WO2016169772A1 - Beleuchtungsvorrichtung mit halbleiter-primärlichtquellen und mindestens einem leuchtstoffkörper - Google Patents

Beleuchtungsvorrichtung mit halbleiter-primärlichtquellen und mindestens einem leuchtstoffkörper Download PDF

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WO2016169772A1
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light
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Stephan Schwaiger
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Osram Gmbh
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    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar

Definitions

  • Lighting device with semiconductor primary light sources and at least one phosphor body
  • the invention relates to a lighting device
  • the invention is applicable, for example
  • Projection devices in particular vehicle headlights or devices for professional lighting,
  • Simple headlights in the automotive sector today offer the choice between several well-defined light distributions, such. Low beam, high beam and fog light.
  • dynamic cornering lights For example, dynamic cornering lights, motorway, city and bad weather light.
  • the selection of the light distributions is partly made by the situation of the headlight system or the central electronics of the vehicle. Also exist in the field of vehicle lighting so-called.
  • active headlamps in which a limited number of pixels arranged in columns can be generated. With active headlamps, for example, it is possible to have oncoming and preceding vehicles within your own
  • a possible technical implementation of an active headlight is based on a means Laser radiation excitable phosphor. The phosphor is scanned here with the stimulating radiation or
  • Light distribution can (as described in US 2014/0029282 AI) both an intensity modulation of the
  • thermal quenching in terms of their conversion rate or a maximum acceptable power density (for example, due to their physical material properties such as a
  • Luminous flux per cross-sectional area of the (by the laser beam) illuminated phosphor element To avoid the e.g. for one
  • the achievable resolution decreases. So there is a conflict of objectives between the resolution and the achievable luminous flux. Increasing the resolution causes a reduction in luminous flux per pixel and vice versa. The only way to avoid the negative consequences of the luminance limit of the phosphor, without the Reducing resolution is to distribute the luminous flux over several laser beams.
  • Adjustment effort allows high resolution at high luminous flux. This object is achieved according to the characteristics of the independent
  • the object is achieved by a lighting device comprising a plurality of semiconductor primary light sources for
  • Angular positions can take, and one
  • Phosphor body which by means of at least one
  • Mirror deflected primary light beams is illuminated, wherein - in at least one angular position - spots of the individual primary light beams (also referred to as “single spots”) are locally distinguishable on the at least one phosphor body, a composite of the individual light spots total light spot depends on the Angular position of the at least one mirror on the at least one phosphor body is spatially distinguishable and at least one jet property of at least one falling on the at least one phosphor body
  • Primary light beam is variable during operation of the lighting device.
  • this lighting device it becomes possible to achieve a high resolution, since not only a position of the total light spot on the phosphor body locally
  • Primary light beams can be varied by switching on and off, e.g. also depending on a position of the total light spot. Furthermore, as a driving and adjustment of the at least one mirror and / or the semiconductor primary light sources is simplified.
  • the individual primary light beams (also referred to as “single primary light beams” or “individual beams”) can now be directed onto the phosphor with a relatively low adjustment effort, without reducing the resolution or the luminous flux.
  • Another advantage is that the adjustment of the individual semiconductor primary light sources to each other no longer needs to be made at the system level, but can already take place at the manufacturer of the semiconductor primary light sources.
  • the total light spot (and thus also a composite of the individual primary light beams total light beam) is thus segmented by the individual beams or
  • Segmentability of the total luminous spot thus does not necessarily mean a sharp separation of the individual luminous spots from one another.
  • the total light spot can
  • At least one total light spot which is composed of all the light spots of the individual primary light beams, can be uniformly arranged on the light source by means of the at least one mirror
  • Fluorescent bodies are moved while the
  • Primary light beams are selectively variable.
  • the variability of the at least one beam property comprises that at least one single primary light beam can not only be turned on and off, but also
  • Control of the respective semiconductor primary light source and / or by a different (geometric and / or spectral) beam shaping of the emitted from the respective semiconductor primary light source single primary light beam can be achieved.
  • the lighting device can vary the jet property (s) of all primary light beams, which results in a particularly diverse setting of the light source
  • Lighting device also not at least one
  • the phosphor body can be present or used in a reflective arrangement and / or in a transmitting arrangement.
  • the light emitted from the phosphor body is used as the useful light radiated from the side of the phosphor body to which the primary light beams are incident as well.
  • the transmissive arrangement the light emitted from the phosphor body is used as the useful light that is incident from that with respect to the incident light Primary light rays facing away from the phosphor body is emitted.
  • transmissive arrangement Especially in a transmissive arrangement are more
  • optical elements such as dichroic mirrors, to increase the efficiency feasible.
  • the phosphor body has at least one phosphor which is suitable for at least partially converting or converting incident primary light into secondary light of different wavelengths. If there are multiple phosphors, these secondary lights will be like each other
  • the wavelength of the secondary light may be longer (so-called “Down Conversion”) or shorter (so-called "Up
  • blue primary light may be using a
  • Fluorescent can be converted into green, yellow, orange or red secondary light. With only partial wavelength conversion or wavelength conversion, the phosphor body will produce a mixture of secondary light (e.g., yellow) and unconverted primary light (e.g., blue).
  • secondary light e.g., yellow
  • unconverted primary light e.g., blue
  • the phosphor body may be a (flat) phosphor plate, for example in the form of a ceramic.
  • Phosphor plate can at least at the by the
  • the phosphor chip can be a constant or a
  • the phosphor wafer can also be non-planar, for example arched or undulated, at least on the surface that can be irradiated by the primary light beams.
  • the phosphor body can be a single, coherently produced phosphor body, which is also known as
  • one-piece phosphor body can be called.
  • the phosphor body can be made separately
  • sub-segments can be arranged on a common plane, but need not be.
  • sub-segments or sub-phosphor bodies may have the same or different conversion characteristics (e.g., in terms of a degree of conversion, a phosphor used, etc.).
  • conversion characteristics e.g., in terms of a degree of conversion, a phosphor used, etc.
  • at least two of them may closely adjoin one another, e.g. abut.
  • spots of the primary light beams or individual spots on the at least one phosphor body are spatially distinguishable may also be referred to as a "laterally disjoint” or simply as a “disjoint” arrangement.
  • the disjoint arrangement includes that adjacent spots are laterally or laterally separated or only partially overlapping.
  • the disjoint arrangement is in particular given by places
  • Luminous spots do not coincide, but are laterally spaced from each other. Under a center of a
  • Luminous spots may in particular be understood to be (possibly weighted in terms of luminance) geometric center of gravity.
  • At least one phosphor body are spatially distinguishable and at least two primary light beams or individual spots on the at least one phosphor body lie directly on top of each other. "Directly superimposed"
  • Single spots have in particular the same geometric focus on. Directly superimposed individual spots may have the same or different properties (eg diameter).
  • an edge of a light spot may be the area
  • the at least one semiconductor primary light source comprises at least one laser, for example at least one laser diode.
  • the laser diode may be in the form of at least one individually gehausten laser diode or in ungehauster form, z. B. as at least one chip or "die" present.
  • a plurality of laser diodes may be present as at least one multi-die package or as at least one laser bar.
  • the multi-laser package PLPM4 450 from Osram Opto Semiconductors can be used.
  • Several chips can be mounted on a common substrate ("submount"). Instead of a laser, for example, at least one light emitting diode
  • Semiconductor primary light source has at least four, in particular at least 20, in particular at least 30, in particular at least 40, semiconductor primary light sources. The higher the number of semiconductor primary light sources, the more higher is an achievable light intensity in the far field and the lower requirements need to be applied to a movement of the at least one mirror. It is a further development that at least one semiconductor primary light source can be selectively activated. This includes that of a plurality of semiconductor primary light sources at least one semiconductor primary light source individually and / or
  • At least one semiconductor primary light source may be controllable individually or in groups.
  • common carrier in particular printed circuit board, be arranged, for. as at least one multi-die package or as at least one laser bar.
  • the semiconductor primary light sources are arranged in a regular surface pattern, in particular in a symmetrical
  • Matrix pattern or in a hexagonal pattern gives the advantage of having a lot of all during one
  • Phosphor body in a simple manner also regularly, in particular symmetrically, may be formed.
  • undesirable luminance jumps or undesirable luminance gaps between adjacent ones can be avoided
  • the at least one movable mirror may in particular at least one rotatable or pivotable mirror
  • Movable mirror is exactly a mirror, which allows a particularly simple structure. Such a mirror is
  • the at least one movable mirror comprises a plurality of movable mirrors. These can deflect the primary light beams, for example, into different spatial directions, e.g. for a row-wise or column-wise construction of the light emission pattern.
  • the at least one illuminatable by means of the primary light beams movable mirror each comprises a rotatable mirror per axis of rotation, for example, a rotatable mirror for the x-axis and a
  • downstream rotatable mirror for the y-axis, or vice versa.
  • Such mirrors are particularly easy to implement.
  • the plurality of semiconductor primary light sources may be followed by a first optic in the form of a "primary optic" which individually shapes the individual primary light beams emitted by the semiconductor primary light sources, e.g. collimated.
  • the primary optics may be the single primary beams
  • the first one In the light path between the plurality of semiconductor primary light sources or, if present, the first one
  • Primary optics and the at least one movable mirror can be arranged a second optical system with at least one optical element. In the light path between the at least one movable mirror and the at least one
  • Fluorescent body may be arranged a third optics with at least one optical element.
  • Phosphor body may be optically connected downstream of a fourth optical system with at least one optical element for beam shaping of the useful light.
  • the third optics and the fourth optics may be at least one common optical element
  • At least one optical element for focusing the primary light beams on the luminous body and for coupling out the radiated from the luminous element Nutzlichts.
  • the second optics is arranged and arranged to at least two of the
  • Semiconductor primary light sources emitted single primary light beams at different angles to the at least one mirror to direct. This can be a
  • the second optics can in particular
  • Primary light beams are deliberately defocused, e.g. by a corresponding movement of the first optical system and / or the second optical system and / or the third optical system and / or the fourth optical system.
  • Defocusability may be e.g. be implemented so that the individual primary light beams are feasible so that their common focus in front of or behind the
  • the at least one mirror is located, possibly even before or behind the phosphor body.
  • the primary light beams can be purposefully convergent or divergent out.
  • the second optics is set up and arranged to direct two individual primary light beams emitted by the semiconductor primary light sources parallel to one another but laterally disjointly onto the at least one mirror.
  • Primary light beams are emitted from the semiconductor primary light sources parallel to each other. This can
  • a beam property is an irradiance of at least one single spot. So its luminance can be adjusted specifically on the phosphor body.
  • single spot can be understood as meaning that of a single primary light beam
  • the irradiance may, in particular, be a time-averaged irradiance. It may, for example, have the unit W / m 2 .
  • the adjustment of the irradiance of the primary light beam or its dimmability can for example by a
  • Amplitude modulation and / or pulse width modulation can be achieved, e.g. by an appropriate control of
  • This embodiment comprises, in particular, that at least one individual primary light beam is dimmable.
  • all individual beams can be dimmable individually or in groups.
  • the at least one single primary light beam may be infinitely variable or dimmable in individual steps.
  • the dimming factor can therefore change between at least two angular positions. This can be used, for example, one of an angular position of
  • Primary light beams between two angular positions can also be dependent on a position of the individual primary light beams.
  • a jet property is a jet area or cross-sectional area of at least one single primary light beam. As a result, an area of the associated light spot can be adjusted.
  • Such adjustment of the jet surface may, for example, be (a) a movement (e.g., a displacement, a tilt, etc.) at least one in the light path of the beam
  • Primary light beam optical element e.g., a Primary light beam optical element
  • Variant (a) can be achieved, for example, by defocusing, which is e.g. about a corresponding
  • Radiation property is an arrangement of at least two individual primary light beams to each other.
  • the arrangement comprises in particular a distance and / or an angle to one another.
  • the light emission pattern emitted by the illumination device can be varied even more varied.
  • a cross-sectional area of the total light beam and thus also of the total luminous spot may be reduced by increasing the distances of the individual primary light beams, and thus also the associated individual luminous spots, and increased by increasing the distances.
  • An adjustment of the arrangement, in particular of the distance, of the primary light beams can be achieved, for example, by (a) a movement (for example displacement) of at least one located in the light path of the primary light beam
  • optical element and / or by (b) an addition and / or removal of at least one optical element to the light path of the primary light beam can be achieved.
  • the arrangement is adjustable in dependence on an angular position of the at least one mirror. This can be advantageously
  • Brightness distribution of Lichtabstrahlmusters be varied over a large area.
  • the at least one beam property of at least one primary light beam is between angular positions of the at least one mirror is variable. This can be a particularly simple
  • This embodiment comprises that the beam property of at least one
  • Primary beam in a first angular position is different from that in a second angular position, e.g. the
  • Irradiance and / or the arrangement e.g. as already described above, for example with regard to their distance and / or their profile.
  • the at least one movable mirror comprises at least one micromirror.
