WO2017174659A1 - Lichtquelle für eine beieuchtungsvorrichtung sowie beleuchtungsvorrichtung mit einer derartigen lichtquelle - Google Patents

Lichtquelle für eine beieuchtungsvorrichtung sowie beleuchtungsvorrichtung mit einer derartigen lichtquelle Download PDF

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Benjamin Willeke
Bernd Fischer
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Hella Kgaa Hueck & Co.
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    • H01S5/40Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
    • H01S5/4012Beam combining, e.g. by the use of fibres, gratings, polarisers, prisms

Definitions

  • the present invention relates to a light source for a lighting device, in particular for a lighting device of a motor vehicle, according to the preamble of claim 1 and a lighting device with such a light source.
  • a light source of the aforementioned type is known from US 201 1/0248624 A1.
  • a cone made of transparent material is provided as light-conducting means, it being possible to couple into the base area of the cone laser radiations emanating from a plurality of laser diodes.
  • the laser radiation emerging from the tip of the cone impinge on a converter means adjacent to the tip, which converts the monochromatic laser radiation into white light.
  • the cone acts due to its length and shape homogenizing on the laser radiation, so that a laser radiation with a substantially uniform intensity distribution impinges on the converter means.
  • Collimating optics are provided between the laser diodes and the cone.
  • a disadvantage here proves that on the one hand a plurality of Kollimieroptiken must be positioned relative to the cone and that on the other hand, due to the homogenizing function of the cone no influence on the intensity distribution of the laser radiation can be taken. Under certain circumstances, the optimization of a lighting device provided with such a light source for the illumination of a road is thus comparatively complicated. Furthermore, the light source has comparatively large dimensions.
  • the problem underlying the present invention is to provide a light source of the type mentioned, which is simple and compact and / or in the distribution of the light emerging from the converter means the requirements of a lighting device is adjusted. Furthermore, a lighting device is to be specified with such a light source.
  • the light-guiding means comprise deflection means which deflect at least one of the laser radiations during operation of the light source in such a way that, after the deflection, it propagates substantially in the same direction together with at least one other of the laser radiations and impinges on the converter means.
  • the light source can be made more compact, because the merged after deflecting laser radiations can enter from different directions in the light guide, so that the laser diodes can be arranged on different sides of the light guide.
  • the deflecting means have at least one reflecting surface, from which the at least one laser radiation is reflected, in particular experiences a total internal reflection, the deflecting means preferably having a plurality of reflective surfaces, of which at least one of the laser radiation is reflected. In this way, an effective deflection of the laser radiation can be realized by simple means.
  • the light-guiding means are designed such that at least one of the laser radiations in the light-guiding means is not deflected. In this way, the compactness of the light source can be increased because, for example, a laser diode can be arranged on a side which is directly opposite the light exit surface.
  • the converter means are extended over a wide area and the light-guiding means are designed in such a way that a defined intensity distribution of the laser radiations is generated on the extensively extended converter means, which in particular which is inhomogeneous or in which the laser radiation of at least one of the laser diodes contributes to a different portion of the intensity distribution than the laser radiation of another of the laser diodes.
  • An inhomogeneous intensity distribution can be present, for example, if all of the laser radiation is focused onto a point of the converter means. This creates a punctiform light source with a very high luminance.
  • the light distribution impinging on the converter means and / or the converter means may be designed such that the light distribution of the light emanating from the converter means has an aspect ratio suitable for illuminating a road and / or the light distribution of the light emanating from the converter means is one of the light output Illumination of a street has a suitable cut-off line.
  • a light source is realized, which is optimized for a lighting device of a motor vehicle.
  • the light-guiding means have a plurality of entrance surfaces for at least one of the laser radiations which are arranged such that the angle between the directions from which two different laser radiations enter the light-guiding means is at least 10 °, preferably at least 20 °, in particular laser radiation from opposite directions entering the light guide.
  • the laser radiation each enclose an angle of 90 ° with each other or six laser diodes whose laser radiation each enclose an angle of 60 ° with each other.
  • the converter means are arranged on the light-conducting means, in particular as a converting coating on an outer surface of the light-conducting means. In this way, the converter means need not be positioned relative to the light guide means and the light source becomes more compact and robust overall.
