WO2017191031A1 - Optical device and vehicle headlight - Google Patents

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WO2017191031A1
WO2017191031A1 PCT/EP2017/060062 EP2017060062W WO2017191031A1 WO 2017191031 A1 WO2017191031 A1 WO 2017191031A1 EP 2017060062 W EP2017060062 W EP 2017060062W WO 2017191031 A1 WO2017191031 A1 WO 2017191031A1
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WO
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radiation
light
optical device
radiation source
conversion element
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PCT/EP2017/060062
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Inventor
Ricarda Schoemer
Jürgen HAGER
Oliver Hering
Stephan Schwaiger
Norbert Haas
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Osram Gmbh
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    • F21S41/00—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps
    • F21S41/10—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source
    • F21S41/14—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F21S41/16—Laser light sources
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
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    • F21S41/60—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution
    • F21S41/67—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors
    • F21S41/675—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on reflectors by moving reflectors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21Y—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES F21K, F21L, F21S and F21V, RELATING TO THE FORM OR THE KIND OF THE LIGHT SOURCES OR OF THE COLOUR OF THE LIGHT EMITTED
    • F21Y2115/00—Light-generating elements of semiconductor light sources
    • F21Y2115/30—Semiconductor lasers

Definitions

  • the invention is based on an optical device having a laser-activated remote phosphor (LARP) technology. Furthermore, the invention relates to a vehicle headlight with such an optical device and a vehicle.
  • LRP laser-activated remote phosphor
  • the excitation radiation of the excitation beam is absorbed material from the lighting device and at least partially converted to a convergence ⁇ sion radiation (emission) radiation, whose wavelengths and thus spectral properties and / or color is determined by the conversion characteristics of the phosphor. For example, so using the con- be converted into red or green or yellow conversion radiation (conversion light illumination light) version elements blue excitation radiation (blue laser light ⁇ ).
  • Conversion light and optionally unconverted excitation light form useful light.
  • useful light for example, in case of using a blue laser diode, with an excitation radiation in the wavelength range of about 440 to 470 nm and a yellow phosphor converter, wherein ⁇ play, of cerium-doped yttrium aluminum garnet, that Ce: YAG, is achieved with decreasing Zumischungsan- part of an unconverted laser radiation to the conversion light a bluish, white-bluish, white, white ⁇ yellowish or yellow useful light.
  • Yellow light conversion typically has a relatively broad spectral seen ten "peak" at approximately 570 nm, which also holds green and red ent ⁇ .
  • IR radiation source such as a night vision function (so-called. Active IR) have.
  • IR radiation source such as a night vision function
  • suitable sensors such as thermal imaging cameras.
  • the vehicle detects IR radiation from external signal transmitters via the sensors for detecting the vehicle environment.
  • Due to the additional IR radiation source it is necessary to provide an additional optical beam path for the IR radiation in addition to the main light sources of the vehicle or next to the vehicle headlights. This leads disadvantageously to additionally required space and the use of additional optical devices. This leads to costs, in particular in vehicle production and vehicle development.
  • the IR radiation sources are arranged separately for example in a vehicle on the dashboard or in the bumper area.
  • the IR radiation is then usually radiated in a wide space angle into a semi-space lying in forward motion.
  • the light guide of a separately arranged IR light source does not match the light distribution provided by the piggeries.
  • the vehicle may be an aircraft or a waterborne vehicle or a land vehicle.
  • the land-based vehicle may be a motor vehicle or a rail vehicle or a bicycle.
  • ⁇ Trains t the use of the vehicle headlight in ei ⁇ nem truck or passenger car or motorcycle.
  • the object of the present invention is to provide an opti ⁇ cal device in the on-device ⁇ technically simple, two different Strah ⁇ development sources can be combined. In addition to processing with such an optical Einrich- a vehicle headlight and a vehicle to be created ⁇ headlight with such a vehicle.
  • the object with respect to the optical device is achieved according to the features of claim 1, with regard to the vehicle headlamp according to the features of claim 14 and with respect to the vehicle according to wish ⁇ paint of claim 15.
  • an optical device having Kursin- least one radiation source for emitting an excitation radiation ⁇ provided.
  • the radiation source with its excitation radiation radiates onto a conversion element connected downstream of the radiation source.
  • the excitation radiation is at least partially convertible into a conversion radiation.
  • at least one further, in particular is provided by the at least one first radiation source ⁇ distinctive, radiation source.
  • the further radiation source emits a light radiation, which advantageously at least partially radiates through the conversion element.
  • the conversion element is advantageously at least ⁇ completely or completely transmissive or transparent to the light radiation ⁇ formed partially or substantially.
  • the conversion element for the light radiation is optically transparent and / or non-absorbing, wherein it is conceivable that a scattering of the light radiation may occur.
  • the radiation of this further radiation source can be in the ultraviolet, in the visible and in the infrared.
  • the fluorescent element is preferably be driven ⁇ in transmission. In other words, it is the incident surface, here for coupling the excitation light of an excitation light source (laser diode) and the infrared light of a further light source, and the emission surface, in this case for the decoupling of the conversion light and for unconverted excitation light and for the transmitted infrared radiation , opposite each other. In principle, however, an operation in reflection is possible, in which the Einstrahl- and radiating surface coincide. When using a reflective conversion element, care must be taken that a broadband reflection layer is located in the conversion element on the side facing away from the radiation sources, which contains both the radiation of the excitation source and the converted radiation and the light of the additional (IR) radiation.
  • the radiation source may be used with the Anre ⁇ supply radiation for example for a lighting function or a light signal function, and the further radiation source with the light radiation at ⁇ play, for a night vision function.
  • the optical device advantageously requires no separate optical beam paths for this purpose.
  • the light guide of the separately arranged further radiation source can easily match the light distribution of the radiation source of the excitation radiation.
  • the conversion element is preferably followed by an optical element for a useful light emerging from the conversion element and for the light radiation, wherein the useful light in particular has the conversion radiation and possibly not converted excitation radiation.
  • the useful light and the light radiation can be processed inexpensively by the same optics or the same optical element.
  • the optical element is, for example, be a Reflek ⁇ tor.
  • a radiation source for the excitation radiation before ⁇ is preferably a laser or, in particular blue laser diode ⁇ provided, or that emits the excitation radiation in the form of, in particular, blue, laser light.
  • the radiation source emits a comparatively short - wave excitation radiation.
  • the optical device may have a partially transmissive converter which emits, for example, yellow conversion radiation and is transparent to IR radiation, in which case in addition to the short-wave, in particular blue, radiation, which is preferably laser radiation, also the IR Radiation passes through the converter and can be processed by the same optics.
  • the conversion element of LARP technology is preferably, in particular because of the high ther ⁇ mix loading to a ceramic converter, in particular a YAG: Ce: Gd ceramic converter or a YAG: Ce ceramic converter.
  • infrared radiation can advantageously radiate through the ceramic converter, usually with a certain absorption loss, and thus, for example, white useful light can be used for the illumination. and signal light function and IR radiation for an infrared illumination function with the same conversion element, in particular at its location, are provided.
  • the radiation source emits excitation radiation in the form of ultraviolet (UV) light. Blue light here could then additionally generated ⁇ to, for example, by a further radiation source.
  • UV ultraviolet
  • the useful light preferably has a shape adapted to a pre ⁇ see NEN purpose color.
  • other dyes or conversion elements are in principle possible, so that for example, red and / or grü ⁇ nes and / or blue light conversion can be generated.
  • the useful light may be yellow, when used in a vehicle tail light could ⁇ te the useful light be red and so-called.
  • the further radiation source for the light radiation can be controlled independently of the radiation source for the conversion radiation.
  • the further radiation source ⁇ a deviating from the radiation source for the conversion ⁇ radiation modulation frequency and / or different on / off cycles.
  • the IR radiation may have a different modulation frequency or on / off cycles than the white useful light.
  • a sensor or a thermal imaging camera is provided, with or with which the light radiation, in particular the light radiation, which is reflected at one or more objects, can be detected.
  • a reflector or a deflecting reflector which supplies the excitation radiation together with the light radiation to the converter. steering element.
  • the IR radiation can be directed together with the blue laser radiation via a deflection reflector on the phosphor element and pass through it. Subsequently, the IR radiation, as well as the useful light, from a subsequent optics, such as a headlight reflector, are thrown on the street.
  • the light radiation of the further radiation source is used for detecting properties of the conversion element and / or for emission into a far field.
  • a freedom from defects of the conversion element can be monitored.
  • conversion elements are not completely transparent.
  • a change in the absorption or transmission behavior such as, for example, an increase in the light radiation or the IR radiation that emerges from the conversion element, in a certain angular range, may be due to a change in the conversion element, such as a crack or a hole or a defect, be due.
  • an optical element in particular a dichroic component, can be provided, with which the light radiation of the further radiation source after the conversion element can be steered.
  • the light radiation is in this case steerable out of the beam path of the conversion radiation and of the possibly not converted excitation radiation.
  • the IR radiation from the beam path of visible light can be directed out.
  • the light rays to monitor the conversion element diverted ⁇ to.
  • the excitation radiation from the radiation source ⁇ and the light radiation from the further radiation source are guided together in an optical path to the conversion element.
  • the radiation sources can be arranged together, for example adjacent.
  • the light radiation of the further radiation source is coupled into the beam path of the excitation radiation of the radiation source via an optical element, in particular laterally.
  • the radiation sources can be arranged flexibly to each other.
  • a coupling of the excitation radiation into the beam path of the light radiation of the further radiation source is preferably a dichroic construction part, in particular a dichroic mirror, vorgese ⁇ hen. This can be transmissive, for example, for the excitation radiation and reflective for the light radiation.
  • the optical element is thus preferably arranged in the beam path of the excitation radiation.
  • a Digital Micromirror Device or a digital micro- rotikech is arranged in the common beam path or in the beam path after the coupling of the light radiation, which is for example part ei ⁇ nes Digital Light Processing (DLP).
  • DMD Digital Micromirror Device
  • a deflection by a dynamically oscillating MEMS mirror is also possible.
  • the conversion element is arranged on a transmissive to the light radiation substrate, in particular a sapphire substrate.
