WO2016066374A1 - Beleuchtungsvorrichtung mit einer wellenlängenkonversionsanordnung - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung mit einer wellenlängenkonversionsanordnung Download PDF

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WO2016066374A1
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Ruediger Paul
Stefan Hadrath
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    • F21Y2105/10—Planar light sources comprising a two-dimensional array of point-like light-generating elements
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    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the present invention relates to a
  • Wavelength conversion arrangement for converting the excitation light into light in a different spectral range from the excitation light (conversion light).
  • Light sources of high luminance can be used, for example, in the field of endoscopy or in projection devices, for which present
  • Excitation light source high power density for example, a laser to combine with a spaced-apart phosphor element.
  • the invention is also applicable to lighting devices in the
  • Entertainment area e.g. for stage lighting, and / or for image projection.
  • Wavelength conversion element in the form of a
  • BeieuchtungsVorraumen include a
  • Excitation light source which the phosphor to emit light at one of the excitation light wavelength different wavelength stimulates.
  • excitation light in the blue spectral range is used.
  • a phosphor wheel can also be provided as a wavelength conversion arrangement, which is rotated about an axis of rotation and is irradiated on a circular track with excitation light.
  • different color phosphors can also be arranged on the phosphor wheel successively in the direction of rotation, so that a temporal sequence of differently colored conversion light, for example red (R), green (G) and blue (B) light is produced. The colors of the conversion light then sequentially clamp together an RGB color space.
  • the document CN 102385233 A shows a lighting device for a projector with an excitation laser, a phosphor wheel for
  • Wavelength conversion of the excitation laser light in conversion light and a filter wheel, for the spectral filtering of the conversion light The filter wheel and the phosphor wheel are arranged on a common axis and thus rotate at the same speed.
  • the excitation laser light is reflected by a dichroic mirror on the phosphor wheel.
  • the conversion light reflected back from the phosphor wheel passes through the dichroic mirror and then strikes the filter wheel.
  • the Excitation laser light spectrally unchanged pass the phosphor wheel and is about a so-called wrap-around loop to the dichroic mirror and merged with the conversion light path.
  • the wrap-around loop requires additional optical elements which also increase the external dimensions of the lighting device.
  • the object of the present invention is to specify an alternative illumination device for using the excitation light and the conversion light, which also manages with as few components as possible.
  • Another aspect of the invention is a compact design of the lighting device.
  • an illumination device for generating light by means of a wavelength conversion arrangement comprising at least one excitation light source, which is designed to emit excitation light on an excitation light path, a wavelength conversion arrangement arranged in the excitation light path with at least one wavelength conversion element, which is adapted to that of the At least one excitation light source on a portion of the excitation light path at least partially on the wavelength conversion element irradiated excitation light to convert at least partially into conversion light and to emit the conversion light in the same half-space from which the excitation light on the surface of the
  • Wavelength conversion element irradiates, and at least one reflection element, which is designed to at least partially reflect the at least one excitation light source irradiated on the reflection of the excitation light source excitation light at least partially unconverted as reflection light on a reflection light path, a dichroic mirror for deflecting the coming of the at least one excitation light source Exciting light on the portion of the excitation light path on which the excitation light to the at least one wavelength conversion element or the at least one reflection element irradiates, wherein the dichroic mirror is arranged and designed so that the conversion light transmitted through the dichroic mirror and the reflection light on the reflection light path at the Directed dichroic mirror over.
  • the basic idea of the present invention consists in converting both the conversion light converted by a conversion element and that which is reflected non-converted by a reflection element
  • Exciting light to lead to a common light path the excitation light coming from a first direction over a dichroic mirror along a second direction is temporally sequentially mirrored onto the conversion element or the reflection element.
  • the dichroic mirror is designed to be transmissive to the conversion light coming from the conversion element. That of the reflection element upcoming reflection light is passed past the dichroic mirror.
  • a separation into a separate conversion light path and a path for the unconverted excitation light (in this case reflection light), as disclosed in the prior art, is not provided.
  • the optical components required for a separate path for the unconverted excitation light for example a wrap-around loop, can be saved.
  • Blue light ie light in the blue spectral range
  • blue laser light is preferably used as the excitation light since the excitation light can then also be used as a blue color channel (reflection light) in addition to the excitation of a wavelength conversion element, for example a phosphor.
  • a collecting optics is optically between the dichroic mirror and the
  • Wavelength conversion arrangement arranged.
  • Collecting optics is designed on the one hand to focus the excitation light of the excitation light source on the wavelength conversion arrangement, on the other hand to collect and collimate the conversion light emitted by the wavelength conversion element of the wavelength conversion arrangement or the reflection light reflected unconverted by the reflection element.
  • the collection optics can be executed in the simplest case as a converging lens, but also as a lens system or other optical element with the said optical effect.
  • the dichroic mirror is preferably arranged so that the excitation light incident on the dichroic mirror from the excitation light source is mirrored onto the collection optics offset from the optical axis (off-axis) (excitation light path).
  • the excitation light source, the dichroic mirror, the collection optics and the reflection element are designed and arranged in such a way that the reflection light path between the dichroic mirror and the collection optics runs parallel to the excitation light path, ie the reflection light is also reflected off-axis - but past the dichroic mirror ,
  • the reflection light and the conversion light use the same light path and can be focused, for example via a further collection optics, into an optical integrator for application-dependent further use.
  • the optical integrator homogenizes the incident light beams, for example by multiple reflection on the way from the integrator input to the output.
  • a color filter or color filter wheel can be arranged between the further (second) collecting optics and the optical integrator in order to improve the color purity of the respective colored conversion light (eg red, green, yellow, etc.).
  • the color filter wheel may have color filter segments which correspond to the phosphor segments of the phosphor wheel and are synchronized.
  • a segment which leaves spectrally the excitation light can be provided which rotates through the focus of the second collection optics.
  • another optical element or further optical elements may also be provided, for example a mirror element for deflecting the common light path in order to adapt the geometric shape of the illumination device, or the like.
  • the wavelength conversion arrangement is designed so that the excitation light can be irradiated in a temporally sequential sequence onto the at least one reflection element or the at least one wavelength conversion element.
  • the wavelength conversion arrangement is designed as a body rotatable about an axis, on which the at least one wavelength conversion element and the at least one reflection element are arranged so that upon rotation of the body, the at least one wavelength conversion element and the at least one reflection element successively through the
  • Excitation light path to be moved.
  • a temporal sequence of conversion light (excitation light meets conversion element) and unconverted reflection light (excitation light impinges on reflection element) can be provided.
