filter of the first light sensor 34 is permeable only to light from the violet and blue spectral range and the color filter for the second light sensor 35 is permeable only to the yellow and red spectral range.
  • the first light sensor 34 detects only unconverted blue light while the second light sensor 35 detects only converted yellow light.
  • the light intensities detected by the two light sensors 34, 35 are evaluated with the aid of an evaluation unit which has a program-controlled micropro ⁇ zessors with data memory (both not shown) has ⁇ to trigger a fault occurs a safety shutdown of the four laser diodes 30a, 30b.
  • the quotient of the light intensity detected by the second light sensor 35 and the light intensity detected by the first light sensor 34 or an electric variable proportional to this quotient forms and evaluates. This quotient corresponds to the relative proportion of converted yellow light to unconverted blue light in the light emitted by the illumination device. If the value of this quotient or electric variable proportional thereto falls below a predetermined threshold value, a safety shutdown of the four laser diodes 30a, 30b is triggered.
  • the light intensity detected by the second light sensor 35 is zero.
  • Entspre ⁇ accordingly has the value of the quotient of the light from the second sensor 35 and the detected light intensity detected by the first light sensor 34 light intensity also has the value zero.
  • the four La ⁇ serdioden 30a, 30b are turned off. Deteriorated during the operating lifetime of the illumination device, the quality of the light wavelength conversion member 33, for example due to the detached or inactive parts of the phosphor coating 331 or due to an unacceptable increase in intensity of the laser excitation radiation, the relative proportion of the converted gel ⁇ ben light into reference is to that of the non-converted blue - sink in the light.
  • the value of the abovementioned quotient is also reduced in comparison with its initial value, which it had when the phosphor coating 331 was completely intact.
  • the performance of the four laser diodes 30a can be reduced 30b or the laser diodes 30a are turned off 30b when a prede ⁇ finierter threshold value of the aforementioned quotient is undershot.
  • FIG. 5 schematically shows the structure of a lighting device according to the fourth exemplary embodiment of the invention.
  • This illumination device has a blue light from the wavelength range of 440 nm to 460 nm emitting laser diode 40, a Kolli ⁇ matorlinse 41, a light wavelength conversion element 43 and two light sensors 44, 45.
  • the emitted light from the laser diode 40 is parallelized by means of the collimator lens 41 and directed in the direction of the Lichtwellenauernkon- conversion element 43 so that it impinges on the surface of the Lichtwellendorfn- conversion element 43 at a Win ⁇ angle of 45 degrees.
  • the light wavelength conversion member 43 of the BL LEVEL ⁇ processing device consists of a sapphire wafer 430, the is coated with phosphor 431, which converts blue light into yellow light having a dominant wavelength from the wavelength range of 560 nm to 590 nm.
  • the phosphor 431 used is cerium-doped yttrium aluminum granulate (YAG: Ce).
  • YAG cerium-doped yttrium aluminum granulate
  • the relative proportion of unconverted blue light and converted yellow light in the white mixed light 46 is determined by the thickness of the phosphor coating 431 and the concentration of the phosphor on the sapphire wafer 430.
  • the blue laser light is scattered on the phosphor particles of the light wavelength conversion element 43, and a part of the blue light is converted to yellow light by the phosphor 431.
  • the sapphire wafer 430 serves as a support and a heat sink for the phosphor 431.
  • the phosphor 431 is applied as a coating on the side facing away from the laser diode 40 surface of the sapphire wafer 430, which is also referred to as rear side of the Saphirplätt ⁇ Chen 430th
  • the coated phosphor ⁇ material 431 as well as the rear side edge of the sapphire wafer 430 are covered with a light re ⁇ inflecting layer 432nd Both the non-converted blue portion of the light and the yellow Conver ⁇ oriented portion of the light reflected at the light re ⁇ inflecting coating 432 so that WEI SLI light 46, which is a mixture of non-converted blue light and yellow light Converted , the light wavelength conversion element 43 leaves on the rear ⁇ side opposite front side of the sapphire plate 430.
  • the white light 46 emerging at the front side of the sapphire wafer 430 is due to the scattering on the particles of the phosphor coating 431 in unseen emitted different directions.
  • the narrowly focused blue laser light 47 impinges on the front side of the sapphire plate 430 at an angle of 45 degrees.
  • the light-reflecting coating 432 in each case has an opening for the two light sensors 44, 45 arranged on the rear side of the sapphire wafer 430.
  • the first light sensor 44 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the first photodiode essentially only receives light from the blue spectral range in the wavelength range from 440 nm to 460 nm.
  • the second light sensor 45 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the second photodiode essentially only receives light from the yellow spectral range in the wavelength range from 560 nm to 590 nm.
  • the color filters may, for example, also be designed so that the color filter of the first light sensor 44 is permeable only to light from the violet and blue spectral range and the color filter for the second light sensor 45 is permeable only to the yellow and red spectral range.
  • the first light sensor 44 detects only unconverted blue light
  • the second Lichtsen ⁇ sensor 45 detects only converted yellow light.
  • the evaluation of the light intensities detected by the light sensors 44, 45 takes place in the same way as in the case of the light sensors 14, 15 of the illumination device according to the first exemplary embodiment of the invention.
  • the light wavelength conversion element 43 is arranged in a would be arranged as a heat sink formed metallic holder 400.
  • FIG. 6 schematically shows the structure of a lighting device according to the fifth exemplary embodiment of the invention.
  • This illumination device has a blue light from the wavelength range of 440 nm to 460 nm emitting laser diode 50, a Kolli ⁇ matorlinse 51, a fiber optic 52, a Lichtwellendorfn- conversion element 53, a light scattering body 56, and two light sensors 54, 55 and a holder for the light wavelength conversion element 53 and the light scattering body 56.
  • the light emitted by the laser diode 50 is collimated by means of the collimator lens 51 and directed by the fiber optic 52 onto the light scattering body 56.
  • the light-diffusing body 56 has two opposing surfaces, hereinafter referred to as front and back of the light-diffusing body 56.
  • the light wavelength conversion element 53 is arranged on the front side of the light-scattering body 56, and the two light sensors 54, 55 are arranged on the rear side of the light-scattering body 56.
  • the light wavelength conversion member 53 of the BL LEVEL ⁇ processing device consists of a sapphire wafer 530, which is coated with phosphor 531, which converts blue light into yellow light having a dominant wavelength from the wavelength range of 560 nm to 590 nm.
  • the phosphor 131 used is cerium-doped yttrium aluminum granulate (YAG: Ce).
  • YAG cerium-doped yttrium aluminum granulate
  • the blue laser light is scattered on the phosphor particles of the light wavelength conversion element 53, and a part of the blue light is converted to yellow light by the phosphor 531.
  • the sapphire chip 530 serves as a carrier and heat sink for the phosphor 531.
  • the phosphor 531 is applied as a coating on the surface of the sapphire plate 530 facing the light-scattering body 56. However, it can also be arranged on the light-scattering body 56 facing away from the surface of the sapphire plate 530.
  • the light wavelength conversion element 53 is clamped together with the light scattering body 56 in a holder 500, which additionally serves as a heat sink for the light wavelength conversion element 53.
  • the first light sensor 54 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the first photodiode substantially only receives light from the blue spectral range in the wavelength range from 440 nm to 460 nm.
  • the second light sensor 55 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the second photodiode receives substantially only light from the yellow spectral range in the wavelength range of 560 nm to 590 nm.
  • the color filters may, for example, also be designed such that the color filter of the first light sensor 54 is permeable only to light from the violet and blue spectral range and the color filter for the second light sensor 55 is transparent only to the yellow and red spectral regions.
  • the blue laser light coupled into the light scattering body 56 with the aid of the fiber optic 52 is scattered in different directions so that it strikes both the phosphor layer 531 of the light wavelength conversion element 53 and the light sensors 54, 55.
  • the blue scattered light, we detected by the first Lichtsen ⁇ sor 54th A portion of the incident light on the phosphor layer 531 light is converted into yellow light and also scattered in different directions, so that at the side facing away from the light-scattering body 56 surface of the sapphire 530 white light 57 emerges, which is a mixture of unconverted blue light and converted yellow light is.
  • a part of the converted yellow light is scattered toward the light sensors 54, 55 and detected by the second light sensor 55.
  • the evaluation of the light intensities detected by the two light sensors 54, 55 takes place analogously to the evaluation which has been described with reference to the light sensors 14, 15 of the illumination device according to the first exemplary embodiment of the invention.
  • FIG. 7 schematically shows the structure of a lighting device according to the sixth exemplary embodiment of the invention.
  • This illumination device has two, blue light from the wavelength range from 440 nm to 460 nm emitting laser diodes 60a, 60b, each ⁇ Weils a collimator lens 61a, 61b for each of the Laserdi- oden, designed as a fiber optic light guide 62, a light wavelength conversion element 63, two light ⁇ sensors 64, 65, a light beam splitter 66 and a test light source 67th
  • the light emitted from the laser diodes 60a, 60b is Siert light parallelized by means of the collimator lenses 61a and 61b and 62 is ⁇ coupled into a first end 622 of the fiber optics.
  • the blue laser light emerging from the second end 623 impinges on the light wavelength conversion element 63 and is proportionally converted into yellow light after impinging on the light wavelength conversion element 63, so that upon passing the light wavelength conversion element 63 white light 68 is generated, which is a light source Mixture of unconverted blue light and converted yellow light is.
  • the illumination device according to the sixth exemplary embodiment of the invention thus generates white light, which is a mixture of blue excitation light of the laser diodes 60a, 60b and converted yellow light of the light wavelength conversion element 63.
  • the light wavelength conversion element 63 serves as light exit opening of the illumination device and since it has only a small area in the range from 1 mm 2 to 5 mm 2 , the illumination device can be regarded as a white light emitting point light source which is very well suited as a light source for pro- j edictionsanassembleen, especially vehicle headlights, is suitable.
  • the light wavelength conversion member 63 of the BL LEVEL ⁇ processing device consists of a sapphire wafer 630, which is coated with phosphor 631, the blue light in converted yellow light with a dominant wavelength from the wavelength range of 560 nm to 590 nm.
  • phosphor 631 with cerium doped Yttriumalumi ⁇ niumgranat (YAG: Ce) is used.
  • YAG: Ce cerium doped Yttriumalumi ⁇ niumgranat
  • the relative proportion of unconverted blue light and converted yellow light in the white mixed light 68 is determined by the thickness of the phosphor coating 631 and the concentration of the phosphor on the sapphire chip 630.
  • the blue laser light is scattered on the phosphor particles of the light wavelength conversion element 63, and a part of the blue light is converted into yellow light by the phosphor 631.
  • the sapphire chip 630 serves as a support and heat sink for the phosphor 131.
  • the phosphor 631 is applied as a coating on the surface of the sapphire chip 630 facing the second end 623 of the fiber optic 62. However, it may also be remote from this on the end 623 of the surface Sa ⁇ phirplättchens 630 may be disposed.
  • the light wavelength conversion element 63 is in a holder (not shown) clamped, which also serves asdekör ⁇ by the light wavelength conversion element 63rd
  • the probe light source 67 is a laser ⁇ diode that is either identical design to the laser diodes 60a, 60b and also emits blue light or emits electromagnetic radiation or light from an at ⁇ whose wavelength range for the wavelength conversion element, the light 63 has a high degree of reflection ⁇ .
  • a portion of the light exiting from the second end 623 of the fiber optics 62 of the test light source 67 is reflected at the Lichtwelleninkonversi- onselement 63 and coupled back into the second end 623 of the fiber optics 62 so that after exiting the first end 622 of the fiber optics 62 and is detected by the first light sensor 64 after reflection at the beam splitter 66.
  • the second light sensor 65 is arranged such that it detects light scattered at the light wavelength conversion element 63.
  • the first light sensor 64 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the first photodiode substantially only receives light from the wavelength range corresponding to the wavelength of the light emitted from the test light source 67.
  • the second light sensor 65 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the second Fotodio ⁇ de essentially only receives light from the yellow spectral range in the wavelength range of 560 nm to 590 nm.
  • the first light sensor 64 is arranged to detect unconverted light emitted from the test light source 67.
  • the second light sensor 65 is arranged to detect light that has been scattered at the light wavelength conversion element 63 and converted to yellow light.
  • the light intensities detected by the two light ⁇ sensors 64, 65 are evaluated in the same manner as in the first embodiment of the invention, a secure ⁇ in case of failure uniform shutdown of the laser diodes 60a, 60b and the test light source trigger 67th
  • the fiber optics 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 52 and 62 be ⁇ sit the same construction as the fiber optic 12 according to the first embodiment of the invention.
  • the illustration of the light-conducting core and the sheath of the fiber optics has been omitted in FIGS. 3, 4, 6 and 7 for the sake of simplicity.
  • the evaluation units 110 for the intensities detected by the light sensors and the safety shutdowns for the laser diodes according to the exemplary embodiments described above can be implemented in a simple manner by means of a program installed in the microprocessor of the evaluation units , which, in the event of a fault, for example falling below a certain threshold value of the above quotient L2 / L1 mentioned above, the laser diodes off and optionally additionally causes the closing of the light exit opening of the illumination device by means of a diaphragm.
  • the switching off of the laser diodes ⁇ processing occurs within a few nanoseconds.