  • the micromirror may be a MEMS device, which may be referred to as a MEMS mirror. At least one
  • Micromirror may have a single continuous movable mirror surface. At least one micromirror may have a plurality of - in particular independently of each other - movable mirror surfaces. It may then be present in particular as a micromirror array, e.g. as a DMD ("Digital Micromirror Device").
  • DMD Digital Micromirror Device
  • At least one micromirror may be actuatable, in particular pivotable, for example stepwise or infinitely variable.
  • the respective angular positions correspond to the respective positions of a total
  • the at least one associated actuator e.g., a piezoactuator with or without lift boost
  • the at least one micromirror can be continuously rotatable by means of a drive shaft, namely between two end positions or spinning.
  • Actuator may then be an electric motor.
  • a structure similar to a so-called “flying spot” method can be achieved by using a stepwise pivotable mirror and a continuously rotating mirror. It is also an embodiment that the at least one phosphor body of a through the individual
  • Primary light beams composite total light beam is illuminated web-like or the total light spot
  • web-like on the phosphor body is movable or "scannable".
  • the sheet-like movement may be e.g. a line or
  • a frequency required in particular for a line-type or column-like movement for sweeping over a row or column can be referred to as the "scanning frequency".
  • a beam property of the individual primary light beams can be changed with a change frequency which is at least 10 times, in particular at least 100 times, in particular at least 1000 times, in particular at least 10000 times higher than the scanning frequency.
  • a pulse rate of the semiconductor primary light sources may be correspondingly higher than that
  • Scan frequency The duration of a cycle to illuminate the
  • Fluorescent body is also referred to as "image buildup time", the associated frequency as “image buildup frequency”.
  • the image-building frequency is advantageously at least 50 Hz, particularly advantageously at least 75 Hz, even more particularly advantageously at least in a far-field
  • At least one mirror associated overall spots can overlap.
  • Overlap area Single spots of different total light beams offset in time but congruent. In other words, at least two luminescent spots of individual primary light beams, which may be too
  • a particularly versatile light pattern can be provided on the phosphor body and the light emission pattern which can be emitted by the illumination device can be provided.
  • Phosphor body can be achieved even if the associated individual light beams are not dimmable, but e.g. can only be switched on and off. Also, a particularly high resolution can be achieved.
  • Total light spots may include, can overlay.
  • a high resolution and a high temporal integrated luminance are particularly easy for e.g. allows a line or column-like sweeping or scanning of the phosphor body.
  • the - belonging to different angular positions - total light spots are spatially separated from each other. It is a further development that the totality of the producible, locally distinguishable individual light spots forms a regular pattern on the light body,
  • each of the spots in relation to, for example, his likes
  • the total light spot has a maximum achievable planar extent which does not exceed 20% of a corresponding extent of the phosphor body or of its illuminable area
  • a diameter e.g., a total spot having a circular base shape
  • an edge length e.g., a total spot having a rectangular or hexagonal shape
  • a diagonal e.g., a total spot having a rectangular or hexagonal shape
  • the extent and / or the shape of the total luminous spot may be given in particular by the extent and / or the shape of an enveloping contour of the total luminous spot.
  • the enveloping contour can in particular all
  • a single spot of a total luminous spot will be a minimal length imaginary line. It surrounds you
  • the associated enveloping contour may have a rectangular basic shape, etc. That the shape of the
  • Total luminous spots or the shape of their enveloping contour has a certain (eg rectangular, hexagonal, circular, oval, free-shaped, etc.) basic shape, may include that at least a part of the edges is curved, the basic shape has, for example, rounded edges.
  • Lighting device has a memory or is coupled to a memory in which a look-up table or "look-up" table is stored, which the
  • each single spot may be assigned at least one beam property individually or in groups, e.g. an individual dimming factor.
  • the total light spot or all individual light spots at least one particular
  • Beam property e.g. a common dimming factor.
  • the links between the angular positions and the beam properties may be different
  • Lighting device to serve as a vehicle headlight, wherein in the lookup table different
  • Links for a low beam, for a fog light, for a high beam, etc. may be stored.
  • Lighting device is coupled to at least one sensor (for example, with a camera) and the beam properties of the single light spots and / or the total light spot in
  • Dependent on a measured value of the at least one sensor is variable. So like in a moving vehicle when using a front camera, a pedestrian or an animal was discovered, those spots dimmed or completely turned off in the associated
  • the Einzelelleuchtflecke can be increased in their performance, for example, to illuminate a danger zone located in front of the vehicle.
  • Such an adjustment of the jet property may also be referred to as a "dynamic" or “active” adaptation.
  • Another possibility of dynamic adaptation may consist in a variation of the dimming factor as a function of a value of an external light sensor.
  • a dynamic adaptation of the beam characteristics over one with the vehicle may consist in a variation of the dimming factor as a function of a value of an external light sensor.
  • a software application such as a software application (“App") or a position signal (GPS, etc.) is adjustable or changeable.
  • apps software application
  • GPS position signal
  • users of a vehicle may, depending on the weather (fog, rain, snow, etc.) or depending on the age, condition of the eyes and other preferences, make a beam adjustment within the scope of legal standards.
  • Lighting device is a projection device.
  • Lighting device a vehicle headlight or an effect lighting device (e.g., a stage or a
  • the lighting device may also be an image projector.
  • the associated vehicle may be a motor vehicle such as a passenger car
  • Lorries a bus, a motorcycle, etc., an aircraft such as an airplane or a helicopter or a
  • the lighting device can basically to another lighting device of a vehicle, for example, a tail light.
  • Fig.l shows a sectional view in cross-sectional view of a lighting device according to a first
  • Fig. 2 shows a total spot on a
  • Fig.5 shows yet another possible plot of a local luminance distribution
  • Figure 6 shows a front view of a phosphor body with a possible path of the total light spot
  • FIG. 7 shows a sectional view in cross-sectional view of a lighting device according to a second
  • FIG. 8 shows a sectional view in cross-sectional view of a lighting device according to a third
  • Fig.l shows a sectional view in cross-sectional view of a lighting device 1 according to a first
  • All primary light beams Pij here consist of blue light by way of example and are also the same in terms of their shape.
  • the primary light beams Pij are emitted in parallel with each other.
  • the individual primary light beams Pij pass through a first optical system 3 which allows individual beam shaping of the individual primary light beams Pij, e.g. a beam collimation, for example for individual "parallel alignment" of all individual primary light beams Pij.
  • the first optic 3 can also be referred to as "primary optic". she can
  • Beam direction and / or an opening angle of the individual primary light beams Pij to vary and / or by one
  • the first optics 3 is followed by a common for all primary light beams Pij second optics 4, which the
  • Primary light rays Pij spatially closer together and possibly also reduces the cross-sectional area and directs to a first mirror in the form of a micromirror 5.
  • the second optic 4 may also be referred to as a "telescope optic".
  • the primary light beams Pij can hit the micromirror 5 in parallel or at an angle to one another.
  • the micromirror 5 can, for example stepless or
  • two axes of rotation which could be here, for example, perpendicular to the sheet plane and in the plane parallel to a mirror surface of the micromirror 5. He can several in relation to each of the two axes of rotation
  • the deflection angle of the micromirror 5 may be e.g. in both directions up to +/- 12 °.
  • the micromirror 5 directs the now tight in one
  • a third optical system 6 to a rigid deflection mirror 7 to.
  • selected total light beams Pges belonging to different angular positions of the micromirror 5 are shown by way of example, which can be generated in temporal succession during operation of the lighting device 1.
  • the deflecting mirror 7 directs the individual primary light beams Pij or the total light beam Pges composed thereof through a fourth optical system 8 onto a phosphor body 9.
  • Fluorescent body 9 to be focused or targeted
  • the fourth optics 8 ensures - if desired - this focusing / defocusing the
  • Diameter of the fourth optics 8 is for
  • Automotive applications preferably 70 mm or less.
  • the phosphor body 9 is formed here as a flat ceramic plate, which at its the incoming
  • Primary light rays Pij facing away from e.g. can rest on a reflective surface (not shown).
  • Pad can also act as a heat sink.
  • the phosphor body 9 can therefore be illuminable simultaneously in an angular position of the micromirror 5 at most by all the primary light beams Pij. However, one or more, in particular also dependent on the angular position
  • Primary light beams Pij be turned off or not
  • the blue primary light beams Pij can be at least partially wavelength converted by the phosphor located in the phosphor body 9, specifically in FIG.
  • the phosphor body 9 radiates from the same side, to which also the primary light beams Pij impinge, the useful light N, which consists of a
  • the fourth optical system 8 also serves as a coupling-out optical system or as part of a coupling-out optical system for the useful light N, in particular for projection into a far field.
  • the useful light N can be e.g. be a blue-yellow or white mixed light.
  • the deflection mirror 7 may belong to the third optics 6 and / or the fourth optics 8, or may not constitute a component of these optics 6, 8.
  • both mirrors 5 and 7 can be rotatable mirrors with different axes of rotation, in particular micromirrors.
  • the mirror 5 may then only be rotatable about a first axis of rotation D1 and the mirror 7 may be rotatable only about a second axis of rotation D2.
  • the mirror 7 of the micromirrors and the mirror 5 can be the rigid deflection mirror. This provides the advantage that the third optic 6 can also be omitted. Due to the different angular positions of the
  • Micromirror 5 (or, alternatively, mirror 5 and / or 7, etc.) may all fall on micromirror 5
  • Primary light beams Pij are moved together, which also results in a corresponding movement of the associated light spots Fij on the phosphor body 9. This corresponds to a changed distraction of one of the individual
  • different total light spots Fges belonging to different angular positions of the micromirror 5 locally differ from the light body 9 or are arranged disjointly with respect to one another on the light body 9.
  • Lighting device 1 can be varied individually or in groups.
  • the primary light beams Pij e.g. FIG. 2 shows a frontal view of the phosphor body 9 with all the individual light spots Fij which can be simultaneously generated.
  • FIG. The individual spots Fij form a total spot Fges on the phosphor body 9 of the
  • Lighting device 1 The light spots Fij are generated by a respective primary light beam Pij.
  • the spots Fij are locally distinguishable on the phosphor body 9 and here e.g. practically not overlapping.
  • the spots Fij form - as well as the
  • the spots Fij are practically uniform here.
  • the extent and / or the shape of the total luminous spot Fges is determined by an enveloping contour U, all
  • Single spots Fij surrounds at minimal length. It surrounds a closed area in which all individual Luminous spots Fij lie. In the case of the rectangular matrix arrangement of the individual spots Fij shown here, the associated enveloping contour U has a rectangular basic shape, which may optionally have rounded corners. If all the light spots Fij are switched on, the associated total light spot Fges can also be referred to as the "maximum" total light spot Fges.
  • the variation of the beam property of the primary light beams Pij and thus also of the light spots Fij may be, for example, an irradiance or irradiance distribution of the primary light beams Pij, their cross-sectional area or
  • jet property whose shape and / or arrangement - in particular distance - to another - in particular adjacent - primary light beam Pij or light spot Fij concern.
  • Luminance distribution of a row j of the spots Fij with the columns i 1 to 5 of Figure 2 and the resultant by superposition total luminous spot Fges.
  • the spots Fij are arranged disjoint, since their
  • Luminous tips / or their geometric centers do not coincide.
  • the spots Fij are also local to each other
  • Luminous spots namely here with areas that have less than 12.5% of the maximum luminance L v .
  • the total luminous spot Fges which results from superimposition, also shows clearly separated local areas
  • Luminous spots Fij correspond.
  • the spots Fij overlap here in contrast to Figure 3, if the criterion of 1 / e of the maximum luminance L v is assumed to be the value of an edge of the spots Fij.
  • the spots Fij have a different lateral spacing relative to one another for the same luminance profile or for the same shape of their luminance distribution. This applies analogously to the individual primary light beams Pij at the location of the phosphor body 9.
  • the light spots Fij have a wider luminance profile at the same distance from one another in comparison to FIG. Fig.5 differs from Fig.3 thus both by the distance and by the luminance profile of
  • the change in shape of the total luminous spot Fges for example between the shapes shown in FIG. 3 to FIG Lighting device 11 done by this themselves.
  • a distance of neighboring spots Fij and / or their beam width can be changed,
  • FIG. 6 shows a front view of a phosphor body 9 with a possible, purely exemplary path of the total
  • Luminous spots Fges The total light spot Fges is moved by the pivoting or rotation of the micromirror 5 in succession over the phosphor body 9 such that the phosphor body 9 can be illuminated line by line by the total light spot Fges. This can also be called a line scan
  • Micro mirror 5 (or alternatively movable mirror 5 and / or 7) at least (r x s) possible angular positions.
  • the micromirror 5 can be infinitely or practically infinitely variable, so that basically any other angular positions can be taken.
  • the total spots Fges at the positions k, 1 (which may also be referred to as Fges-kl in the following) are advantageously directly adjacent to one another but not overlapping or overlapping, but are spatially separated from one another.
  • the amount of time required to scan the total spot Fges over all positions 1, r and 1, s is also referred to as the "build-up time", the associated frequency being called the "build-up frequency”.