  • the wavelength conversion arrangement may be formed, for example, as a roller rotatable about a rotation axis, on the lateral surface of which the at least one wavelength conversion element and the at least one reflection element are arranged, in particular in a sequential sequence.
  • the wavelength conversion arrangement is designed as a phosphor wheel, which is rotatable about an axis of rotation of the phosphor wheel.
  • the at least one wavelength conversion element can be arranged in at least one segment of an annular region of the phosphor wheel extending around the axis of rotation of the phosphor wheel.
  • the at least one reflection element can be arranged in at least one segment of an annular region of the phosphor wheel extending around the axis of rotation of the phosphor wheel.
  • the at least one reflection element may be formed as the excitation light at least partially reflecting surface, for example as a mirror surface.
  • a phosphor layer can be provided, for example a yellow phosphor which converts blue excitation light into yellow light.
  • Color light components can be generated in time average for the human eye white light, the color temperature can be adjusted for example by selective choice of the respective temporal proportions of blue and yellow light or by setting an intensity of the incident excitation light, especially during the reflection phases to control the blue light component , For a sequential
  • Color light generation can be the
  • Wavelength conversion arrangement for example, have a red and green fluorescent segment. With the aid of a reflection element and blue light as the excitation light, a sequence of red, green and blue can thus be achieved Generate light. If necessary, other or further phosphors can be used, for example, a yellow phosphor, phosphors with different
  • Shades e.g. two different red or green phosphors etc ..
  • the wavelength conversion arrangement can also be embodied as a body which can be displaced back and forth along an axis, on which the at least one wavelength conversion element and the at least one reflection element are arranged such that, when the body is displaced, the at least one wavelength conversion element and the at least one reflection element successively pass through the body
  • the excitation light source preferably comprises at least one laser diode.
  • the excitation light source may be advantageous to mount a plurality of laser diode chips in a common housing.
  • Each laser diode may be equipped with at least one of its own and / or common optics ("multi-lens array") for beam guidance, e.g., at least one Fresnel lens, collimator, etc.
  • Excitation light sources are conceivable, such as those comprising superluminescent diodes, LEDs, organic LEDs, and the like.
  • illumination device for at least one of the following applications: video projection, endoscopy, light projection for Entertainment, room lighting, industrial and medical applications.
  • Fig. 1 shows an embodiment of an inventive
  • 2A, 2B is a plan view and a sectional view of the phosphor wheel of FIG. 1 in a position corresponding to the reflection light phase
  • FIG. 3 shows the embodiment of FIG. 1 in a
  • 4A, 4B is a plan view and a sectional view of the phosphor wheel of FIG. 3 in a position corresponding to the conversion light phase
  • FIG. 5 shows an embodiment of an excitation light source for a lighting device according to the invention.
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a lighting device 1 according to an embodiment of the invention.
  • the lighting device 1 comprises a
  • the excitation light 3 is also used as a blue color channel. Therefore, the excitation light source 2 is designed to emit excitation light 3 in the blue spectral range, for example in the range 440-470 nm, particularly preferably at approximately 450 nm. In addition, for many phosphors this is a suitable excitation wavelength.
  • the blue laser light 3 of the excitation light source 2 which is preferably at least approximately collimated in the direction of an optical axis L2, is illuminated by means of a dichroic mirror 4
  • Wavelength conversion arrangement deflected which is designed as a phosphor wheel 5.
  • the dichroic mirror 4 is mirror-coated for the laser light 3, whereas it is transparent to the longer-wave spectrum of the visible light.
  • the blue laser light 3 is focused onto the surface of the phosphor wheel 5 facing the incident excitation light 3 with the aid of a first collection optics 8 arranged between the dichroic mirror 4 and the phosphor wheel 5.
  • Excitation light source 2 dichroic mirror 4 and first collection optics 8 adjusted to each other so that the blue laser light 3 (symbolized by an arrow) parallel to the optical axis LI of the first collection optics 8 incident on the latter (off-axis beam path).
  • FIG. 2A shows the phosphor wheel 5 in the orientation according to FIG. 1 in a plan view
  • FIGS. 2B which shows a schematic cross section along the line AA.
  • the phosphor wheel 5 comprises a circular disk-shaped carrier 53 which is mounted rotatably about the axis of rotation A.
  • the side of the carrier 53 facing the incident excitation light 3 is provided with an annular segment-shaped
  • Wavelength conversion element 51 which is formed as a yellow phosphor layer.
  • the carrier 53 has a reflection element 52 designed as an annular segment-shaped mirror surface, which adjoins the wavelength conversion element 51 and reflects blue light spectrally unchanged.
  • the mirror surface 52 may be formed, for example, by a non-phosphor coated segment of the preferably mirrored surface of the carrier 53.
  • the laser spot irradiated by the incident excitation light is symbolized as a small circular area 6.
  • the lighting device 1 shown in FIG. 1 is thus provided for a chronologically sequential sequence of yellow conversion light (Y) or blue reflection light (B). It is suitable, for example, as a time-averaged white-light source for the human eye.
  • Y yellow conversion light
  • B blue reflection light
  • further or other phosphor segments may be provided, for example additionally or alternatively
  • FIG. 1 shows the temporal phase during which the mirror segment 52 of the phosphor wheel 5 rotates through the focus of the blue laser light 3 (reflection light phase). During the reflection light phase, the incident blue laser light 3 is reflected back unconverted by the mirror segment 52 of the phosphor wheel 5. The reflected laser light 3 ⁇ (reflection light, also symbolized by an arrow) is collimated by the first collection optics 8 in mirror image to the incident blue laser light 3, ie parallel thereto (off-axis
  • the dichroic mirror 4 is made suitably short or arranged such that it does not obstruct the reflection light path.
  • the collimated reflection light 3 ⁇ passes the dichroic mirror 4 on a second collection optics 18.
  • the second collection optics 18 deflects the reflection light 3 ⁇ in an optical integrator fourteenth
  • the optical integrator 14 is, for example, a suitable glass rod which spatially homogenizes the sequential blue and yellow light on the basis of multiple total internal reflection and, viewed temporally integrated, mixes it into white mixed light for the human eye.
  • FIG. 3 shows a conversion light phase of the lighting device 1 during which the yellow fluorescent substance segment 51 of the fluorescent fabric wheel 5 rotates through the (excitation) light path of the blue laser light 3.
  • FIGS. 4A, 4B show the phosphor wheel 5 already shown in FIG. 2 here in the orientation according to FIG. 3, namely rotated further by 180 °.
  • 4A is again a plan view, in FIG. 4B a schematic cross section along the line AA is shown.
  • the blue laser light 3 is converted into conversion light in the yellow spectral range by the yellow phosphor of the wavelength conversion element 51.