  • the invention is not limited to the above-described embodiments of the invention.
  • laser diodes which emit light of other colors can take blue light and light wavelength conversion elements can be used with differently colored light generating phosphors.
  • the light sensors can also be adapted to these light wavelength conversion elements.
  • the spectral range on which this invention is based comprises infrared, visible and ultraviolet radiation.
  • the light wave can wavelength conversion element movable, for example, egg ⁇ ne axis to be rotatable and be formed for example as a color wheel, which is coated with different phosphors to generate light of different colors, and is formed for example as part of a projection apparatus. Accordingly Kgs ⁇ NEN more light sensors may be provided for the converted light from the various phosphors to detect the relative proportions of converted and unconverted light for each phosphor, and to determine the color location shift over the operating life of the lighting device.
  • heating of the light wavelength conversion member may be monitored via ⁇ with the aid of a temperature sensor or an infrared sensor, which sion elements is produced by the so-called Stokes shift in the phosphor of the Lichtwellendorfnkonver-.
  • a temperature sensor or an infrared sensor which sion elements is produced by the so-called Stokes shift in the phosphor of the Lichtwellendorfnkonver-.
  • the combination of modulation of the laser light and so- ⁇ -called lock-in technique can be performed at the temperature measurement. That is, the temperature measurement is made in synchronism with a certain phase of the modulated laser light.
  • the measuring and evaluation device can be calibrated or contain a self-calibration function.
  • a calibration can, for example, take place before the beginning of each start-up of the illumination device.
  • the Ka- For example, calibration can be performed with very low laser power.
  • the excitation light sources can be clocked or operated in continuous wave mode, or in a combination of both modes.
  • All the embodiments also function without the optical fibers arranged upstream of the laser light sources, as fiber optics, since the laser beams can also be directed directly to the wavelength converting light wavelength conversion element.
  • the Metho ⁇ de signal strength measurement is independent of how the laser beams ge to the light wavelength conversion element ⁇ leads are.
  • the fiber optics instead of the fiber optics other forms of optical fibers, for example so-called TIR optics based on the principle of total internal reflection, or even reflectors or a combination of fiber optics and TIR optics or a combination of fiber optics and reflectors can be used.
  • the second light sensor 15 can also be accommodated in the housing 100 since yellow light which has been scattered and converted at the light wavelength conversion element 13 is coupled into the fiber optic 12 and thus returned to the first end 122 of the fiber optic 12 , which can then be detected by the second light sensor 15.
  • scattered light or scattered light to walls ⁇ ren both the light wavelength conversion element or optical elements scattered, unconverted laser and the converted light emitted by the light wavelength conversion element.

Abstract

The invention relates to an illumination device that comprises at least one laser light source (10) and at least one light wavelength conversion element (13) which is designed for proportionately converting light, emitted by the at least one laser light source (10), into light of another wavelength. In order to monitor the at least one laser light source, a first light sensor (14) is designed to detect non-converted laser light on the wavelength of the light emitted by said at least one laser light source (10), and a second light sensor (15) is designed to detect converted laser light on the wavelength of the light converted by said at least one light wavelength conversion element (13).

Description

Beleuchtungseinrichtung lighting device
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungseinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. The invention relates to a lighting device according to the preamble of claim 1.
I . Stand der Technik I. State of the art
Eine derartige Beleuchtungseinrichtung ist beispielsweise in der US 2011/0084609 AI offenbart. Diese Schrift be- schreibt eine Beleuchtungseinrichtung mit verbesserter Sicherheit für den Anwender. Zu diesem Zweck ist in der Beleuchtungseinrichtung ein Lichtsensor vorgesehen, der am Lichtwellenlängenkonversionselement reflektiertes Licht detektiert und auf diese Weise die Präsenz oder das Fehlen des Lichtwellenlängenkonversionselement feststellt und eine Abschaltung der Laserlichtquelle im Fall des Fehlens des Lichtwellenlängenkonversionselements veran¬ lasst. Such a lighting device is disclosed for example in US 2011/0084609 AI. This document describes a lighting device with improved safety for the user. To this end, a light sensor is provided in the lighting device that detects reflected at the light wavelength conversion element light and detects in this manner, the presence or absence of the light wavelength conversion element and a shutdown of the laser light source in the case of the absence of the light wavelength conversion member veran ¬ initiated.
I I . Darstellung der Erfindung I i. Presentation of the invention
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine gattungsgemäße Be- leuchtungseinrichtung mit einer verbesserten Überwachung der Lichtemission bereitzustellen.  It is an object of the invention to provide a generic lighting device with improved monitoring of the light emission.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung besitzt mindestens eine Laserlichtquelle und mindestens ein Licht- wellenlängenkonversionselement , das dazu ausgebildet ist, von der mindestens einen Laserlichtquelle emittiertes Licht anteilig in Licht anderer Wellenlänge zu konvertie¬ ren. Außerdem besitzt die erfindungsgemäße Beleuchtungs¬ einrichtung mindestens zwei Lichtsensoren zur Überwachung der Lichtemission für die mindestens eine Laserlichtquel- le, wobei ein erster Lichtsensor zum Detektieren von nicht konvertiertem Laserlicht auf die Wellenlänge des von der mindestens einen Laserlichtquelle emittierten Lichts abgestimmt ist, und ein zweiter Lichtsensor zum Detektieren von konvertiertem Laserlicht auf eine Wellenlänge, beispielsweise die dominante Wellenlänge, des von dem mindestens einen Lichtwellenlängenkonversionselement konvertierten Lichts abgestimmt ist. The illumination device according to the invention has at least one laser light source and at least one light wavelength conversion element which is designed to convert light emitted by the at least one laser light source proportionately into light of a different wavelength. In addition, the illumination device according to the invention has at least two light sensors for monitoring the light emission for the at least one laser light source le, wherein a first light sensor for detecting unconverted laser light is tuned to the wavelength of the light emitted from the at least one laser light source, and a second light sensor for detecting converted laser light to a wavelength, for example the dominant wavelength, of the at least one light wavelength conversion element converted light is tuned.
Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung ermöglicht mit Hilfe der Lichtsensoren mit unterschiedlicher spektraler Empfindlichkeit eine Ermittlung der relativen Anteile von konvertiertem und nicht konvertiertem Licht und somit den Nachweis einer etwaigen absoluten oder relativen Intensitätsänderung des Laserlichts bzw. des konver- tierten Lichts oder einer etwaigen absoluten oder relativen Farbortverschiebung des aus konvertiertem und nicht konvertiertem Licht bestehenden Mischlichts, das von der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung emittiert wird. In Abhängigkeit von der Größe der Farbortverschiebung bzw. der relativen Intensitätsänderung kann eine Sicherheitsabschaltung der mindestens einen Laserlichtquelle aktiviert werden. Außerdem ermöglicht die erfindungsgemä¬ ße Beleuchtungseinrichtung, sowohl Veränderungen an den Laserlichtquellen als auch an dem mindestens einen Licht- Wellenlängenkonversionselement zu detektieren. Insbeson¬ dere ist somit eine genauere Lokalisierung von etwaigen Fehlerquellen in der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung möglich. The illumination device according to the invention makes it possible with the aid of the light sensors with different spectral sensitivity to determine the relative proportions of converted and unconverted light and thus the detection of any absolute or relative intensity change of the laser light or the converted light or any absolute or relative color location shift of composed of converted and unconverted light mixed light emitted from the illumination device according to the invention. Depending on the size of the color locus shift or the relative change in intensity, a safety shutdown of the at least one laser light source can be activated. Also enables the invention shown SSE illumination device to detect both changes in the laser light sources and the at least one light wavelength conversion member. Insbeson ¬ particular a more accurate localization of possible sources of error in the inventive lighting device is possible.
Gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Lichtsensoren der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung derart angeordnet, dass sie an dem mindestens einen Lichtwellenlängenkonversionselement gestreutes, konvertiertes bzw. nicht konvertiertes Licht detektieren. Durch diese Anordnung der Lichtsensoren stö- ren die Lichtsensoren nicht die Lichtemission der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung, da sie nicht im direkten Strahlengang der mindestens einen Laserlichtquelle angeordnet sind. According to a first preferred embodiment of the invention, the light sensors of the invention Lighting device arranged such that they detect at the at least one light wavelength conversion element scattered, converted or non-converted light. As a result of this arrangement of the light sensors, the light sensors do not disturb the light emission of the illumination device according to the invention, since they are not arranged in the direct beam path of the at least one laser light source.
Gemäß einem anderen bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der erste Lichtsensor derart angeordnet, dass er nicht konvertiertes, von der mindestens einen La¬ serlichtquelle emittiertes Licht detektiert, und der zweite Lichtsensor ist derart angeordnet, dass er an dem mindestens einen Lichtwellenlängenkonversionselement ge- streutes, konvertiertes Licht detektiert. Der erste Lichtsensor ist in diesem Fall vorzugsweise derart ange¬ ordnet, dass er entweder Streulicht von der mindestens einen Laserlichtquelle detektiert oder nicht konvertier¬ tes Laserlicht empfängt, das beispielsweise mittels eines Strahlteilers ausgekoppelt ist. In diesem Fall wird die Lichtemission der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung ebenfalls nicht durch die Lichtsensoren behindert. According to another preferred embodiment of the invention, the first light sensor is arranged such that it is not converted, detected by the at least one La ¬ serlichtquelle emitted light and the second light sensor is arranged such that it at the at least one optical wavelength conversion element overall interspersed, converted Light detected. The first light sensor is preferably arranged in such a way ¬ in this case is that it is either scattered light from the detected at least one laser light source, or does not receive Batch Conversion ¬ tes laser light that is coupled out for example by means of a beam splitter. In this case, the light emission of the illumination device according to the invention is likewise not hindered by the light sensors.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrich- tung mindestens einen Lichtleiter auf, der derart ange¬ ordnet ist, dass konvertiertes und nicht konvertiertes Streulicht von dem mindestens einen Lichtwellenlängenkon- versionselement in den Lichtleiter eingekoppelt wird und dann das aus dem Lichtleiter austretende Licht auf einen für den jeweiligen Spektralanteil des konvertierten bzw. nicht konvertierten Lichts empfindlichen Lichtsensor geleitet wird. Die Verwendung mindestens eines Lichtleiters hat den Vorteil, dass Streulicht hoher Intensität mit ge¬ ringem Verlust von dem mindestens einen Lichtwellenlän- genkonversionselement zu den Lichtsensoren geleitet wird und somit eine hohe Lichtintensität von den Lichtsensoren messbar ist. According to a further preferred embodiment of the invention, the Beleuchtungseinrich- invention tung least one light guide, which is so attached ¬ arranged that converted and non-converted scattered light is coupled from said at least version element a Lichtwellenlängenkon- into the light guide and then the light emerging from the light guide Light on one for the respective spectral component of the converted or unconverted light sensitive light sensor is passed. The use of at least one light guide has the advantage that stray high intensity light with ge ¬ ringem loss is conducted from the at least one Lichtwellenlän- genkonversionselement to the light sensors and thus a high light intensity of the light sensors is measurable advantage.
Vorteilhafter Weise ist eine Auswertungseinheit vorgese¬ hen und derart ausgebildet, dass ein Quotient aus den von dem ersten Lichtsensor und von dem zweiten Lichtsensor ermittelten Lichtintensitäten oder eine dazu proportionale Größe ausgewertet wird. Dadurch kann auf einfache Wei¬ se der relative Anteil des konvertierten Lichts und des nicht konvertierten Lichts bei dem von der erfindungsge- mäßen Beleuchtungseinrichtung emittierten Licht bestimmt werden. Außerdem kann der Wert eines solchen Quotienten oder einer dazu proportionalen Größe als Maß für den Farbort oder einer etwaigen Farbortverschiebung des von der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichts genutzt werden und mit Hilfe dieses Quotienten oder der dazu proportionalen Größe eine Schwelle für die Aktivierung einer Sicherheitsabschaltung der Laserlichtquellen definiert werden. Ferner kann der Wert eines solchen Quotienten oder einer dazu proportionalen Größe als Maß für einen etwaigen Qualitätsverlust beim Lichtwellen- längenkonversionselement oder als Indikator für den teil¬ weisen oder kompletten Verlust des Lichtwellenlängenkon- versionselements verwendet werden. Weiterhin hat die Ver¬ wendung des vorgenannten Quotienten oder der dazu propor- tionalen Größe den Vorteil, dass die Sicherheitsabschal- tung der Laserlichtquellen und die Qualitätsüberwachung des mindestens einen Lichtwellenlängenkonversionselements unabhängig von den absoluten Werten der von den beiden Lichtsensoren gemessenen Lichtintensitäten ist. Für die Sicherheitsabschaltung der Laserlichtquellen und die Qualitätsüberwachung des mindestens einen Lichtwellenlängen- konversionselements ist sowohl der Quotient L1/L2 als auch der Kehrwert L2/L1 dieses Quotienten sowie eine dazu proportionale Größe geeignet, wobei LI die vom ersten Lichtsensor gemessene Lichtintensität und L2 die vom zweiten Lichtsensor gemessene Lichtintensität bezeichnet. Advantageously, an evaluation unit vorgese ¬ hen and formed such that a quotient of the calculated by the first light sensor and the second light sensor light intensities or a variable proportional thereto is evaluated. Thus, the relative proportion of the converted light and the unconverted light can be determined in the light emitted from of the inventive illumination device in a simple Wei ¬ se. In addition, the value of such a quotient or a variable proportional thereto can be used as a measure of the color location or any color locus shift of the light emitted by the illumination device according to the invention and defines a threshold for activating a safety shutdown of the laser light sources using this quotient or the size proportional thereto become. Further, the value of such a ratio or a magnitude proportional to a measure of a possible loss of quality when light wave length can conversion-element or assign as an indicator of some ¬ or complete loss of Lichtwellenlängenkon- version elements are used. Furthermore, the application of the aforementioned quotient Ver ¬ or to propor- tional size has the advantage that the safety shut tion of the laser light sources and the quality control of the at least one light wavelength conversion element is independent of the absolute values of the light intensities measured by the two light sensors. Both the quotient L1 / L2 and the reciprocal L2 / L1 of this quotient and a variable proportional thereto are suitable for the safety shutdown of the laser light sources and the quality monitoring of the at least one light wavelength conversion element, where LI is the light intensity measured by the first light sensor and L2 is that of the second Light sensor measured measured light intensity.