  • the sub ⁇ strat and / or the conversion element can comprise a einkoppelsei- term dichroic coating or antireflection coating that is transparent to the light radiation and the excitation radiation, and reflective of radiation conversion.
  • a DMD is arranged following the conversion element.
  • the useful light and the light ⁇ radiation are controlled by the DMD device on ⁇ technically simple manner.
  • the useful light and the light radiation is modulated via the DMD.
  • visible light and IR light can for example be on device technology easily modu ⁇ lines.
  • an optical element in particular a primary optical element, is provided following the conversion element and before the DMD.
  • the light rays and the useful light on the opti- cal element or the optics to the DMD can ⁇ directed to.
  • an optical element in particular a secondary optical ele ⁇ ment, be arranged in the wake of the DMD, which in a simple way, the light radiation and the useful light can be further processed jointly by the optical element.
  • the primary and secondary optical elements and the DMD the same optical processing of the light radiation, such as the IR radiation, and the useful light, in particular the white useful light, as the light radiation and the useful light is the same have optical path.
  • the light ⁇ radiation is in a use of the optical device in a vehicle headlamp, for example, both the low beams and the high beams or in a blendok- en beam function (glare free High Beam), see for example ECE-R 123 ADB (Adaptive Front Lighting System ), and can be used for an object recognition, in particular for an IR obj ekterkennung.
  • the light radiation or the IR radiation may additionally be pulse width modulated (PWM) (MHz, GHz).
  • PWM pulse width modulated
  • a frequency of the PWM is adjustable, in particular variably adjustable.
  • different vehicles that have an optical device can have differently modulated light radiation.
  • the setting of the frequency is stochastic, for example.
  • the adjustment of the PWM frequency preferably takes place in a frequency range between 100 kHz or a few 100 kHz up to the MHz or GHz range.
  • the light radiation of the further radiation source is polarized.
  • the light radiation or the IR radiation can be radiated polarized and detected with a dedicated sensor.
  • the polarization can also take place in the beam path after the radiation source.
  • the DMD which is the conversion element forward or nachge ⁇ switched, for example, not the entire surface of the useful light and / or the light radiation and / or the conversion radiation irradiated. It is conceivable that only a partial area or several partial areas of the DMD, in particular of the light radiation, is / are irradiated. Wei direct ⁇ is conceivable that only a portion or multiple portions of the DMD, is irradiated in particular of the lung Shafts of Light ⁇ / are not irradiated from the useful light or by the conversion light. Thus, only partial areas, especially from the light radiation, emits be ⁇ which are regular optical functions, insbeson ⁇ particular visible light, not used.
  • the converter ⁇ state are used.
  • the separation of the light radiation is in this case preferably according to the DMD (Digital Mirror Device) or a DLP (Digital Light Processing) projection optics.
  • DMD Digital Mirror Device
  • DLP Digital Light Processing
  • a part or parts of the conversion element are shaded such that a ent ⁇ speaking part or corresponding parts of the down- stream DMDs or DLPs, such as the corners, are not illuminated by the useful light, but only by the light radiation of the other radiation source.
  • ⁇ least two, in particular secondary, optical elements are provided.
  • an element for the light radiation and an element for the useful light can be used.
  • One of the optical elements or both optical elements in this case for example, a dichroic component, such as a dichroic mirror.
  • a coupling-out optics can be applied twice, once with a dichroic component for the IR radiation and once with a dichroic component for the useful light or light in the visible spectral range, so that different light distributions for two functions, such as lighting or visible light and night vision or distance detection are enabled.
  • the dichroic components are designed, for example, as a coating.
  • the optical element in particular the nachge the conversion element ⁇ switched, designed or adapted for the light radiation and the useful light.
  • the adaptation takes place here for example via the refractive index.
  • it ⁇ adaptation preferably follows so that the light ⁇ radiation has a larger footprint in comparison to the useful light, wherein the resolution of the light may be correspondingly less radiation then. hereby is a targeted defocusing of the light radiation allows.
  • a radiation or a feed of the excitation radiation and the light radiation takes place sequentially.
  • the sequential emission can ⁇ example, be set at a specific duty cycle, wherein the duty ratio of 1:10 or 1: 100 or 1: 1000th
  • the emission of the light radiation or infrared radiation output side of the optical component in this case before ⁇ preferably such that a grid or an IR grid or grid / reference points or grid reference lines into an environment, for example on a road, can be projected. This allows the illuminated objects are easily enables a distance and / or angles and / or Ortserken ⁇ planning.
  • a vehicle headlamp or a vehicle lamp which has an optical device according to one or more of the preceding aspects.
  • a vehicle headlight can be made compact and space-saving and at the same time have a function in addition to a lighting or signal light function in which the light radiation is used.
  • a vehicle is provided with at least two vehicle headlights according to one or more of the preceding aspects.
  • the light radiation of a respective further radiation source of the at least two vehicle headlights may in this case have its own PWM frequency. In this case, therefore, the differ Frequencies and can thus be differentiated metrologically.
  • the vehicle headlights are thus distinguishable from each other.
  • FIG. 1 in a longitudinal section an optical device according to a first embodiment
  • Fig. 3 is a side view of an optical device according to a second embodiment
  • FIG. 4 shows in an axis diagram a height of a transmission through a sapphire component as a function of a wavelength of a radiation radiating through the component
  • Fig. 5 is a perspective view of an optical device according to a third embodiment
  • an optical device 1 is shown with a radiation source 2 for emitting radiation
  • Anre ⁇ supply which is, for example, is a laser diode.
  • a further radiation source 4 is provided, which is an infrared laser.
  • the radiation source 2 emit ⁇ advantage an excitation radiation in the form of a blue laser beam and the radiation source 4 is a light radiation in the form of an IR radiation, which are emitted in a common beam path 6, for example an integrator rod.
  • the IR radiation and the excitation radiation are directed via a reflector 8 to a conversion element 10. This is mounted on a substrate 12, which is designed to be transparent. Subsequent to Konversi ⁇ onselement 10 optical elements 14 are provided.
  • the conversion element 10 converts the blue Laserstrah ⁇ lung partially in yellow visible light resulting together with non-converted laser light, a white useful light. Further, the conversion element 10 is out ⁇ visibly transmissive of IR radiation, thus reading the IR radiation and the useful light emitted toward the optical elements 14 from the conversion element 10th
  • the optical element 14 may be a coupling-out optical system, to which a further reflector (not shown) is arranged downstream, which then projects both the useful light and the light radiation onto the road or surroundings.
  • the optical device 1 has extremely compact two different radiation sources, which have a common beam path, although the optical device 1 uses the LARP technology.
  • the conversion element 10 is ⁇ example, be a YAG: Ce ceramic converter.
  • a YAG: Ce ceramic converter According to Figure 2, an axis diagram is shown for this, which provides on its ordinate transmission in% and on its abscissa a wavelength in ⁇ .
  • a transmission curve 16 via the Wel ⁇ lenate for the YAG: Ce ceramic converter more than 80% - ige has transmittance for infrared radiation.
  • a transmission curve 18 for a YAG crystal converter is a transmission curve 18 for a YAG crystal converter.
  • the optical device 1 is in this case part of a driving ⁇ generating headlamp 19 which is indicated schematically with a dashed line.
  • a sensor 21 is provided which may be provided in the vehicle headlight 19 or separately from the vehicle headlight 19.
  • an optical device 20 is not formed statically but dynamically.
  • an assembly 22 is provided in which the radiation source for the excitation radiation (blue laser radiation) and the further radiation source for the light radiation (IR radiation) is emitted.
  • a common beam path 24 for the excitation radiation and the light radiation is provided on the output side of the module 22 .
  • a digital micromirror device (DMD) 26 is then arranged, via which the radiations in the beam path 24 can be directed to different regions of a conversion element 28, which is connected downstream of the DMD.
  • the conversion element 28 is arranged on a substrate 30 made of sapphire.
  • a dichroic component in the form of a dichroic coating 32 is arranged on the substrate 30 on the side facing away from the conversion element 28. This is permeable to both the excitation radiation and the light radiation.
  • useful light and the light radiation are emitted from the conversion element 28 and strike an optical element 34 in the form of a lens.
  • the dichroic coating 32 is reflective for the Konversi ⁇ onsander.
  • the sapphire substrate 30 from FIG. 3 is transmissive to the light radiation in the form of the IR radiation, which is shown in FIG.
  • the transmission in% of the sapphire substrate 30 is shown as a function of a wavelength of the radiation passing through the sapphire substrate 30. It can be seen that approximately up to a wavelength of 4.5 ⁇ a transmission between 80% and 90%.
  • an optical device 36 in which a unit 38 is provided, in which the radiation source for emitting the excitation radiation, which may be a blue laser array, and the further radiation source for the light radiation, in the one or more IR lasers can be provided are arranged.
  • the excitation radiation and the light radiation in this case preferably radiate through the entire surface through a conversion element of the unit 38. ⁇ the useful light and the light radiation of the unit are then directed to a DMD 40 via a gear 38.
  • One suitable primary optical element is provided.
  • the radiations are then modulated via the DMD, ie via the tiltable DMD mirror elements, and via another suitable optical element 42 (coupling-out optics in the DMD mirror ON state) or 44 (radiation absorber in the OFF state of the DMD mirror). Mirror) processed further.
  • an optical device with at least ei ⁇ ner radiation source for emission of an excitation radiation for a conversion element.
  • the conversion element is downstream of the radiation source and at least partially converts the excitation radiation into a Kon ⁇ version radiation.
  • a further radiation source which emits light radiation, in particular infrared radiation.
  • the conversion element is designed such that the light radiation in the We ⁇ sentlichen by this can pass without being converted.
  • Radiation source 2 Radiation source 4
  • DMD Digital Micromirror Device

Abstract

The invention relates to an optical device having at least one radiation source for emitting excitation radiation for a conversion element. The conversion element is downstream of the radiation source and converts, at least partially, the excitation radiation into conversion radiation. The invention also relates to a further radiation source, which emits light radiation, more particularly infrared radiation. The conversion element is designed in such a way that the light radiation can pass through substantially without being converted.