  • Image buildup frequency is for sufficiently high temporal resolution of a Lichtabstrahlmusters also in a far field advantageously at least 50 Hz, particularly advantageous at least 75 Hz, more preferably at least 100 Hz, most preferably at least 200 Hz.
  • the single spots Fij form a ([i * k] x [j * 1]) matrix pattern on the phosphor body 9. If a
  • Beam characteristic of the individual light spots Fij is individually variable, this results in the possibility of a high-resolution matrix field of individual light spots Fij and thus a corresponding Lichtabstrahlmuster
  • Micromirror 5 only with a coarser pitch than that required to resolve the single light spots Fij
  • the lighting device 1 can have a memory (not shown) or can be coupled to a memory in which a look-up table or "look-up" table is stored containing each angular position of the micromirror 5 with at least one beam characteristic of the single light spots Fij or linked to the overall spot Fges.
  • each individual spot Fij may be assigned at least one beam property individually or in groups, e.g. an individual dimming factor. Alternatively or additionally, the total
  • Light spots Fges and / or all individual light spots Fij are assigned together at least one specific beam property, e.g. a common dimming factor.
  • the relationships between the angular positions and the beam properties may be different for different applications.
  • the lighting device 1 as a
  • Vehicle headlights are used, wherein in the look-up table, for example, different links for a Right-hand dipped beam, dipped left-hand dipped beam, dipped beam as specified in US regulations, dipped beam to ECE standards, fog light, high beam, etc.
  • the lighting device 1 is coupled to at least one sensor (for example a camera) and the beam characteristics of the individual light spots Fij and / or the total light spot Fges (or the corresponding
  • Primary light beams Pij and Pges in response to a measured value of the at least one sensor is variable.
  • those spots Fij which are in the associated light emission pattern may be dimmed or completely switched off
  • Illuminate object This reduces glare of the object.
  • a situation-dependent adaptation of the beam properties is generally possible. Another way of one
  • the situation-dependent adaptation may vary
  • Exterior light sensor consist.
  • FIG. 7 shows a sectional view in cross-sectional view of a lighting device 11 according to a second
  • the illumination device 11 differs from the illumination device 1 in particular in that the, for example, white or whitish useful light N, that of the mixture of converted secondary light S and not
  • Transmittive or “transmissive” arrangement is also the fourth optics 8 (which is indicated here by a lens) on the useful light N emitting side of the phosphor body 9. Also here on the Deflection mirror 7 omitted, but in principle also in the lighting device 1 is possible.
  • FIG. 8 shows a sectional view in cross-sectional view of a lighting device 21 according to a third
  • the lighting device 21 differs from the lighting device 11 in that the third optical system 6 is dispensed with. While in the lighting devices 1 and 11 by the third optics 6, inter alia, a
  • Different total primary beams Pges can generate respective different total spots Fges-kl and therefore also be referred to as total primary beams Pges-kl.
  • the primary light rays Pij also all meet obliquely on the phosphor body. This may be inclined so that the primary light beams Pij impinge on him at least approximately at a Brewster angle.
  • a phosphor body may generally be illuminatable by a plurality of sets each of a plurality of semiconductor primary light sources and at least one movable mirror as described above.
  • the illuminable surfaces of the phosphor body associated with different sets can in particular be locally disjoint.
  • a common surface of the phosphor body may be illuminated by the sets temporally and / or locally offset. In the spatially offset illumination, a phosphor body can by different sets in particular
  • a phosphor body can be illuminated in the same direction by different sets, in particular on the same track.
  • a number may include exactly the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.

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Abstract

Die Beleuchtungsvorrichtung (1) weist mehrere Halbleiter-Primärlichtquellen (Dij) zum Emittieren jeweiliger Primärlichtstrahlen (Pij), mindestens einen mittels der Primärlichtstrahlen beleuchtbaren beweglichen Spiegel (4), der mindestens zwei Winkelstellungen einnehmen kann, und einen Leuchtstoffkörper (8), der mittels von dem mindestens einen Spiegel (4) umgelenkter Primärlichtstrahlen (Pij) beleuchtbar ist, auf, wobei Leuchtflecke (Fij) der einzelnen Primärlichtstrahlen (Pij) auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper (8) örtlich unterscheidbar sind, ein sich aus den Leuchtflecken (Fij) der einzelnen Primärlichtstrahlen (Pij) zusammensetzender Gesamt-Leuchtfleck (Fges) abhängig von der Winkelstellung des mindestens einen beweglichen Spiegels (4) auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper (8) örtlich unterscheidbar ist und mindestens eine Strahleigenschaft zumindest eines auf den mindestens einen Leuchtstoffkörper (8) fallenden Primärlichtstrahls (Pij) bei Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung (1) variierbar ist. Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar auf Projektionsvorrichtungen, insbesondere Fahrzeugscheinwerfer oder Vorrichtungen zur professionellen Beleuchtung, beispielsweise für eine Effektbeleuchtung, z.B. als ein Bühnenscheinwerfer oder als eine Disco-Leuchte.

Description

Beschreibung
Beleuchtungsvorrichtung mit Halbleiter-Primärlichtquellen und mindestens einem Leuchtstoffkörper
Die Erfindung betrifft eine Beleuchtungsvorrichtung,
aufweisend mehrere Halbleiter-Primärlichtquellen zum
Emittieren jeweiliger Primärlichtstrahlen, mindestens einen mittels der Primärlichtstrahlen beleuchtbaren beweglichen Spiegel, der mindestens zwei Winkelstellungen einnehmen kann, und mindestens einen Leuchtstoffkörper, der mittels von dem Spiegel umgelenkter Primärlichtstrahlen beleuchtbar ist. Die Erfindung ist beispielsweise anwendbar auf
Projektionsvorrichtungen, insbesondere Fahrzeugscheinwerfer oder Vorrichtungen zur professionellen Beleuchtung,
beispielsweise für eine Effektbeleuchtung, z.B. als ein
Bühnenscheinwerfer oder als eine Disco-Leuchte.
Einfache Scheinwerfer im Kfz-Bereich bieten heute die Wahl zwischen mehreren fest definierten Lichtverteilungen, wie z.B. Abblendlicht, Fernlicht und Nebellicht.
Sogenannte "adaptive" Scheinwerfersysteme mit veränderlichen Lichtverteilungen ergänzen diese Auswahl und bieten
beispielsweise dynamisches Kurvenlicht, Autobahn-, Stadt- und Schlechtwetterlicht an. Die Auswahl der Lichtverteilungen wird zum Teil situationsbedingt von dem Scheinwerfersystem bzw. der Zentralelektronik des Fahrzeugs vorgenommen. Auch existieren im Bereich der Fahrzeugbeleuchtung sog.
"aktive" Scheinwerfer, bei denen eine begrenzte Zahl von in Spalten angeordneten Bildpunkten erzeugbar ist. Mit aktiven Scheinwerfern ist es beispielsweise möglich, entgegenkommende und vorausfahrende Fahrzeuge innerhalb des eigenen
Fernlichtkegels auszublenden ("blendfreies Fernlicht") oder Gefahrenquellen durch direkte Beleuchtung für den Fahrer hervorzuheben. Eine mögliche technische Umsetzung eines aktiven Scheinwerfers basiert auf einem mittels Laserstrahlung anregbaren Leuchtstoff. Der Leuchtstoff wird hierbei mit der anregenden Strahlung abgerastert oder
"abgescannt" und danach mit Hilfe einer Projektionsoptik abgebildet. Das Prinzip ist beispielsweise in den
Druckschriften DE 10 2010 028 949 AI, US 2014/0029282 AI und WO 2014/121314 AI beschrieben. In diesen Druckschriften wird beschrieben, dass dynamisch anpassbare Lichtverteilungen auf dem Leuchtstoff dadurch erzeugt werden, dass die zur Anregung des Leuchtstoffes verwendete Laserstrahlung mit Hilfe einer ansteuerbaren Lichtablenkeinheit in Form eines beweglichen Mikrospiegels kontrolliert wird. Eine gewünschte
Lichtverteilung kann dabei (wie in der US 2014/0029282 AI beschrieben) sowohl über eine Intensitätsmodulation der
Laserquelle, über eine Anpassung der Winkelgeschwindigkeit der Ablenkeinheit als auch über eine Kombination beider
Mechanismen erreicht werden.
Die zur Wellenlängenumwandlung bzw. Konvertierung des
Laserlichts notwendigen Leuchtstoffe sind wegen des sog.
"thermischen Quenchens" hinsichtlich ihrer Konversionsrate bzw. einer maximal akzeptablen Leistungsdichte (z.B. aufgrund ihrer physikalischer Materialeigenschaften wie einer
Widerstandfähigkeit gegenüber einer "Laserablation" ) und damit hinsichtlich ihrer maximalen Leuchtdichte begrenzt. Diese Grenze der Leuchtdichte begrenzt den sich ergebenden
Lichtstrom pro Querschnittsfläche des (durch den Laserstrahl) beleuchteten Leuchtstoffelements . Um den z.B. für einen
Scheinwerfer notwendigen Lichtstrom zu erreichen, ist daher eine minimale beleuchtete Fläche auf dem Leuchtstoffelement und damit auch eine minimale Querschnittsfläche des
Laserstrahls notwendig. Während der Lichtstrom mit steigendem Strahldurchmesser (bei konstanter Leistungsdichte des
Strahls) zunimmt, nimmt die erreichbare Auflösung ab. Es existiert also ein Zielkonflikt zwischen der Auflösung und dem erreichbaren Lichtstrom. Eine Erhöhung der Auflösung verursacht eine Reduktion des Lichtstroms pro Bildpunkt und umgekehrt. Die einzige Möglichkeit, die negativen Folgen der Leuchtdichtebegrenzung des Leuchtstoffs zu umgehen, ohne die Auflösung zu reduzieren, besteht darin, den Lichtstrom auf mehrere Laserstrahlen zu verteilen. Die technischen
Realisierungen davon weisen den Nachteil auf, dass sie einen hohen Justageaufwand nach sich ziehen und viel Bauraum für die Anordnung der Lichtquellen bzw. der Ablenkeinheiten benötigen .
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine kompakte Beleuchtungsvorrichtung
bereitzustellen, die ohne großen Ansteuerungs- und/oder
Justage-Aufwand eine hohe Auflösung bei hohem Lichtstrom ermöglicht . Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind
insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Beleuchtungsvorrichtung, aufweisend mehrere Halbleiter-Primärlichtquellen zum
Emittieren jeweiliger Primärlichtstrahlen, mindestens einen mittels der Primärlichtstrahlen beleuchtbaren beweglichen Spiegel, der mindestens zwei Stellungen, insbesondere
Winkelstellungen, einnehmen kann, und einen
Leuchtstoffkörper, der mittels von dem mindestens einen
Spiegel umgelenkter Primärlichtstrahlen beleuchtbar ist, wobei - in zumindest einer Winkelstellung - Leuchtflecke der einzelnen Primärlichtstrahlen (auch als "Einzel-Leuchtflecke" bezeichnet) auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper örtlich unterscheidbar sind, ein sich aus den Einzel- Leuchtflecken zusammensetzender Gesamt-Leuchtfleck abhängig von der Winkelstellung des mindestens einen Spiegels auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper örtlich unterscheidbar ist und mindestens eine Strahleigenschaft zumindest eines auf den mindestens einen Leuchtstoffkörper fallenden
Primärlichtstrahls bei Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung variierbar ist. Mittels dieser Beleuchtungsvorrichtung wird es möglich, eine hohe Auflösung zu erreichen, da nicht nur eine Position des Gesamt-Leuchtflecks auf dem Leuchtstoffkörper örtlich
variierbar ist, sondern auch die einzelnen
Primärlichtstrahlen (oder "Einzelstrahlen") durch Ein- und Ausschalten variiert werden können, z.B. auch abhängig von einer Position des Gesamt-Leuchtflecks . Ferner wird so eine Ansteuerung und Justage des mindestens einen Spiegels und/oder der Halbleiter-Primärlichtquellen vereinfacht.