  • the light source comprises lenses, in particular aspherical lenses, for the collimation and / or focusing of the laser radiation, wherein in particular the entry surfaces of the light-guiding means are designed as lenses or are arranged on the entry surfaces of the light-guiding means lenses. By forming the entry surfaces as lenses also eliminates a corresponding adjustment effort and the compactness of the light source can be further increased.
  • the light-guiding means can be formed as a one-piece transparent component, in particular as a one-piece pressing part or injection molded part made of a transparent material.
  • the production cost of the light source can be reduced.
  • the lighting device according to claim 10 comprises a light source according to the invention.
  • FIG. 1 shows a schematic section through a first embodiment of a light source according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic section through a second embodiment of a light source according to the invention.
  • the depicted embodiments of a light source according to the invention comprise a plurality of schematically illustrated laser diodes 1 a, 1 b, 1 c, from which emit laser radiation 2 a, 2 b, 2 c.
  • the depicted light sources furthermore comprise light-conducting means 3 into which the laser radiations 2 a, 2 b, 2 c emanating from the laser diodes enter.
  • converter arranged means 4 At one of the exit surfaces of the light-conducting means 3 are converter arranged means 4, which convert the monochromatic laser radiation 2a, 2b, 2c in unillustrated white light that emerges upwards in the figures from the light source.
  • the laser diodes 1 a, 1 b, 1 c may be formed, for example, as blue high-power laser diodes.
  • a first and a second laser diode 1 a, 1 b arranged so that the laser radiation 2a, 2b from the left and the right side in the light guide 3, whereas the outgoing laser beam from the third laser diode 1 c 2 c of enters the light guide 3 below.
  • laser diodes it is quite possible to provide more than two laterally arranged laser diodes. For example, four laser diodes may be provided, the laser radiation each enclose an angle of 90 ° with each other or six laser diodes whose laser radiation each enclose an angle of 60 ° with each other, or even eight or more laser diodes. It is also possible to provide odd numbers of laterally arranged laser diodes.
  • the laser radiation is coupled from below into the light guide 3.
  • the light-guiding means 3 have two reflecting surfaces 5a, 5b serving as deflection means, from which the laser radiations 2a, 2b of the first and second laser diodes 1a, 1b are deflected upwards, so that they are in the same direction spread as the laser radiation 1 c of the third laser diode 1 c.
  • the light-guiding means 3 have two reflecting surfaces 5a, 5b serving as deflection means, from which the laser radiations 2a, 2b of the first and second laser diodes 1a, 1b are deflected upwards, so that they are in the same direction spread as the laser radiation 1 c of the third laser diode 1 c.
  • more than two laterally arranged laser diodes more than two reflective surfaces can be provided accordingly.
  • the reflecting surfaces 5a, 5b are formed by a recess 6 projecting from below into the light-guiding means 3. There is a possibility of the outsides of the To provide light-guiding means 3 in the region of the recess 6 with a reflective coating.
  • the laser radiation at the reflective surfaces 5a, 5b undergoes a total internal reflection.
  • the reflecting surfaces 5a, 5b are inclined at an angle of about 45 ° to the propagation direction of the laser beams 2a, 2b, so that the laser beams 2a, 2b are deflected at an angle of about 90 °. It is quite possible to provide other orientations of the reflective surfaces and thus other deflection.
  • the reflective surfaces 5a, 5b are planar in the illustrated embodiment. However, there is the possibility that the reflective surfaces 5a, 5b are curved, for example concavely curved, so that they contribute to the collimation and / or focusing of the laser radiation 2a, 2b.
  • the light-conducting means 3 have a first, in the figures lower, part 7, in which the laser radiation 2a, 2b of the laterally arranged laser diodes 1 a, 1 b enter from the side and in which the recess 6 is arranged from below. Above this first part 7, a second, in the figures upper, part 8 is arranged, in which the first part passes.
  • the first and the second part 7, 8 of the light-guiding means 3 are integrally formed with each other, wherein the light-guiding means 3 are in particular formed as a one-piece pressing part or injection molded part of a transparent material.
  • the second part 8 extends above the area of the recess 6 upwards and is less extensible in the transverse direction than the first part 7.
  • the second part 8 is rod-shaped and has in the vertical direction in the figures or in the direction in which For example, the length of the second part 8 in the vertical direction can be between 1 mm and 50 mm.
