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WO2015169665A1 - Erzeugen eines lichtabstrahlmusters in einem fernfeld - Google Patents

Erzeugen eines lichtabstrahlmusters in einem fernfeld Download PDF

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WO2015169665A1
WO2015169665A1 PCT/EP2015/059349 EP2015059349W WO2015169665A1 WO 2015169665 A1 WO2015169665 A1 WO 2015169665A1 EP 2015059349 W EP2015059349 W EP 2015059349W WO 2015169665 A1 WO2015169665 A1 WO 2015169665A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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phosphor
light
lighting device
light emission
fluorescent
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/EP2015/059349
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jürgen HAGER
Stephan Schwaiger
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Osram GmbH
Original Assignee
Osram GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Osram GmbH filed Critical Osram GmbH
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Priority to EP15721634.2A priority patent/EP3140591B1/de
Priority to US15/309,473 priority patent/US9945530B2/en
Publication of WO2015169665A1 publication Critical patent/WO2015169665A1/de
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Ceased legal-status Critical Current

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    • F21S41/683—Illuminating devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. headlamps characterised by a variable light distribution by acting on screens by moving screens
    • F21S41/695—Screens rotating around a vertical axis
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    • F21S43/00—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights
    • F21S43/10—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source
    • F21S43/13—Signalling devices specially adapted for vehicle exteriors, e.g. brake lamps, direction indicator lights or reversing lights characterised by the light source characterised by the type of light source
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/40—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity
    • F21V9/45—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters with provision for controlling spectral properties, e.g. colour, or intensity by adjustment of photoluminescent elements

Definitions

  • a headlamp for generating a Lichtabstrahlmusters in a far field comprising at least one phosphor surface and at least one spaced from the phosphor surface
  • Light source for emitting primary light for illuminating the phosphor surface, whereby an associated
  • the invention is a light emission pattern generated.
  • WO 2011/160680 A1 discloses a light source arrangement which has a primary light source and a secondary light source, wherein the primary light source is adapted to illuminate the secondary light source, wherein the
  • Secondary light source has a polyhedron with at least a first and a second phosphor surface, wherein the
  • Primary light source at least one laser or a
  • a drive mechanism is attached to the primary light source or to the secondary light source.
  • US 2006/0227087 A1 discloses laser display systems which generate at least one scanning laser beam to produce one or more phosphors on a screen emitting light to form images.
  • Phosphor materials may include phosphor materials.
  • EP 2 359 605 B1 discloses a luminous means with at least one semiconductor laser, which is adapted to a
  • Conversion means which is arranged downstream of the semiconductor laser and adapted to at least a part of
  • Concentration of color centers or luminous dots which is at least 10 ⁇ 7 / ⁇ ⁇ 3 and the color centers or dots are statistically distributed in the conversion means, and wherein a irradiated by the primary radiation focal spot of the conversion agent has an area of at most 0.5
  • a lighting device for a headlight for generating a Lichtabstrahlmusters comprising at least one light source for emitting primary light to an illumination surface; at least two different phosphor surfaces, which are at least partially alternately by means of at least one translational movement in the illumination surface can be introduced; and a
  • Control means for positioning the phosphor surfaces with respect to the illumination surface being in one
  • Control device is adapted to set a particular Lichtabstrahlmusters at least one of them
  • This lighting device has the advantage that it can be switched with a comparatively small design effort between different Lichtabstrahlmustern. That the fluorescent surfaces in the lighting area
  • the far field in particular, likes one field or space in one
  • the illumination surface may be particularly large in size and extent and shape factor due to the primary light
  • a phosphor surface has at least one phosphor or conversion (dye) substance, which on the
  • incident primary light at least partially in secondary light of different wavelengths, in particular larger
  • Wavelength converts or converts.
  • Wavelength conversion is basically known and need not be further elaborated here.
  • a phosphor may partially convert incident blue primary light into yellow secondary light, so that of the
  • Fluorescent surface total blue-yellow or white
  • they comprise a different shape, a different type of phosphor (s) and / or a different phosphor distribution.
  • different phosphor distribution may be a
  • Phosphors e.g., phosphor A in one phosphor surface and phosphors A and B in another phosphor surface.
  • Different fluorescent surfaces cause correspondingly when irradiated with primary light
  • Color distribution at least one associated phosphor surface may be inhomogeneously coated with at least one phosphor, e.g. with an inhomogeneous layer thickness and / or an inhomogeneous phosphor concentration of at least one phosphor, in particular over a large area.
  • Fluorescent surfaces can be determined in turn
  • the light color is susceptible to the presence of fog or rain, but e.g. also adapt to a combination of fog or rain with an old or a young driver.