Insbesondere können die einzelnen Primärlichtstrahlen (auch als "Einzel-Primärlichtstrahlen" oder "Einzelstrahlen" bezeichenbar) nun mit einem relativ geringen Justageaufwand auf den Leuchtstoff gelenkt werden, ohne dabei die Auflösung oder den Lichtstrom zu verringern. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Justage der einzelnen Halbleiter-Primärlichtquellen zueinander nicht mehr auf Systemebene vorgenommen zu werden braucht, sondern bereits beim Hersteller der Halbleiter- Primärlichtquellen stattfinden kann. Der Gesamt-Leuchtfleck (und damit auch ein aus den einzelnen Primärlichtstrahlen zusammengesetzter Gesamt-Lichtstrahl ) ist also durch die Einzelstrahlen in sich segmentiert bzw.
teilweise schaltbar und dadurch vielfältig variierbar. So wird es unter anderem möglich, ein Intensitätsprofil eines von dem Leuchtstoff abgestrahlten Nutzlichts bzw. ein von der Beleuchtungsvorrichtung abgestrahltes Lichtabstrahlmuster mit einem geringen baulichen Aufwand besonders fein aufgelöst dynamisch anzupassen. Zumindest zwei Einzel-Leuchtflecke können sich dabei überlappen oder getrennt sein. Die
Segmentierbarkeit des Gesamt-Leuchtflecks meint also nicht notwendigerweise auch eine scharfe Trennung der Einzel- Leuchtflecke voneinander. Der Gesamt-Leuchtfleck kann
grundsätzlich - z.B. auch abhängig von einer Winkelstellung des Spiegels - ein einziger zusammenhängender Leuchtfleck sein oder mehrere voneinander räumlich getrennte leuchtende Teilbereiche aufweisen. Die räumlich getrennten leuchtenden Teilbereiche können jeweils wieder aus mehreren Einzel- Leuchtflecken zusammengesetzt sein. Bei dieser Beleuchtungsvorrichtung kann also zumindest ein Gesamt-Leuchtfleck, der sich aus allen Leuchtflecken der einzelnen Primärlichtstrahlen zusammensetzt, mittels des mindestens einen Spiegels einheitlich auf dem
Leuchtstoffkörper bewegt werden, während die
Strahleigenschaft (en) zumindest einiger einzelner
Primärlichtstrahlen selektiv variierbar sind. Die Variierbarkeit der mindestens einen Strahleigenschaft umfasst, dass mindestens ein einzelner Primärlichtstrahl nicht nur ein- und ausgeschaltet werden kann, sondern
zumindest bei Auftreffen auf den Leuchtstoffkörper wahlweise mindestens zwei unterschiedliche Strahleigenschaften
einstellbar sind. Dies kann durch eine unterschiedliche
Ansteuerung der jeweiligen Halbleiter-Primärlichtquelle und/oder durch eine unterschiedliche (geometrische und/oder spektrale) Strahlformung des von der jeweiligen Halbleiter- Primärlichtquelle emittierten einzelnen Primärlichtstrahls erreicht werden.
Die Beleuchtungsvorrichtung kann in einer Weiterbildung die Strahleigenschaft (en) aller Primärlichtstrahlen variieren, was eine besonders vielfältige Einstellung des
Lichtabstrahlmusters erlaubt. Alternativ kann die
Beleuchtungsvorrichtung auch mindestens einen nicht
dergestalt variierbaren Primärlichtstrahl aufweisen, der aber z.B. einfach ein- und ausschaltbar sein kann. Der Leuchtstoffkörper kann in reflektierender Anordnung und/oder in transmittierender Anordnung vorliegen oder genutzt werden. Bei der reflektierenden Anordnung wird dasjenige von dem Leuchtstoffkörper abgestrahlte Licht als Nutzlicht verwendet, das von der Seite des Leuchtstoffkörpers abgestrahlt wird, auf welche auch die Primärlichtstrahlen einfallen. Bei der transmittierenden Anordnung wird dasjenige von dem Leuchtstoffkörper abgestrahlte Licht als Nutzlicht verwendet, das von der in Bezug auf die einfallenden Primärlichtstrahlen abgewandten Seite des Leuchtstoffkörpers abgestrahlt wird. Insbesondere ist auch eine sowohl
reflektierende als auch transmittierende Anordnung umsetzbar. Vor allem in transmittierender Anordnung sind weitere
optische Elemente, wie zum Beispiel dichroitische Spiegel, zur Erhöhung der Effizienz realisierbar.
Der Leuchtstoffkörper weist mindestens einen Leuchtstoff auf, welcher dazu geeignet ist, einfallendes Primärlicht zumindest teilweise in Sekundärlicht unterschiedlicher Wellenlänge umzuwandeln oder zu konvertieren. Bei Vorliegen mehrerer Leuchtstoffe mögen diese Sekundärlicht von zueinander
unterschiedlicher Wellenlänge erzeugen und/oder durch
Primärlicht unterschiedlicher Wellenlänge das Sekundärlicht erzeugen. Die Wellenlänge des Sekundärlichts mag länger sein (sog. "Down Conversion") oder kürzer sein (sog. "Up
Conversion") als die Wellenlänge des Primärlichts.
Beispielsweise mag blaues Primärlicht mittels eines
Leuchtstoffs in grünes, gelbes, orangefarbenes oder rotes Sekundärlicht umgewandelt werden. Bei einer nur teilweisen Wellenlängenumwandlung oder Wellenlängenkonversion wird von dem Leuchtstoffkörper eine Mischung aus Sekundärlicht (z.B. gelb) und nicht umgewandeltem Primärlicht (z.B. blau)
abgestrahlt, die als Nutzlicht (z.B. weiß) dienen kann.
Der Leuchtstoffkörper kann ein (flaches) Leuchtstoffplättchen sein, beispielsweise in Form einer Keramik. Das
Leuchtstoffplättchen kann zumindest an der durch die
Primärlichtstrahlen bestrahlbaren Oberfläche planar sein. Das Leuchtstoffplättchen kann eine konstante oder eine
variierende Dicke aufweisen. Es kann beispielsweise eine runde oder viereckige Randkontur aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich kann das Leuchtstoffplättchen zumindest an der durch die Primärlichtstrahlen bestrahlbaren Oberfläche auch nicht planar ausgeführt sein, beispielsweise gewölbt oder unduliert. Der Leuchtstoffkörper kann ein einzelner, zusammenhängend hergestellter Leuchtstoffkörper sein, was auch als
einstückiger Leuchtstoffkörper bezeichnet werden kann.
Alternativ kann der Leuchtstoffkörper aus separat
hergestellten Teilsegmenten zusammengesetzt sein, die
gegeneinander versetzt und/oder verdreht und/oder geneigt und/oder gekippt sind, wobei die Teilsegmente auf einer gemeinsamen Ebene angeordnet sein können, es aber nicht zu sein brauchen.
Diese Teilsegmente oder Teil-Leuchtstoffkörper können gleiche oder unterschiedliche Umwandlungseigenschaften (z.B. in Bezug auf einen Umwandlungsgrad, einen verwendeten Leuchtstoff usw.) aufweisen. Bei Vorliegen mehrerer Teil- Leuchtstoffkörper können zumindest zwei davon zueinander eng aneinander grenzen, z.B. aneinanderstoßen.
Dass Leuchtflecke der Primärlichtstrahlen bzw. Einzel- Leuchtflecke auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper örtlich unterscheidbar sind, kann auch als eine "lateral disjunkte" oder einfach nur als eine "disjunkte" Anordnung bezeichnet werden. Die disjunkte Anordnung umfasst, dass benachbarte Leuchtflecke seitlich bzw. lateral voneinander getrennt oder nur teilweise überlappend sind. Die disjunkte Anordnung ist insbesondere dadurch gegeben, dass Orte
maximaler Leuchtdichte und/oder Zentren benachbarter
Leuchtflecke nicht aufeinanderfallen, sondern zueinander seitlich beabstandet sind. Unter einem Zentrum eines
Leuchtflecks mag insbesondere sein (ggf. in der Leuchtdichte gewichteter) geometrischer Schwerpunkt verstanden werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens zwei
Primärlichtstrahlen bzw. Einzel-Leuchtflecke auf dem
mindestens einen Leuchtstoffkörper örtlich unterscheidbar sind und mindestens zwei Primärlichtstrahlen bzw. Einzel- Leuchtflecke auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper direkt aufeinanderliegen . "Direkt aufeinanderliegende"
Einzel-Leuchtflecke weisen insbesondere den gleichen geometrischen Schwerpunkt auf. Direkt aufeinanderliegende Einzel-Leuchtflecke können gleiche oder unterschiedliche Eigenschaften (z.B. Durchmesser) aufweisen. Durch die
Verwendung direkt aufeinanderliegender Einzel-Leuchtflecke lässt sich eine noch größere Variation der
Leuchtdichteverteilung auf dem Leuchtstoffkörper und damit des Lichtabstrahlmusters erreichen.
Eine Überlappung ist insbesondere dann gegeben, wenn sich Ränder benachbarter Leuchtflecke überschneiden. Ein Rand eines Leuchtflecks kann beispielsweise das Gebiet
umschließen, bei dem eine Leuchtstärke von mindestens 5%, insbesondere von mindestens 10%, insbesondere von mindestens 1/e2 (entsprechend ca. 13,5%), insbesondere von 1/e
(entsprechend ca. 36,8%), der maximalen Leuchtdichte dieses Leuchtflecks erreicht wird. Eine voneinander getrennte
Anordnung wird analog dann erreicht, wenn sich die Ränder nicht überschneiden. Insbesondere umfasst die mindestens eine Halbleiter- Primärlichtquelle mindestens einen Laser, beispielsweise mindestens eine Laserdiode. Die Laserdiode kann in Form mindestens einer einzeln gehausten Laserdiode oder in ungehauster Form, z. B. als mindestens ein Chip oder "Die" vorliegen. Insbesondere können mehrere Laserdioden als mindestens ein Multi-Die-Package oder als mindestens ein Laserbarren vorliegen. Beispielsweise kann das Multi-Die Laser Package PLPM4 450 der Fa. Osram Opto Semiconductors verwendet werden. Mehrere Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Anstelle eines Lasers kann beispielsweise auch mindestens eine Leuchtdiode
verwendet werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass die mindestens eine
Halbleiter-Primärlichtquelle mindestens vier, insbesondere mindestens 20, insbesondere mindestens 30, insbesondere mindestens 40, Halbleiter-Primärlichtquellen aufweist. Je höher die Zahl der Halbleiter-Primärlichtquellen ist, desto höher ist eine erreichbare Lichtstärke im Fernfeld und desto geringere Anforderungen brauchen an eine Bewegung des mindestens einen Spiegels angelegt zu werden. Es ist eine Weiterbildung, dass mindestens eine Halbleiter- Primärlichtquelle selektiv ansteuerbar ist. Dies umfasst, dass von mehreren Halbleiter-Primärlichtquellen mindestens eine Halbleiter-Primärlichtquelle einzeln und/oder
gruppenweise ansteuerbar ist. Es ist eine für eine besonders vielgestaltige Bildung eines Nutzlichtstrahls vorteilhafte Weiterbildung, dass alle Halbleiter-Primärlichtquellen einzeln ansteuerbar sind. Mindestens eine Halbleiter- Primärlichtquelle mag einzeln oder gruppenweise ansteuerbar sein .
Es ist ferner eine Weiterbildung, dass die Halbleiter- Primärlichtquellen dazu eingerichtet sind, alle
Primärlichtstrahlen parallel zueinander abzustrahlen. Dies lässt sich z.B. durch eine Anbringung der Halbleiter- Primärlichtquellen auf einem oder mehreren gemeinsamen
Trägern erreichen. Insbesondere für diese Weiterbildung können alle Halbleiter-Primärlichtquellen auf einem
gemeinsamen Träger, insbesondere Leiterplatte, angeordnet sein, z.B. als mindestens ein Multi-Die-Package oder als mindestens ein Laserbarren.
Es ist noch eine Weiterbildung, dass die Halbleiter- Primärlichtquellen in einem regelmäßigen Flächenmuster angeordnet sind, insbesondere in einem symmetrischen
Flächenmuster, beispielsweise in einem rechteckigen
Matrixmuster oder in einem hexagonalen Muster. Dies ergibt den Vorteil, dass eine Menge aller während einer
Bildaufbauzeit erzeugbaren Einzel-Leuchtflecke auf dem
Leuchtstoffkörper in einfacher Weise ebenfalls regelmäßig, insbesondere symmetrisch, ausgebildet sein kann. So können insbesondere unerwünschte Leuchtdichtesprünge oder eine unerwünschte Leuchtdichtelücken zwischen benachbarten
Leuchtflecken vermieden werden. Der mindestens eine bewegliche Spiegel mag insbesondere mindestens einen drehbaren oder schwenkbaren Spiegel
aufweisen, kann aber zusätzlich oder alternativ auch
verschiebbar sein.
Es ist eine Weiterbildung, dass der mindestens eine
bewegliche Spiegel genau ein Spiegel ist, was einen besonders einfachen Aufbau ermöglicht. Ein solcher Spiegel ist
insbesondere um zwei zueinander senkrecht stehende Drehachsen verschwenkbar oder drehbar, z.B. um eine x-Achse und um eine y-Achse. Dadurch wird eine grundsätzlich beliebige Position des Gesamt-Leuchtflecks auf dem Leuchtstoffkörper mit nur einem Spiegel ermöglicht, beispielsweise eine zeilenweise bzw. spaltenweise oder nach Art einer Lissaj ousfigur
aufgebaute Beleuchtung des Leuchtstoffkörpers . So wiederum wird eine z.B. zeilen- bzw. spaltenweise oder lissaj ousfigur- artige Erzeugung eines durch das Nutzlicht aufgebauten
Lichtabstrahlmusters ermöglicht.
Es ist auch eine Weiterbildung, dass der mindestens eine bewegliche Spiegel mehrere bewegliche Spiegel umfasst. Diese können die Primärlichtstrahlen beispielsweise in jeweils unterschiedliche Raumrichtungen ablenken, z.B. für einen zeilen- oder spaltenweisen Aufbau des Lichtabstrahlmusters.