Description

OPTISCHE EINRICHTUNG UND FAHRZEUGSCHEINWERFER  OPTICAL EQUIPMENT AND VEHICLE HEADLIGHTS
BESCHREIBUNG DESCRIPTION
Die Erfindung geht aus von einer optischen Einrichtung, die eine Laser-Activated-Remote-Phosphor (LARP) - Technologie aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung einen Fahrzeugscheinwerfer mit einer derartigen optischen Einrichtung und ein Fahrzeug. The invention is based on an optical device having a laser-activated remote phosphor (LARP) technology. Furthermore, the invention relates to a vehicle headlight with such an optical device and a vehicle.
Bei dieser LARP-Technologie wird ein von einer Strah¬ lungsquelle beabstandet angeordnetes Konversionselement, das Leuchtstoff aufweist oder daraus besteht, mit Anre¬ gungsstrahlung, insbesondere einem Anregungs¬ strahl (Pumpstrahl, Pumplaserstrahl) bestrahlt, insbesondere mit einem Anregungsstrahl einer Laserdiode. Die Anregungsstrahlung des Anregungsstrahls wird vom Leucht- Stoff absorbiert und zumindest teilweise in eine Konver¬ sionsstrahlung (Emissionsstrahlung) umgewandelt, deren Wellenlängen und somit spektralen Eigenschaften und/oder Farbe durch die Konversionseigenschaften des Leuchtstoffs bestimmt wird. Beispielsweise kann so mit Hilfe des Kon- versionselements blaue Anregungsstrahlung (blaues Laser¬ licht) in rote oder grüne oder gelbe Konversionsstrahlung (Konversionslicht, Beleuchtungslicht) konvertiert werden . In this LRP technology a spaced disposed from a Strah ¬ radiation source conversion element having phosphor or consists irradiated with Anre ¬ supply radiation, in particular an excitation ¬ beam (pump beam pumping laser beam), in particular with an excitation beam of a laser diode. The excitation radiation of the excitation beam is absorbed material from the lighting device and at least partially converted to a convergence ¬ sion radiation (emission) radiation, whose wavelengths and thus spectral properties and / or color is determined by the conversion characteristics of the phosphor. For example, so using the con- be converted into red or green or yellow conversion radiation (conversion light illumination light) version elements blue excitation radiation (blue laser light ¬).
Konversionslicht und gegebenenfalls unkonvertiertes Anre- gungslicht bilden ein Nutzlicht. Beispielsweise im Falle der Verwendung einer blauen Laserdiode, mit einer Anregungsstrahlung im Wellenlängenbereich von etwa 440 bis 470 nm, und eines gelben Leuchtstoffkonverters , bei¬ spielsweise aus Cer-dotiertem Yttrium-Aluminium-Granat, also Ce:YAG, ergibt sich mit abnehmenden Zumischungsan- teil einer unkonvertierten Laserstrahlung zum Konversionslicht ein bläuliches, weiß-bläuliches, weißes, wei߬ gelbliches oder gelbes Nutzlicht. Gelbes Konversionslicht weist üblicherweise einen spektral gesehen relativ brei- ten „Peak" bei ca. 570 nm auf, der auch Grün und Rot ent¬ hält . Conversion light and optionally unconverted excitation light form useful light. For example, in case of using a blue laser diode, with an excitation radiation in the wavelength range of about 440 to 470 nm and a yellow phosphor converter, wherein ¬ play, of cerium-doped yttrium aluminum garnet, that Ce: YAG, is achieved with decreasing Zumischungsan- part of an unconverted laser radiation to the conversion light a bluish, white-bluish, white, white ¬ yellowish or yellow useful light. Yellow light conversion typically has a relatively broad spectral seen ten "peak" at approximately 570 nm, which also holds green and red ent ¬.
Aus dem Stand der Technik sind Fahrzeuge bekannt, die ei¬ ne Infrarot ( IR) -Strahlungsquelle, beispielsweise für eine Nachtsichtfunktion (sog. aktives IR) aufweisen. Hierdurch kann eine Fahrzeugumgebung durch zurückreflektierte IR- Strahlung durch geeignete Sensoren, wie beispielsweise Wärmebild-Kameras, detektiert werden. Denkbar ist auch, dass das Fahrzeug über die Sensoren IR-Strahlung von externen Signalgebern zur Detektion der Fahrzeugumgebung erfasst. Durch die zusätzliche IR-Strahlungsquelle ist es notwendig, neben den Hauptlichtquellen des Fahrzeugs oder neben den Fahrzeugscheinwerfern einen zusätzlichen optischen Strahlengang für die IR-Strahlung vorzusehen. Dies führt nachteilig zu zusätzlich benötigtem Bauraum und zum Einsatz zusätzlicher optischer Einrichtungen. Dies führt insbesondere in der Fahrzeugherstellung und der Fahrzeugentwicklung zu Kosten. Die IR-Strahlungsquellen sind beispielsweise bei einem Fahrzeug auf dessen Armaturenbrett oder im Stoßstangenbereich separat angeordnet. Die IR- Strahlung wird dann üblicherweise in einem breiten Raum- winkelberiech in einen in Vorwärtsfahrt liegenden Halbraum abgestrahlt. Außerdem stimmt die Lichtführung einer separat angeordneten IR-Lichtquelle nicht mit der von den Schweinwerfern abgebenden Lichtverteilung überein. Das Fahrzeug kann ein Luftfahrzeug oder ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das landgebundene Fahrzeug kann ein Kraftfahrzeug oder ein Schienenfahrzeug oder ein Fahrrad sein. Besonders bevor¬ zugt ist die Verwendung des Fahrzeugscheinwerfers in ei¬ nem Lastkraftwagen oder Personenkraftwagen oder Kraftrad. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine opti¬ sche Einrichtung zu schaffen, bei der auf vorrichtungs¬ technisch einfache Weise zwei unterschiedliche Strah¬ lungsquellen kombinierbar sind. Außerdem soll ein Fahrzeugscheinwerfer mit einer derartigen optischen Einrich- tung und ein Fahrzeug mit einem derartigen Fahrzeug¬ scheinwerfer geschaffen werden. From the prior art vehicles are known which ei ¬ ne infrared (IR) radiation source, such as a night vision function (so-called. Active IR) have. In this way, a vehicle environment can be detected by back-reflected IR radiation by suitable sensors, such as thermal imaging cameras. It is also conceivable that the vehicle detects IR radiation from external signal transmitters via the sensors for detecting the vehicle environment. Due to the additional IR radiation source, it is necessary to provide an additional optical beam path for the IR radiation in addition to the main light sources of the vehicle or next to the vehicle headlights. This leads disadvantageously to additionally required space and the use of additional optical devices. This leads to costs, in particular in vehicle production and vehicle development. The IR radiation sources are arranged separately for example in a vehicle on the dashboard or in the bumper area. The IR radiation is then usually radiated in a wide space angle into a semi-space lying in forward motion. In addition, the light guide of a separately arranged IR light source does not match the light distribution provided by the piggeries. The vehicle may be an aircraft or a waterborne vehicle or a land vehicle. The land-based vehicle may be a motor vehicle or a rail vehicle or a bicycle. Especially before ¬ is Trains t the use of the vehicle headlight in ei ¬ nem truck or passenger car or motorcycle. The object of the present invention is to provide an opti ¬ cal device in the on-device ¬ technically simple, two different Strah ¬ development sources can be combined. In addition to processing with such an optical Einrich- a vehicle headlight and a vehicle to be created ¬ headlight with such a vehicle.
Die Aufgabe hinsichtlich der optischen Einrichtung wird gelöst gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1, hinsichtlich des Fahrzeugscheinwerfers gemäß den Merkmalen des An- spruchs 14 und hinsichtlich des Fahrzeugs gemäß den Merk¬ malen des Anspruchs 15. The object with respect to the optical device is achieved according to the features of claim 1, with regard to the vehicle headlamp according to the features of claim 14 and with respect to the vehicle according to wish ¬ paint of claim 15.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen. Particularly advantageous embodiments can be found in the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist eine optische Einrichtung mit zumin- dest einer Strahlungsquelle zur Emission einer Anregungs¬ strahlung vorgesehen. Die Strahlungsquelle mit ihrer Anregungsstrahlung strahlt auf ein der Strahlungsquelle nachgeschaltetes Konversionselement. Über das Konversi¬ onselement ist die Anregungsstrahlung zumindest teilweise in eine Konversionsstrahlung umwandelbar. Vorzugsweise ist zumindest eine weitere, sich insbesondere von der zu¬ mindest einen ersten Strahlungsquelle unterscheidende, Strahlungsquelle vorgesehen. Die weitere Strahlungsquelle emittiert eine Lichtstrahlung, die vorteilhafterweise zu- mindest teilweise durch das Konversionselement strahlt. Das Konversionselement ist dabei vorteilhafterweise zu¬ mindest teilweise oder im Wesentlichen vollständig oder vollständig transmissiv oder durchlässig für die Licht¬ strahlung ausgebildet. Somit ist das Konversionselement für die Lichtstrahlung optisch durchlässig und/oder nicht absorbierend ausgebildet, wobei denkbar ist, dass eine Streuung der Lichtstrahlung auftreten kann. Die Strahlung dieser weiteren Strahlungsquelle kann im Ultravioletten, im Sichtbaren und im Infraroten liegen. Bevorzugt wird das Leuchtstoffelement in Transmission be¬ trieben. Es sind also die Einstrahlfläche, hier zur Ein- kopplung des Anregungslichts einer Anregungslichtquelle (Laserdiode) sowie für das Infrarot-Licht einer weiteren Lichtquelle, und die Abstrahlfläche, hier also für die Auskopplung des Konversionslichts und für unkonvertiertes Anregungslicht und für die transmittierte Infrarot- Strahlung, einander gegenüberliegend. Grundsätzlich ist aber auch ein Betrieb in Reflexion möglich, bei dem die Einstrahl- und Abstrahlfläche zusammenfallen. Bei der Verwendung eines reflektiven Konversionselementes ist darauf zu achten, dass sich im Konversionselement auf der von den Strahlungsquellen abgewandten Seite eine breitbandige Reflektionsschicht befindet, die sowohl die Strahlung der Anregungsquelle als auch die konvertierte Strahlung und das Licht der zusätzlichen (IR-According to the invention an optical device having zumin- least one radiation source for emitting an excitation radiation ¬ provided. The radiation source with its excitation radiation radiates onto a conversion element connected downstream of the radiation source. Via the Konversi ¬ onselement the excitation radiation is at least partially convertible into a conversion radiation. Preferably, at least one further, in particular is provided by the at least one first radiation source ¬ distinctive, radiation source. The further radiation source emits a light radiation, which advantageously at least partially radiates through the conversion element. The conversion element is advantageously at least ¬ completely or completely transmissive or transparent to the light radiation ¬ formed partially or substantially. Thus, the conversion element for the light radiation is optically transparent and / or non-absorbing, wherein it is conceivable that a scattering of the light radiation may occur. The radiation of this further radiation source can be in the ultraviolet, in the visible and in the infrared. The fluorescent element is preferably be driven ¬ in transmission. In other words, it is the incident surface, here for coupling the excitation light of an excitation light source (laser diode) and the infrared light of a further light source, and the emission surface, in this case for the decoupling of the conversion light and for unconverted excitation light and for the transmitted infrared radiation , opposite each other. In principle, however, an operation in reflection is possible, in which the Einstrahl- and radiating surface coincide. When using a reflective conversion element, care must be taken that a broadband reflection layer is located in the conversion element on the side facing away from the radiation sources, which contains both the radiation of the excitation source and the converted radiation and the light of the additional (IR) radiation.