  • the laser radiation 2a, 2b, 2c spreads after the deflection, a significantly larger dimension than the first part. With comparatively long lengths of, for example, 50 mm, the second part 8 contributes to the homogenization by a multiplicity of internal reflections of the laser radiation 1 a, 1 b, 1 c.
  • the converter means 4 are arranged at the upper end of the second part 8 of the light-guiding means 3 in the figures.
  • the converter means 4 may be formed as a converting coating on the upper outer surface of the second part 8 of the light-guiding means 3 in the figures.
  • the material of the coating can be chosen such that the light emitted by the converter means 4 has the desired spectral distribution. Suitable phosphors for the coating are available for different laser wavelengths, for example in the blue or violet spectral range.
  • Lenses 9a, 9b, 9c in particular aspherical lenses, for the collimation and / or focusing of the laser radiation 2a, 2b, 2c are provided at the entry surfaces of the laser radiation 2a, 2b, 2c.
  • These lenses 9a, 9b, 9c can either be connected to the light-guiding means 3 as separate components or be formed integrally with the light-guiding means 3, the entry surfaces of the light-guiding means 3 in particular being designed as lenses 9a, 9b, 9c.
  • the lenses 9a, 9b, 9c can be designed such that all of the laser radiations 2a, 2b, 2c are focused onto a point of the converter means 4. This creates a punctiform light source with a very high luminance.
  • FIG. 2 shows an embodiment in which the lenses 9a, 9b, 9c are formed so that the laser radiations 2a, 2b, 2c in the second part 8 essentially run next to one another and at different locations on the converting coating of the converter means 4 incident.
  • the distribution of the laser radiation 2a, 2b, 2c impinging on the converter means 4 can be designed such that the light distribution of the light emanating from the converter means 4 has an aspect ratio suitable for illuminating a road.
  • the distribution of the incident on the converter means 4 Laser radiation 2a, 2b, 2c be designed so that the light distribution of the light emanating from the converter means has a light-dark boundary suitable for the illumination of a road.
  • the converter means 4 or the converting layer of the converter means 4 in such a way that the light distribution of the light emitted by the converter means 4 has a corresponding aspect ratio or a suitable cut-off line.
  • the light source in the transverse direction of the figures have a size of 20 mm * 20 mm.
  • the luminous area may preferably have a size between 0.5 mm * 0.5 mm and

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Abstract

Lichtquelle für eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Mehrzahl von Laserdioden (1a, 1b, 1c), die im Betrieb der Lichtquelle Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) aussenden, Lichtleitmittel (3), in die die von den Laserdioden (1a, 1b, 1c) ausgehenden Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) aus unterschiedlichen Richtungen eintreten, Konvertermittel (4), die die von den Laserdioden (1a, 1b, 1c) ausgehenden Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) in das von der Lichtquelle ausgehende Licht, insbesondere in weißes Licht, umwandeln, wobei die Lichtleitmittel (3) die Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) den Konvertermitteln (4) zuführen, wobei die Lichtleitmittel Umlenkmittel umfassen, die im Betrieb der Lichtquelle mindestens eine der Laserstrahlungen (2a, 2b) so umlenken, dass sie sich nach der Umlenkung zusammen mit mindestens einer weiteren der Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) im Wesentlichen in die gleiche Richtung ausbreitet und auf die Konvertermittel (4) auftrifft.

Description

Lichtquelle für eine Beieuchtungsvorrichtung sowie Beleuchtungsvorrichtung mit einer derartigen Lichtquelle
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lichtquelle für eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer derartigen Lichtquelle.
Eine Lichtquelle der vorgenannten Art ist aus der US 201 1 /0248624 A1 bekannt. Bei der darin beschriebenen Lichtquelle ist ein Konus aus transparentem Material als Lichtleitmittel vorgesehen, wobei in die Grundfläche des Konus Laserstrahlungen eingekoppelt werden können, die von mehreren Laserdioden ausgehen. Die aus der Spitze des Konus austretenden Laserstrahlungen treffen auf ein der Spitze benachbartes Konvertermittel, das die monochromatische Laserstrahlung in weißes Licht umwandelt. Der Konus wirkt aufgrund seiner Länge und seiner Form homogenisierend auf die Laserstrahlungen, so dass eine Laserstrahlung mit weitgehend gleichmäßiger Intensitätsverteilung auf die Konvertermittel auftrifft. Zwischen den Laserdioden und dem Konus sind Kollimieroptiken vorgesehen.