Vorzugsweise ist die mindestens eine Laserlichtquelle derart ausgebildet, dass sie Licht aus dem Wellenlängen¬ bereich von 380 nm bis 490 nm emittiert und das mindes- tens eine Lichtwellenlängenkonversionselement ist derart ausgebildet, dass es Licht von der mindestens einen La¬ serlichtquelle anteilig in Licht mit einer dominanten Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert. Dadurch ist gewährleistet, dass die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung weißes Licht emittiert, das eine Mischung aus nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist. Die erfindungsgemäße Beleuchtungseinrichtung eignet sich dadurch für den Einsatz als Lichtquelle in einem Fahrzeug- Scheinwerfer. Der Farbort des von der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung emittierten weißen Lichts ist durch die relativen Anteile von nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht bestimmt. Der Begriff "weißes Licht" bedeutet, dass die Normfarbwertan- teile x, y des von der erfindungsgemäßen Beleuchtungsein- richtung emittierten Lichts auf der Normfarbtafel nach DIN 5033 den Normfarbwertanteilen des Unbuntpunkts bei x=0,333 und y=0,333 entsprechen oder nur geringfügig von diesen Werten abweichen. Der erste Lichtsensor ist in vorteilhafter Weise auf einen Wellenlängenbereich von 380 nm bis 490 nm abgestimmt und der zweite Lichtsensor ist vorzugsweise auf einen Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm oder auf Wellenlängen größer oder gleich 550 nm abgestimmt. Dadurch ist gewährleistet, dass der erste Lichtsensor nur den An¬ teil des nicht konvertierten Lichts des von der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichts detektiert und der zweite Lichtsensor nur den Anteil des konvertierten Lichts des von der erfindungsgemäßen Be- leuchtungseinrichtung emittierten Lichts detektiert. Preferably, the at least one laser light source is designed so that it emits light from the wavelength ¬ range of 380 nm to 490 nm and at least one light wavelength conversion element is designed such that it light from the at least one La ¬ serlichtquelle proportionally in light with a dominant wavelength from the wavelength range of 560 nm to 590 nm converted. This ensures that the illumination device according to the invention emits white light, which is a mixture of unconverted blue light and converted yellow light. The lighting device according to the invention is thereby suitable for use as a light source in a vehicle headlight. The color location of the white light emitted by the illumination device according to the invention is determined by the relative proportions of unconverted blue light and converted yellow light. The term "white light" means that the standard chromaticity coordinates x, y of the illumination unit according to the invention direction of emitted light on the standard color chart according to DIN 5033 correspond to the standard chromaticity coordinates of the black spot at x = 0.333 and y = 0.333 or deviate only slightly from these values. The first light sensor is advantageously tuned to a wavelength range of 380 nm to 490 nm and the second light sensor is preferably tuned to a wavelength range of 560 nm to 590 nm or to wavelengths greater than or equal to 550 nm. This ensures that the first light sensor detects only the on ¬ part of the non-converted light emitted from the lighting device according to the invention light and the second light sensor detects only the portion of the converted light emitted from the lighting device according to the invention light.
Die mindestens eine Laserlichtquelle ist vorzugsweise als Laserdiode oder Laserdiodenarray ausgebildet, um eine räumlich kompakte Anordnung der Komponenten der erfindungsgemäßen Beleuchtungseinrichtung zu ermöglichen. III. Beschreibung der bevorzugten AusführungsbeispieleThe at least one laser light source is preferably designed as a laser diode or laser diode array in order to enable a spatially compact arrangement of the components of the illumination device according to the invention. III. Description of the preferred embodiments
Nachstehend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen: The invention will be explained in more detail below with reference to preferred exemplary embodiments. Show it:
Figur 1 Eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungs- beispiel der Erfindung Figure 1 is a schematic representation of a lighting device according to the first embodiment of the invention
Figur 2 Eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung Figur 3 Eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung Figure 2 is a schematic representation of a lighting device according to the second embodiment of the invention Figure 3 is a schematic representation of a lighting device according to the third embodiment of the invention
Figur 4 Einen Querschnitt durch die in Figur 3 abgebil¬ dete Beleuchtungseinrichtung in schematischer Darstellung entlang der Ebene A-A 4 shows a cross section through the abgebil ¬ finished illumination device in Figure 3 in a schematic view along the plane AA
Figur 5 Eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung Figure 5 is a schematic representation of a lighting device according to the fourth embodiment of the invention
Figur 6 Eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung Figure 6 is a schematic representation of a lighting device according to the fifth embodiment of the invention
Figur 7 Eine schematische Darstellung einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung Figure 7 is a schematic representation of a lighting device according to the sixth embodiment of the invention
In Figur 1 ist schematisch der Aufbau einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt eine blaues Licht aus dem Wellenlängenbereich von 440 nm bis 460 nm emittierende Laserdiode 10, eine Kolli¬ matorlinse 11, einen als Faseroptik ausgebildeten Lichtleiter 12, ein Lichtwellenlängenkonversionselement 13 und zwei Lichtsensoren 14, 15. Die Laserdiode 10 und die Kol¬ limatorlinse 11 sind in einem gemeinsamen Gehäuse 100 un¬ tergebracht. Das von der Laserdiode 10 emittierte Licht wird mit Hilfe der Kollimatorlinse 11 parallelisiert und in ein erstes Ende 122 der Faseroptik 12 eingekoppelt. Die Faseroptik 12 besitzt einen Licht leitenden Kern 120 und einen den Kern 120 umgebenden Mantel 121, dessen Material einen geringeren optischen Brechungsindex als das Material des Kerns 120 aufweist, so dass das in die Fa¬ seroptik 12 eingekoppelte Licht durch Totalreflexion am Mantel 121 im Kern 120 verbleibt und die Faseroptik 12 nur an ihren Enden 122, 123 verlassen kann. Das aus dem zweiten Ende 123 austretende blaue Laserlicht trifft auf das Lichtwellenlängenkonversionselement 13 und wird nach dem Auftreffen auf das Lichtwellenlängenkonversionsele- ment 13 anteilig in gelbes Licht konvertiert, so dass beim Passieren des Lichtwellenlängenkonversionselements 13 weißes Licht 16 erzeugt wird, das eine Mischung aus nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung generiert somit weißes Licht, das eine Mischung aus blauem Anregungslicht der Laserdiode 10 und konvertiertem gelbem Licht des Licht- wellenlängenkonversionselements 13 ist. Das Lichtwellen- längenkonversionselement 13 dient als Lichtaustrittsöff- nung der Beleuchtungseinrichtung und da es nur eine kleine Fläche im Bereich von 1 mm2 bis 5 mm2 besitzt, kann die Beleuchtungseinrichtung als weißes Licht emittierende Punktlichtquelle angesehen werden, die sehr gut als Lichtquelle für Projektionsanwendungen, insbesondere Fahrzeugscheinwerfer, geeignet ist. FIG. 1 schematically shows the structure of a lighting device according to the first exemplary embodiment of the invention. This illumination device has a blue light from the wavelength range from 440 nm to 460 nm emitting laser diode 10, a Kolli ¬ matorlinse 11, designed as a fiber optic light guide 12, a Lichtwellenlängenkonversionselement 13 and two light sensors 14, 15. The laser diode 10 and Kol ¬ limatorlinse 11 are un ¬ tergebracht in a common housing 100. The light emitted by the laser diode 10 is parallelized by means of the collimator lens 11 and coupled into a first end 122 of the fiber optic 12. The fiber optic 12 has a light-conducting core 120 and the core 120 surrounding jacket 121, whose material has a lower optical refractive index than the material of the core 120 so that the light coupled into the Fa ¬ seroptik 12 light remains by total reflection on the casing 121 in the core 120 and the optical fiber 12 only at their Leave ends 122, 123. The blue laser light emerging from the second end 123 impinges on the light wavelength conversion element 13 and is proportionally converted into yellow light after impinging on the Lichtwellenlängenkonversionsele- 13, so that upon passing the light wavelength conversion element 13 white light 16 is generated, which is a mixture of unconverted blue light and converted yellow light is. The illumination device according to the first exemplary embodiment of the invention thus generates white light, which is a mixture of blue excitation light of the laser diode 10 and converted yellow light of the light wavelength conversion element 13. The light wavelength conversion element 13 serves as a light exit opening of the illumination device and, since it has only a small area in the range from 1 mm 2 to 5 mm 2 , the illumination device can be regarded as a white light emitting point light source, which is very well suited as a light source for projection applications, especially vehicle headlights, is suitable.
Das Lichtwellenlängenkonversionselement 13 der Beleuch¬ tungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus einem Saphirplättchen 130, das mit Leuchtstoff 131 beschichtet ist, der blaues Licht in gel- bes Licht mit einer dominanten Wellenlänge aus dem Wel- lenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert. Als Leuchtstoff 131 wird mit Cer dotiertes Yttriumaluminium¬ granat (YAG:Ce) verwendet. Der relative Anteil von nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht in dem weißen Mischlicht 16 wird durch die Dicke der Leuchtstoffbeschichtung 131 und die Konzentration des Leuchtstoffs auf dem Saphirplättchen 130 bestimmt. Das blaue Laserlicht wird an den Leuchtstoffpartikeln des Lichtwellenlängenkonversionselements 13 gestreut und ein Teil des blauen Lichts wird mittels des Leuchtstoffs 131 in gelbes Licht konvertiert. Das Saphirplättchen 130 dient als Träger und Wärmesenke für den Leuchtstoff 131. Der Leuchtstoff 131 ist als Beschichtung auf der dem zweiten Ende 123 der Faseroptik 12 zugewandten Oberfläche des Saphirplättchens 130 angebracht. Er kann aber auch auf der diesem Ende 123 abgewandten Oberfläche des Sa¬ phirplättchens 130 angeordnet sein. Das Lichtwellenlän- genkonversionselement 13 ist in einer Halterung (nicht abgebildet) eingespannt, die zusätzlich auch als Kühlkör- per für das Lichtwellenlängenkonversionselement 13 dient. The light wavelength conversion member 13 of the BL LEVEL ¬ processing device according to the first embodiment of the invention consists of a sapphire wafer 130, which is coated with phosphor 131, the blue light in gel bes light having a dominant wavelength from the WEL wavelength range from 560 nm to 590 nm. As the phosphor 131 is doped with cerium Yttriumaluminium ¬ garnet (YAG: Ce) was used. The relative proportion of unconverted blue light and converted yellow light in the white mixed light 16 is determined by the thickness of the phosphor coating 131 and the concentration of the phosphor on the sapphire chip 130. The blue laser light is scattered on the phosphor particles of the light wavelength conversion element 13, and a part of the blue light is converted to yellow light by the phosphor 131. The sapphire plate 130 serves as a carrier and heat sink for the phosphor 131. The phosphor 131 is attached as a coating on the second end 123 of the fiber optic 12 facing surface of the sapphire plate 130. However, it may also be remote from this on the end 123 of the surface Sa ¬ phirplättchens 130 may be disposed. The light wavelength conversion element 13 is clamped in a holder (not shown), which additionally serves as a heat sink for the light wavelength conversion element 13.