So ist es eine Weiterbildung, das der mindestens eine mittels der Primärlichtstrahlen beleuchtbare bewegliche Spiegel je einen drehbaren Spiegel pro Drehachse umfasst, beispielsweise einen drehbaren Spiegel für die x-Achse und einen
nachgeschalteten drehbaren Spiegel für die y-Achse, oder umgekehrt. Solche Spiegel sind besonders einfach umsetzbar.
Den mehreren Halbleiter-Primärlichtquellen kann eine erste Optik in Form einer "Primäroptik" nachgeschaltet sein, welche die von den Halbleiter-Primärlichtquellen emittierten Einzel- Primärlichtstrahlen individuell strahlformt, z.B. kollimiert. Die Primäroptik kann die Einzel-Primärlichtstrahlen
gleichartig oder unterschiedlich strahlformen. In dem Lichtpfad zwischen den mehreren Halbleiter- Primärlichtquellen oder - falls vorhanden - der ersten
Primäroptik und dem mindestens einen beweglichen Spiegel kann eine zweite Optik mit mindestens einem optischen Element angeordnet sein. In dem Lichtpfad zwischen dem mindestens einen beweglichen Spiegel und dem mindestens einen
Leuchtstoffkörper kann eine dritte Optik mit mindestens einem optischen Element angeordnet sein. Dem mindestens einen
Leuchtstoffkörper kann eine vierte Optik mit mindestens einem optischen Element zur Strahlformung des Nutzlichts optisch nachgeschaltet sein. Die dritte Optik und die vierte Optik können mindestens ein gemeinsames optisches Element
aufweisen, beispielsweise mindestens ein optisches Element zur Fokussierung der Primärlichtstrahlen auf den Leuchtkörper und zur Auskopplung des von dem Leuchtkörper abgestrahlten Nutzlichts .
Es ist noch eine Weiterbildung, dass die zweite Optik dazu eingerichtet und angeordnet ist, zumindest zwei von den
Halbleiter-Primärlichtquellen emittierte Einzel- Primärlichtstrahlen unter verschiedenen Winkeln auf den mindestens einen Spiegel zu lenken. Dadurch kann ein
besonders kleiner Spiegel verwendet werden, insbesondere ein Mikrospiegel . Die zweite Optik kann insbesondere dazu
eingerichtet und angeordnet sein, mehrere parallel
einfallende Primärlichtstrahlen auf den Spiegel zu
fokussieren. Es ist eine Weiterbildung davon, dass die
Primärlichtstrahlen gezielt defokussierbar sind, z.B. durch eine entsprechende Bewegung der ersten Optik und/oder der zweiten Optik und/oder der dritten Optik und/oder der vierten Optik. Die Defokussierbarkeit kann z.B. so umgesetzt sein, dass die einzelnen Primärlichtstrahlen derart führbar sind, dass ihr gemeinsamer Brennpunkt vor oder hinter dem
mindestens einen Spiegel liegt, ggf. sogar vor oder hinter dem Leuchtstoffkörper liegt. Die Primärlichtstrahlen können dazu gezielt konvergent oder divergent geführt werden. Es ist auch eine Weiterbildung, dass die zweite Optik dazu eingerichtet und angeordnet ist, zwei von den Halbleiter- Primärlichtquellen emittierte einzelne Primärlichtstrahlen zueinander parallel, aber lateral disjunkt auf den mindestens einen Spiegel zu lenken.
Es ist eine allgemeine Weiterbildung, dass die
Primärlichtstrahlen von den Halbleiter-Primärlichtquellen parallel zueinander emittiert werden. Dies kann
beispielsweise bei einer Verwendung von Multi-Die-Packages oder Laserbarren der Fall sein.
Es ist eine Ausgestaltung, dass eine Strahleigenschaft eine Bestrahlungsstärke mindestens eines Einzel-Leuchtflecks ist. So kann dessen Leuchtdichte auf dem Leuchtstoffkörper gezielt eingestellt werden. Unter einem "Einzel-Leuchtfleck" kann im Folgenden der von einem einzelnen Primärlichtstrahl
beleuchtete Bereich auf dem mindestens einen
Leuchtstoffkörper verstanden werden. Die Bestrahlungsstärke kann insbesondere eine zeitlich gemittelte Bestrahlungsstärke sein. Sie kann z.B. die Einheit W/m2 aufweisen.
Die Einstellung der Bestrahlungsstärke des Primärlichtstrahls bzw. seine Dimmbarkeit kann beispielsweise durch eine
Amplitudenmodulation und/oder Pulsweitenmodulation erreicht werden, z.B. durch eine entsprechende Ansteuerung der
zugehörigen Halbleiter-Primärlichtquelle. Die Leuchtdichte des zugehörigen Leuchtflecks wird dadurch analog variiert. Diese Ausgestaltung umfasst insbesondere, dass mindestens ein einzelner Primärlichtstrahl dimmbar ist. Insbesondere können alle Einzelstrahlen einzeln oder gruppenweise dimmbar sein. Der mindestens eine einzelne Primärlichtstrahl mag stufenlos oder in einzelnen Schritten dimmbar sein.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass alle einzelnen
Primärlichtstrahlen mit einem von der Winkelstellung des mindestens einen Spiegels abhängigen Dimmfaktor variierbar sind. Der Dimmfaktor kann sich also zwischen mindestens zwei Winkelstellungen ändern. Dies kann beispielsweise dazu verwendet werden, eine von einer Winkelstellung des
mindestens einen Spiegels abhängige Leuchtdichtenänderung auf dem Leuchtstoffkörper auszugleichen (z.B. durch
winkelabhängige unterschiedliche Bestrahlungsstärken, wie sie z.B. durch optische Effekte z.B. der Primäroptik auftreten können) . Es ist eine Weiterbildung, dass der Dimmfaktor in einer jeweiligen Winkelstellung für alle einzelnen
Primärlichtstrahlen gleich ist, was eine besonders einfache Ansteuerung ermöglicht. Es ist noch eine Weiterbildung, dass der Dimmfaktor in einer jeweiligen Winkelstellung für zumindest zwei einzelne
Primärlichtstrahlen unterschiedlich ist, was eine besonders genaue Anpassung ermöglicht. Dabei wird berücksichtigt, dass eine Größe der Bestrahlungsstärkeänderung der einzelnen
Primärlichtstrahlen zwischen zwei Winkelstellungen auch von einer Position der einzelnen Primärlichtstrahlen abhängig sein kann.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass eine Strahleigenschaft eine Strahlfläche oder Querschnittsfläche mindestens eines einzelnen Primärlichtstrahls ist. Dadurch kann eine Fläche des zugehörigen Leuchtflecks eingestellt werden. Dies
wiederum kann beispielsweise dazu genutzt werden, um einen Überlappungsgrad benachbarter Leuchtflecke und folglich auch ein Profil des Nutzlichtstrahls einzustellen.
Eine solche Einstellung der Strahlfläche mag beispielsweise (a) eine Bewegung (z.B. eine Verschiebung, eine Verkippung, usw.) mindestens eines sich in dem Lichtpfad des
Primärlichtstrahls befindlichen optischen Elements (z.B.
einer Linse, eines Shutters, etc.) und/oder (b) eine
Hinzufügung und/oder Herausnahme mindestens eines
strahlformenden optischen Elements zu bzw. aus dem Lichtpfad des Primärlichtstrahls umfassen. Eine Änderung der Strahlfläche eines einzelnen Primärlichtstrahls gemäß
Variante (a) kann beispielsweise durch eine Defokussierung erreicht werden, welche z.B. über eine entsprechende
Einstellung einer zwischen der zugehörigen Halbleiter- Primärlichtquelle und dem Leuchtstoffkörper befindlichen Optik umsetzbar ist.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass eine
Strahleigenschaft eine Anordnung zumindest zweier einzelner Primärlichtstrahlen zueinander ist. Die Anordnung umfasst insbesondere einen Abstand und/oder einen Winkel zueinander. Dadurch kann das von der Beleuchtungsvorrichtung abgestrahlte Lichtabstrahlmuster noch vielfältiger variiert werden. So mag eine Querschnittsfläche des Gesamt-Lichtstrahls und damit auch des Gesamt-Leuchtflecks durch eine Verringerung der Abstände der einzelnen Primärlichtstrahlen, und damit auch der zugehörigen Einzel-Leuchtflecke, verringert und durch eine Erhöhung der Abstände vergrößert werden.
Eine Einstellung der Anordnung, insbesondere des Abstands, der Primärlichtstrahlen kann beispielsweise durch (a) eine Bewegung (beispielsweise Verschiebung) mindestens eines sich in dem Lichtpfad des Primärlichtstrahls befindlichen
optischen Elements und/oder durch (b) eine Hinzufügung und/oder Herausnahme mindestens eines optischen Elements zu dem Lichtpfad des Primärlichtstrahls erreicht werden.
Es ist eine Weiterbildung, dass die Anordnung in Abhängigkeit von einer Winkelstellung des mindestens einen Spiegels einstellbar ist. So lassen sich vorteilhafterweise
Winkeleffekte effektiv ausgleichen. Auch kann so eine
Helligkeitsverteilung des Lichtabstrahlmusters großflächig variiert werden.
Es ist eine allgemeine Ausgestaltung, dass die mindestens eine Strahleigenschaft zumindest eines Primärlichtstrahls zwischen Winkelstellungen des mindestens einen Spiegels variierbar ist. Dadurch kann eine besonders einfache
Einstellbarkeit und hohe Auflösung bei einer großen
beleuchteten Fläche erreicht werden. Diese Ausgestaltung umfasst, dass die Strahleigenschaft zumindest eines
Primärlichtstrahls in einer ersten Winkelstellung eine andere ist als in einer zweiten Winkelstellung, z.B. die
Bestrahlungsstärke und/oder die Anordnung, z.B. wie bereits oben beschrieben, beispielsweise in Bezug auf ihren Abstand und/oder ihr Profil.
Es ist auch eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine bewegliche Spiegel mindestens einen Mikrospiegel umfasst. So lässt sich eine besonders kompakte Anordnung erreichen. Der Mikrospiegel mag ein MEMS-Bauteil sein, der dann auch als MEMS-Spiegel bezeichnet werden kann. Zumindest ein
Mikrospiegel mag eine einzige zusammenhängende bewegliche Spiegelfläche aufweisen. Zumindest ein Mikrospiegel mag mehrere - insbesondere unabhängig voneinander - bewegliche Spiegelflächen aufweisen. Er mag dann insbesondere als ein Mikrospiegel-Array vorliegen, z.B. als ein DMD ("Digital Micromirror Device").
Mindestens ein Mikrospiegel mag aktuatorisch beweglich, insbesondere verschwenkbar, sein, beispielsweise schrittweise oder stufenlos. Die jeweiligen Winkelstellungen entsprechen dabei den jeweiligen Positionen eines Gesamt-
Primärlichtstrahls auf dem mindestens einen Leuchtkörper bzw. den Gesamt-Leuchtflecken . Der mindestens eine zugehörige Aktuator (z.B. ein Piezoaktor mit oder ohne Hubverstärkung) kann als ein Schrittmotor ausgebildet oder verwendet werden. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Mikrospiegel mittels einer Antriebswelle kontinuierlich drehbar sein, und zwar zwischen zwei Endstellungen oder durchdrehend. Der
Aktuator mag dann ein Elektromotor sein. Beispielsweise kann unter Verwendung eines schrittweise verschwenkbaren Spiegels und eines kontinuierlich drehbaren Spiegels ein Aufbau ähnlich zu einem sog. "Flying-Spot "-Verfahren erreicht werden . Es ist außerdem eine Ausgestaltung, dass der mindestens eine Leuchtstoffkörper eines durch die einzelnen
Primärlichtstrahlen zusammengesetzten Gesamt-Lichtstrahls bahnartig beleuchtbar ist bzw. der Gesamt-Leuchtfleck
bahnartig auf dem Leuchtstoffkörper bewegbar oder "scanbar" ist .
Die bahnartige Bewegung kann z.B. eine zeilen- bzw.
spaltenartige Bewegung oder eine Bewegung gemäß einer
Lissaj ousfigur sein. Eine insbesondere bei einer zeilen- bzw. spaltenartigen Bewegung zum Überstreichen einer Zeile bzw. Spalte benötigte Frequenz kann als "Scanfrequenz" bezeichnet werden .