Als nachteilig hierbei erweist sich, dass einerseits eine Mehrzahl von Kollimieroptiken relativ zu dem Konus positioniert werden müssen und dass andererseits aufgrund der homogenisierenden Funktion des Konus kein Einfluss auf die Intensitätsverteilung der Laserstrahlung genommen werden kann. Damit gestaltet sich unter Umständen die Optimierung einer mit einer derartigen Lichtquelle versehene Beleuchtungsvorrichtung für die Ausleuchtung einer Straße vergleichsweise aufwendig. Weiterhin weist die Lichtquelle vergleichsweise große Abmessungen auf.
Das der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Problem ist die Schaffung einer Lichtquelle der eingangs genannten Art, die einfach und kompakt aufgebaut ist und/oder bei der die Verteilung des aus den Konvertermitteln austretenden Licht an die Erfordernisse einer Beleuchtungsvorrichtung angepasst ist. Weiterhin soll eine Beleuchtungsvorrichtung mit einer derartigen Lichtquelle angegeben werden.
Dies wird erfindungsgemäß durch eine Lichtquelle der eingangs genannten Art mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Beleuchtungsvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 erreicht.
Gemäß Anspruch 1 ist vorgesehen, dass die Lichtleitmittel Umlenkmittel umfassen, die im Betrieb der Lichtquelle mindestens eine der Laserstrahlungen so umlenken, dass sie sich nach der Umlenkung zusammen mit mindestens einer weiteren der Laserstrahlungen im Wesentlichen in die gleiche Richtung ausbreitet und auf die Konvertermittel auftrifft. Dadurch kann die Lichtquelle kompakter gestaltet werden, weil die nach dem Umlenken zusammengeführten Laserstrahlungen aus unterschiedlichen Richtungen in die Lichtleitmittel eintreten können, so dass die Laserdioden an unterschiedlichen Seiten der Lichtleitmittel angeordnet werden können.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Umlenkmittel mindestens eine reflektierende Fläche aufweisen, von der die mindestens eine Laserstrahlung reflektiert wird, insbesondere eine innere Totalreflexion erfährt, wobei die Umlenkmittel vorzugsweise eine Mehrzahl von reflektierenden Flächen aufweisen, von denen jeweils mindestens eine der Laserstrahlungen reflektiert wird. Auf diese Weise kann mit einfachen Mitteln eine effektive Umlenkung der Laserstrahlungen realisiert werden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtleitmittel so gestaltet sind, dass mindestens eine der Laserstrahlungen in den Lichtleitmitteln nicht umgelenkt wird. Auch auf diese Weise kann die Kompaktheit der Lichtquelle erhöht werden, weil beispielsweise auch an einer Seite, die der Lichtaustrittsfläche direkt gegenüberliegt, eine Laserdiode angeordnet werden kann.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Konvertermittel flächig ausgedehnt sind und die Lichtleitmittel so gestaltet sind, dass auf den flächig ausgedehnten Konvertermitteln eine definierte Intensitätsverteilung der Laserstrahlungen erzeugt wird, die insbeson- dere inhomogen ist oder bei der die Laserstrahlung mindestens einer der Laserdioden zu einem anderen Abschnitt der Intensitätsverteilung beiträgt als die Laserstrahlung einer anderen der Laserdioden. Eine inhomogene Intensitätsverteilung kann beispielsweise vorliegen, wenn sämtliche der Laserstrahlungen auf einen Punkt der Konvertermittel fokussiert werden. Dadurch entsteht eine punktförmige Lichtquelle mit sehr hoher Leuchtdichte. Durch die abschnittsweise Ausleuchtung der Konvertermittel mit unterschiedlichen der Laserstrahlungen kann gezielt Einfluss auf die Intensitätsverteilung des aus der Lichtquelle austretenden Lichts genommen werden.
Beispielsweise können die auf die Konvertermittel auftreffende Lichtverteilung und/oder die Konvertermittel so gestaltet sein, dass die Lichtverteilung des von den Konvertermitteln ausgehenden Lichts ein für die Beleuchtung einer Straße geeignetes Aspektverhältnis aufweist und/oder dass die Lichtverteilung des von den Konvertermitteln ausgehenden Lichts eine für die Beleuchtung einer Straße geeignete Hell-Dunkel- Grenze aufweist. Auf diese Weise wird eine Lichtquelle realisiert, die für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs optimiert ist.
Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtleitmittel mehrere Eintrittsflächen für jeweils mindestens eine der Laserstrahlungen aufweisen, die so angeordnet sind, dass der Winkel zwischen den Richtungen, aus denen zwei verschiedene Laserstrahlungen in die Lichtleitmittel eintreten, mindestens 10°, vorzugsweise mindestens 20° beträgt, wobei insbesondere Laserstrahlungen aus entgegengesetzten Richtungen in die Lichtleitmittel eintreten. Beispielsweise können vier Laserdioden vorgesehen sein, deren Laserstrahlungen jeweils einen Winkel von 90° miteinander einschließen oder sechs Laserdioden, deren Laserstrahlungen jeweils einen Winkel von 60° miteinander einschließen.
Es besteht die Möglichkeit, dass die Konvertermittel an den Lichtleitmitteln angeordnet sind, insbesondere als konvertierende Beschichtung auf einer Außenfläche der Lichtleitmittel. Auf diese Weise müssen die Konvertermittel nicht relativ zu den Lichtleitmitteln positioniert werden und die Lichtquelle wird insgesamt kompakter und robuster. Es kann vorgesehen sein, dass die Lichtquelle Linsen, insbesondere asphärische Linsen, für die Kollimierung und/oder Fokussierung der Laserstrahlungen umfasst, wobei insbesondere die Eintrittsflächen der Lichtleitmittel als Linsen ausgebildet sind oder an den Eintrittsflächen der Lichtleitmittel Linsen angeordnet sind. Durch die Ausbildung der Eintrittsflächen als Linsen entfällt ebenfalls ein entsprechender Justageaufwand und die Kompaktheit der Lichtquelle kann weiter erhöht werden.
Vorzugsweise können die Lichtleitmittel als einstückiges transparentes Bauteil ausgebildet sein, insbesondere als einstückiges Pressteil oder Spritzgussteil aus einem transparenten Material. Dadurch kann der Fertigungsaufwand für die Lichtquelle gesenkt werden.
Die Beleuchtungsvorrichtung gemäß Anspruch 10 umfasst eine erfindungsgemäße Lichtquelle.
Anhand der beigefügten Zeichnungen wird die Erfindung nachfolgend näher erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Schnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lichtquelle;
Fig. 2 einen schematischen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lichtquelle.
In den Figuren sind gleiche oder funktional gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Die abgebildeten Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Lichtquelle umfassen eine Mehrzahl von schematisch dargestellten Laserdioden 1 a, 1 b, 1 c, von denen Laserstrahlungen 2a, 2b, 2c ausgehen. Die abgebildeten Lichtquellen umfassen weiterhin Lichtleitmittel 3, in die die von den Laserdioden ausgehenden Laserstrahlungen 2a, 2b, 2c eintreten. An einer der Austrittsflächen der Lichtleitmittel 3 sind Konverter- mittel 4 angeordnet, die die monochromatischen Laserstrahlungen 2a, 2b, 2c in nicht abgebildetes weißes Licht umwandeln, dass nach oben in den Figuren aus der Lichtquelle austritt.
Die Laserdioden 1 a, 1 b, 1 c können beispielsweise als blaue High-Power-Laserdioden ausgebildet sein. Bei der abgebildeten Ausführungsform sind eine erste und eine zweite Laserdiode 1 a, 1 b so angeordnet, dass deren Laserstrahlungen 2a, 2b von der linken und der rechten Seite in die Lichtleitmittel 3 eintreten, wohingegen die von der dritten Laserdiode 1 c ausgehende Laserstrahlung 2c von unten in die Lichtleitmittel 3 eintritt.
Es besteht durchaus die Möglichkeit, mehr als zwei seitlich angeordnete Laserdioden vorzusehen. Beispielsweise können vier Laserdioden vorgesehen sein, deren Laserstrahlungen jeweils einen Winkel von 90° miteinander einschließen oder sechs Laserdioden, deren Laserstrahlungen jeweils einen Winkel von 60° miteinander einschließen, oder auch acht oder mehr Laserdioden. Es besteht auch die Möglichkeit, ungerade Anzahlen von seitlich angeordneten Laserdioden vorzusehen.