) Strahlungsquelle in die darauffolgende Optik reflek¬ tiert . ) Radiation source in the subsequent optics ¬ reflectored.
Diese Lösung hat den Vorteil, dass die Anregungsstrahlung und die Lichtstrahlung einen gemeinsamen Strahlengang durch das Konversionselement aufweisen, wodurch die opti- sehe Einrichtung vorrichtungstechnisch einfach ausgestaltbar ist. So kann die Strahlungsquelle mit der Anre¬ gungsstrahlung beispielsweise für eine Beleuchtungsfunktion oder eine Signallichtfunktion eingesetzt sein, und die weitere Strahlungsquelle mit der Lichtstrahlung bei¬ spielsweise für eine Nachtsichtfunktion. Die optische Einrichtung benötigt hierfür vorteilhafterweise keine se¬ parierten optischen Strahlengänge. Außerdem kann die Lichtführung der separat angeordneten weitere Strahlungs- quelle auf einfache Weise mit der Lichtverteilung der Strahlungsquelle der Anregungsstrahlung übereinstimmen. This solution has the advantage that the excitation radiation and the light radiation have a common beam path through the conversion element, whereby the optimum see device device technology is easily ausgestaltbar. Thus, the radiation source may be used with the Anre ¬ supply radiation for example for a lighting function or a light signal function, and the further radiation source with the light radiation at ¬ play, for a night vision function. The optical device advantageously requires no separate optical beam paths for this purpose. In addition, the light guide of the separately arranged further radiation source can easily match the light distribution of the radiation source of the excitation radiation.
Dem Konversionselement ist vorzugsweise ein optisches Element für ein aus dem Konversionselement austretendes Nutzlicht und für die Lichtstrahlung nachgeschaltet, wo- bei das Nutzlicht insbesondere die Konversionsstrahlung und möglicherweise nicht konvertierte Anregungsstrahlung aufweist. Somit können kostengünstig das Nutzlicht und die Lichtstrahlung von derselben Optik oder demselben optischen Element verarbeitet werden. Bei dem optischen Element handelt es sich beispielsweise um einen Reflek¬ tor . The conversion element is preferably followed by an optical element for a useful light emerging from the conversion element and for the light radiation, wherein the useful light in particular has the conversion radiation and possibly not converted excitation radiation. Thus, the useful light and the light radiation can be processed inexpensively by the same optics or the same optical element. The optical element is, for example, be a Reflek ¬ tor.
Als Strahlungsquelle für die Anregungsstrahlung ist vor¬ zugsweise ein Laser oder eine, insbesondere blaue, Laser¬ diode vorgesehen, der oder die die Anregungsstrahlung in Form von, insbesondere blauem, Laserlicht emittiert. Al¬ ternativ oder zusätzlich emittiert die Strahlungsquelle eine vergleichsweise kurzwellig Anregungsstrahlung. As a radiation source for the excitation radiation before ¬ is preferably a laser or, in particular blue laser diode ¬ provided, or that emits the excitation radiation in the form of, in particular, blue, laser light. Al ¬ ternatively or additionally, the radiation source emits a comparatively short - wave excitation radiation.
Bei der weiteren Strahlungsquelle handelt es sich vor¬ zugsweise um eine Infrarot ( IR) -Strahlungsquelle, insbe- sondere um einen IR-Laser oder um eine IR-Laserdiode . Die IR-Strahlungsquelle emittiert dann Lichtstrahlung in Form von Infrarotstrahlung. Somit kann die optische Einrichtung einen teilweise transmissiven Konverter aufweisen, der beispielsweise gelbe Konversionsstrahlung emittiert und transparent für IR-Strahlung ist, wobei dann zusätzlich zur kurzwelligen, insbesondere blauen, Strahlung, bei der es sich bevorzugt um Laser-Strahlung handelt, auch die IR-Strahlung durch den Konverter tritt und von derselben Optik verarbeitet werden kann. Bei dem Konversionselement der LARP-Technologie handelt es sich vorzugsweise, insbesondere wegen der hohen ther¬ mischen Belastung, um einen Keramik-Konverter, insbesondere um einen YAG:Cer:Gd Keramik-Konverter oder um einen Yag:Ce Keramik-Konverter. Dieser kann bei Bedarf mit ei- nem weiteren Material kombiniert werden, um unterschied¬ liche Konversionsstrahlung zu emittieren, womit das Konversionselement mit einem „second face" Material kombi¬ nierbar ist. Es hat sich gezeigt, dass ein derartiger Ke¬ ramik-Konverter im Infrarotbereich in einem Wellenlängen- bereich von etwa 780nm bis zu einigen μιη im Wesentlichen optisch durchlässig ist. Deshalb kann vorteilhafterweise, üblicherweise mit einem gewissen Absorptionsverlust, IR- Strahlung durch den Keramik-Konverter durchstrahlen. Somit kann beispielsweise weißes Nutzlicht für die Beleuch- tungs- und Signallichtfunktion und IR-Strahlung für eine Infrarot-Beleuchtungsfunktion mit demselben Konversionselement, insbesondere an dessen Ortslage, zur Verfügung gestellt werden. In the further radiation source is in front ¬ preferably an infrared (IR) radiation source, in particular an IR laser or an IR-laser diode. The IR radiation source then emits light radiation in the form of infrared radiation. Thus, the optical device may have a partially transmissive converter which emits, for example, yellow conversion radiation and is transparent to IR radiation, in which case in addition to the short-wave, in particular blue, radiation, which is preferably laser radiation, also the IR Radiation passes through the converter and can be processed by the same optics. In the conversion element of LARP technology is preferably, in particular because of the high ther ¬ mix loading to a ceramic converter, in particular a YAG: Ce: Gd ceramic converter or a YAG: Ce ceramic converter. This can be combined if necessary with another material to emit different ¬ Liche conversion radiation, with which the conversion element is combinatorial ¬ definable with a "second face" material. It has been found that such a Ke ¬ Ramik converter in Therefore infrared radiation can advantageously radiate through the ceramic converter, usually with a certain absorption loss, and thus, for example, white useful light can be used for the illumination. and signal light function and IR radiation for an infrared illumination function with the same conversion element, in particular at its location, are provided.
Denkbar ist auch, dass die Strahlungsquelle Anregungs- Strahlung in Form von ultraviolettem (UV) -Licht emittiert. Blaues Licht könnte hierbei dann zusätzlich erzeugt wer¬ den, beispielsweise von einer weiteren Strahlungsquelle. It is also conceivable that the radiation source emits excitation radiation in the form of ultraviolet (UV) light. Blue light here could then additionally generated ¬ to, for example, by a further radiation source.
Das Nutzlicht weist vorzugsweise eine an einen vorgesehe¬ nen Einsatzzweck angepasste Farbe auf. Somit sind grund- sätzlich auch andere Farbstoffe oder Konversionselemente denkbar, so dass beispielsweise auch rotes und/oder grü¬ nes und/oder blaues Konversionslicht erzeugt werden kann. Somit muss nicht zwangsweise weißes Nutzlicht vorhanden sein. Wird die optische Einrichtung beispielsweise für einen Fahrzeugblinker eingesetzt, so könnte das Nutzlicht gelb sein, bei Einsatz in einer Fahrzeugrückleuchte könn¬ te das Nutzlicht rot sein und bei sog. Sonderrechten oder Sonderfunktionen könnte es blau sein. The useful light preferably has a shape adapted to a pre ¬ see NEN purpose color. Thus, other dyes or conversion elements are in principle possible, so that for example, red and / or grü ¬ nes and / or blue light conversion can be generated. Thus, it is not necessary for white useful light to be present. If the optical device used for example for a vehicle turn signal, the useful light may be yellow, when used in a vehicle tail light could ¬ te the useful light be red and so-called. Special rights or special functions it might be blue.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die weitere Strahlungsquelle für die Lichtstrahlung unabhängig von der Strahlungsquelle für die Konversionsstrahlung steuerbar sein. Beispielsweise weist die weitere Strahlungs¬ quelle eine von der Strahlungsquelle für die Konversions¬ strahlung abweichende Modulationsfrequenz und/oder unter- schiedliche Ein/Aus-Zyklen auf. Mit anderen Worten kann die IR-Strahlung durch die separate Erzeugung eine andere Modulationsfrequenz oder On/Off-Zyklen als das weiße Nutzlicht aufweisen. In a further embodiment of the invention, the further radiation source for the light radiation can be controlled independently of the radiation source for the conversion radiation. For example, the further radiation source ¬ a deviating from the radiation source for the conversion ¬ radiation modulation frequency and / or different on / off cycles. In other words, due to the separate generation, the IR radiation may have a different modulation frequency or on / off cycles than the white useful light.