  • the peculiarities of color blind or partial color blind e.g., with a red / green weakness
  • At least one phosphor surface may have a uniform distribution of phosphor. This enables a uniformly illuminating light emission pattern.
  • At least one may
  • Fluorescent surface have a non-uniform distribution of at least one phosphor. This allows in a particularly simple manner, for example, in terms of brightness and / or a light color multiform light emission pattern.
  • at least one phosphor surface may comprise a plurality of phosphors which are distributed unevenly over the phosphor surface.
  • multi-colored light emission patterns can be provided in a particularly simple manner. If a partial region of the dye surface has partial regions in which a plurality of phosphors are present, it is easy to produce a light emission pattern with subregions that merge into one another.
  • a fluorescent surface may also be separate from each other
  • Parts have different phosphor concentrations and / or phosphors or phosphor mixtures. In addition or alternatively like the sections with
  • the phosphor surfaces are arranged in particular on at least one at least translationally displaceable carrier. This gives the advantage that a position of
  • Fluorescent surfaces in a mechanically simple manner, namely by means of a displacement of the at least one
  • Carrier is changeable.
  • a certain translational position of the carrier may be associated with it
  • the phosphor surfaces may, for example, be arranged in layers or as a layer or layer system on the carrier.
  • the wearer likes a plate or disc-like
  • the carrier preferably consists of a highly conductive material, for example of metal or sapphire, for effective heat removal from the phosphor.
  • the wearer may be cooled. It is a development that of any fluorescent surface, white or whitish light, in particular by only
  • Partial conversion generated mixed light can be emitted.
  • fluorescent surfaces
  • the mixed light is generated only after the phosphor surface by overlay, e.g. by different colored radiation generated by the phosphor surface behind or behind the phosphor surface
  • Pixels grouped wherein the phosphors generate secondary light with respective color components of the mixed light.
  • strips or pixels with primary color-producing phosphors e.g. the primary colors red, green and / or blue (RGB color space) or cyan, magenta and / or yellow (CMY color space).
  • primary color-producing phosphors e.g. the primary colors red, green and / or blue (RGB color space) or cyan, magenta and / or yellow (CMY color space).
  • the light reflected or backscattered by the phosphor surface is used as useful light for generating the light emission pattern in the far field ("reflective arrangement") This may mean, in particular, that this light is selectively reflected by the phosphor surface (eg by being mounted on a fluorescent surface) As an alternative or in addition, this may be due to the side of the phosphor surface which faces away from the incident primary light
  • the at least one light source is basically not limited in its kind.
  • a light source with a narrow spectral band is preferred, such as
  • Semiconductor light sources e.g. a light emitting diode (LED) or in particular a laser diode. It is a development that at least one light source is a semiconductor light source. In one variant, the at least one
  • Semiconductor light source at least one light emitting diode.
  • the at least one light-emitting diode may itself contain at least one wavelength-converting phosphor (conversion LED).
  • the at least one light-emitting diode can be in the form of at least one light-emitting diode or in the form of at least one LED chip.
  • Several LED chips can be mounted on a common substrate ("submount").
  • LEDs e.g. based on InGaN or AlInGaP
  • organic LEDs OLEDs, for example polymer OLEDs
  • the at least one semiconductor light source may be e.g. have at least one diode laser or be such.
  • the at least one semiconductor light source may be equipped with at least one own and / or common optics for beam guidance, e.g. at least one Fresnel lens, collimator, and so on.
  • the primary light generated by at least one light source may be split into two or more different light beams, e.g. by means of a beam splitter.
  • the light of several light sources may alternatively or additionally in one
  • the control device may be coupled to at least one motor for moving the phosphor surfaces or may have at least one such motor.
  • the at least one engine may in particular at least one carrier for the
  • the control device may be electronics.
  • the control device may be part of a lighting device that can be installed as a module in the vehicle or may be provided in the vehicle and after installation of a
  • Lighting device are connected to it, in particular with a motor of the lighting device.
  • Fluorescent surfaces are spaced apart, e.g. through a gap or edge or corner
  • At least two phosphor surfaces are arranged directly adjacent to one another, e.g. arranged virtually gap-free adjacent or formed as subregions of a consistently formed larger (multiple or group) fluorescent surface.
  • the shape of a phosphor surface is not limited and may be at least partially planar or curved.
  • Fluorescent surface may be freely shaped and e.g. have multiple facets. Also, fluorescent surfaces may protrude from the ground plane, for example by tilting or tilting.
  • the phosphor surface may be preceded by a stationary or co-displaceable optics, for example for beam shaping and / or spectral filtering of a light beam incident on the phosphor surface and / or beam shaping and / or spectral filtering of a light emitted by the phosphor surface (including a mixed light).