Weiterhin besteht die Möglichkeit, mehr als eine Laserdiode vorzusehen, deren Laserstrahlungen von unten in die Lichtleitmittel 3 eingekoppelt werden. Alternativ besteht auch die Möglichkeit, auf an der Unterseite der Lichtleitmittel 3 angeordnete Laserdioden zu verzichten.
Die Lichtleitmittel 3 weisen in den abgebildeten Ausführungsbeispielen zwei als Umlenkmittel dienende reflektierende Flächen 5a, 5b auf, von denen die Laserstrahlungen 2a, 2b der ersten und der zweiten Laserdiode 1 a, 1 b nach oben umgelenkt werden, so dass sie sich in der gleichen Richtung ausbreiten wie die Laserstrahlung 1 c der dritten Laserdiode 1 c. Bei mehr als zwei seitlich angeordneten Laserdioden können entsprechend mehr als zwei reflektierende Flächen vorgesehen werden.
Die reflektierenden Flächen 5a, 5b werden von einer von unten in die Lichtleitmittel 3 hineinragende Aussparung 6 gebildet. Es besteht die Möglichkeit, die Außenseiten der Lichtleitmittel 3 im Bereich der Aussparung 6 mit einer reflektierenden Beschichtung zu versehen. Vorzugsweise erfahren die Laserstrahlungen an den reflektierenden Flächen 5a, 5b eine innere Totalreflexion.
Aufgrund der Neigung der Aussparung sind die reflektierenden Flächen 5a, 5b unter einem Winkel von etwa 45° zur Ausbreitungsrichtung der Laserstrahlungen 2a, 2b geneigt, so dass die Laserstrahlungen 2a, 2b unter einem Winkel von etwa 90° umgelenkt werden. Es besteht durchaus die Möglichkeit, andere Ausrichtungen der reflektierenden Flächen und damit andere Umlenkwinkel vorzusehen.
Die reflektierenden Flächen 5a, 5b sind im abgebildeten Ausführungsbeispiel plan ausgebildet. Es besteht jedoch durchaus die Möglichkeit, dass die reflektierenden Flächen 5a, 5b gekrümmt sind, beispielsweise konkav gekrümmt sind, so dass sie zur Kollimierung und/oder Fokussierung der Laserstrahlungen 2a, 2b beitragen.
Die Lichtleitmittel 3 weisen einen ersten, in den Figuren unteren, Teil 7 auf, in den die Laserstrahlungen 2a, 2b der seitlich angeordneten Laserdioden 1 a, 1 b von der Seite eintreten und in dem von unten die Aussparung 6 angeordnet ist. Oberhalb dieses ersten Teils 7 ist ein zweiter, in den Figuren oberer, Teil 8 angeordnet, in den der erste Teil übergeht. Der erste und der zweite Teil 7, 8 der Lichtleitmittel 3 sind einstückig miteinander ausgebildet, wobei die Lichtleitmittel 3 insbesondere als einstückiges Pressteil oder Spritzgussteil aus einem transparenten Material ausgebildet sind.
Der zweite Teil 8 erstreckt sich oberhalb des Bereichs der Aussparung 6 nach oben und ist in Querrichtung weniger ausgedehnt als der erste Teil 7. Der zweite Teil 8 ist dabei stabförmig ausgebildet und weist in der in den Figuren vertikalen Richtung beziehungsweise in der Richtung, in der sich die Laserstrahlungen 2a, 2b, 2c nach der Umlenkung ausbreiten, eine deutlich größere Abmessung auf als der erste Teil 7. Beispielsweise kann die Länge des zweiten Teils 8 in der vertikalen Richtung zwischen 1 mm und 50 mm betragen. Bei vergleichsweise großen Längen von beispielsweise 50 mm trägt der zweite Teil 8 durch eine Vielzahl von inneren Reflexionen der Laserstrahlungen 1 a, 1 b, 1 c zur Homogenisierung bei. An dem in den Figuren oberen Ende des zweiten Teils 8 der Lichtleitmittel 3 sind die Konvertermittel 4 angeordnet. Insbesondere können die Konvertermittel 4 als konvertierende Beschichtung auf der in den Figuren oberen Außenfläche des zweiten Teils 8 der Lichtleitmittel 3 ausgebildet sein. Das Material der Beschichtung kann in Abhängigkeit von der Wellenlänge der Laserstrahlungen 2a, 2b, 2c der Laserdioden 1 a, 1 b, 1 c so gewählt werden, dass das von den Konvertermitteln 4 ausgehende Licht die gewünschte spektrale Verteilung aufweist. Geeignete Leuchtstoffe für die Beschichtung stehen für unterschiedliche Laserwellenlängen beispielsweise im blauen oder violetten Spektralbereich zur Verfügung.