Der erste Lichtsensor 14 ist als Fotodiode ausgebildet, der ein Farbfilter vorgeschaltet ist, so dass die erste Fotodiode im Wesentlichen nur Licht aus dem blauen Spektralbereich im Wellenlängenbereich von 440 nm bis 460 nm empfängt. Der zweite Lichtsensor 15 ist als Fotodiode ausgebildet, der ein Farbfilter vorgeschaltet ist, so dass die zweite Fotodiode im Wesentlichen nur Licht aus dem gelben Spektralbereich im Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm empfängt. Die Farbfilter können alter- nativ beispielsweise auch so ausgebildet sein, dass der Farbfilter des ersten Lichtsensors 14 nur für Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich durchlässig ist und der Farbfilter des zweiten Lichtsensors 15 nur für den gelben und roten Spektralbereich durchlässig ist. Der erste Lichtsensor 14 ist so angeordnet, dass er Licht de- tektiert, das am Lichtwellenlängenkonversionselement 13 oder an dem zweiten Ende 123 der Faseroptik 12 gestreut wurde. Der zweite Lichtsensor 15 ist so angeordnet, dass er Licht detektiert, das am Lichtwellenlängenkonversions- element 13 gestreut wurde. Der erste Lichtsensor 14 de¬ tektiert allerdings nur nicht konvertiertes blaues Licht, während der zweite Lichtsensor 15 nur konvertiertes gel¬ bes Licht detektiert. Die von den beiden Lichtsensoren 14, 15 ermittelten Lichtintensitäten werden mit Hilfe ei- ner Auswertungseinheit 110 ausgewertet, die einen pro¬ grammgesteuerten Mikroprozessors mit Datenspeicher (beide nicht abgebildet) enthält, um im Störungsfall eine Si¬ cherheitsabschaltung der Laserdiode 10 auszulösen. Zur Überwachung der Lichtemission der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mittels der Auswertungseinheit 110 der Quotient aus der vom zweiten Lichtsensor 15 detektierten Lichtintensität und der vom ersten Lichtsensor 14 detektierten Lichtintensität oder eine zu diesem Quotienten proportionale elektrische Größe, beispielsweise in Form einer elektri¬ schen Spannung oder eines elektrischen Stroms, gebildet und ausgewertet. Dieser Quotient entspricht dem relativen Anteil von konvertiertem gelbem Licht zu nicht konvertiertem blauem Licht in dem Licht, das von der Beleuch- tungseinrichtung emittiert wird. Unterschreitet der Wert dieses Quotienten oder der dazu proportionalen elektri- sehen Größe einen vorgegebenen Schwellwert, so wird die Sicherheitsabschaltung für die Laserdiode 10 ausgelöst. The first light sensor 14 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the first photodiode substantially only receives light from the blue spectral range in the wavelength range from 440 nm to 460 nm. The second light sensor 15 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the second photodiode receives substantially only light from the yellow spectral range in the wavelength range of 560 nm to 590 nm. Alternatively, for example, the color filters can also be designed so that the Color filter of the first light sensor 14 is permeable only to light from the violet and blue spectral range and the color filter of the second light sensor 15 is permeable only for the yellow and red spectral range. The first light sensor 14 is arranged to detect light scattered at the light wavelength conversion element 13 or at the second end 123 of the fiber optic 12. The second light sensor 15 is arranged to detect light scattered at the light wavelength conversion element 13. However, the first light sensor 14 de ¬ tektiert only unconverted blue light, while the second light sensor 15 detects only converted gel ¬ bes light. The light intensities detected by the two light sensors 14, 15 are evaluated with the aid egg ner evaluation unit 110, which includes a per ¬ program controlled microprocessor having data memory (both not shown) to trigger an Si ¬ cherheitsabschaltung the laser diode 10 in case of failure. To monitor the light emission of the lighting device according to the first embodiment of the invention, the quotient is 15 detected light intensity and detected by the first light sensor 14 light intensity or a proportional to this quotient electrical quantity, for example in the form of an electrical ¬ from the second light sensor means of the evaluation unit 110 voltage or an electric current, formed and evaluated. This quotient corresponds to the relative proportion of converted yellow light to unconverted blue light in the light emitted by the illuminator. If the value of this quotient or the electrical energy proportional thereto falls see size a predetermined threshold, the safety shutdown for the laser diode 10 is triggered.
Beispielsweise existiert im Fall des Fehlens des Licht- wellenlängenkonversionselements 13 kein konvertiertes gelbes Licht und demzufolge ist die von dem zweiten Lichtsensor 15 detektierte Lichtintensität Null. Entspre¬ chend hat der Wert des Quotienten aus der vom zweiten Lichtsensor 15 detektierten Lichtintensität und der vom ersten Lichtsensor 14 detektierten Lichtintensität eben- falls den Wert Null. In diesem Fall wird für die Laserdi¬ ode 10 die Sicherheitsabschaltung ausgelöst. Verschlechtert sich während der Betriebsdauer der Beleuchtungseinrichtung die Qualität des Lichtwellenlängenkonversions- elements 13, beispielsweise aufgrund von abgelösten oder inaktiven Teilen der Leuchtstoffbeschichtung 131 oder wegen einer unzulässigen Intensitätserhöhung der Laseranregungsstrahlung, so wird der relative Anteil des konvertierten gelben Lichts in Bezug auf den des nicht konvertierten blauen Lichts sinken. Entsprechend wird dadurch auch der Wert des vorgenannten Quotienten im Vergleich zu seinem anfänglichen Wert, den er bei vollständig intakter Leuchtstoffbeschichtung 131 hatte, gesenkt. Das hat zur Folge, dass der durch die Normfarbwertanteile x, y defi¬ nierte Farbort des von der Beleuchtungseinrichtung emit- tierten weißen Lichts auf der Normfarbtafel gemäß DIN 5033 von seinem anfänglichen Wert in Richtung des blauen Spektralbereichs verschoben wird und die Farbtemperatur des weißen Licht einen höheren Wert annimmt. Die Überwa¬ chung des vorgenannten Quotienten erlaubt daher zusätz- lieh zur Sicherheitsabschaltung der Laserdiode 10 auch eine Überwachung der Verschiebung von Farbort und Farbtemperatur des von der Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichts. Dementsprechend kann daher im Fall einer teilweise abgelösten oder teilweise inaktiven Leucht- stoffbeschichtung 131 beispielsweise die Leistung der Laserdiode 10 reduziert werden oder die Laserdiode abge¬ schaltet werden, sobald ein vordefinierter Schwellwert des vorgenannten Quotienten unterschritten wird. For example, in the case of the absence of the light wavelength conversion element 13, there is no converted yellow light, and consequently, the light intensity detected by the second light sensor 15 is zero. Entspre ¬ accordingly has the value of the quotient of the light from the second sensor 15 and the detected light intensity detected by the first light sensor 14 light intensity likewise zero. In this case, the safety shutdown is triggered for the Laserdi ¬ ode 10th If the quality of the light wavelength conversion element 13 deteriorates during the operating time of the illumination device, for example because of detached or inactive parts of the phosphor coating 131 or because of an impermissible increase in the intensity of the laser excitation radiation, the relative proportion of the converted yellow light becomes relative to that of the unconverted blue Light sink. Accordingly, this also reduces the value of the aforementioned quotient compared to its initial value, which it had when the phosphor coating 131 was completely intact. This has the consequence that is displaced by the chromaticity coordinates x, y defi ¬ ned color location of the emit from the illuminating means oriented white light on the standard color table according to DIN 5033 from its initial value toward the blue spectral region and the color temperature of white light of a assumes a higher value. Therefore, the surveil ¬ monitoring the aforesaid ratio allows additional borrowed for safety shutdown of the laser diode 10 also a monitoring of the shift of color location and color temperature of the light emitted by the illumination device. Accordingly, therefore, in the case of a partially separated or partially inactive luminescent material coating 131, for example, the power of the laser diode 10 can be reduced or the laser diode be abge ¬ switches as soon as a predefined threshold value of the aforementioned quotient is exceeded.
In Figur 2 ist schematisch der Aufbau einer Beleuchtungs- einrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist fast vollständig identisch zu der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausge- bildet. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung unterscheidet sich von der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung nur durch den ersten Lichtsensor 24. Daher werden in den Figuren 1 und 2 für identische Komponenten der Beleuchtungseinrichtungen beider Ausführungsbeispiele der Erfindung dieselben Bezugszeichen verwendet. Für deren Beschreibung wird auf die Beschreibung der Komponenten des ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung verwiesen. Der erste Lichtsensor 24 der Beleuch- tungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im Gehäuse 100 der Beleuchtungseinrichtung untergebracht und so angeordnet, dass er unkonver- tiertes blaues Licht detektiert, das an der Kollimator¬ linse 11 oder am ersten Ende der Faseroptik 12 gestreut wurde oder mit geringfügiger Divergenz die Laserdiode 10 verlassen hatte. Der erste Lichtsensor 24 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung stimmt in allen an¬ deren Details mit dem ersten Lichtsensor 14 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel überein. Der einzige Unter- schied zwischen den Beleuchtungseinrichtungen gemäß dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung be¬ steht daher darin, dass bei der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung der nicht konvertierte blaue Anteil des Lichts direkt an der Laserdiode 10 bzw. am ersten Ende 122 der Faseroptik de- tektiert wird, während bei der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung der nicht konvertierte blaue Anteil des Lichts am zweiten En¬ de 123 der Faseroptik detektiert wird. Die Funktionsweise der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist identisch zu der Funkti¬ onsweise der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. FIG. 2 schematically shows the structure of a lighting device according to the second exemplary embodiment of the invention. The illumination device according to the second exemplary embodiment of the invention is formed almost completely identical to the illumination device according to the first exemplary embodiment of the invention. The illumination device according to the second embodiment of the invention differs from the illumination device according to the first embodiment of the invention only by the first light sensor 24. Therefore, the same reference numerals are used in Figures 1 and 2 for identical components of the illumination devices in both embodiments of the invention. For their description, reference is made to the description of the components of the first embodiment of the invention. The first light sensor 24 of the illumination device according to the second embodiment of the invention is housed in the housing 100 of the illumination device, and arranged so that it detects unkonver- patented blue light that has been scattered by the collimator ¬ lens 11 or the optical fiber 12 at the first end or with slight divergence, the laser diode 10 had left. The first light sensor 24 according to the second exemplary embodiment of the invention agrees with the first light sensor 14 according to the first exemplary embodiment in all its details. The only difference between the lighting devices according to the first and second embodiment of the invention, therefore, be ¬ is the fact that in the illumination device according to the second embodiment of the invention the non-converted blue portion of the light directly to the laser diode 10 and the first end 122 the optical fiber is detected, while the optical fiber 123 is detected in the lighting device according to the first embodiment of the invention the non-converted blue portion of the light at the second en ¬ de. The operation of the illumination device according to the second embodiment of the invention is identical to the func ¬ onsweise of the illumination device according to the first embodiment of the invention.
In den Figuren 3 und 4 ist der Aufbau einer Beleuchtungs- einrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt vier, blaues Licht aus dem Wellenlängenbereich von 440 nm bis 460 nm emittierende Laserdioden 30a, 30b, jeweils eine Kollimatorlinse 31a, 31b für jede der vier Laserdioden 30a, 30b jeweils einen als Faserop¬ tik ausgebildeten Lichtleiter 32a, 32b, 32c, 32d für jede der vier Laserdioden 30a, 30b, ein Lichtwellenlängenkon- versionselement 33 und zwei Lichtsensoren 34, 35 sowie eine fünfte Faseroptik 32e, die den Lichtsensoren 34, 35 zugeordnet ist. In Figur 3 sind von den vier Laserdioden 30a, 30b und den ihnen zugeordneten vier Kollimatorlinsen 31a, 31b jeweils nur zwei sichtbar. Das von den Laserdio¬ den 30a, 30b emittierte Licht wird jeweils mit Hilfe der entsprechenden Kollimatorlinse 31a, 31b parallelisiert und in ein erstes Ende 321a, 321b der entsprechenden Faserop¬ tik 32a, 32b, 32c bzw. 32d eingekoppelt. Das aus dem zweiten Ende 322a, 322b der Faseroptiken 32a, 32b, 32c bzw. 32d austretende blaue Laserlicht trifft auf das Lichtwellenlängenkonversionselement 33 und wird nach dem Auftreffen auf das Lichtwellenlängenkonversionselement 33 anteilig in gelbes Licht konvertiert, so dass beim Pas¬ sieren des Lichtwellenlängenkonversionselements 33 weißes Licht 36 erzeugt wird, das eine Mischung aus nicht kon¬ vertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist. Die Beleuchtungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung generiert somit weißes Licht, das eine Mischung aus blauem Anregungslicht der vier Laserdioden 30a, 30b und konvertiertem gelbem Licht des Lichtwellenlängenkonversionselements 33 ist. Das Lichtwellenlängenkonversionselement 33 dient als Licht¬ austrittsöffnung der Beleuchtungseinrichtung und da es nur eine kleine Fläche im Bereich von 1 mm2 bis 5 mm2 be¬ sitzt, kann die Beleuchtungseinrichtung als weißes Licht emittierende Punktlichtquelle angesehen werden, die sehr gut als Lichtquelle für Projektionsanwendungen, insbesondere Fahrzeugscheinwerfer, geeignet ist. In the figures 3 and 4, the structure of a lighting device according to the third embodiment of the invention is shown schematically. This illumination device has four, blue light from the wavelength range of 440 nm to 460 nm emitting laser diodes 30a, 30b, each a collimator lens 31a, 31b for each of the four laser diodes 30a, 30b each formed as Faserop ¬ tik optical fiber 32a, 32b, 32c, 32d for each of the four laser diodes 30a, 30b, a light wavelength conversion element 33 and two light sensors 34, 35 and a fifth fiber optic 32e associated with the light sensors 34, 35. In Fig. 3, of the four laser diodes 30a, 30b and their associated four collimator lenses 31a, 31b only two visible. The Figures 30a, 30b emitted light from the Laserdio ¬ is parallelized in each case by means of the corresponding collimator lens 31a and 31b in a first end 321a, 321b of the corresponding Faserop ¬ tik 32a, 32b, 32c and 32d coupled. The from the second end 322a, 322b of the optical fibers 32a, 32b, 32c and 32d emerging blue laser light is incident on the light wavelength conversion member 33 and is converted after impinging on the light wavelength conversion element 33 proportionally to yellow light, so that when Pas ¬ Sieren of the light wavelength conversion member 33 white light 36 is generated, which is a mixture of non kon ¬ vertiertem-converted blue light and yellow light. The illumination device according to the third exemplary embodiment of the invention thus generates white light, which is a mixture of blue excitation light of the four laser diodes 30a, 30b and converted yellow light of the light wavelength conversion element 33. The light wavelength conversion element 33 serves as a light ¬ outlet opening of the illumination device and since it sits ¬ only a small area in the range of 1 mm 2 to 5 mm 2 , the illumination device can be regarded as a white light emitting point light source, which is very good as a light source for projection applications, especially vehicle headlights, is suitable.