Vorzugsweise ist ein Sensor oder eine Wärmebildkamera vorgesehen, mit dem oder mit der die Lichtstrahlung, insbesondere die Lichtstrahlung, die an einem oder mehreren Objekten reflektiert ist, erfassbar ist. Preferably, a sensor or a thermal imaging camera is provided, with or with which the light radiation, in particular the light radiation, which is reflected at one or more objects, can be detected.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist ein Reflektor oder ein Umlenkreflektor vorgesehen, der die Anregungs- Strahlung zusammen mit der Lichtstrahlung zu dem Konver- sionselement lenkt. Mit anderen Worten kann die IR- Strahlung zusammen mit der blauen Laserstrahlung über einen Umlenkreflektor auf das Phosphor-Element gerichtet werden und durch dieses hindurch treten. Im Anschluss kann dann die IR-Strahlung, wie auch das Nutzlicht, von einer nachfolgenden Optik, beispielsweise einem Scheinwerfer-Reflektor, auf die Straße geworfen werden. In a preferred embodiment, a reflector or a deflecting reflector is provided which supplies the excitation radiation together with the light radiation to the converter. steering element. In other words, the IR radiation can be directed together with the blue laser radiation via a deflection reflector on the phosphor element and pass through it. Subsequently, the IR radiation, as well as the useful light, from a subsequent optics, such as a headlight reflector, are thrown on the street.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird die Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle zur De- tektion von Eigenschaften des Konversionselements und/oder zur Emission in ein Fernfeld eingesetzt. Mit dem ersten Einsatzzweck kann insbesondere eine Defektfreiheit des Konversionselements überwacht werden. Üblicherweise sind Konversionselemente nicht vollständig transparent. Eine Änderung im Absorptions- oder Transmissionsverhal¬ ten, wie beispielsweise eine Erhöhung der Lichtstrahlung oder der IR-Strahlung, die aus dem Konversionselement austritt, in einem gewissen Winkelbereich, kann auf eine Änderung des Konversionselements, wie beispielsweise ei- nen Riss oder ein Loch oder einen Defekt, zurückzuführen sein. In weiterer Ausgestaltung kann ein optisches Element, insbesondere ein dichroitisches Bauteil, vorgesehen sein, mit dem die Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle nach dem Konversionselement lenkbar ist. Insbeson- dere ist die Lichtstrahlung hierbei aus dem Strahlengang der Konversionsstrahlung und der ggf. nicht konvertierten Anregungsstrahlung lenkbar. Somit kann die IR-Strahlung aus dem Strahlengang des sichtbaren Lichts heraus gelenkt werden. Somit kann auch einfache Weise die Lichtstrahlung zur Überwachung des Konversionselements abgezweigt wer¬ den . Vorzugsweise sind die Anregungsstrahlung der Strahlungs¬ quelle und die Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle gemeinsam in einem Strahlengang zum Konversionselement geführt. Hierdurch können die Strahlungsquellen gemeinsam, beispielsweise benachbart, angeordnet werden. In a further preferred exemplary embodiment, the light radiation of the further radiation source is used for detecting properties of the conversion element and / or for emission into a far field. With the first application, in particular a freedom from defects of the conversion element can be monitored. Usually, conversion elements are not completely transparent. A change in the absorption or transmission behavior , such as, for example, an increase in the light radiation or the IR radiation that emerges from the conversion element, in a certain angular range, may be due to a change in the conversion element, such as a crack or a hole or a defect, be due. In a further embodiment, an optical element, in particular a dichroic component, can be provided, with which the light radiation of the further radiation source after the conversion element can be steered. In particular, the light radiation is in this case steerable out of the beam path of the conversion radiation and of the possibly not converted excitation radiation. Thus, the IR radiation from the beam path of visible light can be directed out. Thus, a simple way, the light rays to monitor the conversion element diverted ¬ to. Preferably, the excitation radiation from the radiation source ¬ and the light radiation from the further radiation source are guided together in an optical path to the conversion element. As a result, the radiation sources can be arranged together, for example adjacent.
Es ist denkbar, dass die Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle in den Strahlengang der Anregungsstrahlung der Strahlungsquelle über ein optisches Element, insbesondere seitlich, eingekoppelt ist. Hierdurch können die Strahlungsquellen flexibel zueinander angeordnet werden. Es ist natürlich auch denkbar, umgekehrt eine Ein- kopplung der Anregungsstrahlung in den Strahlengang der Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle vorzusehen. Zum Einkoppeln ist vorzugsweise ein dichroitisches Bau- teil, insbesondere ein dichroitischer Spiegel, vorgese¬ hen. Dieser kann beispielsweise für die Anregungsstrahlung transmissiv und für die Lichtstrahlung reflektierend sein. Das optische Element ist somit vorzugsweise im Strahlengang der Anregungsstrahlung angeordnet. Vorzugsweise ist im gemeinsamen Strahlengang oder im Strahlengang nach der Einkopplung der Lichtstrahlung ein Digital Micromirror Device (DMD) oder eine digitale Mik- rospiegeleinheit angeordnet, die beispielsweise Teil ei¬ nes Digital Light Processing (DLP) ist. Auch eine Umlen- kung durch einen dynamisch schwingenden MEMS-Spiegel ist möglich. Hierdurch kann somit auf vorrichtungstechnisch einfache Weise sowohl die Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle als auch die Anregungsstrahlung relativ zum Konversionselement gelenkt werden, bzw. das Konversi- onselement abgescannt werden. Vorzugsweise ist das Konversionselement auf einem für die Lichtstrahlung transmissiven Substrat, insbesondere einem Saphir-Substrat angeordnet. Des Weiteren kann das Sub¬ strat und/oder das Konversionselement eine einkoppelsei- tige dichroitische Beschichtung oder eine Antireflex- Beschichtung aufweisen, die durchlässig für die Lichtstrahlung und die Anregungsstrahlung, und reflektiv für Konversionsstrahlung ist. It is conceivable that the light radiation of the further radiation source is coupled into the beam path of the excitation radiation of the radiation source via an optical element, in particular laterally. As a result, the radiation sources can be arranged flexibly to each other. Of course, it is also conceivable, conversely, to provide for a coupling of the excitation radiation into the beam path of the light radiation of the further radiation source. For coupling is preferably a dichroic construction part, in particular a dichroic mirror, vorgese ¬ hen. This can be transmissive, for example, for the excitation radiation and reflective for the light radiation. The optical element is thus preferably arranged in the beam path of the excitation radiation. Preferably, a Digital Micromirror Device (DMD), or a digital micro- rospiegeleinheit is arranged in the common beam path or in the beam path after the coupling of the light radiation, which is for example part ei ¬ nes Digital Light Processing (DLP). A deflection by a dynamically oscillating MEMS mirror is also possible. As a result, both the light radiation of the further radiation source and the excitation radiation can be directed relative to the conversion element in a device-wise simple manner, or the conversion element can be scanned. Preferably, the conversion element is arranged on a transmissive to the light radiation substrate, in particular a sapphire substrate. Furthermore, the sub ¬ strat and / or the conversion element can comprise a einkoppelsei- term dichroic coating or antireflection coating that is transparent to the light radiation and the excitation radiation, and reflective of radiation conversion.
Vorzugsweise ist ein DMD im Nachgang des Konversionsele- ments angeordnet. Hierdurch kann somit auf vorrichtungs¬ technisch einfache Weise das Nutzlicht und die Licht¬ strahlung über das DMD gesteuert werden. Beispielsweise wird das Nutzlicht und die Lichtstrahlung über das DMD moduliert. Somit kann beispielsweise sichtbares Licht und IR-Licht auf vorrichtungstechnisch einfache Weise modu¬ liert werden. Vorzugsweise ist ein optisches Element, insbesondere ein primäres optisches Element, im Nachgang zum Konversionselement und vor dem DMD vorgesehen. Somit können die Lichtstrahlung und das Nutzlicht über das op- tische Element oder die Optik auf das DMD gerichtet wer¬ den . Preferably, a DMD is arranged following the conversion element. This allows thus the useful light and the light ¬ radiation are controlled by the DMD device on ¬ technically simple manner. For example, the useful light and the light radiation is modulated via the DMD. Thus, visible light and IR light can for example be on device technology easily modu ¬ lines. Preferably, an optical element, in particular a primary optical element, is provided following the conversion element and before the DMD. Thus, the light rays and the useful light on the opti- cal element or the optics to the DMD can ¬ directed to.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann ein optisches Element, insbesondere ein sekundäres optisches Ele¬ ment, im Nachgang zum DMD angeordnet sein, wodurch auf einfache Weise die Lichtstrahlung und das Nutzlicht durch das optische Element gemeinsam weiter verarbeitet werden können. Mit den primären und sekundären optischen Elementen und dem DMD erfolgt eine gleiche optische Bearbeitung der Lichtstrahlung, wie beispielsweise der IR-Strahlung, und des Nutzlichts, insbesondere des weißen Nutzlichts, da die Lichtstrahlung und das Nutzlicht einen gleichen optischen Pfad haben. Aus diesem Grund steht die Licht¬ strahlung bei einem Einsatz der optischen Einrichtung in einem Fahrzeugscheinwerfer beispielsweise sowohl im Abblendlicht als auch im Fernlicht oder in einer blendfrei- en Fernlichtfunktion (Glare free High Beam) , siehe beispielsweise ECE-R 123 ADB (für adaptive Frontbeleuchtungssystem) , zur Verfügung und kann für eine Objekterkennung, insbesondere für eine IR-Obj ekterkennung, verwendet werden. In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann die Lichtstrahlung oder die IR-Strahlung zusätzlich pulsweitenmo- duliert (PWM) sein (MHz, GHz) . Hierdurch kann bei einer Detektion durch geeignete Sensoren oder Wärmebildkameras durch eine PWM-Korrelation ein Signal-Rausch-Verhältnis gegenüber anderen Störquellen oder IR-Störquellen verbessert werden. Vorzugsweise ist eine Frequenz der PWM einstellbar, insbesondere veränderbar einstellbar. Somit können unterschiedliche Fahrzeuge, die eine optische Ein¬ richtung aufweisen, eine unterschiedlich modulierte Lichtstrahlung haben. Die Einstellung der Frequenz erfolgt beispielsweise stochastisch . Des Weiteren erfolgt die Einstellung der PWM-Frequenz vorzugsweise in einem Frequenzbereich zwischen 100kHz oder einigen 100kHz bis in den MHz- oder GHz-Bereich. Vorzugsweise ist die Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle polarisiert. Somit kann die Lichtstrahlung oder die IR-Strahlung polarisiert abgestrahlt und mit einem dafür eingerichteten Sensor detektiert werden. Die Polarisation kann auch im Strahlengang nach der Strah- lungsquelle erfolgen. Das