An den Eintrittsflächen der Laserstrahlungen 2a, 2b, 2c sind Linsen 9a, 9b, 9c, insbesondere asphärische Linsen, für die Kollimierung und/oder Fokussierung der Laserstrahlungen 2a, 2b, 2c vorgesehen. Diese Linsen 9a, 9b, 9c können entweder als separate Bauteile mit den Lichtleitmitteln 3 verbunden sein oder einstückig mit den Lichtleitmitteln 3 ausgebildet sein, wobei insbesondere die Eintrittsflächen der Lichtleitmittel 3 als Linsen 9a, 9b, 9c ausgebildet sind.
Die Linsen 9a, 9b, 9c können wie in Fig. 1 abgebildet so ausgebildet sein, dass sämtliche der Laserstrahlungen 2a, 2b, 2c auf einen Punkt der Konvertermittel 4 fokussiert werden. Dadurch entsteht eine punktförmige Lichtquelle mit sehr hoher Leuchtdichte. Alternativ dazu zeigt Fig. 2 eine Ausführungsform, bei der die Linsen 9a, 9b, 9c so ausgebildet sind, dass die Laserstrahlungen 2a, 2b, 2c in dem zweiten Teil 8 im Wesentlichen nebeneinander verlaufen und an unterschiedlichen Orten auf der konvertierenden Beschichtung der Konvertermittel 4 auftreffen.
Mittels einer derartigen Gestaltung kann Einfluss auf die Lichtverteilung des von der Lichtquelle ausgehenden Lichts genommen werden. Beispielsweise kann dabei die Verteilung der auf die Konvertermittel 4 auftreffenden Laserstrahlungen 2a, 2b, 2c so gestaltet sein, dass die Lichtverteilung des von den Konvertermitteln 4 ausgehenden Lichts ein für die Beleuchtung einer Straße geeignetes Aspektverhältnis aufweist. Alternativ oder zusätzlich kann die Verteilung der auf die Konvertermittel 4 auftreffenden Laserstrahlungen 2a, 2b, 2c so gestaltet sein, dass die Lichtverteilung des von den Konvertermitteln ausgehenden Lichts eine für die Beleuchtung einer Straße geeignete Hell-Dunkel-Grenze aufweist.
Es besteht alternativ oder zusätzlich auch die Möglichkeit, die Konvertermittel 4 beziehungsweise die konvertierende Schicht der Konvertermittel 4 so zu strukturieren, dass die Lichtverteilung des von den Konvertermitteln 4 ausgehenden Lichts ein entsprechendes Aspektverhältnis oder eine geeignete Hell-Dunkel-Grenze aufweist.
Es kann weiterhin vorgesehen sein, die einzelnen Laserdioden 1 a, 1 b, 1 c separat anzusteuern, so dass auch dadurch gezielt Einfluss auf die Lichtverteilung des von den Konvertermitteln 4 ausgehenden Lichts genommen werden kann.
Es besteht die Möglichkeit, dass die gesamte Lichtquelle inklusive der Konvertermittel
4 eine Größe von 10 mm * 10 mm * 10 mm aufweist. Mit den Laserdioden 1 a, 1 b, 1 c und einer eventuell notwendigen Kühlmitteln für die Laserdioden 1 a, 1 b, 1 c kann die Lichtquelle in Querrichtung der Figuren eine Größe von 20 mm * 20 mm aufweisen. Die leuchtende Fläche kann vorzugsweise eine Größe zwischen 0,5 mm * 0,5 mm und
5 mm * 5 mm aufweisen.