  • the optics may be one or more optical
  • At least one lens for example, at least one lens, at least one concentrator, at least one collimator, at least one reflector, at least one aperture, at least one filter, etc.
  • an optic for directing the light emitted by the at least one phosphor surface is connected downstream of the far field. This downstream (“secondary”) optics is in particular not with the
  • Fluorescent surfaces rotatable together and serves
  • the optics may have one or more optical elements, e.g. at least one lens, concentrator, collimator, reflector, aperture, filters, etc. In the case of illumination of multiple phosphor surfaces, these same and / or different regions of the
  • the lighting device has at least one shell-like reflector, which is connected downstream of at least one currently illuminated phosphor surface.
  • the at least one currently illuminable phosphor surface is preferably located in the region of a focal spot of the reflector illuminated by it.
  • at least two light emission patterns may have a different white light color. It is one
  • a light-emitting pattern may only be changed in color, e.g. to adapt to changed lighting conditions.
  • Fluorescent surface by means of a pure translational movement (ie without a rotational component) is movable into the illumination surface.
  • the at least one phosphor surface thus retains its orientation in space. That's how one can be
  • a trajectory or trajectory of the at least one phosphor surface is basically arbitrary and therefore may also be curved.
  • the trajectory may be in a three-dimensional space or in a plane.
  • the translation movement may be a linear or rectilinear translational movement.
  • the translation movement may be superimposed by a rotational movement of the at least one phosphor surface
  • Trajectory or trajectory shifted at least one fluorescent surface can be used.
  • Fluorescent surface is movable by means of a translational movement and in addition a rotational movement in the illumination surface. This also includes a pivoting movement of the at least one phosphor surface.
  • the rotational movement may be a pivot point or a rotation axis within the at least one phosphor surface, within a carrier of the
  • Fluorescent surface or spaced therefrom Fluorescent surface or spaced therefrom.
  • lighting devices are excluded in which a movement of the at least one phosphor surface, in particular of all phosphor surfaces, purely by a
  • a Lichtabstrahlmuster means of at least one stationary aligned
  • a light path of at least one primary light beam does not change with time, but remains stationary or fixedly aligned
  • Light emission pattern is in particular to each
  • This embodiment is particularly easy to implement. It is a preferred for this embodiment
  • the at least one primary light beam has a significant cross-sectional size. This results in the advantage that the primary light beam can simultaneously illuminate a large area of the at least one phosphor surface which can currently be illuminated in the determined position. It is also an embodiment that one
  • a particular translational, in particular linear, position of the carrier may correspond to an associated light emission pattern.
  • This embodiment comprises that all the phosphor surfaces are arranged on exactly one common carrier.
  • Embodiment also includes that the phosphor surfaces are arranged on a plurality of carriers, wherein at least one Carrier, in particular on a plurality of carriers, in each case at least two phosphor surfaces are arranged.
  • Carrier several translationally independent, in particular linear, sliding support each with
  • Fluorescent surface of a respective carrier can be introduced. Consequently, the light emission pattern of the lighting device can be generated by adding the individual light emission patterns of the phosphor surfaces of the individual substrates located in the illumination surface. A change of the
  • Lichtabstrahlmusters can be achieved by a shift of one or more of these carriers and thus a replacement of at least one phosphor surface in the illumination surface.
  • This embodiment allows a simple way a particularly diverse embodiment of the
  • the carriers in particular like each other in parallel
  • Basic shape e.g. a strip-like basic shape.
  • the carriers may be arranged in a row adjacent to each other, in particular collinear.
  • the simultaneous illumination of the phosphor surfaces of a plurality of carriers can be implemented, for example, by means of one or more primary light beams.
  • Primary light rays may e.g. of at least one
  • respective light source can be generated, alternatively by means of a common light source and subsequent splitting of the primary light beam into a plurality of partial beams.
  • the light emission pattern may be individualized by simultaneous illumination of several be translatable, in particular linear, movable phosphor surfaces to be generated.
  • the headlight may in particular be a vehicle headlight.
  • the vehicle may be an aircraft, a waterborne vehicle, or a land vehicle.
  • land-based vehicle may be a motor vehicle. Particularly preferred is the use of the vehicle headlight in a truck or passenger car.
  • Fluorescent surface can produce different automobile light emission patterns, e.g. to produce a
  • Lighting device as a vehicle headlight or as a part thereof, wherein the vehicle headlight as an AFS ("Adaptive Front Lighting System") - or an ADB ("Adaptive Driving
  • Lane a time of day, a position of the sun, etc. or
  • driver-specific parameters such as age, fatigue,
  • Such parameters may be determined by a corresponding sensor of the vehicle e.g. a camera, a rain sensor, a distance sensor, etc. are detected.