  • the blue laser light 3 deflected by the dichroic mirror 4 is detected by means of the first collection optic (hereinafter abbreviated to "yellow conversion light” 12) 8 focuses on the wavelength conversion element 51 and generates there the laser spot 6 (see Fig. 4) .
  • the blue laser light incident within the laser spot 6 is converted by the yellow phosphor into yellow conversion light 12 and emitted approximately in a Lambertian distribution into the same half space from which the Exciting light 3 is irradiated onto the surface of the wavelength conversion element 51.
  • the conversion light 12 is collected and collimated by the first collection optics 8.
  • the wavelength conversion element 51 Since the wavelength conversion element 51 is perpendicularly displaced by the local optical axis LI of the excitation light foc As a result, the main direction of the Lambertian distribution coincides with the surface normal of the wavelength conversion element 51 and the local optical axis LI of the excitation light path. Therefore, the collimated conversion light 12 runs in the opposite direction parallel to the incident excitation light 3, transmits the dichroic mirror 4 and is then directed via the second collection optics 18 into the optical integrator 14.
  • the light emitted by the optical integrator 14 light is perceived by the human eye as a mixed light with yellow (conversion light 12) and blue (reflection light 3 ⁇ ) color light components at sufficiently fast light sequences, for example, at a rotation of the phosphor wheel 5 of at least 25 revolutions per second.
  • conversion light 12 yellow
  • blue (reflection light 3 ⁇ ) color light components at sufficiently fast light sequences, for example, at a rotation of the phosphor wheel 5 of at least 25 revolutions per second.
  • blue light reflecting dichroic mirror 4 both the reflection light 3 ⁇ and the conversion light 12 can be performed over the same light path.
  • the same optical elements 8, 18 can be used for the reflection light 3 ⁇ and the conversion light 12. Consequently, the optical design is very compact and comes with relatively few optical elements 4, 8, 18 from.
  • Conversion light (eg, red, green, yellow, etc.) to improve, may be disposed between the second collection optics 18 and the optical integrator 14, a filter wheel (not shown).
  • a filter wheel (not shown).
  • 5 corresponding and synchronized color filter segments are provided to the phosphor segments of the phosphor wheel.
  • a segment that leaves the blue light spectrally unchanged rotates through the focus of the second collection optics 13.
  • This blue light segment can also be embodied as a color-neutral optical Diffuser be designed to reduce Kophaserez bine (speckle).
  • FIG. 5 shows a schematic representation of a possible embodiment of the excitation light source 2 indicated only symbolically in the above exemplary embodiment of the invention
  • Excitation light source 2 in this case comprises a laser diode matrix formed as a light source 200, which comprises a plurality of laser diodes 201.
  • the arrangement of the laser diodes 201 extends not only as shown in Fig. 5 recognizable in a row but also in the form of a matrix in the plane.
  • the individual laser diodes 201 are arranged on a common carrier plate 202.
  • Each laser diode 201 is provided with a primary lens 204.
  • the primary lenses 204 each serve to collimate the laser radiation emitted by the associated chip 203.
  • a one-part lens matrix (“multi-lens array”) may be provided in which a corresponding collimating lens is integrated with each chip (not shown)
  • the elongated mirror elements 205 are deflected in a common direction perpendicular to the emission direction of the laser diodes 201. This compresses the spatial extent of the laser beam in the plane lying in the plane of the laser diode matrix 200. Further compression of the laser beam ensues through the downstream converging lens 206 Thereafter, the following concave lens system 207 generates a collimated laser beam 3, the symbolized by the broad arrow.
  • the lenses 206 and 207 thus form a telescope.
  • the invention proposes a lighting device (1) with an excitation light source (2) and a wavelength conversion arrangement (5), wherein the wavelength conversion arrangement (5)
  • Conversion element (51) and a reflection element (52) is designed so that the excitation light (3) is not only wavelength converted to conversion light but additionally reflected unconverted as reflected light (3 ⁇ ) at a different time in the same light path as the conversion light ,
  • Wavelength conversion arrangement (5) mirrored.
  • the dichroic mirror (4) is designed to be transmissive to the conversion light coming from the conversion element (51).
  • the reflection light (3 ⁇ ) coming from the reflection element (52) is guided past the dichroic mirror (4).
  • Reflection light (3 ⁇ ) and conversion light can be forwarded to an optical integrator (14) via a common optical system (18) connected downstream of the dichroic mirror (4).

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Abstract

Die Erfindung schlägt eine Beleuchtungsvorrichtung (1) mit einer Anregungslichtquelle (2) und einer Wellenlängenkonversionsanordnung (5) vor, wobei die Wellenlängenkonversionsanordnung (5) ein Konversionselement (51) und ein Reflexionselement (52) umfasst und so ausgelegt ist, dass das Anregungslicht (3) nicht nur zu Konversionslicht wellenlängenkonvertiert wird sondern zu einem anderen Zeitpunkt zusätzlich unkonvertiert als Reflexionslicht (3') in den gleichen Lichtpfad wie das Konversionslicht reflektiert wird. Dazu wird das von der Seite kommende Anregungslicht (3) über einen dichroitischen Spiegel (4) zeitlich nacheinander auf das Konversionselement (51) bzw. das Reflexionselement (52) der Wellenlängenkonversionsanordnung (5) gespiegelt. Der dichroitische Spiegel (4) ist für das vom Konversionselement (51) kommende Konversionslicht transmittierend ausgelegt. Das vom Reflexionselement (52) kommende Reflexionslicht (3') wird am dichroitische Spiegel (4) vorbeigeführt. Reflexionslicht (3') und Konversionslicht können über eine dem dichroitischen Spiegel (4) nachgeschaltete gemeinsame Optik (18) in einen optischen Integrator (14) weitergeleitet werden.

Description

Beschreibung
Beleuchtungsvorrichtung mit einer
Wellenlängenkonversionsanordnung
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Beleuchtungsvorrichtung mit einer Anregungslichtquelle zur Emission von als Anregungslicht nutzbarer Primärstrahlung und einer
Wellenlängenkonversionsanordnung zur Konversion des Anregungslichts in Licht in einem von dem Anregungslicht verschiedenen Spektralbereich (Konversionslicht) .
Stand der Technik
Lichtquellen hoher Leuchtdichte können beispielsweise im Bereich der Endoskopie oder bei Projektionsgeräten Anwendung finden, wobei hierfür gegenwärtig
Gasentladungslampen noch am weitesten verbreitet sind. Jüngere Entwicklungen gehen dahin, eine
Anregungslichtquelle hoher Leistungsdichte, zum Beispiel einen Laser, mit einem dazu beabstandet angeordneten Leuchtstoffelement zu kombinieren. Die Erfindung ist auch anwendbar auf Beleuchtungsvorrichtungen im
Entertainmentbereich, z.B. zur Bühnenbeleuchtung, und/oder zur Bildprojektion.