Bezugszeichenliste
1 a, 1 b, 1 c Laserdioden
2a, 2b, 2c Laserstrahlungen
3 Lichtleitmittel
4 Konvertermittel
5a, 5b reflektierende Flächen
6 Aussparung
7 erster Teil der üchtieitmittel 3
8 zweiter Teil der üchtieitmittel 3
9a, 9b, 9c Linsen

Claims

Patentansprüche
1 . Lichtquelle für eine Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere für eine Beleuchtungsvorrichtung eines Kraftfahrzeugs, umfassend
- eine Mehrzahl von Laserdioden (1 a, 1 b, 1 c), die im Betrieb der Lichtquelle Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) aussenden,
- Lichtleitmittel (3), in die die von den Laserdioden (1 a, 1 b, 1 c) ausgehenden Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) aus unterschiedlichen Richtungen eintreten,
- Konvertermittel (4), die die von den Laserdioden (1 a, 1 b, 1 c) ausgehenden Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) in das von der Lichtquelle ausgehende Licht, insbesondere in weißes Licht, umwandeln, wobei die Lichtleitmittel (3) die Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) den Konvertermitteln (4) zuführen, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitmittel Umlenkmittel umfassen, die im Betrieb der Lichtquelle mindestens eine der Laserstrahlungen (2a, 2b) so umlenken, dass sie sich nach der Umlenkung zusammen mit mindestens einer weiteren der Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) im Wesentlichen in die gleiche Richtung ausbreitet und auf die Konvertermittel (4) auftrifft.
2. Lichtquelle nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkmittel mindestens eine reflektierende Fläche (5a, 5b) aufweisen, von der die mindestens eine Laserstrahlung (2a, 2b) reflektiert wird, insbesondere eine innere Totalreflexion erfährt, wobei die Umlenkmittel vorzugsweise eine Mehrzahl von reflektierenden Flächen (5a, 5b) aufweisen, von denen jeweils mindestens eine der Laserstrahlungen (2a, 2b) reflektiert wird.
3. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitmittel (3) so gestaltet sind, dass mindestens eine der Laserstrahlungen (2c) in den Lichtleitmitteln (3) nicht umgelenkt wird.
4. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Konvertermittel (4) flächig ausgedehnt sind und die Lichtleitmittel (3) so gestaltet sind, dass auf den flächig ausgedehnten Konvertermitteln (4) eine definierte Intensitätsverteilung der Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) erzeugt wird, die insbesondere inhomogen ist oder bei der die Laserstrahlung (2a, 2b, 2c) mindestens einer der Laserdioden (1 a, 1 b, 1 c) zu einem anderen Abschnitt der Intensitätsverteilung beiträgt als die Laserstrahlung (2a, 2b, 2c) einer anderen der Laserdioden (1 a, 1 b, 1 c).
5. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die auf die Konvertermittel (4) auftreffende Lichtverteilung und/oder die Konvertermittei (4) so gestaltet sind, dass die Lichtverteilung des von den Konvertermitteln (4) ausgehenden Lichts ein für die Beleuchtung einer Straße geeignetes Aspektverhältnis aufweist und/oder dass die Lichtverteilung des von den Konvertermitteln (4) ausgehenden Lichts eine für die Beleuchtung einer Straße geeignete Hell-Dunkel-Grenze aufweist.
6. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitmittel (3) mehrere Eintrittsflächen für jeweils mindestens eine der Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) aufweisen, die so angeordnet sind, dass der Winkel zwischen den Richtungen, aus denen zwei verschiedene Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) in die Lichtleitmittel (3) eintreten, mindestens 10°, vorzugsweise mindestens 20° beträgt, wobei insbesondere Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) aus entgegengesetzten Richtungen in die Lichtleitmittel (3) eintreten.
7. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Konvertermittel (4) an den Lichtleitmitteln (3) angeordnet sind, insbesondere als konvertierende Beschichtung auf einer Außenfläche der Lichtleitmittel (3).
8. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle Linsen (9a, 9b, 9c), insbesondere asphärische Linsen, für die Kollimierung und/oder Fokussierung der Laserstrahlungen (2a, 2b, 2c) umfasst, wobei insbesondere die Eintrittsflächen der Lichtleitmittel (3) als Linsen (9a, 9b, 9c) ausgebildet sind oder an den Eintrittsflächen der Lichtleitmittel (3) Linsen (9a, 9b, 9c) angeordnet sind.
9. Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtleitmittel (3) als einstückiges transparentes Bauteil ausgebildet sind, insbesondere als einstückiges Pressteil oder Spritzgussteil aus einem transparenten Material.
10. Beleuchtungsvorrichtung, insbesondere Beleuchtungsvorrichtung für ein
Kraftfahrzeug, umfassend eine Lichtquelle nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
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