DMD, das dem Konversionselement vor- oder nachge¬ schaltet ist, ist beispielsweise nicht vollflächig von dem Nutzlicht und/oder der Lichtstrahlung und/oder der Konversionsstrahlung bestrahlt. Denkbar ist, dass nur ein Teilbereich oder mehrere Teilbereiche des DMD, insbesondere von der Lichtstrahlung, bestrahlt ist/sind. Des Wei¬ teren ist denkbar, dass nur ein Teilbereich oder mehrere Teilbereiche des DMD, insbesondere von der Lichtstrah¬ lung, bestrahlt wird/werden, die nicht vom Nutzlicht oder vom Konversionslicht bestrahlt sind. Somit werden nur Teilbereiche, insbesondere von der Lichtstrahlung, be¬ strahlt, die für reguläre optische Funktionen, insbeson¬ dere des sichtbaren Lichts, nicht genutzt werden. Hierbei handelt es sich beispielsweise um Eckbereiche und/oder Randbereiche und/oder Randzeilen und/oder Randspalten des DMD. Vorzugsweise kann ein Teil der Lichtstrahlung oder die gesamte Lichtstrahlung der weiteren Lichtquelle vom Strahlungspfad des Nutzlichts abgetrennt und beispiels¬ weise für andere Beleuchtungsfunktionen und/oder zur De- tektion, wie vorstehend bereits erläutert, des Konverter¬ zustands verwendet werden. Die Abtrennung der Lichtstrahlung erfolgt hierbei vorzugsweise nach dem DMD (Digital Mirror Device) oder einer DLP (Digital Light Processing) -Projektionsoptik. Mit anderen Worten kann ein Teil der IR-Strahlung nach dem DMD oder der DLP-Proj ektionsoptik vom regulären Lichtpfad abgetrennt werden. In a further embodiment of the invention, an optical element, in particular a secondary optical ele ¬ ment, be arranged in the wake of the DMD, which in a simple way, the light radiation and the useful light can be further processed jointly by the optical element. With the primary and secondary optical elements and the DMD the same optical processing of the light radiation, such as the IR radiation, and the useful light, in particular the white useful light, as the light radiation and the useful light is the same have optical path. For this reason, the light ¬ radiation is in a use of the optical device in a vehicle headlamp, for example, both the low beams and the high beams or in a blendfrei- en beam function (glare free High Beam), see for example ECE-R 123 ADB (Adaptive Front Lighting System ), and can be used for an object recognition, in particular for an IR obj ekterkennung. In a further embodiment of the invention, the light radiation or the IR radiation may additionally be pulse width modulated (PWM) (MHz, GHz). As a result, a signal-to-noise ratio with respect to other sources of interference or sources of IR interference can be improved upon detection by means of suitable sensors or thermal imaging cameras by PWM correlation. Preferably, a frequency of the PWM is adjustable, in particular variably adjustable. Thus, different vehicles that have an optical device can have differently modulated light radiation. The setting of the frequency is stochastic, for example. Furthermore, the adjustment of the PWM frequency preferably takes place in a frequency range between 100 kHz or a few 100 kHz up to the MHz or GHz range. Preferably, the light radiation of the further radiation source is polarized. Thus, the light radiation or the IR radiation can be radiated polarized and detected with a dedicated sensor. The polarization can also take place in the beam path after the radiation source. The DMD, which is the conversion element forward or nachge ¬ switched, for example, not the entire surface of the useful light and / or the light radiation and / or the conversion radiation irradiated. It is conceivable that only a partial area or several partial areas of the DMD, in particular of the light radiation, is / are irradiated. Wei direct ¬ is conceivable that only a portion or multiple portions of the DMD, is irradiated in particular of the lung Shafts of Light ¬ / are not irradiated from the useful light or by the conversion light. Thus, only partial areas, especially from the light radiation, emits be ¬ which are regular optical functions, insbeson ¬ particular visible light, not used. These are, for example, corner regions and / or edge regions and / or edge lines and / or marginal columns of the DMD. Preferably, a part of the light radiation or the entire light radiation of the further light source from the radiation path of the useful light separated and Example ¬ example tektion for other lighting functions and / or to the dismantling, as already explained above, the converter ¬ state are used. The separation of the light radiation is in this case preferably according to the DMD (Digital Mirror Device) or a DLP (Digital Light Processing) projection optics. In other words, a part of the IR radiation can be separated from the regular light path after the DMD or the DLP projection optics.
Vorzugsweise ist ein Teil oder sind mehrere Teile des Konversionselements derart abgeschattet, dass ein ent¬ sprechendes Teil oder entsprechende Teile des nachge- schalteten DMDs oder DLPs, wie beispielsweise die Ecken, nicht vom Nutzlicht, sondern nur von der Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle beleuchtet sind. Preferably, a part or parts of the conversion element are shaded such that a ent ¬ speaking part or corresponding parts of the down- stream DMDs or DLPs, such as the corners, are not illuminated by the useful light, but only by the light radiation of the other radiation source.
Im Nachgang zum Konversionselement sind vorzugsweise zu¬ mindest zwei, insbesondere sekundäre, optische Elemente vorgesehen. Hierbei kann ein Element für die Lichtstrahlung und ein Element für das Nutzlicht eingesetzt sein. Eines der optischen Elemente oder beide optische Elemente sind hierbei beispielsweise ein dichroitisches Bauteil, wie beispielsweise ein dichroitischer Spiegel. Mit ande- ren Worten kann eine Auskoppeloptik doppelt angelegt sein, einmal mit einem dichroitischen Bauteil für die IR- Strahlung und einmal mit einem dichroitischen Bauteil für das Nutzlicht oder Licht im sichtbaren Spektralbereich, so dass unterschiedliche Lichtverteilungen für zwei Funk- tionen, wie beispielsweise Beleuchtung oder sichtbares Licht und Night Vision oder Abstandserkennung ermöglicht sind. Hierdurch sind trotz zwei verschiedener Sekundäroptiken völlig unterschiedliche Funktionen mit einer einzigen Primäroptik und/oder Lichtquelle und/oder DMD nutz- bar. Die dichroitischen Bauteile sind beispielsweise als Beschichtung ausgebildet. Subsequent to the conversion element are preferably ¬ least two, in particular secondary, optical elements are provided. In this case, an element for the light radiation and an element for the useful light can be used. One of the optical elements or both optical elements in this case, for example, a dichroic component, such as a dichroic mirror. In other words, a coupling-out optics can be applied twice, once with a dichroic component for the IR radiation and once with a dichroic component for the useful light or light in the visible spectral range, so that different light distributions for two functions, such as lighting or visible light and night vision or distance detection are enabled. As a result, completely different functions can be used with a single primary optics and / or light source and / or DMD despite two different secondary optics. The dichroic components are designed, for example, as a coating.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann das optische Element, insbesondere das dem Konversionselement nachge¬ schaltete, für die Lichtstrahlung und für das Nutzlicht ausgelegt oder angepasst sein. Die Anpassung erfolgt hier beispielsweise über den Brechungsindex. Insbesondere er¬ folgt die Anpassung vorzugsweise derart, dass die Licht¬ strahlung im Vergleich zum Nutzlicht einen größeren Ausleuchtbereich aufweist, wobei die Auflösung der Licht- Strahlung dann entsprechend geringer sein kann. Hierdurch ist ein gezieltes Defokussieren der Lichtstrahlung ermöglicht . In a further embodiment of the invention, the optical element, in particular the nachge the conversion element ¬ switched, designed or adapted for the light radiation and the useful light. The adaptation takes place here for example via the refractive index. In particular, it ¬ adaptation preferably follows so that the light ¬ radiation has a larger footprint in comparison to the useful light, wherein the resolution of the light may be correspondingly less radiation then. hereby is a targeted defocusing of the light radiation allows.
Mit Vorteil erfolgt eine Abstrahlung oder eine Einspei- sung der Anregungsstrahlung und der Lichtstrahlung se- quenziell. Die sequenzielle Abstrahlung kann beispiels¬ weise mit einem bestimmten Taktverhältnis vorgegeben sein, wobei das Taktverhältnis 1:10 oder 1:100 oder 1:1000 beträgt. Advantageously, a radiation or a feed of the excitation radiation and the light radiation takes place sequentially. The sequential emission can ¬ example, be set at a specific duty cycle, wherein the duty ratio of 1:10 or 1: 100 or 1: 1000th
Die Abstrahlung der Lichtstrahlung oder der IR-Strahlung ausgangsseitig des optischen Bauelements ist hierbei vor¬ zugsweise derart, dass ein Gitternetz oder ein IR- Gitternetz oder Gitter-/Referenzpunkte oder Gitter- Referenzlinien in eine Umgebung, beispielsweise auf eine Straße, projizierbar sind. Hierdurch kann auf einfache Weise eine Abstands- und/oder Winkel- und/oder Ortserken¬ nung angestrahlter Objekte ermöglicht werden. The emission of the light radiation or infrared radiation output side of the optical component in this case before ¬ preferably such that a grid or an IR grid or grid / reference points or grid reference lines into an environment, for example on a road, can be projected. This allows the illuminated objects are easily enables a distance and / or angles and / or Ortserken ¬ planning.
Erfindungsgemäß ist ein Fahrzeugscheinwerfer oder eine Fahrzeugleuchte vorgesehen, die eine optische Einrichtung gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte auf- weist. Ein derartiger Fahrzeugscheinwerfer kann kompakt und bauraumsparend ausgestaltet werden und zugleich neben einer Beleuchtungs-/ oder Signallichtfunktion eine Funktion aufweisen, bei der die Lichtstrahlung eingesetzt wird . Weiter vorzugsweise ist ein Fahrzeug mit zumindest zwei Fahrzeugscheinwerfern gemäß einem oder mehrerer der vorhergehenden Aspekte vorgesehen. Die Lichtstrahlung einer jeweiligen weiteren Strahlungsquelle der zumindest zwei Fahrzeugscheinwerfer kann hierbei eine eigene PWM- Frequenz aufweisen. Hierbei unterscheiden sich somit die Frequenzen und können somit messtechnisch differenziert werden. Die Fahrzeugscheinwerfer sind somit voneinander unterscheidbar . According to the invention, a vehicle headlamp or a vehicle lamp is provided which has an optical device according to one or more of the preceding aspects. Such a vehicle headlight can be made compact and space-saving and at the same time have a function in addition to a lighting or signal light function in which the light radiation is used. Further preferably, a vehicle is provided with at least two vehicle headlights according to one or more of the preceding aspects. The light radiation of a respective further radiation source of the at least two vehicle headlights may in this case have its own PWM frequency. In this case, therefore, the differ Frequencies and can thus be differentiated metrologically. The vehicle headlights are thus distinguishable from each other.