Aus dem Stand der Technik sind derartige
BeieuchtungsVorrichtungen bekannt, welche ein
Wellenlängenkonversionselement in Form eines
Leuchtstoffelements aufweisen Diese
BeieuchtungsVorrichtungen umfassen dabei eine
Anregungslichtquelle, die den Leuchtstoff zur Emission von Licht mit einer von der Anregungslichtwellenlänge verschiedenen Wellenlänge anregt. Insbesondere wird auch Anregungslicht im blauen Spektralbereich verwendet. Durch geeignete Umlenkung des blauen Anregungslichts und des vom Leuchtstoff emittierten Konversionslichts können diese beiden Lichtpfade zusammengeführt und einem optischen Integrator zugeführt werden.
Als Wellenlängenkonversionsanordnung kann insbesondere auch ein Leuchtstoffrad vorgesehen sein, das um eine Rotationsachse rotiert und dabei auf einer Kreisspur mit Anregungslicht bestrahlt wird. Dabei können in Umlaufrichtung aufeinanderfolgend auch verschiedene Farbleuchtstoffe auf dem Leuchtstoffrad angeordnet werden, sodass eine zeitliche Abfolge verschiedenfarbigen Konversionslichts, beispielsweise rotes (R) , grünes (G) und blaues (B) Licht erzeugt wird. Die Farben des Konversionslichts spannen dann sequentiell gemeinsam einen RGB-Farbraum auf.
Das Dokument CN 102385233 A zeigt eine Beleuchtungsvorrichtung für einen Projektor mit einem Anregungslaser, einem Leuchtstoffrad zur
Wellenlängenumwandlung des Anregungslaserlichts in Konversionslicht und einem Filterrad, zur spektralen Filterung des Konversionslichts. Das Filterrad und das Leuchtstoffrad sind auf einer gemeinsamen Achse angeordnet und drehen so mit der gleichen Geschwindigkeit. Das Anregungslaserlicht wird mit Hilfe eines dichroitischen Spiegels auf das Leuchtstoffrad reflektiert. Das vom Leuchtstoffrad zurückgestrahlte Konversionslicht hingegen passiert den dichroitischen Spiegel und trifft danach auf das Filterrad. Durch ein Transparenzsegment im Leuchtstoffrad kann das Anregungslaserlicht das Leuchtstoffrad spektral unverändert passieren und wird über eine sogenannte Wrap- Around-Schleife dem dichroitischen Spiegel zu- und mit dem Konversionslichtpfad zusammengeführt. Durch die Wrap- Around-Schleife sind weitere optische Elemente notwendig, die außerdem die äußeren Abmessungen der Beleuchtungsvorrichtung vergrößern .
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine alternative Beleuchtungsvorrichtung zur Nutzung des Anregungslichts und des Konversionslichts anzugeben, die außerdem mit möglichst wenigen Bauelementen auskommt.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein möglichst kompakter Aufbau der Beleuchtungsvorrichtung.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung zur Erzeugung von Licht mittels einer Wellenlängenkonversionsanordnung, umfassend mindestens eine Anregungslichtquelle, die dazu ausgelegt ist, Anregungslicht auf einem Anregungslichtpfad auszusenden, eine in dem Anregungslichtpfad angeordnete Wellenlängenkonversionsanordnung mit mindestens einem Wellenlängenkonversionselement, das dafür ausgelegt ist, das von der mindestens einen Anregungslichtquelle auf einem Abschnitt des Anregungslichtpfads zumindest zeitweise auf das Wellenlängenkonversionselement eingestrahlte Anregungslicht zumindest teilweise in Konversionslicht zu konvertieren und das Konversionslicht in denselben Halbraum abzustrahlen, von dem das Anregungslicht auf die Oberfläche des
Wellenlängenkonversionselements einstrahlt, und mindestens einem Reflexionselement, das dafür ausgelegt ist, das von der mindestens einen Anregungslichtquelle auf dem Abschnitt des Anregungslichtpfads zumindest zeitweise auf das Reflexionselement eingestrahlte Anregungslicht mindestens teilweise unkonvertiert als Reflexionslicht auf einen Reflexionslichtpfad zu reflektieren, einen dichroitischen Spiegel zur Umlenkung des von der mindestens einen Anregungslichtquelle kommenden Anregungslichts auf den Abschnitt des Anregungslichtpfads, auf dem das Anregungslicht auf das mindestens eine Wellenlängenkonversionselement bzw. das mindestens eine Reflexionselement einstrahlt, wobei der dichroitische Spiegel so angeordnet und ausgelegt ist, dass das Konversionslicht durch den dichroitischen Spiegel transmittiert und das Reflexionslicht auf dem Reflexionslichtpfad an dem dichroitischen Spiegel vorbei gelenkt wird.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, sowohl das von einem Konversionselement konvertierte Konversionslicht als auch das von einem Reflexionselement unkonvertiert reflektierte
Anregungslicht auf einen gemeinsamen Lichtpfad zu führen. Dazu wird das Anregungslicht von einer ersten Richtung kommend über einen dichroitischen Spiegel entlang einer zweiten Richtung zeitlich sequentiell auf das Konversionselement bzw. das Reflexionselement gespiegelt. Der dichroitische Spiegel ist für das vom Konversionselement kommende Konversionslicht transmittierend ausgelegt. Das vom Reflexionselement kommende Reflexionslicht wird am dichroitische Spiegel vorbeigeführt. Eine Auftrennung in einen separaten Konversionslichtpfad und einen Pfad für das unkonvertierte Anregungslicht (hier Reflexionslicht) , wie im Stand der Technik offenbart, ist nicht vorgesehen. Dadurch lassen sich die für einen separaten Pfad für das unkonvertierte Anregungslicht, beispielsweise eine Wrap- Around-Schleife, benötigten optischen Bauelemente einsparen . Vorzugsweise wird als Anregungslicht blaues Licht (d.h. Licht im blauen Spektralbereich) , insbesondere blaues Laserlicht verwendet, da sich das Anregungslicht dann außer zur Anregung eines Wellenlängenkonversionselements, beispielsweise Leuchtstoffes, zusätzlich unkonvertiert auch als blauer Farbkanal (Reflexionslicht) nutzen lässt.