Das Lichtwellenlängenkonversionselement 33 der Beleuch¬ tungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus einem Saphirplättchen 330, das mit Leuchtstoff 331 beschichtet ist, der blaues Licht in gelbes Licht mit einer dominanten Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert. Als Leuchtstoff 331 wird mit Cer dotiertes Yttriumalumi¬ niumgranat (YAG:Ce) verwendet. Der relative Anteil von nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht in dem weißen Mischlicht 36 wird durch die Dicke der Leuchtstoffbeschichtung 331 und die Konzentration des Leuchtstoffs auf dem Saphirplättchen 330 bestimmt. Das blaue Laserlicht wird an den Leuchtstoffpartikeln des Lichtwellenlängenkonversionselements 33 gestreut und ein Teil des blauen Lichts wird mittels des Leuchtstoffs 331 in gelbes Licht konvertiert. Das Saphirplättchen 330 dient als Träger und Wärmesenke für den Leuchtstoff 331. Der Leuchtstoff 331 ist als Beschichtung auf der den zweiten Enden 322 der Faseroptiken 32a, 32b, 32c, 32d zugewandten Oberfläche des Saphirplättchens 330 angebracht. Er kann aber auch auf der diesen Enden abgewandten Oberfläche des Saphirplättchens 330 angeordnet sein. Das Lichtwellenlängenkonversionselement 33 ist in einer Hal- terung (nicht abgebildet) eingespannt, die zusätzlich auch als Kühlkörper für das Lichtwellenlängenkonversions- element 33 dient. The light wavelength conversion member 33 of the BL LEVEL ¬ processing device according to the third embodiment of the invention consists of a sapphire wafer 330, which is coated with phosphor 331, the blue light in converted yellow light with a dominant wavelength from the wavelength range of 560 nm to 590 nm. As the phosphor 331 with cerium doped Yttriumalumi ¬ niumgranat (YAG: Ce) is used. The relative proportion of unconverted blue light and converted yellow light in the white mixed light 36 is determined by the thickness of the phosphor coating 331 and the concentration of the phosphor on the sapphire wafer 330. The blue laser light is scattered on the phosphor particles of the light wavelength conversion element 33, and a part of the blue light is converted into yellow light by the phosphor 331. The sapphire wafer 330 serves as a support and heat sink for the phosphor 331. The phosphor 331 is attached as a coating on the surface of the sapphire wafer 330 facing the second ends 322 of the fiber optics 32a, 32b, 32c, 32d. However, it can also be arranged on the surface of the sapphire plate 330 facing away from these ends. The light wavelength conversion element 33 is clamped in a holder (not shown), which additionally serves as a heat sink for the light wavelength conversion element 33.
Die den Lichtsensoren 34, 35 zugeordnete fünfte Faserop¬ tik 32e verläuft innerhalb eines von den anderen vier Fa- seroptiken 32a, 32b, 32c, 32d gebildeten Kanals. Die fünfte Faseroptik 32e ist derart angeordnet, dass an dem Lichtwellenlängenkonversionselement 33 gestreutes oder reflektiertes Licht, und zwar sowohl konvertiertes als auch nicht konvertiertes Licht, in ein Ende der fünften Faseroptik 32e eingekoppelt und zu den am anderen Ende der fünften Faseroptik 32e angeordneten Lichtsensoren 34, 35 geleitet wird. Der erste Lichtsensor 34 ist als Foto¬ diode ausgebildet, der ein Farbfilter vorgeschaltet ist, so dass die erste Fotodiode im Wesentlichen nur Licht aus dem blauen Spektralbereich im Wellenlängenbereich von 440 nm bis 460 nm empfängt. Der zweite Lichtsensor 35 ist als Fotodiode ausgebildet, der ein Farbfilter vorgeschal¬ tet ist, so dass die zweite Fotodiode im Wesentlichen nur Licht aus dem gelben Spektralbereich im Wellenlängenbe- reich von 560 nm bis 590 nm empfängt. Die Farbfilter können alternativ beispielsweise auch so ausgebildet sein, dass der Farbfilter des ersten Lichtsensors 34 nur für Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich durchlässig ist und der Farbfilter für des zweiten Lichtsen- sors 35 nur für den gelben und roten Spektralbereich durchlässig ist. Der erste Lichtsensor 34 detektiert nur nicht konvertiertes blaues Licht, während der zweite Lichtsensor 35 nur konvertiertes gelbes Licht detektiert. Die von den beiden Lichtsensoren 34, 35 ermittelten Lichtintensitäten werden mit Hilfe einer Auswertungseinheit ausgewertet, die einen programmgesteuerten Mikropro¬ zessors mit Datenspeicher (beide nicht abgebildet) auf¬ weist, um im Störungsfall eine Sicherheitsabschaltung der vier Laserdioden 30a, 30b auszulösen. Zur Überwachung der Lichtemission der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung wird der Quotient aus der vom zweiten Lichtsensor 35 detektierten Lichtintensität und der vom ersten Lichtsensor 34 detektierten Lichtintensität oder eine zu diesem Quotienten proportio- nale elektrische Größe, beispielsweise in Form einer elektrischen Spannung oder eines elektrischen Stroms, ge- bildet und ausgewertet. Dieser Quotient entspricht dem relativen Anteil von konvertiertem gelbem Licht zu nicht konvertiertem blauem Licht in dem Licht, das von der Beleuchtungseinrichtung emittiert wird. Unterschreitet der Wert dieses Quotienten oder dazu proportionalen elektrischen Größe einen vorgegebenen Schwellwert, so wird eine Sicherheitsabschaltung der vier Laserdioden 30a, 30b ausgelöst. The light sensors 34, 35 associated fifth Faserop ¬ tik 32e extends within a seroptiken from the other four Fa 32a, 32b, 32c, 32d formed channel. The fifth fiber optic 32e is arranged such that light scattered or reflected at the light wavelength conversion element 33, both converted and unconverted, is coupled into one end of the fifth fiber optic 32e and to the other end the fifth fiber optic 32e arranged light sensors 34, 35 is passed. The first light sensor 34 is formed as a photo ¬ diode, which is preceded by a color filter, so that the first photodiode receives substantially only light from the blue spectral range in the wavelength range of 440 nm to 460 nm. The second light sensor 35 is formed as a photodiode, which is pre-tet scarf ¬ a color filter, so that the second photodiode is substantially only receives light from the yellow spectral region in the wavelength range of 560 nm to 590 nm. Alternatively, the color filters may, for example, also be designed such that the color filter of the first light sensor 34 is permeable only to light from the violet and blue spectral range and the color filter for the second light sensor 35 is permeable only to the yellow and red spectral range. The first light sensor 34 detects only unconverted blue light while the second light sensor 35 detects only converted yellow light. The light intensities detected by the two light sensors 34, 35 are evaluated with the aid of an evaluation unit which has a program-controlled micropro ¬ zessors with data memory (both not shown) has ¬ to trigger a fault occurs a safety shutdown of the four laser diodes 30a, 30b. For monitoring the light emission of the illumination device according to the third exemplary embodiment of the invention, the quotient of the light intensity detected by the second light sensor 35 and the light intensity detected by the first light sensor 34 or an electric variable proportional to this quotient, for example in the form of an electrical voltage or a voltage electric current, forms and evaluates. This quotient corresponds to the relative proportion of converted yellow light to unconverted blue light in the light emitted by the illumination device. If the value of this quotient or electric variable proportional thereto falls below a predetermined threshold value, a safety shutdown of the four laser diodes 30a, 30b is triggered.
Beispielsweise existiert im Fall des Fehlens des Licht- Wellenlängenkonversionselements 33 kein konvertiertes gelbes Licht und demzufolge ist die von dem zweiten Lichtsensor 35 detektierte Lichtintensität Null. Entspre¬ chend hat der Wert des Quotienten aus der vom zweiten Lichtsensor 35 detektierten Lichtintensität und der vom ersten Lichtsensor 34 detektierten Lichtintensität ebenfalls den Wert Null. In diesem Fall werden die vier La¬ serdioden 30a, 30b ausgeschaltet. Verschlechtert sich während der Betriebsdauer der Beleuchtungseinrichtung die Qualität des Lichtwellenlängenkonversionselements 33, beispielsweise aufgrund von abgelösten oder inaktiven Teilen der Leuchtstoffbeschichtung 331 oder wegen einer unzulässigen Intensitätserhöhung der Laseranregungsstrahlung, so wird der relative Anteil des konvertierten gel¬ ben Lichts in Bezug auf den des nicht konvertierten blau- en Lichts sinken. Entsprechend wird dadurch auch der Wert des vorgenannten Quotienten im Vergleich zu seinem anfänglichen Wert, den er bei vollständig intakter Leucht¬ stoffbeschichtung 331 hatte, gesenkt. Das hat zur Folge, dass der durch die Normfarbwertanteile x, y definierte Farbort des von der Beleuchtungseinrichtung emittierten weißen Lichts auf der Normfarbtafel gemäß DIN 5033 von seinem anfänglichen Wert in Richtung des blauen Spektralbereichs verschoben wird und die Farbtemperatur des wei¬ ßen Licht einen höheren Wert annimmt. Die Überwachung des vorgenannten Quotienten erlaubt daher zusätzlich zur Sicherheitsabschaltung der vier Laserdioden 30a, 30b auch eine Überwachung der Verschiebung von Farbort und Farbtemperatur des von der Beleuchtungseinrichtung emittierten Lichts. Dementsprechend kann daher im Fall einer teilweise abgelösten oder teilweise inaktiven Leucht¬ stoffbeschichtung 331 beispielsweise die Leistung der vier Laserdioden 30a, 30b reduziert werden oder die Laserdioden 30a, 30b abgeschaltet werden, sobald ein vorde¬ finierter Schwellwert des vorgenannten Quotienten unter- schritten wird. For example, in the case of the absence of the light wavelength conversion element 33, there is no converted yellow light, and consequently, the light intensity detected by the second light sensor 35 is zero. Entspre ¬ accordingly has the value of the quotient of the light from the second sensor 35 and the detected light intensity detected by the first light sensor 34 light intensity also has the value zero. In this case, the four La ¬ serdioden 30a, 30b are turned off. Deteriorated during the operating lifetime of the illumination device, the quality of the light wavelength conversion member 33, for example due to the detached or inactive parts of the phosphor coating 331 or due to an unacceptable increase in intensity of the laser excitation radiation, the relative proportion of the converted gel ¬ ben light into reference is to that of the non-converted blue - sink in the light. Accordingly, the value of the abovementioned quotient is also reduced in comparison with its initial value, which it had when the phosphor coating 331 was completely intact. This has the consequence that the color location of the light emitted by the illumination device is defined by the standard color value components x, y white light on the standard color table according to DIN 5033 is displaced from its initial value toward the blue spectral region and the color temperature of white light ¬ SEN assumes a higher value. Therefore, in addition to the safety shutdown of the four laser diodes 30a, 30b, the monitoring of the abovementioned quotient also allows a monitoring of the shift in color locus and color temperature of the light emitted by the illumination device. Accordingly, therefore, in the case of a partially separated or partially inactive light ¬ material coating 331, for example, the performance of the four laser diodes 30a can be reduced 30b or the laser diodes 30a are turned off 30b when a prede ¬ finierter threshold value of the aforementioned quotient is undershot.
In Figur 5 ist schematisch der Aufbau einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt eine blaues Licht aus dem Wellenlängenbereich von 440 nm bis 460 nm emittierende Laserdiode 40, eine Kolli¬ matorlinse 41, ein Lichtwellenlängenkonversionselement 43 und zwei Lichtsensoren 44, 45. Das von der Laserdiode 40 emittierte Licht wird mit Hilfe der Kollimatorlinse 41 parallelisiert und in Richtung des Lichtwellenlängenkon- versionselement 43 geleitet, so dass es unter einem Win¬ kel von 45 Grad auf die Oberfläche des Lichtwellenlängen- konversionselements 43 auftrifft. FIG. 5 schematically shows the structure of a lighting device according to the fourth exemplary embodiment of the invention. This illumination device has a blue light from the wavelength range of 440 nm to 460 nm emitting laser diode 40, a Kolli ¬ matorlinse 41, a light wavelength conversion element 43 and two light sensors 44, 45. The emitted light from the laser diode 40 is parallelized by means of the collimator lens 41 and directed in the direction of the Lichtwellenlängenkon- conversion element 43 so that it impinges on the surface of the Lichtwellenlängen- conversion element 43 at a Win ¬ angle of 45 degrees.