Es ist eine Weiterbildung, dass eine Strahleigenschaft der einzelnen Primärlichtstrahlen mit einer Änderungsfrequenz änderbar ist, die mindestens 10-fach, insbesondere mindestens 100-fach, insbesondere mindestens 1000-fach, insbesondere mindestens 10000-fach höher ist als die Scanfrequenz. So kann beispielsweise eine Pulsfrequenz der Halbleiter- Primärlichtquellen entsprechend höher sein als die
Scanfrequenz . Die Zeitdauer eines Zyklus zur Beleuchtung des
Leuchtstoffkörpers wird auch als "Bildaufbauzeit" bezeichnet, die zugehörige Frequenz als "Bildaufbaufrequenz". Die
Bildaufbaufrequenz beträgt zur ausreichend hohen zeitlichen Auflösung eines Lichtabstrahlmusters auch in einem Fernfeld vorteilhafterweise mindestens 50 Hz, besonders vorteilhaft mindestens 75 Hz, ganz besonders vorteilhaft mindestens
100 Hz, insbesondere mindestens 200 Hz.
Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass sich
unterschiedlich positionierte und damit insbesondere auch aufeinanderfolgend erzeugte Gesamt-Leuchtflecke auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper überlappen, nämlich in einem sog. "Überlappungsbereich" des Leuchtstoffkörpers . Dort kann eine besonders hohe zeitlich integrierte Leuchtdichte erreicht werden. Es ist in anderen Worten eine Ausgestaltung, dass sich zu unterschiedlichen Winkelstellungen des
mindestens einen Spiegels gehörige Gesamt-Leuchtflecke überlappen können.
Es ist eine Weiterbildung davon, dass sich in dem
Überlappungsbereich Einzel-Leuchtflecke unterschiedlicher Gesamt-Lichtstrahlen zeitlich versetzt, aber deckungsgleich überlagern. In anderen Worten können sich zumindest zwei Leuchtflecken einzelner Primärlichtstrahlen, die zu
unterschiedlichen Gesamt-Leuchtflecken gehören, überlagern. Dadurch ist ein besonders vielfältig erzeugbares Leuchtmuster auf dem Leuchtstoffkörper und von der Beleuchtungsvorrichtung abstrahlbares Lichtabstrahlmuster bereitstellbar.
Insbesondere kann so eine Dimmbarkeit einzelner
Leuchtbereiche in einem Überlappungsbereich des
Leuchtstoffkörpers auch dann erreicht werden, wenn die zugehörigen Einzel-Lichtstrahlen nicht dimmbar, sondern z.B. nur ein- und ausschaltbar sind. Auch lässt sich so eine besonders hohe Auflösung erreichen.
Es ist noch eine Ausgestaltung davon, dass sich zumindest zwei Reihen (z.B. Spalten oder Zeilen) von Leuchtflecken einzelner Primärlichtstrahlen, die zu unterschiedlichen
Gesamt-Leuchtflecken gehören, überlagern können. Dadurch werden eine hohe Auflösung und eine hohe zeitlich integrierte Leuchtdichte auf besonders einfache Weise für z.B. eine zeilen- oder spaltenartige Überstreichung oder Abrasterung des Leuchtstoffkörpers ermöglicht.
Es ist eine für einen mechanisch besonders einfach
ausgestaltbaren und schnell umschaltenden
Bewegungsmechanismus des mindestens einen Spielgels
vorteilhafte Ausgestaltung, dass die - zu unterschiedlichen Winkelstellungen gehörigen - Gesamt-Leuchtflecke örtlich voneinander getrennt sind. Es ist eine Weiterbildung, dass die Gesamtheit der erzeugbaren, örtlich unterscheidbaren Einzel-Leuchtflecke auf dem Leuchtkörper ein regelmäßiges Muster bildet,
beispielsweise ein Matrixmuster. Dabei mag insbesondere jeder der Leuchtflecke in Bezug beispielsweise auf seine
Leuchtdichte, Leuchtdichteverteilung, Form und/oder
Ausdehnung einzeln variierbar sein.
Es ist ferner eine Ausgestaltung, dass der Gesamt-Leuchtfleck eine maximal erreichbare ebene Ausdehnung aufweist, die 20% einer entsprechenden Ausdehnung des Leuchtstoffkörpers bzw. von dessen beleuchtbarer Fläche nicht überschreitet,
insbesondere 10%, insbesondere 5%, insbesondere 2% und insbesondere 1% nicht überschreitet. Dadurch kann eine besonders hohe Leuchtdichte der Leuchtflecke erreicht werden. Durch die Änderung der Winkelstellung des mindestens einen Spiegels lassen sich innerhalb eines Beleuchtungszyklus bzw. innerhalb einer Bildaufbauzeit mehrere disjunkte Gesamt- Leuchtflecke erzeugen, die zusammen mehr als 20%
(insbesondere 10 2% oder 1%) der entsprechenden
Ausdehnung des Leuchtstoffkörpers abdecken. Unter einer ebenen Ausdehnung kann beispielsweise ein Durchmesser (z.B. bei einem Gesamt-Leuchtfleck mit einer runden Grundform) , eine Kantenlänge oder eine Diagonale (z.B. bei einem Gesamt- Leuchtfleck mit einer rechteckigen oder hexagonalen
Grundform) verstanden werden.
Die Ausdehnung und/oder die Form des Gesamt-Leuchtflecks mögen insbesondere durch die Ausdehnung und/oder die Form einer umhüllenden Kontur des Gesamt-Leuchtflecks gegeben sein. Die umhüllende Kontur kann insbesondere die alle
Einzel-Leuchtflecke eines Gesamt-Leuchtflecks umgebende gedachte Linie minimaler Länge sein. Sie umgibt eine
geschlossene Fläche, in der alle Einzel-Leuchtflecke liegen. Bei einer rechteckig matrixförmigen Anordnung der Einzel- Leuchtflecke mag die zugehörige umhüllende Kontur eine rechteckige Grundform aufweisen usw. Dass die Form des
Gesamt-Leuchtflecks bzw. die Form ihrer umhüllenden Kontur eine bestimmte (z.B. rechteckige, hexagonale, kreisrunde, ovale, freiförmige usw.) Grundform aufweist, mag umfassen, dass zumindest ein Teil der Ränder gekrümmt ausgebildet ist, die Grundform z.B. abgerundete Kanten aufweist.
Es ist eine zur Vermeidung von Lichtverlusten vorteilhafte Ausgestaltung, dass zumindest ein einzelner Primärlichtstrahl unter einem Brewster-Winkel auf den Leuchtstoffkörper fällt, da so eine Oberflächenreflexion besonders gering gehalten wird.
Es ist zudem eine Weiterbildung, dass die
Beleuchtungsvorrichtung einen Speicher aufweist oder mit einem Speicher gekoppelt ist, in dem eine Nachschlagetabelle oder "Look-Up"-Tabelle hinterlegt ist, welche die
Winkelstellungen des Mikrospiegels mit einer
Strahleigenschaft der Einzelleuchtflecke oder der Gesamt- Leuchtflecks verknüpft. Somit kann jedem Einzel-Leuchtfleck mindestens eine Strahleigenschaft einzeln oder gruppenweise zugewiesen werden, z.B. ein individueller Dimmfaktor.
Alternativ oder zusätzlich kann dem Gesamt-Leuchtfleck bzw. allen Einzelleuchtflecken mindestens eine bestimmte
Strahleigenschaft zugewiesen werden, z.B. ein gemeinsamer Dimmfaktor. Die Verknüpfungen zwischen den Winkelstellungen und den Strahleigenschaften können für verschiedene
Anwendungen unterschiedlich sein. So kann die
Beleuchtungsvorrichtung als ein Fahrzeugscheinwerfer dienen, wobei in der Nachschlagetabelle unterschiedliche
Verknüpfungen für ein Abblendlicht, für ein Nebellicht, für ein Fernlicht usw. gespeichert sein können.
Es ist ferner eine Weiterbildung, dass die
Beleuchtungsvorrichtung mit mindestens einem Sensor gekoppelt ist (z.B. mit einer Kamera) und die Strahleigenschaften der Einzel-Leuchtflecke und/oder des Gesamt-Leuchtflecks in
Abhängigkeit von einem Messwert des mindestens einen Sensors variierbar ist. So mögen bei einem fahrenden Fahrzeug dann, wenn mittels einer Frontkamera ein Fußgänger oder ein Tier entdeckt wurde, diejenigen Leuchtflecke gedimmt oder ganz ausgeschaltet werden, die in dem zugehörigen
Lichtabstrahlmuster dieses Objekts beleuchten. Dies
verringert eine Blendung des Objekts. Alternativ dazu können die Einzelleuchtflecke auch in ihrer Leistung erhöht werden, beispielsweise um eine vor dem Fahrzeug liegende Gefahrenzone zu beleuchten. Eine solche Anpassung der Strahleigenschaft kann auch als "dynamische" oder "aktive" Anpassung bezeichnet werden. Eine weitere Möglichkeit einer dynamischen Anpassung mag in einer Variation des Dimmfaktors in Abhängigkeit von einem Wert eines Außenlichtsensors bestehen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, dass eine dynamische Anpassung der Strahleigenschaften über eine mit dem Fahrzeug
wechselwirkende Schnittstelle, beispielsweise eine Software- Applikation ("App") oder ein Positionssignal (GPS usw.) einstellbar bzw. veränderbar ist. So können beispielsweise Benutzer eines Fahrzeugs je nach Wetterlage (Nebel, Regen, Schnee, usw.) oder je nach Alter, Zustand der Augen und anderen Vorlieben eine im Rahmen der gesetzlichen Normen zulässige Strahlanpassung vornehmen.
Es ist außerdem noch eine Ausgestaltung, dass die
Beleuchtungsvorrichtung eine Projektionsvorrichtung ist.
Darunter wird insbesondere eine Vorrichtung verstanden, die dazu vorgesehen ist, einen zu der Projektionsvorrichtung beabstandeten Bereich zu beleuchten.
Es ist zudem noch eine Ausgestaltung, dass die
Beleuchtungsvorrichtung ein Fahrzeug-Scheinwerfer oder eine Effektbeleuchtungs-Vorrichtung (z.B. eine Bühnen- oder eine
Disco-Beleuchtung) ist. Die Beleuchtungsvorrichtung kann aber auch ein Bildprojektor sein.
Für den Fall eines Fahrzeug-Scheinwerfers kann das zugehörige Fahrzeug ein Kraftfahrzeug wie ein Personenkraftwagen, ein
Lastkraftwagen, ein Bus, ein Motorrad usw., ein Luftfahrzeug wie ein Flugzeug oder ein Hubschrauber oder ein
Wasserfahrzeug sein. Die Beleuchtungsvorrichtung kann grundsätzlich auf eine andere Beleuchtungsvorrichtung eines Fahrzeugs sein, beispielsweise ein Rücklicht.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den
Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur
Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel ;
Fig.2 zeigt einen Gesamt-Leuchtfleck auf einem
Leuchtstoffkörper der Beleuchtungsvorrichtung;
Fig.3 zeigt eine Auftragung einer örtlichen
Leuchtdichteverteilung aus Fig.2;
Fig.4 zeigt eine weitere Auftragung einer örtlichen
Leuchtdichteverteilung;
Fig.5 zeigt noch eine weitere mögliche Auftragung einer örtlichen Leuchtdichteverteilung;
Fig.6 zeigt in Frontalansicht einen Leuchtstoffkörper mit einer möglichen Bahn des Gesamt-Leuchtflecks ;
Fig.7 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel; und
Fig.8 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel .
Fig.l zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung 1 gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel . Die Beleuchtungsvorrichtung 1 weist ein Multi-Die-Package 2 auf, auf dem zwanzig (20) Halbleiter-Primärlichtquellen in Form von Laserchips Dij mit beispielhaft i = 1, m und j
= 1, ... , n in einem matrixförmigen (m x n) -Muster mit m = 5, n = 4 angeordnet sind. Die Laserchips, von denen hier nur die Laserchips Dil bis Di4 einer Spalte i gezeigt sind,
emittieren zugehörige einzelne Primärlichtstrahlen Pij in Form von Laserstrahlen, von denen hier auch nur die
zugehörigen vier Primärlichtstrahlen Pil bis Pi4 gezeigt sind. Alle Primärlichtstrahlen Pij bestehen hier beispielhaft aus blauem Licht und sind auch in Bezug auf ihre Form gleich. Die Primärlichtstrahlen Pij werden parallel zueinander emittiert . Die einzelnen Primärlichtstrahlen Pij durchlaufen eine erste Optik 3, die eine individuelle Strahlformung der einzelnen Primärlichtstrahlen Pij erlaubt, z.B. eine Strahlkollimation, beispielsweise zum individuellen "Parallelrichten" aller einzelnen Primärlichtstrahlen Pij . Die erste Optik 3 kann auch als "Primäroptik" bezeichnet werden. Sie kann
insbesondere verstellbar sein, beispielsweise um eine
Strahlrichtung und/oder einen Öffnungswinkel der einzelnen Primärlichtstrahlen Pij zu variieren und/oder um einen
Abstand benachbarter Primärlichtstrahlen Pij zu variieren.