Bevorzugt ist eine Sammeloptik optisch zwischen dem dichroitischen Spiegel und der
Wellenlängenkonversionsanordnung angeordnet. Die
Sammeloptik ist dazu ausgelegt, einerseits das Anregungslicht der Anregungslichtquelle auf die Wellenlängenkonversionsanordnung zu fokussieren, andererseits das vom Wellenlängenkonversionselement der Wellenlängenkonversionsanordnung emittierte Konversionslicht bzw. das vom Reflexionselement unkonvertiert reflektierte Reflexionslicht zu sammeln und zu kollimieren. Die Sammeloptik kann im einfachsten Fall als Sammellinse ausgeführt sein, aber auch als Linsensystem oder sonstiges optisches Element mit der genannten optischen Wirkung. Außerdem ist der dichroitische Spiegel vorzugsweise so angeordnet, dass das von der Anregungslichtquelle auf den dichroitischen Spiegel einfallende Anregungslicht auf die Sammeloptik versetzt zu deren optischen Achse (off-axis) gespiegelt wird (Anregungslichtpfad) . Schließlich sind die Anregungslichtquelle, der dichroitische Spiegel, die Sammeloptik und das Reflexionselement so ausgelegt und angeordnet, dass zwischen dem dichroitischem Spiegel und der Sammeloptik der Reflexionslichtpfad parallel zum Anregungslichtpfad verläuft, das Reflexionslicht also ebenfalls off-axis - aber am dichroitische Spiegel vorbei - zurückgespiegelt wird.
Dadurch nutzen das Reflexionslicht und das Konversionslicht den gleichen Lichtpfad und können, beispielsweise über eine weitere Sammeloptik in einen optischen Integrator zur anwendungsabhängigen weiteren Nutzung fokussiert werden. Der optische Integrator homogenisiert die einfallenden Lichtstrahlenbündel, beispielsweise durch Mehrfachreflexion auf dem Weg vom Integrator-Eingang zum -Ausgang.
Zwischen der weiteren (zweiten) Sammeloptik und dem optischen Integrator kann optional ein Farbfilter oder Farbfilterrad angeordnet sein, um die Farbreinheit des jeweiligen farbigen Konversionslichts (z.B. rot, grün, gelb, etc.) zu verbessern. Zu diesem Zweck kann das Farbfilterrad Farbfiltersegmente aufweisen, die zu den LeuchtstoffSegmenten des Leuchtstoffrads korrespondieren und synchronisiert sind. Während der Reflexionsphase kann ein das Anregungslicht spektral unverändert lassendes Segment vorgesehen sein, das durch den Fokus der zweiten Sammeloptik dreht. Anstelle der zweiten Sammeloptik kann bei Bedarf auch ein anderes optisches Element bzw. weitere optische Elemente vorgesehen sein, beispielsweise ein Spiegelelement zur Umlenkung des gemeinsamen Lichtpfads, um die geometrische Gestalt der Beleuchtungsvorrichtung anzupassen, oder Ähnliches .
Die Wellenlängenkonversionsanordnung ist dafür ausgelegt, dass das Anregungslicht in einer zeitlich sequentiellen Abfolge auf das mindestens eine Reflexionselement bzw. das mindestens eine Wellenlängenkonversionselement einstrahlbar ist.
Vorzugsweise ist die Wellenlängenkonversionsanordnung als um eine Achse drehbarer Körper ausgebildet, auf dem das mindestens eine Wellenlängenkonversionselement und das mindestens eine Reflexionselement so angeordnet sind, dass beim Rotieren des Körpers das mindestens eine Wellenlängenkonversionselement und das mindestens eine Reflexionselement nacheinander durch den
Anregungslichtpfad bewegt werden. Auf diese Weise lässt sich eine zeitliche Abfolge von Konversionslicht (Anregungslicht trifft auf Konversionselement) und unkonvertiertem Reflexionslicht (Anregungslicht trifft auf Reflexionselement) bereitstellen.
Die Wellenlängenkonversionsanordnung kann beispielsweise als um eine Drehachse drehbare Walze ausgebildet sein, auf deren Mantelfläche das mindestens eine Wellenlängenkonversionselement und das mindestens eine Reflexionselement angeordnet sind, insbesondere in einer sequentiellen Abfolge. Vorzugsweise ist die Wellenlängenkonversionsanordnung als Leuchtstoffrad ausgebildet, welches um eine Drehachse des Leuchtstoffrads drehbar ist. Das mindestens eine Wellenlängenkonversionselement kann in zumindest einem Segment eines ringförmigen, um die Drehachse des Leuchtstoffrads verlaufenden Bereichs des Leuchtstoffrads angeordnet sein. In gleicherweise kann das mindestens eine Reflexionselement in zumindest einem Segment eines ringförmigen, um die Drehachse des Leuchtstoffrads verlaufenden Bereichs des Leuchtstoffrads angeordnet sein. Das mindestens eine Reflexionselement kann als das Anregungslicht zumindest teilweise reflektierende Fläche, beispielsweise als Spiegelfläche ausgebildet sein.
Für das Wellenlängenkonversionselement kann eine LeuchtstoffSchicht vorgesehen sein, beispielsweise ein Gelbleuchtstoff, der blaues Anregungslicht in gelbes Licht konvertiert. Bei einer Überlagerung und Mischung der zeitlich sequentiellen Abfolge beider
Farblichtanteile lässt sich im zeitlichen Mittel für das menschliche Auge weißes Licht erzeugen, dessen Farbtemperatur eingestellt werden kann beispielsweise durch gezielte Wahl der jeweiligen zeitlichen Anteile von blauem und gelbem Licht oder durch die Einstellung einer Intensität des einfallenden Anregungslichts, insbesondere während der Reflexionsphasen zur Steuerung des Blaulichtanteils. Für eine sequentielle
Farblichterzeugung kann die
Wellenlängenkonversionsanordnung beispielsweise ein Rot- und Grünleuchtstoffsegment aufweisen. Damit lässt sich mit Hilfe eines Reflexionselements und blauem Licht als Anregungslicht eine Abfolge von rotem, grünem und blauem Licht erzeugen. Bei Bedarf können auch andere oder weitere Leuchtstoffe verwendet werden, beispielsweise ein Gelbleuchtstoff, Leuchtstoffe mit verschiedenen
Farbnuancen, z.B. zwei verschiedene Rot- oder Grünleuchtstoffe etc..
Die Wellenlängenkonversionsanordnung kann auch als entlang einer Achse hin und her verschiebbarer Körper ausgebildet sein, auf dem das mindestens eine Wellenlängenkonversionselement und das mindestens eine Reflexionselement so angeordnet sind, dass beim Verschieben des Körpers das mindestens eine Wellenlängenkonversionselement und das mindestens eine Reflexionselement nacheinander durch den
Anregungslichtpfad bewegt werden.