Das Lichtwellenlängenkonversionselement 43 der Beleuch¬ tungseinrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus einem Saphirplättchen 430, das mit Leuchtstoff 431 beschichtet ist, der blaues Licht in gelbes Licht mit einer dominanten Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert. Als Leuchtstoff 431 wird mit Cer dotiertes Yttriumalumi- niumgranat (YAG:Ce) verwendet. Der relative Anteil von nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht in dem weißen Mischlicht 46 wird durch die Dicke der Leuchtstoffbeschichtung 431 und die Konzentration des Leuchtstoffs auf dem Saphirplättchen 430 bestimmt. Das blaue Laserlicht wird an den Leuchtstoffpartikeln des Lichtwellenlängenkonversionselements 43 gestreut und ein Teil des blauen Lichts wird mittels des Leuchtstoffs 431 in gelbes Licht konvertiert. Das Saphirplättchen 430 dient als Träger und Wärmesenke für den Leuchtstoff 431. Der Leuchtstoff 431 ist als Beschichtung auf der von der Laserdiode 40 abgewandten Oberfläche des Saphirplättchens 430, die nachstehend auch als Rückseite des Saphirplätt¬ chens 430 bezeichnet wird, angebracht. Die mit Leucht¬ stoff 431 beschichtete Rückseite sowie auch die Seiten- kanten des Saphirplättchens 430 sind mit einer Licht re¬ flektierenden Schicht 432 abgedeckt. Sowohl der nicht konvertierte blaue Anteil des Lichts als auch der konver¬ tierte gelbe Anteil des Lichts werden an der Licht re¬ flektierenden Beschichtung 432 reflektiert, so dass wei- ßes Licht 46, das eine Mischung aus nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist, das Lichtwellenlängenkonversionselement 43 an der der Rück¬ seite gegenüberliegenden Vorderseite des Saphirplättchens 430 verlässt. Das an der Vorderseite des Saphirplättchens 430 austretende weiße Licht 46 wird aufgrund der Streuung an den Partikeln der Leuchtstoffbeschichtung 431 in un- terschiedliche Richtungen emittiert. Im Unterschied dazu trifft das eng gebündelte blaue Laserlicht 47 in einem Winkel von 45 Grad auf die Vorderseite des Saphirplätt- chens 430 auf. Die Licht reflektierende Beschichtung 432 weist jeweils einen Durchbruch für die beiden an der Rückseite des Sa- phirplättchens 430 angeordneten Lichtsensoren 44, 45 auf. Der erste Lichtsensor 44 ist als Fotodiode ausgebildet, der ein Farbfilter vorgeschaltet ist, so dass die erste Fotodiode im Wesentlichen nur Licht aus dem blauen Spektralbereich im Wellenlängenbereich von 440 nm bis 460 nm empfängt. Der zweite Lichtsensor 45 ist als Fotodiode ausgebildet, der ein Farbfilter vorgeschaltet ist, so dass die zweite Fotodiode im Wesentlichen nur Licht aus dem gelben Spektralbereich im Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm empfängt. Die Farbfilter können alternativ beispielsweise auch so ausgebildet sein, dass der Farbfilter des ersten Lichtsensors 44 nur für Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich durchlässig ist und der Farbfilter für des zweiten Lichtsensors 45 nur für den gelben und roten Spektralbereich durchlässig ist. Der erste Lichtsensor 44 detektiert allerdings nur nicht konvertiertes blaues Licht, während der zweite Lichtsen¬ sor 45 nur konvertiertes gelbes Licht detektiert. Die Auswertung der von den Lichtsensoren 44, 45 detektierten Lichtintensitäten erfolgt auf die gleiche Weise wie bei den Lichtsensoren 14, 15 der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Das Lichtwellenlängenkonversionselement 43 ist in einer Auf- nähme einer als Kühlkörper ausgebildeten metallischen Halterung 400 angeordnet. The light wavelength conversion member 43 of the BL LEVEL ¬ processing device according to the fourth embodiment of the invention consists of a sapphire wafer 430, the is coated with phosphor 431, which converts blue light into yellow light having a dominant wavelength from the wavelength range of 560 nm to 590 nm. The phosphor 431 used is cerium-doped yttrium aluminum granulate (YAG: Ce). The relative proportion of unconverted blue light and converted yellow light in the white mixed light 46 is determined by the thickness of the phosphor coating 431 and the concentration of the phosphor on the sapphire wafer 430. The blue laser light is scattered on the phosphor particles of the light wavelength conversion element 43, and a part of the blue light is converted to yellow light by the phosphor 431. The sapphire wafer 430 serves as a support and a heat sink for the phosphor 431. The phosphor 431 is applied as a coating on the side facing away from the laser diode 40 surface of the sapphire wafer 430, which is also referred to as rear side of the Saphirplätt ¬ Chen 430th The coated phosphor ¬ material 431 as well as the rear side edge of the sapphire wafer 430 are covered with a light re ¬ inflecting layer 432nd Both the non-converted blue portion of the light and the yellow Conver ¬ oriented portion of the light reflected at the light re ¬ inflecting coating 432 so that WEI SLI light 46, which is a mixture of non-converted blue light and yellow light Converted , the light wavelength conversion element 43 leaves on the rear ¬ side opposite front side of the sapphire plate 430. The white light 46 emerging at the front side of the sapphire wafer 430 is due to the scattering on the particles of the phosphor coating 431 in unseen emitted different directions. In contrast, the narrowly focused blue laser light 47 impinges on the front side of the sapphire plate 430 at an angle of 45 degrees. The light-reflecting coating 432 in each case has an opening for the two light sensors 44, 45 arranged on the rear side of the sapphire wafer 430. The first light sensor 44 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the first photodiode essentially only receives light from the blue spectral range in the wavelength range from 440 nm to 460 nm. The second light sensor 45 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the second photodiode essentially only receives light from the yellow spectral range in the wavelength range from 560 nm to 590 nm. Alternatively, the color filters may, for example, also be designed so that the color filter of the first light sensor 44 is permeable only to light from the violet and blue spectral range and the color filter for the second light sensor 45 is permeable only to the yellow and red spectral range. However, the first light sensor 44 detects only unconverted blue light, while the second Lichtsen ¬ sensor 45 detects only converted yellow light. The evaluation of the light intensities detected by the light sensors 44, 45 takes place in the same way as in the case of the light sensors 14, 15 of the illumination device according to the first exemplary embodiment of the invention. The light wavelength conversion element 43 is arranged in a would be arranged as a heat sink formed metallic holder 400.
In Figur 6 ist schematisch der Aufbau einer Beleuchtungseinrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Er- findung dargestellt. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt eine blaues Licht aus dem Wellenlängenbereich von 440 nm bis 460 nm emittierende Laserdiode 50, eine Kolli¬ matorlinse 51, eine Faseroptik 52, ein Lichtwellenlängen- konversionselement 53, einen Licht streuenden Körper 56, und zwei Lichtsensoren 54, 55 sowie eine Halterung für das Lichtwellenlängenkonversionselement 53 und den Licht streuenden Körper 56. Das von der Laserdiode 50 emittierte Licht wird mit Hilfe der Kollimatorlinse 51 paralleli- siert und mittels der Faseroptik 52 auf den Licht streu- enden Körper 56 gelenkt. Der Licht streuende Körper 56 besitzt zwei einander gegenüberliegende Oberflächen, die nachstehend als Vorderseite und Rückseite des Licht streuenden Körpers 56 bezeichnet werden. An der Vorderseite des Licht streuenden Körpers 56 ist das Lichtwel- lenlängenkonversionselement 53 angeordnet und an der Rückseite des Licht streuenden Körpers 56 sind die beiden Lichtsensoren 54, 55 angeordnet. FIG. 6 schematically shows the structure of a lighting device according to the fifth exemplary embodiment of the invention. This illumination device has a blue light from the wavelength range of 440 nm to 460 nm emitting laser diode 50, a Kolli ¬ matorlinse 51, a fiber optic 52, a Lichtwellenlängen- conversion element 53, a light scattering body 56, and two light sensors 54, 55 and a holder for the light wavelength conversion element 53 and the light scattering body 56. The light emitted by the laser diode 50 is collimated by means of the collimator lens 51 and directed by the fiber optic 52 onto the light scattering body 56. The light-diffusing body 56 has two opposing surfaces, hereinafter referred to as front and back of the light-diffusing body 56. The light wavelength conversion element 53 is arranged on the front side of the light-scattering body 56, and the two light sensors 54, 55 are arranged on the rear side of the light-scattering body 56.
Das Lichtwellenlängenkonversionselement 53 der Beleuch¬ tungseinrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus einem Saphirplättchen 530, das mit Leuchtstoff 531 beschichtet ist, der blaues Licht in gelbes Licht mit einer dominanten Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert. Als Leuchtstoff 131 wird mit Cer dotiertes Yttriumalumi- niumgranat (YAG:Ce) verwendet. Der relative Anteil von nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht in dem weißen Mischlicht 57 wird durch die Dicke der Leuchtstoffbeschichtung 531 und die Konzentration des Leuchtstoffs auf dem Saphirplättchen 530 bestimmt. Das blaue Laserlicht wird an den Leuchtstoffpartikeln des Lichtwellenlängenkonversionselements 53 gestreut und ein Teil des blauen Lichts wird mittels des Leuchtstoffs 531 in gelbes Licht konvertiert. Das Saphirplättchen 530 dient als Träger und Wärmesenke für den Leuchtstoff 531. Der Leuchtstoff 531 ist als Beschichtung auf der dem Licht streuenden Körper 56 zugewandten Oberfläche des Sa- phirplättchens 530 angebracht. Er kann aber auch auf der dem Licht streuenden Körper 56 abgewandten Oberfläche des Saphirplättchens 530 angeordnet sein. Das Lichtwellenlän- genkonversionselement 53 ist zusammen mit dem Licht streuenden Körper 56 in einer Halterung 500 eingespannt, die zusätzlich auch als Kühlkörper für das Lichtwellen- längenkonversionselement 53 dient. The light wavelength conversion member 53 of the BL LEVEL ¬ processing device according to the fifth embodiment of the invention consists of a sapphire wafer 530, which is coated with phosphor 531, which converts blue light into yellow light having a dominant wavelength from the wavelength range of 560 nm to 590 nm. The phosphor 131 used is cerium-doped yttrium aluminum granulate (YAG: Ce). The relative share of unconverted blue light and converted yellow light in the white mixed light 57 is determined by the thickness of the phosphor coating 531 and the concentration of the phosphor on the sapphire chip 530. The blue laser light is scattered on the phosphor particles of the light wavelength conversion element 53, and a part of the blue light is converted to yellow light by the phosphor 531. The sapphire chip 530 serves as a carrier and heat sink for the phosphor 531. The phosphor 531 is applied as a coating on the surface of the sapphire plate 530 facing the light-scattering body 56. However, it can also be arranged on the light-scattering body 56 facing away from the surface of the sapphire plate 530. The light wavelength conversion element 53 is clamped together with the light scattering body 56 in a holder 500, which additionally serves as a heat sink for the light wavelength conversion element 53.
Der erste Lichtsensor 54 ist als Fotodiode ausgebildet, der ein Farbfilter vorgeschaltet ist, so dass die erste Fotodiode im Wesentlichen nur Licht aus dem blauen Spektralbereich im Wellenlängenbereich von 440 nm bis 460 nm empfängt. Der zweite Lichtsensor 55 ist als Fotodiode ausgebildet, der ein Farbfilter vorgeschaltet ist, so dass die zweite Fotodiode im Wesentlichen nur Licht aus dem gelben Spektralbereich im Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm empfängt. Die Farbfilter können alternativ beispielsweise auch so ausgebildet sein, dass der Farbfilter des ersten Lichtsensors 54 nur für Licht aus dem violetten und blauen Spektralbereich durchlässig ist und der Farbfilter für des zweiten Lichtsensors 55 nur für den gelben und roten Spektralbereich durchlässig ist. The first light sensor 54 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the first photodiode substantially only receives light from the blue spectral range in the wavelength range from 440 nm to 460 nm. The second light sensor 55 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the second photodiode receives substantially only light from the yellow spectral range in the wavelength range of 560 nm to 590 nm. Alternatively, the color filters may, for example, also be designed such that the color filter of the first light sensor 54 is permeable only to light from the violet and blue spectral range and the color filter for the second light sensor 55 is transparent only to the yellow and red spectral regions.