Im Folgenden soll die Erfindung anhand von Ausführungs¬ beispielen näher erläutert werden. Die Figuren zeigen: The invention will be explained in detail by means of execution ¬ examples. The figures show:
Fig. 1 in einem Längsschnitt eine optische Einrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel Fig. 1 in a longitudinal section an optical device according to a first embodiment
Fig. 2 in einem Achsendiagramm eine Höhe einer Transmission eines Konversionselements in Abhängigkeit von einer Wellenlänge einer das Konversionselement durchstrahlenden Strahlung 2 shows in an axis diagram a height of a transmission of a conversion element as a function of a wavelength of radiation radiating through the conversion element
Fig. 3 in einer Seitenansicht eine optische Einrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel Fig. 3 is a side view of an optical device according to a second embodiment
Fig. 4 in einem Achsendiagramm eine Höhe einer Transmission durch ein Saphir-Bauteil in Abhängigkeit von einer Wellenlänge einer das Bauteil durchstrahlenden Strahlung 4 shows in an axis diagram a height of a transmission through a sapphire component as a function of a wavelength of a radiation radiating through the component
Fig. 5 in einer perspektivischen Darstellung eine optische Einrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel Fig. 5 is a perspective view of an optical device according to a third embodiment
Gemäß Figur 1 ist eine optische Einrichtung 1 dargestellt mit einer Strahlungsquelle 2 zur Emission einer Anre¬ gungsstrahlung, bei der es sich beispielsweise um eine Laserdiode handelt. Neben der Strahlungsquelle 2 ist eine weitere Strahlungsquelle 4 vorgesehen, bei der es sich um einen Infrarotlaser handelt. Die Strahlungsquelle 2 emit¬ tiert eine Anregungsstrahlung in Form einer blauen Laserstrahlung und die Strahlungsquelle 4 eine Lichtstrahlung in Form einer IR-Strahlung, die in einem gemeinsamen Strahlengang 6, z.B. einen Integratorstab, emittiert sind. Die IR-Strahlung und die Anregungsstrahlung sind über einen Reflektor 8 auf ein Konversionselement 10 ge- lenkt. Dieses ist auf einem Substrat 12 befestigt, das transparent ausgestaltet ist. Im Nachgang zum Konversi¬ onselement 10 sind optische Elemente 14 vorgesehen. Das Konversionselement 10 konvertiert die blaue Laserstrah¬ lung teilweise in gelbes sichtbares Licht, das zusammen mit nicht konvertiertem Laserlicht ein weißes Nutzlicht ergibt. Des Weiteren ist das Konversionselement 10 hin¬ sichtlich der IR-Strahlung transmissiv, womit aus dem Konversionselement 10 somit die IR-Strahlung und das Nutzlicht hin zu den optischen Elementen 14 emittiert werden. Das optische Element 14 kann eine Auskoppeloptik sein, welcher ein weiterer Reflektor (nicht dargestellt) nachgeordnet ist, der dann sowohl das Nutzlicht als auch die Lichtstrahlung auf die Straße bzw. Umgebung projiziert. Somit hat die optische Einrichtung 1 äußerst kom- pakt zwei unterschiedliche Strahlungsquellen, die einen gemeinsamen Strahlengang aufweisen, obwohl die optische Einrichtung 1 die LARP-Technologie einsetzt. According to Figure 1, an optical device 1 is shown with a radiation source 2 for emitting radiation Anre ¬ supply, which is, for example, is a laser diode. In addition to the radiation source 2, a further radiation source 4 is provided, which is an infrared laser. The radiation source 2 emit ¬ advantage an excitation radiation in the form of a blue laser beam and the radiation source 4 is a light radiation in the form of an IR radiation, which are emitted in a common beam path 6, for example an integrator rod. The IR radiation and the excitation radiation are directed via a reflector 8 to a conversion element 10. This is mounted on a substrate 12, which is designed to be transparent. Subsequent to Konversi ¬ onselement 10 optical elements 14 are provided. The conversion element 10 converts the blue Laserstrah ¬ lung partially in yellow visible light resulting together with non-converted laser light, a white useful light. Further, the conversion element 10 is out ¬ visibly transmissive of IR radiation, thus reading the IR radiation and the useful light emitted toward the optical elements 14 from the conversion element 10th The optical element 14 may be a coupling-out optical system, to which a further reflector (not shown) is arranged downstream, which then projects both the useful light and the light radiation onto the road or surroundings. Thus, the optical device 1 has extremely compact two different radiation sources, which have a common beam path, although the optical device 1 uses the LARP technology.
Bei dem Konversionselement 10 handelt es sich beispiels¬ weise um einen Yag:Ce Keramik-Konverter. Gemäß Figur 2 ist für diesen ein Achsendiagramm dargestellt, das auf seiner Ordinate eine Transmission in % und auf seiner Abszisse eine Wellenlänge in μιη vorsieht. Hierbei ist er¬ kennbar, dass ein Transmissionsverlauf 16 über die Wel¬ lenlänge für den Yag:Ce Keramik-Konverter eine über 80%- ige Transmission für eine Infrarot-Strahlung hat. Zum Vergleich ist auch ein Transmissionsverlauf 18 für einen YAG Kristall-Konverter aufgezeigt. In the conversion element 10 is ¬ example, be a YAG: Ce ceramic converter. According to Figure 2, an axis diagram is shown for this, which provides on its ordinate transmission in% and on its abscissa a wavelength in μιη. Here, it is recognizable ¬ that a transmission curve 16 via the Wel ¬ lenlänge for the YAG: Ce ceramic converter more than 80% - ige has transmittance for infrared radiation. To the Comparison also shows a transmission curve 18 for a YAG crystal converter.
Die optische Einrichtung 1 ist hierbei Teil eines Fahr¬ zeugscheinwerfers 19, der mit einer gestrichelten Linie schematisch angedeutet ist. Zum Erfassen einer von einer Umgebung der optischen Einrichtung 1 reflektierten Lichtstrahlung oder IR-Strahlung ist ein Sensor 21 vorgesehen, der im Fahrzeugscheinwerfer 19 oder separat zum Fahrzeugscheinwerfer 19 vorgesehen sein kann. In Figur 3 ist eine optische Einrichtung 20 im Unterschied zur Figur 1 nicht statisch ausgebildet, sondern dynamisch. Hierbei ist eine Baugruppe 22 vorgesehen, in der die Strahlungsquelle für die Anregungsstrahlung (blaue Laserstrahlung) und die weitere Strahlungsquelle für die Lichtstrahlung (IR-Strahlung) emittiert wird. Ausgangsseitig der Baugruppe 22 ist ein gemeinsamer Strahlengang 24 für die Anregungsstrahlung und die Lichtstrahlung vorgesehen. Im Nachgang zur Baugruppe 22 ist dann ein Digital Micromirror Device (DMD) 26 angeordnet, über den die Strahlungen im Strahlengang 24 auf unterschiedliche Bereiche eines Konversionselements 28 lenkbar sind, das dem DMD nachgeschaltet ist. Das Konversionsele¬ ment 28 ist auf einem Substrat 30 aus Saphir angeordnet. Auf dem Substrat 30 wiederum ist auf der vom Konversions- element 28 wegweisenden Seite ein dichroitisches Bauteil in Form einer dichroitischen Beschichtung 32 angeordnet. Diese ist sowohl für die Anregungsstrahlung als auch für die Lichtstrahlung durchlässig. Entsprechend wie bei der Ausführungsform in Figur 1 werden aus dem Konversionsele- ment 28 Nutzlicht und die Lichtstrahlung emittiert und treffen auf ein optisches Element 34 in Form einer Linse. Die dichroitische Beschichtung 32 ist für das Konversi¬ onslicht reflektiv. The optical device 1 is in this case part of a driving ¬ generating headlamp 19 which is indicated schematically with a dashed line. For detecting a light radiation or IR radiation reflected from an environment of the optical device 1, a sensor 21 is provided which may be provided in the vehicle headlight 19 or separately from the vehicle headlight 19. In FIG. 3, in contrast to FIG. 1, an optical device 20 is not formed statically but dynamically. In this case, an assembly 22 is provided in which the radiation source for the excitation radiation (blue laser radiation) and the further radiation source for the light radiation (IR radiation) is emitted. On the output side of the module 22, a common beam path 24 for the excitation radiation and the light radiation is provided. Subsequent to the assembly 22, a digital micromirror device (DMD) 26 is then arranged, via which the radiations in the beam path 24 can be directed to different regions of a conversion element 28, which is connected downstream of the DMD. The conversion element 28 is arranged on a substrate 30 made of sapphire. In turn, a dichroic component in the form of a dichroic coating 32 is arranged on the substrate 30 on the side facing away from the conversion element 28. This is permeable to both the excitation radiation and the light radiation. As in the embodiment in FIG. 1, useful light and the light radiation are emitted from the conversion element 28 and strike an optical element 34 in the form of a lens. The dichroic coating 32 is reflective for the Konversi ¬ onslicht.
Das Saphir-Substrat 30 aus Figur 3 ist, wie vorstehend bereits erläutert, für die Lichtstrahlung in Form der IR- Strahlung transmissiv, was in Figur 4 gezeigt ist. Hierbei ist die Transmission in % des Saphir-Substrats 30 in Abhängigkeit einer Wellenlänge der durch das Saphir- Substrat 30 hindurchtretenden Strahlung aufgezeigt. Es ist erkennbar, dass etwa bis zu einer Wellenlänge von 4,5 μιη eine Transmission zwischen 80% und 90% beträgt. As already explained above, the sapphire substrate 30 from FIG. 3 is transmissive to the light radiation in the form of the IR radiation, which is shown in FIG. In this case, the transmission in% of the sapphire substrate 30 is shown as a function of a wavelength of the radiation passing through the sapphire substrate 30. It can be seen that approximately up to a wavelength of 4.5 μιη a transmission between 80% and 90%.