Der ersten Optik 3 ist eine für alle Primärlichtstrahlen Pij gemeinsame zweite Optik 4 nachgeschaltet, welche die
Primärlichtstrahlen Pij räumlich näher zusammenbringt und ggf. auch deren Querschnittfläche verkleinert und auf einen ersten Spiegel in Form eines Mikrospiegels 5 lenkt. Die zweite Optik 4 mag auch als eine "Teleskop-Optik" bezeichnet werden. Die Primärlichtstrahlen Pij können parallel oder zueinander angewinkelt auf den Mikrospiegel 5 treffen. Der Mikrospiegel 5 kann beispielsweise stufenlos oder
schrittweise um zwei Drehachsen gedreht werden, die hier z.B. senkrecht zu der Blattebene und in der Blattebene parallel zu einer Spiegelfläche des Mikrospiegels 5 liegen könnten. Er kann in Bezug auf jede der beiden Drehachsen mehrere
unterschiedliche Winkelstellungen einnehmen. Der Ablenkwinkel des Mikrospiegel 5 kann z.B. in beide Drehrichtungen bis zu +/- 12° betragen.
Der Mikrospiegel 5 lenkt die nun eng in einem
Gesamtlichtstrahl Pges zusammenstehenden Primärlichtstrahlen Pij durch eine dritte Optik 6 auf einen starren Umlenkspiegel 7 um. In Fig.l sind dazu beispielhaft herausgegriffene, zu unterschiedlichen Winkelstellungen des Mikrospiegels 5 gehörige Gesamtlichtstrahlen Pges eingezeichnet, die bei Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 1 zeitlich hintereinander erzeugt werden können. Der Umlenkspiegel 7 lenkt die einzelnen Primärlichtstrahlen Pij bzw. den daraus zusammengesetzten Gesamtlichtstrahl Pges durch eine vierte Optik 8 auf einen Leuchtstoffkörper 9.
Dabei können die Primärlichtstrahlen Pij auf den
Leuchtstoffkörper 9 fokussiert sein oder auch gezielt
defokussiert sein. Die vierte Optik 8 gewährleistet - falls gewünscht - diese Fokussierung / Defokussierung der
Primärlichtstrahlen Pij auf den Leuchtstoffkörper 9. Ein
Durchmesser der vierten Optik 8 beträgt für
Automobilanwendungen vorzugsweise 70 mm oder weniger.
Der Leuchtstoffkörper 9 ist hier als ein ebenes Keramik- Plättchen ausgebildet, das an seiner den eintreffenden
Primärlichtstrahlen Pij abgewandten Seite z.B. auf einer reflektierenden Unterlage (o. Abb.) aufliegen kann. Die
Unterlage kann auch als ein Kühlkörper wirken.
Der Leuchtstoffkörper 9 kann also in einer Winkelstellung des Mikrospiegels 5 maximal durch alle Primärlichtstrahlen Pij gleichzeitig beleuchtbar sein. Jedoch können - insbesondere auch abhängig von der Winkelstellung - ein oder mehrere
Primärlichtstrahlen Pij ausgeschaltet sein bzw. nicht
emittiert werden. Die blauen Primärlichtstrahlen Pij können durch den in dem Leuchtstoffkörper 9 befindlichen Leuchtstoff zumindest teilweise wellenlängenumgewandelt werden, und zwar in
Sekundärlicht mindestens einer anderen Wellenlänge, z.B. von gelber Farbe. Der Leuchtstoffkörper 9 strahlt hier von derselben Seite, auf die auch die Primärlichtstrahlen Pij auftreffen, das Nutzlicht N ab, das aus einem
Primärlichtanteil P und einem Sekundärlichtanteil S gemischt zusammengesetzt ist ("reflektierende Anordnung"). Die vierte Optik 8 dient dabei auch als Auskoppeloptik oder als ein Teil einer Auskoppeloptik für das Nutzlicht N, insbesondere zur Projektion in ein Fernfeld. Das Nutzlicht N kann z.B. ein blau-gelbes bzw. weißes Mischlicht sein. Der Umlenkspiegel 7 kann zu der dritten Optik 6 und/oder zu der vierten Optik 8 gehören, oder auch keine Komponente dieser Optiken 6, 8 darstellen.
In einer alternativen Weiterbildung können beide Spiegel 5 und 7 drehbare Spiegel mit unterschiedlichen Drehachsen sein, insbesondere Mikrospiegel . So mag der Spiegel 5 dann nur um eine erste Drehachse Dl drehbar sei und der Spiegel 7 nur um eine zweite Drehachse D2 drehbar sein. In noch einer alternativen Weiterbildung kann der Spiegel 7 der Mikrospiegel und der Spiegel 5 der starre Umlenkspiegel sein. Dies ergibt den Vorteil, dass die dritte Optik 6 auch weggelassen werden kann. Durch die unterschiedlichen Winkelstellungen des
Mikrospiegels 5 (oder z.B. alternativ der Spiegel 5 und/oder 7 usw.) können alle auf den Mikrospiegel 5 fallenden
Primärlichtstrahlen Pij gemeinsam bewegt werden, wodurch sich auch eine entsprechende Bewegung der zugehörigen Leuchtflecke Fij auf dem Leuchtstoffkörper 9 ergibt. Dies entspricht einer geänderten Ablenkung eines aus den einzelnen
Primärlichtstrahlen Pij zusammengesetzten Gesamt-Lichtstrahls Pges bzw. des Gesamt-Leuchtflecks Fges. Dadurch ist ein sich aus den Einzel-Leuchtflecken Fij der jeweiligen
Primärlichtstrahlen Pij zusammensetzender Gesamt-Leuchtfleck Fges abhängig von der Winkelstellung des Mikrospiegels 5 auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper 9 örtlich
unterscheidbar. In anderen Worten unterscheiden sich zu unterschiedlichen Winkelstellungen des Mikrospiegels 5 gehörige Gesamt-Leuchtflecke Fges örtlich an dem Leuchtkörper 9 bzw. sind disjunkt zueinander an dem Leuchtkörper 9 angeordnet .
Zusätzlich kann mindestens eine Strahleigenschaft zumindest eines auf den Leuchtstoffkörper 9 fallenden
Primärlichtstrahls Pij bei Betrieb der
Beleuchtungsvorrichtung 1 einzeln oder gruppenweise variiert werden. So können die Primärlichtstrahlen Pij z.B. einzeln oder gruppenweise ein- und ausgeschaltet werden, gedimmt werden und/oder nach Emission unterschiedlich strahlgeformt werden usw. Fig.2 zeigt in Frontalansicht den Leuchtstoffkörper 9 mit allen gleichzeitig erzeugbaren einzelnen Leuchtflecken Fij . Die einzelnen Leuchtflecke Fij bilden einen Gesamt- Leuchtfleck Fges auf dem Leuchtstoffkörper 9 der
Beleuchtungsvorrichtung 1. Die Leuchtflecke Fij werden durch einen jeweiligen Primärlichtstrahl Pij erzeugt.
Die Leuchtflecke Fij sind auf dem Leuchtstoffkörper 9 örtlich unterscheidbar und hier z.B. praktisch nicht überlappend dargestellt. Die Leuchtflecke Fij bilden - wie auch die
Primärlichtstrahlen Pij unmittelbar vor Auftreffen auf den
Leuchtstoffkörper 9 - ein matrixartiges (m x n) -Muster mit m = 5 Spalten und n = 4 Zeilen. Die Leuchtflecke Fij sind hier praktisch gleichförmig. Die Ausdehnung und/oder die Form des Gesamtleuchtflecks Fges wird durch eine umhüllende Kontur U bestimmt, die alle
Einzel-Leuchtflecke Fij bei minimaler Länge umgibt. Sie umgibt eine geschlossene Fläche, in der alle Einzel- Leuchtflecke Fij liegen. Bei der hier gezeigten rechteckig matrixförmigen Anordnung der Einzel-Leuchtflecke Fij weist die zugehörige umhüllende Kontur U eine rechteckige Grundform auf, die ggf. abgerundete Ecken aufweisen kann. Sind alle Leuchtflecke Fij eingeschaltet, kann der zugehörige Gesamt- Leuchtfleck Fges auch als "maximaler" Gesamt-Leuchtfleck Fges bezeichnet werden.
Die Variation der Strahleigenschaft der Primärlichtstrahlen Pij und damit auch der Leuchtflecke Fij mag beispielsweise eine Bestrahlungsstärke oder Bestrahlungsstärkeverteilung der Primärlichtstrahlen Pij, deren Querschnittsfläche bzw.
Fläche, deren Form und/oder deren Anordnung - insbesondere Abstand - zu einem anderen - insbesondere benachbarten - Primärlichtstrahl Pij bzw. Leuchtfleck Fij usw. betreffen. Die Variation der Strahleigenschaft kann insbesondere
zwischen unterschiedlichen Winkelstellungen des mindestens einen Spiegels variierbar sein. Fig.3 zeigt eine Auftragung einer örtlichen
Leuchtdichteverteilung einer Zeile j der Leuchtflecke Fij mit den Spalten i = 1 bis 5 aus Fig.2 und des sich daraus durch Überlagerung ergebenden Gesamt-Leuchtflecks Fges. Die Leuchtflecke Fij sind disjunkt angeordnet, da ihre
Leuchtdichtespitzen /oder ihre geometrischen Zentren nicht zusammenfallen .
Die Leuchtflecke Fij sind ferner örtlich voneinander
getrennt, da sie sich nur bei einer Leuchtdichte Lv
überlappen, die geringer ist als z.B. 60% oder 1/e ~ 36,8% des maximalen Werts der Leuchtdichte Lv der jeweiligen
Leuchtflecke, nämlich hier mit Bereichen, die weniger als 12,5% der maximalen Leuchtdichte Lv aufweisen. Dadurch zeigt auch der sich durch Überlagerung ergebende Gesamt-Leuchtfleck Fges deutlich voneinander getrennte lokale
Helligkeitsspitzen, die den Spitzen der einzelnen
Leuchtflecke Fij entsprechen. Fig.4 zeigt eine weitere Auftragung einer weiteren örtlichen Leuchtdichteverteilung einer Zeile j disjunkter Leuchtflecke Fij mit i = 1 bis 5 und des sich daraus durch Überlagerung ergebenden Gesamt-Leuchtflecks Fges.
Die Leuchtflecke Fij überlappen sich hier im Gegensatz zu Fig.3, falls das Kriterium von 1/e der maximalen Leuchtdichte Lv als Wert eines Rands der Leuchtflecke Fij angenommen wird. Im Vergleich zu Fig.3 weisen die Leuchtflecke Fij bei gleichem Leuchtdichte-Profil bzw. bei gleicher Form ihrer Leuchtdichteverteilung einen unterschiedlichen lateralen Abstand zueinander auf. Dies gilt analog für die einzelnen Primärlichtstrahlen Pij am Ort des Leuchtstoffkörpers 9.
Dadurch zeigt der sich durch Überlagerung ergebende Gesamt- Leuchtfleck Fges zwar weiterhin deutlich voneinander
getrennte lokale Helligkeitsspitzen, die den Spitzen der einzelnen Leuchtflecke Fij entsprechen. Jedoch sind die
Helligkeitsspitzen des Gesamt-Leuchtflecks Fges nicht so hervorgehoben wie in Fig.3.
Fig.5 zeigt noch eine weitere Auftragung einer weiteren möglichen örtlichen Leuchtdichteverteilung einer Zeile j disjunkter Leuchtflecke Fij mit i = 1 bis 5 und des sich daraus durch Überlagerung ergebenden Gesamt-Leuchtflecks Fges .
Die Leuchtflecke Fij überlappen sich hier noch stärker als in Fig.4, so dass der Gesamt-Leuchtflecks Fges keine
ausgeprägten lokalen Leuchtdichtemaxima mehr zeigt. Dazu weisen die Leuchtflecke Fij ein im Vergleich zu Fig.4 breiteres Leuchtdichte-Profil bei gleichem Abstand zueinander auf. Fig.5 unterscheidet sich von Fig.3 somit sowohl durch den Abstand als auch durch das Leuchtdichte-Profil der
Leuchtflecke Fij .
Die Formänderung des Gesamt-Leuchtflecks Fges, z.B. zwischen den in Fig.3 bis Fig.5 gezeigten Formen, kann im Betrieb der Beleuchtungsvorrichtung 11 durch diese selbst erfolgen. So kann im Betrieb z.B. ein Abstand benachbarter Leuchtflecke Fij und/oder deren Strahlbreite verändert werden,
beispielsweise durch eine Defokussierung und/oder eine wahlweise Hinzufügung oder Entfernung (einschließlich eines Austauschs) mindestens eines optischen Elements in den bzw. aus dem Strahlengang der Leuchtflecke Fij .
Fig.6 zeigt in Frontalansicht einen Leuchtstoffkörper 9 mit einer möglichen, rein beispielhaften Bahn des Gesamt-
Leuchtflecks Fges. Der Gesamt-Leuchtfleck Fges wird durch eine Verschwenkung oder Drehung des Mikrospiegels 5 so nacheinander über den Leuchtstoffkörper 9 bewegt, dass der Leuchtstoffkörper 9 zeilenweise von dem Gesamt-Leuchtfleck Fges beleuchtbar ist. Dies kann auch als Zeilen-Scan
bezeichnet werden. Dabei werden mehrere Zeilen 1 = 1, s untereinander beleuchtet oder "gescannt", und in jeder der 1 Zeilen werden k = 1, r Gesamt-Leuchtflecke Fges
nebeneinander erzeugt. Insgesamt ergibt sich ein (r x s)- Matrixmuster von Gesamt-Leuchtflecken Fges. Dazu weist der
Mikrospiegel 5 (bzw. alternativ bewegliche Spiegel 5 und/oder 7) mindestens (r x s) mögliche Winkelstellungen auf. Dabei kann der Mikrospiegel 5 stufenlos oder praktisch stufenlos verstellbar sein, so dass grundsätzlich auch noch beliebige andere Winkelstellungen eingenommen werden können.