Bevorzugt umfasst die Anregungslichtquelle mindestens eine Laserdiode. Um die für viele Anwendungen erforderliche hohe Anregungslichtleistung bereitstellen zu können, kann es vorteilhaft sein, mehrere Laserdioden- Chips in einem gemeinsamen Gehäuse anzubringen. Jede Laserdiode kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik („Multi-Lens-Array" ) zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse , Kollimator, und so weiter. Auch andere
Anregungslichtquellen sind denkbar, wie beispielsweise solche, die Superlumineszenzdioden, LEDs, organische LEDs und dergleichen umfassen.
Beansprucht wird auch die Verwendung der vorstehend erläuterten erfindungsgemäßen Beleuchtungsvorrichtung für zumindest eine der folgenden Anwendungen: Video- Projektion, Endoskopie, Lichtprojektion für Unterhaltungszwecke, Raumbeleuchtung, industrielle und medizinische Anwendungen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Beleuchtungsvorrichtung mit Leuchtstoffrad in einer Reflexionslichtphase,
Fig. 2A, 2B eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht des Leuchtstoffrads aus Fig. 1 in einer Position entsprechend der Reflexionslichtphase,
Fig. 3 das Ausführungsbeispiel aus Fig. 1 in einer
Konversionslichtphase,
Fig. 4A, 4B eine Draufsicht bzw. eine Schnittansicht des Leuchtstoffrads aus Fig. 3 in einer Position entsprechend der Konversionslichtphase,
Fig. 5 eine Ausführungsform einer Anregungslichtquelle für eine erfindungsgemäße Beleuchtungsvorrichtung.
Bevorzugte Ausführung der Erfindung
Gleiche oder gleichartige Merkmale können im Folgenden der Einfachheit halber auch mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Beleuchtungsvorrichtung 1 umfasst eine als Laservorrichtung ausgebildete Anregungslichtquelle 2. Das Anregungslicht 3 wird auch als blauer Farbkanal mit genutzt. Deshalb ist die Anregungslichtquelle 2 dazu ausgelegt, Anregungslicht 3 im blauen Spektralbereich, beispielsweise im Bereich 440-470 nm, besonders bevorzugt bei ca. 450 nm, zu emittieren. Außerdem ist dies für viele Leuchtstoffe eine geeignete Anregungswellenlänge.
Das in Richtung einer optischen Achse L2 vorzugsweise zumindest näherungsweise kollimierte blaue Laserlicht 3 der Anregungslichtquelle 2 wird mittels eines dichroitischen Spiegels 4 auf eine
Wellenlängenkonversionsanordnung umgelenkt, die als Leuchtstoffrad 5 ausgebildet ist. Dazu ist der dichroitische Spiegel 4 für das Laserlicht 3 spiegelnd beschichtet, für das längerwellige Spektrum des sichtbaren Lichts hingegen transparent.
Außerdem wird das blaue Laserlicht 3 mit Hilfe einer zwischen dichroitischem Spiegel 4 und Leuchtstoffrad 5 angeordneten ersten Sammeloptik 8 auf die dem einfallenden Anregungslicht 3 zugewandten Oberfläche des Leuchtstoffrads 5 fokussiert. Dabei sind
Anregungslichtquelle 2, dichroitischer Spiegel 4 und erste Sammeloptik 8 so zueinander justiert, dass das blaue Laserlicht 3 (symbolisiert durch einen Pfeil) parallel verschoben zur optischen Achse LI der ersten Sammeloptik 8 auf letztere einfällt (Off-Axis Strahlengang) .
Im Folgenden wird nun auch auf die Fig. 2A Bezug genommen, die das Leuchtstoffrad 5 in der Orientierung gemäß Fig. 1 in einer Draufsicht zeigt sowie auf die Fig. 2B, die einem schematischen Querschnitt entlang der Linie AA zeigt. Das Leuchtstoffrad 5 umfasst einen kreisscheibenförmigen Träger 53, der drehbar um die Drehachse A gelagert ist. Die dem einfallenden Anregungslicht 3 zugewandte Seite des Trägers 53 ist mit einem kreisringsegmentförmigen
Wellenlängenkonversionselement 51 versehen, das als Gelbleuchtstoffschicht ausgebildet ist. Außerdem weist der Träger 53 ein als kreisringsegmentförmige Spiegelfläche ausgebildetes Reflexionselement 52 auf, das sich an dem Wellenlängenkonversionselement 51 anschließt und blaues Licht spektral unverändert reflektiert. Die Spiegelfläche 52 kann beispielsweise durch ein nicht mit Leuchtstoff beschichtetes Segment der vorzugweise verspiegelten Oberfläche des Trägers 53 ausgebildet sein. Auf der Spiegelfläche 52 ist der vom auftreffenden Anregungslicht bestrahlte Laserfleck als kleine Kreisfläche 6 symbolisiert.
Die in Fig. 1 dargestellte Beleuchtungsvorrichtung 1 ist also für eine zeitlich sequentielle Abfolge von gelbem Konversionslicht (Y) bzw. blauem Reflexionslicht (B) vorgesehen. Sie ist beispielsweise als für das menschliche Auge zeitlich gemittelte Weißlichtquelle geeignet. Darüber hinaus können bei Bedarf auch weitere oder andere Leuchtstoffsegmente vorgesehen sein, beispielsweise zusätzlich oder alternativ
Leuchtstoffsegmente mit einer Grünleuchtstoffschicht (für grünes Konversionslicht G) und/oder Rotleuchtstoffschicht (für rotes Konversionslicht R) für eine RGB- oder RGBY- Lichtquelle. Ebenso kann auch mehr als ein Reflexionselement vorgesehen sein. In Fig. 1 ist diejenige zeitliche Phase dargestellt, während der das Spiegelsegment 52 des Leuchtstoffrads 5 durch den Fokus des blauen Laserlichts 3 hindurch dreht (Reflexionslichtphase) . Während der Reflexionslichtphase wird das einfallende blaue Laserlicht 3 vom Spiegelsegment 52 des Leuchtstoffrads 5 unkonvertiert zurück reflektiert. Das reflektierte Laserlicht 3λ (Reflexionslicht; ebenfalls symbolisiert durch einen Pfeil) wird durch die erste Sammeloptik 8 spiegelbildlich zum einfallenden blauen Laserlicht 3 kollimiert zurückgelenkt, also parallel dazu (Off-axis
Strahlengang) . Damit der blaue Reflexionslichtstrahl 3 λ ungehindert an dem blaues Licht reflektierenden dichroitischen Spiegel 4 vorbeigelenkt werden kann, ist der dichroitische Spiegel 4 geeignet kurz ausgeführt bzw. so angeordnet, dass er den Reflexionslichtpfad nicht versperrt. So gelangt das kollimierte Reflexionslicht 3λ am dichroitische Spiegel 4 vorbei auf eine zweite Sammeloptik 18. Die zweite Sammeloptik 18 lenkt das Reflexionslicht 3λ in einen optischen Integrator 14.