In Figur 5 ist eine optische Einrichtung 36 dargestellt, bei der eine Einheit 38 vorgesehen ist, in der die Strahlungsquelle zur Emission der Anregungsstrahlung, bei der es sich um eine blaue Laser-Anordnung handeln kann, und die weitere Strahlungsquelle für die Lichtstrahlung, bei der ein oder mehrere IR-Laser vorgesehen sein können, angeordnet sind. Die Anregungsstrahlung und die Lichtstrahlung strahlen hierbei vorzugsweise vollflächig durch ein Konversionselement der Einheit 38 hindurch. Über ein ge- eignetes primäres optisches Element werden dann das Nutz¬ licht und die Lichtstrahlung der Einheit 38 auf ein DMD 40 gelenkt. Die Strahlungen werden dann über das DMD, also über die kippbaren DMD-Spiegelelemente, moduliert und über ein weiteres geeignetes optisches Element 42 (Aus- koppeloptik im ON-State der DMD-Spiegel) ) oder 44 (Strahlungsabsorber im OFF-State der DMD-Spiegel) weiter verarbeitet . In Figure 5, an optical device 36 is shown, in which a unit 38 is provided, in which the radiation source for emitting the excitation radiation, which may be a blue laser array, and the further radiation source for the light radiation, in the one or more IR lasers can be provided are arranged. The excitation radiation and the light radiation in this case preferably radiate through the entire surface through a conversion element of the unit 38. ¬ the useful light and the light radiation of the unit are then directed to a DMD 40 via a gear 38. One suitable primary optical element. The radiations are then modulated via the DMD, ie via the tiltable DMD mirror elements, and via another suitable optical element 42 (coupling-out optics in the DMD mirror ON state) or 44 (radiation absorber in the OFF state of the DMD mirror). Mirror) processed further.
Offenbart ist eine optische Einrichtung mit zumindest ei¬ ner Strahlungsquelle zur Emission einer Anregungsstrah- lung für ein Konversionselement. Das Konversionselement ist der Strahlungsquelle nachgeschaltet und konvertiert zumindest teilweise die Anregungsstrahlung in eine Kon¬ versionsstrahlung. Es ist eine weitere Strahlungsquelle vorgesehen, die eine Lichtstrahlung, insbesondere eine Infrarot-Strahlung, emittiert. Das Konversionselement ist dabei derart ausgestaltet, dass die Lichtstrahlung im We¬ sentlichen durch dieses hindurch treten kann, ohne konvertiert zu werden. Disclosed is an optical device with at least ei ¬ ner radiation source for emission of an excitation radiation for a conversion element. The conversion element is downstream of the radiation source and at least partially converts the excitation radiation into a Kon ¬ version radiation. There is provided a further radiation source which emits light radiation, in particular infrared radiation. The conversion element is designed such that the light radiation in the We ¬ sentlichen by this can pass without being converted.
BEZUGSZEICHENLISTE LIST OF REFERENCE NUMBERS
Optische Einrichtung 1Optical device 1
Strahlungsquelle 2 Strahlungsquelle 4Radiation source 2 Radiation source 4
Strahlengang 6Beam path 6
Reflektor 8Reflector 8
Konversionselement 10Conversion element 10
Substrat 12 Optische Elemente 14Substrate 12 Optical Elements 14
Transmissionsverlauf 16Transmittance course 16
Transmissionsverlauf 18Transmission course 18
Fahrzeugscheinwerfer 19Vehicle headlight 19
Optische Einrichtung 20 Sensor 21Optical device 20 Sensor 21
Baugruppe 22Assembly 22
Strahlengang 24Beam path 24
Digital Micromirror Device (DMD) 26Digital Micromirror Device (DMD) 26
Konversionselement 28 Substrat 30 Dichroitische Beschichtung 32 Optisches Element 34 Optische Einrichtung 36 Einheit 38Conversion element 28 substrate 30 Dichroic coating 32 Optical element 34 Optical device 36 Unit 38
Digital Micromirror Device 40 Optisches Element 42 Optisches Element 44 Digital Micromirror Device 40 Optical element 42 Optical element 44

Claims

ANSPRUCHE EXPECTATIONS
Optische Einrichtung mit zumindest einer Strahlungs¬ quelle (2,38) zur Emission einer Anregungsstrahlung, die auf ein der Strahlungsquelle (2) nachgeschaltetes Konversionselement (10) strahlt, mit dem die Anre¬ gungsstrahlung zumindest teilweise in eine Konversi¬ onsstrahlung umgewandelt ist, wobei zumindest eine weitere Strahlungsquelle (4) vorgesehen ist, die mit einer Lichtstrahlung zumindest teilweise durch das Konversionselement (10) strahlt, das zumindest teil¬ weise durchlässig für die Lichtstrahlung ausgebildet ist . Optical device with at least one radiation source (2,38) for emitting an excitation radiation which radiates onto a conversion element (10) connected downstream of the radiation source (2), with which the excitation radiation is at least partially converted into a conversion radiation, whereby at least one further radiation source (4) is provided, which radiates light radiation at least partially through the conversion element (10), which is at least partially transparent to the light radiation.
2. Optische Einrichtung nach Anspruch 1, wobei dem Konversionselement (10) ein optisches Element (14,34, 40, 42) für ein aus dem Konversionselement (10) aus¬ tretendes Nutzlicht und für die Lichtstrahlung nach¬ geschaltet ist. 2. Optical device according to claim 1, wherein the conversion element (10) is connected to an optical element (14,34, 40, 42) for useful light emerging from the conversion element (10) and for the light radiation .
Optische Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Strahlungsquelle (2) für die Anregungsstrahlung ein Laser oder eine Laserdiode ist, die Anregungs¬ strahlung in Form von Laserlicht emittiert, und/oder wobei die weitere Strahlungsquelle eine Infrarot ( IR) -Strahlungsquelle ist, die Lichtstrahlung in Form von IR-Strahlung emittiert. 4. Optische Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die weitere Strahlungsquelle (4) für die Lichtstrahlung unabhängig von der Strahlungsquelle (2) für die Konversionsstrahlung steuerbar ist. Optical device according to claim 1 or 2, wherein the radiation source (2) for the excitation radiation is a laser or a laser diode which emits excitation radiation in the form of laser light, and/or wherein the further radiation source is an infrared (IR) radiation source, which emits light radiation in the form of IR radiation. 4. Optical device according to one of claims 1 to 3, wherein the further radiation source (4) for the light radiation can be controlled independently of the radiation source (2) for the conversion radiation.
Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Reflektor vorgesehen ist, der die Anregungsstrahlung gemeinsam mit der Lichtstrahlung zum Konversionselement (10) lenkt. Optical device according to one of the preceding claims, wherein a reflector is provided which directs the excitation radiation together with the light radiation to the conversion element (10).
Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle (4) zur Detektion von Eigenschaften des Konversionselements (10) und/oder zur Emission in einem Fernfeld eingesetzt ist. Optical device according to one of the preceding claims, wherein the light radiation from the further radiation source (4) is used to detect properties of the conversion element (10) and/or for emission in a far field.
Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein optisches Element vorgesehen ist, mit dem die Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle (4) nach dem Konversionselement (10) aus dem Strahlengang eines Nutzlichts lenkbar ist. Optical device according to one of the preceding claims, wherein an optical element is provided with which the light radiation from the further radiation source (4) can be directed out of the beam path of a useful light after the conversion element (10).
Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle (4) in den Strahlengang der Anregungsstrahlung der Strahlungsquelle (2) über ein optisches Element eingekoppelt ist. Optical device according to one of the preceding claims, wherein the light radiation from the further radiation source (4) is coupled into the beam path of the excitation radiation from the radiation source (2) via an optical element.
Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei in einem gemeinsamen Strahlengang der Lichtstrahlung und der Anregungsstrahlung oder im Strahlengang vor der Einkopplung der Lichtstrahlung in die Anregungsstrahlung ein Digital Micro Mirror Device (DMD) (26) und/oder eine MEMS-Spiegelanordnung angeordnet ist. Optical device according to one of the preceding claims, wherein a digital micro mirror device (DMD) (26) and/or a MEMS mirror arrangement is arranged in a common beam path of the light radiation and the excitation radiation or in the beam path before the light radiation is coupled into the excitation radiation.
Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Digital Micromirror Device (DMD) (40) im Nachgang zum Konversionselement Optical device according to one of the preceding claims, wherein a digital micromirror device (DMD) (40) downstream of the conversion element
(10) angeord¬ net ist. (10) is arranged .
11. Optische Einrichtung nach Anspruch 9 oder 10, wobei nur ein Teilbereich oder mehrere Teilbereiche des DMD (40) von der Lichtstrahlung bestrahlt ist/sind, das oder die nicht von dem Nutzlicht bestrahlt sind. 11. Optical device according to claim 9 or 10, wherein only a partial area or several partial areas of the DMD (40) is/are irradiated by the light radiation, which or which are not irradiated by the useful light.
12. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtstrahlung der weiteren12. Optical device according to one of the preceding claims, wherein the light radiation is further
Strahlungsquelle (4) pulsweitenmoduliert ist. Radiation source (4) is pulse width modulated.
13. Optische Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtstrahlung der weiteren Strahlungsquelle (4) polarisiert ist. 13. Optical device according to one of the preceding claims, wherein the light radiation from the further radiation source (4) is polarized.
14. Fahrzeugscheinwerfer mit einer optischen Einrichtung gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche. 14. Vehicle headlights with an optical device according to one of the preceding claims.
15. Fahrzeug mit zumindest zwei Fahrzeugscheinwerfern (19) gemäß Anspruch 14, wobei die Lichtstrahlung einer jeweiligen weiteren Strahlungsquelle (4) der zu- mindest zwei Fahrzeugscheinwerfer (19) mit einer eigenen Frequenz pulsweitenmoduliert ist. 15. Vehicle with at least two vehicle headlights (19) according to claim 14, wherein the light radiation from a respective further radiation source (4) of the at least two vehicle headlights (19) is pulse width modulated with its own frequency.
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