Die Gesamt-Leuchtflecke Fges an den Positionen k, 1 (die im Folgenden auch als Fges-kl bezeichnet werden können) , sind vorteilhafterweise direkt aneinander angrenzend, aber nicht überlappend oder überlagernd, sondern örtlich voneinander getrennt. Die Zeitdauer, die dazu benötigt wird, den Gesamt- Leuchtfleck Fges über alle Positionen 1, r und 1, s zu scannen, wird auch als "Bildaufbauzeit" bezeichnet, die zugehörige Frequenz als "Bildaufbaufrequenz". Die
Bildaufbaufrequenz beträgt zur ausreichend hohen zeitlichen Auflösung eines Lichtabstrahlmusters auch in einem Fernfeld vorteilhafterweise mindestens 50 Hz, besonders vorteilhaft mindestens 75 Hz, besonders vorteilhaft mindestens 100 Hz, ganz besonders vorteilhaft mindestens 200 Hz.
Die Einzel-Leuchtflecke Fij bilden ein ( [ i · k] x [ j · 1 ] ) - Matrixmuster auf dem Leuchtstoffkörper 9. Falls eine
Strahlcharakteristik der Einzel-Leuchtflecke Fij einzeln variierbar ist, ergibt sich so die Möglichkeit, ein hoch auflösendes Matrixfeld aus einzelnen Leuchtflecken Fij und damit auch ein entsprechendes Lichtabstrahlmuster
bereitzustellen. Dabei ergibt sich der besondere Vorteil, dass zum Erreichen einer solch hohen Auflösung der
Mikrospiegel 5 nur mit einer gröberen Schrittweite als der zur Auflösung der Einzel-Leuchtflecke Fij benötigten
Schrittweite bewegt zu werden braucht. In anderen Worten lassen sich bei einer gleich "feinen" Schrittweite des
Spiegels so höhere Leuchtdichten (z.B. durch eine längere Aufenthaltsdauer und damit durch ein höheres zeitliches Integral) bei einer gleichzeitig höheren Auflösung
realisieren. Dies ist besonders vorteilhaft zur Nutzung mit einem adaptiven oder einem aktiven Scheinwerfer.
Die Beleuchtungsvorrichtung 1 kann einen Speicher (o. Abb.) aufweisen oder mit einem Speicher gekoppelt sein, in dem eine Nachschlagetabelle oder "Look-Up-"-Tabelle hinterlegt ist, die jede Winkelstellung des Mikrospiegels 5 mit mindestens einer Strahleigenschaft der Einzelleuchtflecke Fij oder der Gesamt-Leuchtflecks Fges verknüpft. Somit kann jedem Einzel- Leuchtfleck Fij mindestens eine Strahleigenschaft einzeln oder gruppenweise zugewiesen werden, z.B. ein individueller Dimmfaktor. Alternativ oder zusätzlich kann dem Gesamt-
Leuchtfleck Fges bzw. allen Einzelleuchtflecken Fij gemeinsam mindestens eine bestimmte Strahleigenschaft zugewiesen werden, z.B. ein gemeinsamer Dimmfaktor. Die Verknüpfungen zwischen den Winkelstellungen und den Strahleigenschaften können für verschiedene Anwendungen unterschiedlich sein. So kann die Beleuchtungsvorrichtung 1 als ein
Fahrzeugscheinwerfer dienen, wobei in der Nachschlagetabelle beispielsweise unterschiedliche Verknüpfungen für ein Abblendlicht für Rechtsverkehr, für ein Abblendlicht für Linksverkehr, für ein Abblendlicht nach US-Bestimmungen, für ein Abblendlicht nach ECE-Normen, für ein Nebellicht, für ein Fernlicht usw. gespeichert sein können.
Es ist auch möglich, dass die Beleuchtungsvorrichtung 1 mit mindestens einem Sensor gekoppelt ist (z.B. einer Kamera) und die Strahleigenschaften der Einzel-Leuchtflecke Fij und/oder des Gesamt-Leuchtflecks Fges (bzw. die entsprechenden
Primärlichtstrahlen Pij und Pges) in Abhängigkeit von einem Messwert des mindestens einen Sensors variierbar ist. So mögen bei einem fahrenden Fahrzeug dann, wenn mittels einer Frontkamera ein Fußgänger oder ein Tier entdeckt wurde, diejenigen Leuchtflecke Fij gedimmt oder ganz ausgeschaltet werden, die in dem zugehörigen Lichtabstrahlmuster dieses
Objekt beleuchten. Dies verringert eine Blendung des Objekts. Eine situationsabhängige Anpassung der Strahleigenschaften ist allgemein möglich. Eine weitere Möglichkeit einer
situationsabhängigen Anpassung mag in einer Variation des Dimmfaktors in Abhängigkeit von einem Wert eines
Außenlichtsensors bestehen.
Fig.7 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung 11 gemäß einem zweiten
Ausführungsbeispiel.
Die Beleuchtungsvorrichtung 11 unterscheidet sich von der Beleuchtungsvorrichtung 1 insbesondere dadurch, dass das beispielsweise weiße oder weißliche Nutzlicht N, das der Mischung aus umgewandeltem Sekundärlicht S und nicht
umgewandeltem Primärlicht P entspricht, an der von den einfallenden Primärlichtstrahlen Pij abgewandten Seite des Leuchtstoffkörpers 9 abgestrahlt wird. Bei dieser
"transmittierenden" oder "transmissiven" Anordnung befindet sich auch die vierte Optik 8 (die hier durch eine Linse angedeutet ist) auf der das Nutzlicht N abstrahlenden Seite des Leuchtstoffkörpers 9. Auch wird hier auf den Umlenkspiegel 7 verzichtet, was aber grundsätzlich auch bei der Beleuchtungsvorrichtung 1 möglich ist.
Fig.8 zeigt als Schnittdarstellung in Querschnittsansicht eine Beleuchtungsvorrichtung 21 gemäß einem dritten
Ausführungsbeispiel .
Die Beleuchtungsvorrichtung 21 unterscheidet sich von der Beleuchtungsvorrichtung 11 dadurch, dass auf die dritte Optik 6 verzichtet wird. Während bei den Beleuchtungsvorrichtungen 1 und 11 durch die dritte Optik 6 unter anderem eine
Fokussierung der auf den Leuchtstoffkörper 9 auftreffenden Primärlichtstrahlen Pij erfolgt, übernimmt dies in der
Beleuchtungsvorrichtung 21 die zweite Optik 4. Diese braucht damit nun nicht mehr „teleskopartig" ausgeführt zu sein.
Die in Fig.l, Fig.7 und Fig.8 gezeigten sechs
unterschiedlichen Gesamt-Primärstrahlen Pges können jeweilige unterschiedliche Gesamt-Leuchtflecken Fges-kl erzeugen und daher auch als Gesamt-Primärstrahlen Pges-kl bezeichnet werden .
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
So können die Primärlichtstrahlen Pij auch alle schräg auf den Leuchtstoffkörper treffen. Dieser kann so geneigt sein, dass die Primärlichtstrahlen Pij zumindest ungefähr unter einem Brewster-Winkel auf ihn auftreffen.
Auch kann ein Leuchtstoffkörper allgemein durch mehrere Sätze aus jeweils mehreren Halbleiter-Primärlichtquellen und mindestens einem beweglichen Spiegel wie oben beschrieben beleuchtbar sein. Die zu verschiedenen Sätzen zugehörigen beleuchtbaren Flächen des Leuchtstoffkörpers können insbesondere örtlich disjunkt sein. Alternativ mag eine gemeinsame Fläche des Leuchtstoffkörpers durch die Sätze zeitlich und/oder örtlich versetzt beleuchtet werden. Bei der örtlich versetzten Beleuchtung kann ein Leuchtstoffkörper durch unterschiedliche Sätze insbesondere auf
unterschiedlichen Spuren oder auf der gleichen Spur (z.B. in entgegengesetzter Richtung) beleuchtet werden. Bei der nur zeitlich versetzten Beleuchtung kann ein Leuchtstoffkörper durch unterschiedliche Sätze insbesondere auf der gleichen Spur in gleicher Richtung beleuchtet werden.
Zudem kann anstelle einer zeilenartigen Abrasterung auch eine spaltenartige, lissaj ous-artige oder noch andere Abrasterung durchgeführt werden.
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugs zeichen
1 Beleuchtungsvorrichtung
2 Multi-Die-Package
3 Erste Optik
4 Zweite Optik
5 Mikrospiegel
6 Dritte Optik
7 Umlenkspiegel
8 Vierte Optik
9 Leuchtstoffkörper
11 Beleuchtungsvorrichtung
21 Beleuchtungsvorrichtung
Dij Laserchip
Fges Gesamt-Leuchtfleck
Fges-kl Gesamt-Leuchtfleck an Position
Fij Einzel-Leuchtfleck
N Nutzlicht
P Primärlichtanteil
Pges Gesamt-Lichtstrahl
Pij Primärlichtstrahl
S Sekundärlichtanteil
U Umhüllende Kontur

Claims

Patentansprüche
1. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21), aufweisend
- mehrere Halbleiter-Primärlichtquellen (Dij) zum
Emittieren jeweiliger Primärlichtstrahlen (Pij),
- mindestens einen mittels der Primärlichtstrahlen
beleuchtbaren beweglichen Spiegel (4), der mindestens zwei Winkelstellungen einnehmen kann, und
- einen Leuchtstoffkörper (8), der mittels von dem
mindestens einen Spiegel (4) umgelenkter
Primärlichtstrahlen (Pij) beleuchtbar ist,
wobei
- Leuchtflecke (Fij) der einzelnen Primärlichtstrahlen (Pij) auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper (8) örtlich unterscheidbar sind,
- ein sich aus den Leuchtflecken (Fij) der einzelnen Primärlichtstrahlen (Pij) zusammensetzender Gesamt- Leuchtfleck (Fges) abhängig von der Winkelstellung des mindestens einen beweglichen Spiegels (4) auf dem mindestens einen Leuchtstoffkörper (8) örtlich unterscheidbar ist und
- mindestens eine Strahleigenschaft zumindest eines auf den mindestens einen Leuchtstoffkörper (8) fallenden Primärlichtstrahls (Pij) bei Betrieb der
Beleuchtungsvorrichtung (1) variierbar ist.
2. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach Anspruch 1, wobei eine Strahleigenschaft eine Bestrahlungsstärke des Primärlichtstrahls (Pij) ist.
3. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach Anspruch 2, wobei alle einzelnen Primärlichtstrahlen (Pij) mit einem von der Winkelfunktion abhängigen Dimmfaktor variierbar sind .
4. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Strahleigenschaft eine Bestrahlungsstärkeverteilung des Primärlichtstrahls (Pij) ist.
5. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Strahleigenschaft eine Anordnung zu einem benachbarten Primärlichtstrahl (Pij) ist.
6. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die Primärlichtstrahlen
(Pij) Laserstrahlen sind.
7. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine
Strahleigenschaft zumindest eines Primärlichtstrahls
(Pij) zwischen Winkelstellungen des mindestens einen Spiegels ( 4 ) variierbar ist.
8. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine bewegliche Spiegel (4) mindestens einen Mikrospiegel umfasst .
9. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eine
Leuchtstoffkörper (8) eines durch die einzelnen
Primärlichtstrahlen (Pij) zusammengesetzten Gesamt- Lichtstrahls (Pges) bahnartig beleuchtbar ist.
10. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei zu unterschiedlichen Winkelstellungen gehörigen Gesamt-Leuchtflecke (Fges) örtlich voneinander getrennt sind.
11. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei der Gesamt-Leuchtfleck (Fges) eine ebene Ausdehnung aufweist, die 20 "6 Θ1ΠΘΓ entsprechenden Ausdehnung des Leuchtstoffkörpers ( 8 ) nicht überschreitet, insbesondere 10%, insbesondere 5%, insbesondere 2%, insbesondere 1%, nicht überschreitet.
12. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Strahleigenschaft der einzelnen Primärlichtstrahlen (Pij) mit einer
Änderungsfrequenz änderbar ist, die mindestens 10-fach, insbesondere mindestens 100-fach, insbesondere
mindestens 1000-fach, insbesondere mindestens 10000- fach, höher ist als die Scanfrequenz.
13. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die
Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) eine
Projektionsvorrichtung ist.
14. Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) nach Anspruch 13, wobei die Beleuchtungsvorrichtung (1; 11; 21) ein
Fahrzeug-Scheinwerfer oder eine Effektbeleuchtungs- Vorrichtung ist.
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