Der optische Integrator 14 ist beispielsweise ein geeigneter Glasstab, der das sequentielle blaue und gelbe Licht auf der Basis mehrfacher innerer Totalreflexion räumlich homogenisiert und - zeitlich integriert betrachtet - für das menschliche Auge zu weißem Mischlicht mischt.
In Fig. 3 ist eine Konversionslichtphase der Beleuchtungsvorrichtung 1 dargestellt, während der das Gelbleuchtstoffsegment 51 des LeuchtStoffrads 5 durch den (Anregungs ) Lichtpfad des blauen Laserlichts 3 hindurch dreht . Im Folgenden wird auch Bezug auf die Figuren 4A, 4B genommen, die das bereits in Fig. 2 gezeigte Leuchtstoffrad 5 hier in der Orientierung gemäß Fig. 3 zeigen, nämlich um 180° weitergedreht. In Fig. 4A ist wiederum eine Draufsicht, in Fig. 4B ist ein schematischer Querschnitt entlang der Linie AA gezeigt.
Während der Konversionslichtphase wird das blaue Laserlicht 3 durch den Gelbleuchtstoff des Wellenlängenkonversionselements 51 in Konversionslicht im gelben Spektralbereich konvertiert (nachfolgend verkürzend auch als „gelbes Konversionslicht" (12) bezeichnet) . Dazu wird das vom dichroitischen Spiegel 4 umgelenkte blaue Laserlicht 3 mittels der ersten Sammeloptik 8 auf das Wellenlängenkonversionselements 51 fokussiert und erzeugt dort den Laserfleck 6 (siehe Fig. 4) . Das innerhalb des Laserflecks 6 auftreffende blaue Laserlicht wird durch den Gelbleuchtstoff in gelbes Konversionslicht 12 konvertiert und näherungsweise in einer Lambertschen Verteilung in denselben Halbraum abgestrahlt, von dem das Anregungslicht 3 auf die Oberfläche des Wellenlängenkonversionselements 51 einstrahlt. Das Konversionslicht 12 wird von der ersten Sammeloptik 8 gesammelt und kollimiert. Da das Wellenlängenkonversionselement 51 hier senkrecht durch die lokale optische Achse LI des Anregungslichtpfads hindurch rotiert, fällt die Hauptrichtung der Lambertschen Verteilung mit der Flächennormale des Wellenlängenkonversionselements 51 und der lokalen optischen Achse LI des Anregungslichtpfads zusammen. Deshalb läuft das kollimierte Konversionslicht 12 in Gegenrichtung parallel zum einstrahlenden Anregungslicht 3, transmittiert den dichroitischen Spiegel 4 und wird danach über die zweite Sammeloptik 18 in den optischen Integrator 14 gelenkt.
Das vom optischen Integrator 14 abgestrahlte Licht wird bei ausreichend schnell ausgeführten Lichtfolgen, z.B. bei einer Drehung des Leuchtstoffrads 5 von mindestens 25 Umdrehungen pro Sekunde, vom menschlichen Auge als ein Mischlicht mit gelben (Konversionslicht 12) und blauen (Reflexionslicht 3λ) Farblichtanteilen wahrgenommen. Durch die seitliche Einkopplung des Anregungslichts 3 über den Off-Axis angeordneten, blaues Licht reflektierenden dichroitischen Spiegel 4 kann sowohl das Reflexionslicht 3 λ als auch das Konversionslicht 12 über den gleichen Lichtpfad geführt werden. Dadurch können für das Reflexionslicht 3 λ und das Konversionslicht 12 dieselben optischen Elemente 8, 18 verwendet werden. Folglich ist der optische Aufbau sehr kompakt und kommt mit relativ wenigen optischen Elemente 4, 8, 18 aus.
Um beispielsweise insbesondere für Projektionsanwendungen die Farbreinheit des jeweiligen farbigen
Konversionslichts (z.B. rot, grün, gelb, etc.) zu verbessern, kann zwischen der zweiten Sammeloptik 18 und dem optischen Integrator 14 ein Filterrad angeordnet sein (nicht dargestellt) . Zu diesem Zweck sind zu den LeuchtstoffSegmenten des Leuchtstoffrads 5 korrespondierende und synchronisierte Farbfiltersegmente vorzusehen. Während der Reflexionslichtphase dreht ein das blaue Licht spektral unverändert lassendes Segment durch den Fokus der zweiten Sammeloptik 13. Dieses Blaulichtsegment kann auch als farbneutrales optisches Streuelement ausgebildet sein, um Kohärenzeffekte (Speckle) zu verringern.
Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausführungsform der in dem vorstehenden Ausführungsbeispiel der Erfindung nur symbolisch angedeuteten Anregungslichtquelle 2. Die
Anregungslichtquelle 2 umfasst dabei eine als Laserdioden-Matrix ausgebildete Lichtquelle 200, welche eine Mehrzahl an Laserdioden 201 umfasst. Die Anordnung der Laserdioden 201 erstreckt sich dabei nicht nur wie in Fig. 5 erkennbar in einer Reihe sondern auch matrixartig in die Zeichenebene hinein. Dazu sind die einzelnen Laserdioden 201 auf einer gemeinsamen Trägerplatte 202 angeordnet. Jede Laserdiode 201 ist mit einer Primärlinse 204 versehen. Die Primärlinsen 204 dienen jeweils der Kollimierung der von dem zugehörigen Chip 203 emittierten Laserstrahlung. Alternativ kann statt der einzelnen Primärlinsen 204 auch eine einteilige Linsenmatrix („Multi-Lens-Array" ) vorgesehen sein, in der zu jedem Chip eine korrespondierende Kollimationslinse integriert ist (nicht dargestellt) . Die kollimierten Laserstrahlen der einzelnen Laserdioden 201 werden mit Hilfe von treppenartig angeordneten länglichen Spiegelelementen 205 in eine gemeinsame Richtung senkrecht zur Abstrahlrichtung der Laserdioden 201 umgelenkt. Dadurch wird die räumliche Ausdehnung des Laserstrahlenbündels in der in der Zeichenebene liegenden Achse der Laserdioden- Matrix 200 komprimiert. Eine weitere Komprimierung des Laserstrahlenbündels erfolgt durch die nachgeschaltete Sammellinse 206. Das danach folgende Konkavlinsensystem 207 erzeugt ein kollimiertes Laserstrahlenbündel 3, das durch den breiten Pfeil symbolisiert ist. Die Linsen 206 und 207 bilden also ein Teleskop.