Das mit Hilfe der Faseroptik 52 in den Licht streuenden Körper 56 eingekoppelte blaue Laserlicht wird in unter- schiedliche Richtungen gestreut, so dass es sowohl auf die LeuchtstoffSchicht 531 des Lichtwellenlängenkonversi- onselements 53 als auch auf die Lichtsensoren 54, 55 trifft. Das blaue Streulicht wir von dem ersten Lichtsen¬ sor 54 detektiert. Ein Teil des auf die Leuchtstoff- Schicht 531 auftreffenden Lichts wird in gelbes Licht konvertiert und ebenfalls in unterschiedliche Richtungen gestreut, so dass an der vom Licht streuenden Körper 56 abgewandten Oberfläche des Saphirplättchens 530 weißes Licht 57 austritt, das eine Mischung aus nicht konver- tiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist. Ein Teil des konvertierten gelben Lichts wird in Richtung der Lichtsensoren 54, 55 gestreut und von dem zweiten Lichtsensor 55 detektiert. Die Auswertung der von den beiden Lichtsensoren 54, 55 detektierten Lichtintensitä- ten erfolgt analog zu der Auswertung, die anhand der Lichtsensoren 14, 15 der Beleuchtungseinrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben wurde . The blue laser light coupled into the light scattering body 56 with the aid of the fiber optic 52 is scattered in different directions so that it strikes both the phosphor layer 531 of the light wavelength conversion element 53 and the light sensors 54, 55. The blue scattered light, we detected by the first Lichtsen ¬ sor 54th A portion of the incident light on the phosphor layer 531 light is converted into yellow light and also scattered in different directions, so that at the side facing away from the light-scattering body 56 surface of the sapphire 530 white light 57 emerges, which is a mixture of unconverted blue light and converted yellow light is. A part of the converted yellow light is scattered toward the light sensors 54, 55 and detected by the second light sensor 55. The evaluation of the light intensities detected by the two light sensors 54, 55 takes place analogously to the evaluation which has been described with reference to the light sensors 14, 15 of the illumination device according to the first exemplary embodiment of the invention.
In Figur 7 ist schematisch der Aufbau einer Beleuchtungs- einrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Diese Beleuchtungseinrichtung besitzt zwei, blaues Licht aus dem Wellenlängenbereich von 440 nm bis 460 nm emittierende Laserdioden 60a, 60b, je¬ weils eine Kollimatorlinse 61a, 61b für jede der Laserdi- oden, einen als Faseroptik ausgebildeten Lichtleiter 62, ein Lichtwellenlängenkonversionselement 63, zwei Licht¬ sensoren 64, 65, einen Lichtstrahlteiler 66 und eine Prüflichtquelle 67. FIG. 7 schematically shows the structure of a lighting device according to the sixth exemplary embodiment of the invention. This illumination device has two, blue light from the wavelength range from 440 nm to 460 nm emitting laser diodes 60a, 60b, each ¬ Weils a collimator lens 61a, 61b for each of the Laserdi- oden, designed as a fiber optic light guide 62, a light wavelength conversion element 63, two light ¬ sensors 64, 65, a light beam splitter 66 and a test light source 67th
Das von den Laserdioden 60a, 60b emittierte Licht wird mit Hilfe der Kollimatorlinsen 61a bzw. 61b paralleli- siert und in ein erstes Ende 622 der Faseroptik 62 einge¬ koppelt. Das aus dem zweiten Ende 623 austretende blaue Laserlicht trifft auf das Lichtwellenlängenkonversions- element 63 und wird nach dem Auftreffen auf das Lichtwel- lenlängenkonversionselement 63 anteilig in gelbes Licht konvertiert, so dass beim Passieren des Lichtwellenlän- genkonversionselements 63 weißes Licht 68 erzeugt wird, das eine Mischung aus nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht ist. Die Beleuchtungsein- richtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung generiert somit weißes Licht, das eine Mischung aus blauem Anregungslicht der Laserdioden 60a, 60b und konvertiertem gelbem Licht des Lichtwellenlängenkonversi- onselements 63 ist. Das Lichtwellenlängenkonversionsele- ment 63 dient als Lichtaustrittsöffnung der Beleuchtungs¬ einrichtung und da es nur eine kleine Fläche im Bereich von 1 mm2 bis 5 mm2 besitzt, kann die Beleuchtungseinrichtung als weißes Licht emittierende Punktlichtquelle angesehen werden, die sehr gut als Lichtquelle für Pro- j ektionsanwendungen, insbesondere Fahrzeugscheinwerfer, geeignet ist. The light emitted from the laser diodes 60a, 60b is Siert light parallelized by means of the collimator lenses 61a and 61b and 62 is ¬ coupled into a first end 622 of the fiber optics. The blue laser light emerging from the second end 623 impinges on the light wavelength conversion element 63 and is proportionally converted into yellow light after impinging on the light wavelength conversion element 63, so that upon passing the light wavelength conversion element 63 white light 68 is generated, which is a light source Mixture of unconverted blue light and converted yellow light is. The illumination device according to the sixth exemplary embodiment of the invention thus generates white light, which is a mixture of blue excitation light of the laser diodes 60a, 60b and converted yellow light of the light wavelength conversion element 63. The light wavelength conversion element 63 serves as light exit opening of the illumination device and since it has only a small area in the range from 1 mm 2 to 5 mm 2 , the illumination device can be regarded as a white light emitting point light source which is very well suited as a light source for pro- j ektionsanwendungen, especially vehicle headlights, is suitable.
Das Lichtwellenlängenkonversionselement 63 der Beleuch¬ tungseinrichtung gemäß dem sechsten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht aus einem Saphirplättchen 630, das mit Leuchtstoff 631 beschichtet ist, der blaues Licht in gelbes Licht mit einer dominanten Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert. Als Leuchtstoff 631 wird mit Cer dotiertes Yttriumalumi¬ niumgranat (YAG:Ce) verwendet. Der relative Anteil von nicht konvertiertem blauem Licht und konvertiertem gelbem Licht in dem weißen Mischlicht 68 wird durch die Dicke der Leuchtstoffbeschichtung 631 und die Konzentration des Leuchtstoffs auf dem Saphirplättchen 630 bestimmt. Das blaue Laserlicht wird an den Leuchtstoffpartikeln des Lichtwellenlängenkonversionselements 63 gestreut und ein Teil des blauen Lichts wird mittels des Leuchtstoffs 631 in gelbes Licht konvertiert. Das Saphirplättchen 630 dient als Träger und Wärmesenke für den Leuchtstoff 131. Der Leuchtstoff 631 ist als Beschichtung auf der dem zweiten Ende 623 der Faseroptik 62 zugewandten Oberfläche des Saphirplättchens 630 angebracht. Er kann aber auch auf der diesem Ende 623 abgewandten Oberfläche des Sa¬ phirplättchens 630 angeordnet sein. Das Lichtwellenlän- genkonversionselement 63 ist in einer Halterung (nicht abgebildet) eingespannt, die zusätzlich auch als Kühlkör¬ per für das Lichtwellenlängenkonversionselement 63 dient. The light wavelength conversion member 63 of the BL LEVEL ¬ processing device according to the sixth embodiment of the invention consists of a sapphire wafer 630, which is coated with phosphor 631, the blue light in converted yellow light with a dominant wavelength from the wavelength range of 560 nm to 590 nm. As the phosphor 631 with cerium doped Yttriumalumi ¬ niumgranat (YAG: Ce) is used. The relative proportion of unconverted blue light and converted yellow light in the white mixed light 68 is determined by the thickness of the phosphor coating 631 and the concentration of the phosphor on the sapphire chip 630. The blue laser light is scattered on the phosphor particles of the light wavelength conversion element 63, and a part of the blue light is converted into yellow light by the phosphor 631. The sapphire chip 630 serves as a support and heat sink for the phosphor 131. The phosphor 631 is applied as a coating on the surface of the sapphire chip 630 facing the second end 623 of the fiber optic 62. However, it may also be remote from this on the end 623 of the surface Sa ¬ phirplättchens 630 may be disposed. The light wavelength conversion element 63 is in a holder (not shown) clamped, which also serves as Kühlkör ¬ by the light wavelength conversion element 63rd
Bei der Prüflichtquelle 67 handelt es sich um eine Laser¬ diode, die entweder identisch zu den Laserdioden 60a, 60b ausgebildet ist und ebenfalls blaues Licht emittiert oder die elektromagnetische Strahlung bzw. Licht aus einem an¬ deren Wellenlängenbereich emittiert, für die das Licht- wellenlängenkonversionselement 63 einen hohen Reflexions¬ grad aufweist. Das von der Prüflichtquelle 67 emittierte Licht wird nach dem Passieren eines Strahlteilers 66 in das erste Ende 622 der Faseroptik 62 mit einem Einfalls- winkel von Null Grad eingekoppelt. Ein Teil des aus dem zweiten Ende 623 der Faseroptik 62 austretenden Lichts der Prüflichtquelle 67 wird am Lichtwellenlängenkonversi- onselement 63 reflektiert und wieder in das zweite Ende 623 der Faseroptik 62 eingekoppelt, so dass es nach dem Austritt aus dem ersten Ende 622 der Faseroptik 62 und nach Reflexion am Strahlteiler 66 von dem ersten Lichtsensor 64 detektiert wird. Der zweite Lichtsensor 65 ist derart angeordnet, dass er am Lichtwellenlängenkonversi- onselement 63 gestreutes Licht detektiert. In the probe light source 67 is a laser ¬ diode that is either identical design to the laser diodes 60a, 60b and also emits blue light or emits electromagnetic radiation or light from an at ¬ whose wavelength range for the wavelength conversion element, the light 63 has a high degree of reflection ¬ . The light emitted by the test light source 67, after passing through a beam splitter 66, is injected into the first end 622 of the fiber optic 62 with an incident beam. angle of zero degrees coupled. A portion of the light exiting from the second end 623 of the fiber optics 62 of the test light source 67 is reflected at the Lichtwellenlängenkonversi- onselement 63 and coupled back into the second end 623 of the fiber optics 62 so that after exiting the first end 622 of the fiber optics 62 and is detected by the first light sensor 64 after reflection at the beam splitter 66. The second light sensor 65 is arranged such that it detects light scattered at the light wavelength conversion element 63.
Der erste Lichtsensor 64 ist als Fotodiode ausgebildet, der ein Farbfilter vorgeschaltet ist, so dass die erste Fotodiode im Wesentlichen nur Licht aus dem Wellenlängenbereich empfängt, das der Wellenlänge des von der Prüf- lichtquelle 67 emittierten Lichts entspricht. Der zweite Lichtsensor 65 ist als Fotodiode ausgebildet, der ein Farbfilter vorgeschaltet ist, so dass die zweite Fotodio¬ de im Wesentlichen nur Licht aus dem gelben Spektralbereich im Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm empfängt. Der erste Lichtsensor 64 ist so angeordnet, dass er von der Prüflichtquelle 67 emittiertes, nicht konvertiertes Licht detektiert. Der zweite Lichtsensor 65 ist so angeordnet, dass er Licht detektiert, das am Lichtwellenlängenkonversionselement 63 gestreut und in gelbes Licht konvertiert wurde. Die von den beiden Licht¬ sensoren 64, 65 ermittelten Lichtintensitäten werden auf dieselbe Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung ausgewertet, um im Störungsfall eine Sicher¬ heitsabschaltung der Laserdioden 60a, 60b und der Prüf- lichtquelle 67 auszulösen. Die Faseroptiken 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 52 und 62 be¬ sitzen dieselbe Konstruktion wie die Faseroptik 12 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Auf die Darstellung des Licht leitenden Kerns und des Mantels der Faseroptiken wurde in den Figuren 3, 4, 6 und 7 der Einfachheit halber verzichtet. The first light sensor 64 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the first photodiode substantially only receives light from the wavelength range corresponding to the wavelength of the light emitted from the test light source 67. The second light sensor 65 is designed as a photodiode, which is preceded by a color filter, so that the second Fotodio ¬ de essentially only receives light from the yellow spectral range in the wavelength range of 560 nm to 590 nm. The first light sensor 64 is arranged to detect unconverted light emitted from the test light source 67. The second light sensor 65 is arranged to detect light that has been scattered at the light wavelength conversion element 63 and converted to yellow light. The light intensities detected by the two light ¬ sensors 64, 65 are evaluated in the same manner as in the first embodiment of the invention, a secure ¬ in case of failure uniform shutdown of the laser diodes 60a, 60b and the test light source trigger 67th The fiber optics 32a, 32b, 32c, 32d, 32e, 52 and 62 be ¬ sit the same construction as the fiber optic 12 according to the first embodiment of the invention. The illustration of the light-conducting core and the sheath of the fiber optics has been omitted in FIGS. 3, 4, 6 and 7 for the sake of simplicity.