Die Erfindung schlägt eine Beleuchtungsvorrichtung (1) mit einer Anregungslichtquelle (2) und einer Wellenlängenkonversionsanordnung (5) vor, wobei die Wellenlängenkonversionsanordnung (5) ein
Konversionselement (51) und ein Reflexionselement (52) umfasst und so ausgelegt ist, dass das Anregungslicht (3) nicht nur zu Konversionslicht wellenlängenkonvertiert wird sondern zu einem andern Zeitpunkt zusätzlich unkonvertiert als Reflexionslicht (3λ) in den gleichen Lichtpfad wie das Konversionslicht reflektiert wird. Dazu wird das von der Seite kommende Anregungslicht (3) über einen dichroitischen Spiegel (4) zeitlich nacheinander auf das Konversionselement (51) bzw. das
Reflexionselement (52) der
Wellenlängenkonversionsanordnung (5) gespiegelt. Der dichroitische Spiegel (4) ist für das vom Konversionselement (51) kommende Konversionslicht transmittierend ausgelegt. Das vom Reflexionselement (52) kommende Reflexionslicht (3λ) wird am dichroitische Spiegel (4) vorbeigeführt. Reflexionslicht (3λ) und Konversionslicht können über eine dem dichroitischen Spiegel (4) nachgeschaltete gemeinsame Optik (18) in einen optischen Integrator (14) weitergeleitet werden.

Claims

- IS
Ansprüche
Beleuchtungsvorrichtung (1) zur Erzeugung von Licht mittels einer Wellenlängenkonversionsanordnung, umfassend
- mindestens eine Anregungslichtquelle (2), die dazu ausgelegt ist, Anregungslicht (3) auf einem Anregungslichtpfad auszusenden,
- eine in dem Anregungslichtpfad angeordnete Wellenlängenkonversionsanordnung (5) mit
- mindestens einem Wellenlängenkonversionselement (51), das dafür ausgelegt ist, das von der mindestens einen Anregungslichtquelle (2) auf einem Abschnitt des Anregungslichtpfads zumindest zeitweise auf das Wellenlängenkonversionselement (51 ) eingestrahlte Anregungslicht (3) zumindest teilweise in Konversionslicht (12) zu konvertieren und das Konversionslicht (12) in denselben Halbraum abzustrahlen, von dem das Anregungslicht (3) auf die Oberfläche des Wellenlängenkonversionselements (51 ) einstrahlt, und
- mindestens einem Reflexionselement (52), das dafür ausgelegt ist, das von der mindestens einen Anregungslichtquelle (2) auf dem Abschnitt des Anregungslichtpfads zumindest zeitweise auf das Reflexionselement (52) eingestrahlte Anregungslicht (3) mindestens teilweise unkonvertiert als Reflexionslicht (3λ) auf einen Reflexionslichtpfad zu reflektieren,
- einen dichroitischen Spiegel (4) zur Umlenkung des von der mindestens einen Anregungslichtquelle (2) kommenden Anregungslichts (3) auf den Abschnitt des Anregungslichtpfads, auf dem das Anregungslicht (3) auf das mindestens eine
Wellenlängenkonversionselement (51) bzw. das mindestens eine Reflexionselement (52) einstrahlt, wobei der dichroitische Spiegel (4) so angeordnet und ausgelegt ist, dass das Konversionslicht (12) durch den dichroitischen Spiegel (4) transmittiert und das Reflexionslicht (3λ) auf dem Reflexionslichtpfad an dem dichroitischen Spiegel (4) vorbei gelenkt wird.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 1 mit einer Sammeloptik (8), die optisch zwischen dem dichroitischen Spiegel (4) und der
Wellenlängenkonversionsanordnung (5) angeordnet und dazu ausgelegt ist, einerseits das Anregungslicht (3) der Anregungslichtquelle (2) auf die
Wellenlängenkonversionsanordnung (5) zu fokussieren, andererseits das vom Wellenlängenkonversionselement
(51) emittierte Konversionslicht (15) bzw. das vom Reflexionselement (52) reflektierte Reflexionslicht
(3λ) zu sammeln und zu kollimieren.
3. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 2, wobei der dichroitische Spiegel (4) so angeordnet ist, dass das Anregungslicht (3) auf die Sammeloptik (8) versetzt zur deren optischen Achse (LI) reflektiert wird .
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 3, wobei die Anregungslichtquelle (2), der dichroitische Spiegel (4), die Sammeloptik (8) und das Reflexionselement (52) so ausgelegt und angeordnet sind, dass zwischen dem dichroitischem Spiegel (4) und der Sammeloptik (8) der Anregungslichtpfad parallel zum Reflexionslichtpfad verläuft. 5. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die
Wellenlängenkonversionsanordnung (5) als um eine Achse (A) drehbarer Körper ausgebildet ist, auf dem das mindestens eine Wellenlängenkonversionselement
(51) und das mindestens eine Reflexionselement (52) so angeordnet sind, dass beim Rotieren des Körpers das mindestens eine Wellenlängenkonversionselement
(51) und das mindestens eine Reflexionselement (52) nacheinander durch den Anregungslichtpfad bewegen.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5, wobei die Wellenlängenkonversionsanordnung (5) als Leuchtstoffrad ausgebildet ist, welches um eine Drehachse (A) des Leuchtstoffrads (5) drehbar ist, wobei das mindestens eine
Wellenlängenkonversionselement (51) in zumindest einem Segment eines ringförmigen, um die Drehachse (A) des Leuchtstoffrads (5) verlaufenden Bereichs des Leuchtstoffrads (5) angeordnet ist. Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, wobei das mindestens eine Reflexionselement (52) in zumindest einem Segment eines ringförmigen, um die Drehachse (A) des Leuchtstoffrads (5) verlaufenden Bereichs des Leuchtstoffrads (5) angeordnet ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer zweiten Sammeloptik (18), die optisch nach dem dichroitischen Spiegel (4) angeordnet ist und zum Sammeln des Konversionslichts (12) und des Reflexionslichts (3λ) ausgelegt ist.
Beleuchtungsvorrichtung (1) nach Anspruch 8 mit einem optisch nach der zweiten Sammeloptik (18) angeordneten optischen Integrator (14) zum Einspeisen des Konversionslichts (12) und des Reflexionslichts (3 .
Verwendung einer Beleuchtungsvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche für zumindest eine der folgenden Anwendungen: Video-Projektion, Endoskopie, Lichtprojektion für Unterhaltungszwecke,
Raumbeleuchtung, industrielle und medizinische Anwendungen .
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