Die Auswertungseinheiten 110 für die von den Lichtsensoren detektierten Intensitäten und die Sicherheitsabschaltungen für die Laserdioden gemäß den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen können auf einfache Weise mittels eines im Mikroprozessor der Auswertungseinheiten installierten Programms verwirklicht werden, das im Störungs¬ fall, beispielsweise beim Unterschreiten eines bestimmten Schwellwerts des oben genannten Quotienten L2/L1, die La- serdioden ausschaltet und gegebenenfalls zusätzlich das Verschließen der Lichtaustrittsöffnung der Beleuchtungseinrichtung mittels einer Blende veranlasst. Die Abschal¬ tung der Laserdioden erfolgt innerhalb weniger Nanosekun- den . Die Erfindung beschränkt sich nicht auf die oben näher erläuterten Ausführungsbeispiele der Erfindung. Bei¬ spielsweise können statt blaues Licht emittierende Laser¬ dioden und dem mit gelbem Leuchtstoff versehenen Licht- wellenlängenkonversionselement auch Laserdioden, die Licht anderer Farben emittieren, und Lichtwellenlängen- konversionselemente mit andersfarbiges Licht erzeugenden Leuchtstoffen verwendet werden. Entsprechend können auch die Lichtsensoren an diese Lichtwellenlängenkonversions- elemente angepasst sein. Der dieser Erfindung zugrunde gelegte Spektralbereich umfasst infrarote, sichtbare und ultraviolette Strahlung. Außerdem kann das Lichtwellen- längenkonversionselement beweglich, beispielsweise um ei¬ ne Achse drehbar angeordnet sein und beispielsweise als Farbrad ausgebildet sein, das mit unterschiedlichen Leuchtstoffen zum Erzeugen von verschiedenfarbigem Licht beschichtet ist und beispielsweise als Bestandteil einer Projektionsvorrichtung ausgebildet ist. Entsprechend kön¬ nen mehrere Lichtsensoren für das von den unterschiedlichen Leuchtstoffen konvertierte Licht vorgesehen sein, um die relativen Anteile von konvertiertem und nicht konvertiertem Licht für jeden Leuchtstoff zu detektieren und die Farbortverschiebung über die Betriebsdauer der Beleuchtungseinrichtung zu bestimmen. The evaluation units 110 for the intensities detected by the light sensors and the safety shutdowns for the laser diodes according to the exemplary embodiments described above can be implemented in a simple manner by means of a program installed in the microprocessor of the evaluation units , which, in the event of a fault, for example falling below a certain threshold value of the above quotient L2 / L1 mentioned above, the laser diodes off and optionally additionally causes the closing of the light exit opening of the illumination device by means of a diaphragm. The switching off of the laser diodes ¬ processing occurs within a few nanoseconds. The invention is not limited to the above-described embodiments of the invention. In ¬ play emitting laser diodes and the light ¬ provided with a yellow phosphor wavelength conversion element, laser diodes which emit light of other colors can take blue light and light wavelength conversion elements can be used with differently colored light generating phosphors. Accordingly, the light sensors can also be adapted to these light wavelength conversion elements. The spectral range on which this invention is based comprises infrared, visible and ultraviolet radiation. In addition, the light wave can wavelength conversion element movable, for example, egg ¬ ne axis to be rotatable and be formed for example as a color wheel, which is coated with different phosphors to generate light of different colors, and is formed for example as part of a projection apparatus. Accordingly Kgs ¬ NEN more light sensors may be provided for the converted light from the various phosphors to detect the relative proportions of converted and unconverted light for each phosphor, and to determine the color location shift over the operating life of the lighting device.
Zusätzlich zur Auswertung der relativen Anteile von konvertiertem und nicht konvertiertem Licht kann mit Hilfe eines Temperatursensors oder eines Infrarotsensors die Erwärmung des Lichtwellenlängenkonversionselement über¬ wacht werden, die durch die sogenannte Stokes- Verschiebung im Leuchtstoff des Lichtwellenlängenkonver- sionselements entsteht. Um die auf andere Ursachen zu¬ rückzuführende Erwärmung des Lichtwellenlängenkonversi- onselements auszublenden, kann bei der Temperaturmessung die Kombination von Modulation des Laserlichts und soge¬ nannter Lock-In-Technik durchgeführt werden. Das heißt, die Temperaturmessung wird synchron mit einer bestimmten Phase des modulierten Laserlichts vorgenommen. In addition to the evaluation of the relative proportions of converted and unconverted light, heating of the light wavelength conversion member may be monitored via ¬ with the aid of a temperature sensor or an infrared sensor, which sion elements is produced by the so-called Stokes shift in the phosphor of the Lichtwellenlängenkonver-. To hide to other causes to ¬ recirculated heating of Lichtwellenlängenkonversi- onselements, at the temperature measurement, the combination of modulation of the laser light and so-¬-called lock-in technique can be performed. That is, the temperature measurement is made in synchronism with a certain phase of the modulated laser light.
Die Mess- und Auswerteeinrichtung kann kalibriert werden bzw. eine Selbstkalibrierungsfunktion enthalten. Eine Kalibrierung kann zum Beispiel vor Beginn einer jeden Inbe- triebnahme der Beleuchtungseinrichtung erfolgen. Die Ka- librierung kann beispielsweise mit einer sehr geringen Laserleistung erfolgen. The measuring and evaluation device can be calibrated or contain a self-calibration function. A calibration can, for example, take place before the beginning of each start-up of the illumination device. The Ka- For example, calibration can be performed with very low laser power.
Die Anregungslichtquellen können getaktet oder im Dauerstrichbetrieb betrieben werden, oder in einer Kombination beider Betriebsweisen. The excitation light sources can be clocked or operated in continuous wave mode, or in a combination of both modes.
Alle Ausführungsbeispiele funktionieren auch ohne die den Laserlichtquellen vorgeschalteten, als Faseroptiken ausgebildeten Lichtleiter, da die Laserstrahlen auch direkt auf das Wellenlängen umwandelnde Lichtwellenlängenkonver- sionselement gerichtet werden können. Hier ist die Metho¬ de der Signalstärkenmessung unabhängig davon, wie die Laserstrahlen zum Lichtwellenlängenkonversionselement ge¬ führt werden. Außerdem können anstelle der Faseroptiken andere Formen von Lichtleitern, beispielsweise sogenannte TIR-Optiken, die auf dem Prinzip der inneren Totalreflexion beruhen, oder auch Reflektoren oder eine Kombination von Faseroptiken und TIR-Optiken oder eine Kombination von Faseroptiken und Reflektoren verwendet werden. All the embodiments also function without the optical fibers arranged upstream of the laser light sources, as fiber optics, since the laser beams can also be directed directly to the wavelength converting light wavelength conversion element. Here, the Metho ¬ de signal strength measurement is independent of how the laser beams ge to the light wavelength conversion element ¬ leads are. In addition, instead of the fiber optics other forms of optical fibers, for example so-called TIR optics based on the principle of total internal reflection, or even reflectors or a combination of fiber optics and TIR optics or a combination of fiber optics and reflectors can be used.
Bei dem in Figur 2 abgebildeten zweiten Ausführungsbei- spiel kann auch der zweite Lichtsensoren 15 in dem Gehäuse 100 untergebracht sein, da am Lichtwellenlängenkonver- sionselement 13 gestreutes und konvertiertes gelbes Licht in die Faseroptik 12 eingekoppelt und so zum ersten Ende 122 der Faseroptik 12 zurückgeleitet wird, das dann vom zweiten Lichtsensor 15 detektiert werden kann. In the second exemplary embodiment depicted in FIG. 2, the second light sensor 15 can also be accommodated in the housing 100 since yellow light which has been scattered and converted at the light wavelength conversion element 13 is coupled into the fiber optic 12 and thus returned to the first end 122 of the fiber optic 12 , which can then be detected by the second light sensor 15.
Unter dem Begriff gestreutes Licht bzw. Streulicht soll sowohl am Lichtwellenlängenkonversionselement oder ande¬ ren optischen Elementen gestreutes, unkonvertiertes La- serlicht verstanden werden, als auch das vom Lichtwellen- längenkonversionselement abgegebene konvertierte Licht. The term scattered light or scattered light to walls ¬ ren both the light wavelength conversion element or optical elements scattered, unconverted laser and the converted light emitted by the light wavelength conversion element.

Claims

Ansprüche claims
Beleuchtungseinrichtung mit mindestens einer Laserlichtquelle (10) und mindestens einem Lichtwellen- längenkonversionselement (13, 33, 43, 53, 63), das dazu ausgebildet ist, von der mindestens einen La¬ serlichtquelle (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a, 60b) emittiertes Licht anteilig in Licht anderer Wellen¬ länge zu konvertieren, wobei die Beleuchtungseinrichtung mindestens einen Lichtsensor zur Überwachung der Lichtemission für die mindestens eine Laserlichtquelle (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a, 60b) aufweist, Lighting device with at least one laser light source (10) and at least one light wavelength conversion element (13, 33, 43, 53, 63), which is adapted from the at least one La ¬ serlichtquelle (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a , 60b convert) light emitted proportionately in light of other wave ¬ length, wherein the illumination device at least one light sensor for monitoring the light emission for the at least one laser light source (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a, 60b),
dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Licht¬ sensoren (14, 15, 24, 34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) vorgesehen sind, wobei ein erster Lichtsensorcharacterized in that at least two light ¬ sensors (14, 15, 24, 34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) are provided, wherein a first light sensor
(14, 24, 34, 44, 54, 64) zum Detektieren von nicht konvertiertem Laserlicht auf die Wellenlänge des von der mindestens einen Laserlichtquelle (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a, 60b) emittierten Lichts abge¬ stimmt ist, und wobei ein zweiter Lichtsensor(14, 24, 34, 44, 54, 64) for detecting of non-converted laser light on the wavelength of the of the at least one laser light source (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a, 60b) emitted light abge ¬ true and wherein a second light sensor
(15,35, 45, 55, 65) zum Detektieren von konvertiertem Laserlicht auf die Wellenlänge des von dem min¬ destens einen Lichtwellenlängenkonversionselement(15,35, 45, 55, 65) for detecting of converted laser light on the wavelength of the of the min ¬ least one optical wavelength conversion element
(13, 33, 43, 53, 63) konvertierten Lichts abge¬ stimmt ist. (13, 33, 43, 53, 63) converted light is abge ¬ true.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lichtsensoren (14, 15, 24, 34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) derart angeordnet sind, dass sie an dem mindestens einen Lichtwellenlängenkonversionsele- ment gestreutes oder reflektiertes Licht detektie- ren . Lighting device according to claim 1, wherein the light sensors (14, 15, 24, 34, 35, 44, 45, 54, 55, 64, 65) are arranged such that they are connected to the at least one light wavelength conversion element. detect scattered or reflected light.
Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste Lichtsensor (24) derart angeordnet ist, dass er nicht konvertiertes, von der mindes¬ tens einen Laserlichtquelle (10) emittiertes Licht detektiert, und der zweite Lichtsensor (15) derart angeordnet ist, dass er an dem mindestens einen Lichtwellenlängenkonversionselement (13) gestreutes Licht detektiert. Lighting means is arranged according to claim 1 or 2, wherein the first light sensor (24) is arranged such that it detects not converted, light emitted from the Minim ¬ least a laser light source (10) light and the second light sensor (15) such that it on which at least one light wavelength conversion element (13) scattered light detected.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Beleuchtungseinrichtung mindestens einen Lichtleiter (32e) aufweist, der derart ange¬ ordnet ist, dass Streulicht von dem mindestens ei¬ nen Lichtwellenlängenkonversionselement (33) in den Lichtleiter (32e) eingekoppelt wird und aus dem Lichtleiter (32e) austretendes Licht auf die Licht¬ sensoren (34, 35) trifft. Lighting device according to one of claims 1 to 3, wherein the illumination device has at least one light guide (32e) which is so attached ¬ arranged that scattered light from the at least ei ¬ NEN light wavelength conversion element (33) into the light guide (32e) is coupled in and out of the Light guide (32e) emergent light on the light ¬ sensors (34, 35).
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei eine Auswertungseinheit (110) vorgese¬ hen und derart ausgebildet ist, dass ein Quotient aus den von dem ersten Lichtsensor (14, 24, 34, 44, 54, 64) und von dem zweiten Lichtsensor (15, 35, 45, 55, 65) ermittelten Lichtintensitäten oder ein dazu proportionales Signal ausgewertet wird. Lighting device according to one of claims 1 to 4, wherein an evaluation unit (110) vorgese ¬ hen and is designed such that a quotient of the of the first light sensor (14, 24, 34, 44, 54, 64) and of the second light sensor (15, 35, 45, 55, 65) detected light intensities or a signal proportional thereto is evaluated.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die mindestens eine Laserlichtquelle (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a, 60b) derart ausgebildet ist, dass sie Licht aus dem Wellenlängenbereich von 380 nm bis 490 nm emittiert, und das mindestens ei¬ ne Lichtwellenlängenkonversionselement (13, 33, 43, 53, 63) derart ausgebildet ist, dass es Licht von der mindestens einen Laserlichtquelle (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a, 60b) anteilig in Licht mit einer dominanten Wellenlänge aus dem Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm konvertiert. Lighting device according to one of claims 1 to 5, wherein the at least one laser light source (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a, 60b) is designed such that it light from the wavelength range of 380 nm to 490 nm, and that at least ei ¬ ne light wavelength conversion element (13, 33, 43, 53, 63) is designed such that it receives light from the at least one laser light source (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a, 60b) proportionally converted into light having a dominant wavelength from the wavelength range of 560 nm to 590 nm.
7. Beleuchtungseinrichtung nach Anspruch 6, wobei der erste Lichtsensor (14, 24, 34, 44, 54, 64) auf einen Wellenlängenbereich von 380 nm bis 490 nm abgestimmt ist und der zweite Lichtsensor (15, 35, 45, 55, 65) auf einen Wellenlängenbereich von 560 nm bis 590 nm oder auf Wellenlängen größer oder gleich 550 nm abgestimmt ist. 7. Lighting device according to claim 6, wherein the first light sensor (14, 24, 34, 44, 54, 64) is tuned to a wavelength range of 380 nm to 490 nm and the second light sensor (15, 35, 45, 55, 65) is tuned to a wavelength range of 560 nm to 590 nm or to wavelengths greater than or equal to 550 nm.
Beleuchtungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die mindestens eine Laserlichtquelle (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a, 60b) als Laserdiode ausgebildet ist. Lighting device according to one of claims 1 to 7, wherein the at least one laser light source (10, 30a, 30b, 40, 50, 60a, 60b) is designed as a laser diode.
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