  • a corresponding sensor of the vehicle e.g. a camera, a rain sensor, a distance sensor, etc.
  • FIG. 1 shows a sectional side view of a lighting device according to a second embodiment
  • FIG. 1 shows a sectional side view of a lighting device according to a third embodiment.
  • Fig. 1 shows a lighting device 1, e.g. for one
  • Vehicle headlight E The vehicle headlight E may be e.g. be installed in a motor vehicle, e.g. in one
  • the vehicle headlamp E generates a light emission pattern L in a far field F around the vehicle, especially in front of the vehicle.
  • the lighting device 1 has a plate-like or disk-like carrier 2 for three planar
  • Fluorescent volumes hereinafter referred to as
  • Fluorescent surfaces 3a to 3c are called.
  • Fluorescent surfaces 3a, 3b and 3c lie next to one another in a row on a flat surface of the carrier 2.
  • the phosphor surfaces 3a to 3c may be e.g. be sprayed or printed on the support 2.
  • the phosphor surfaces 3a to 3c may respectively be shaped onto the carrier 2 as prefabricated plates (e.g., ceramic plates)
  • the lighting device 1 further comprises a light source in the form of a laser 4, which e.g. blue primary light P
  • the blue primary light P preferably, but not necessarily, has a peak wavelength
  • Wavelength range from 360 nm to 480 nm, in particular from 400 nm to 460 nm, on.
  • the laser 4 may e.g. have one or more laser diodes.
  • the primary light P is radiated obliquely through a small window 5 in a cup-shaped reflector 6 on the support 2 and there can be a
  • Illuminating surface 7 generate the light spot
  • the beam path of the primary light P remains temporal
  • an optic 8 indicated here by a lens is interposed, e.g. for beam collimation. Also like that on the
  • Fluorescent surfaces 3a to 3c not to put in the focus of the beam of the primary light beam P (i.e., in particular after the focus or in the divergent beam again to position) to the size of the illumination surface. 7
  • the laser 4 and the possible existing optics 8 are located in a common housing and together form a unit. It is alternatively possible to guide the primary light P via a glass fiber to the carrier 2 or to its fluorescent surfaces 3a, 3b or 3c.
  • the carrier 2 can be displaced along its extended plane by a translatory linear movement, here along a displacement direction V.
  • the carrier 2 assumes different positions, in each of which one of the phosphor surfaces 3a, 3b or 3c lies in the illumination surface 7 or the phosphor surfaces 3a to 3c alternately in the illumination surface 7 can be introduced.
  • the carrier 2 can be linearly displaced so that in each case one of the phosphor surfaces 3a, 3b or 3c can be illuminated by the primary light beam P.
  • the phosphor areas 3a to 3c are each shown larger than the illumination area 7. However, this is not necessarily necessary, but gives the advantage that free areas of the carrier 2 are not mitbemonyt.
  • the illumination surface 7 can be limited by means of a mechanical diaphragm. This can be connected to the carrier 2.
  • the illumination surface 7 preferably has an extension (e.g., a diameter or an edge length) of
  • At least 20 microns is particularly preferred.
  • an extension of the illumination surface 7 of 50 ⁇ to 500 ⁇ . If the achievement of a high luminance is not the main goal, a maximum extent of up to 1000 ⁇ is preferred.
  • These values apply in particular to illumination or irradiation with a laser 4 in the form of a laser Laser diode and an incident radiation power of 0.25 W to 60 W. For larger laser power can
  • the blue primary light P is at least partially converted into yellow secondary light S. It is from the
  • Fluorescent surface 3b overall blue-yellow or white
  • converting phosphor may be useful light P, S have a neutral white, a bluish-white or a yellowish-white color.
  • the useful light P, S of each of the phosphor surfaces 3a to 3c is at least
  • ECE color space ie not necessarily white, but also, for example, yellow, red, etc.
  • the phosphor surfaces 3a to 3c are different
  • phosphor composition may be any suitable material.
  • phosphor composition may be any suitable material.
  • phosphor composition may be any suitable material.
  • the phosphor surfaces 3a to 3c may in particular have a phosphor composition which is uniform over their area
  • the useful light P, S is radiated from the same side, to which also the
  • the carrier 2 is reflective on its side facing the phosphor surfaces 3a to 3c.
  • the carrier 2 is preferably specularly reflective or designed mirror-like, in particular for all available wavelengths, so that both the passing through the phosphor surfaces 3a, 3b or 3c and on the carrier. 2
  • the carrier 2 is for effective heat dissipation of the
  • Fluorescent surfaces 3a, 3b and 3c are preferably made of metal or a sapphire-on-metal layer stack. It is also possible between a non-reflective support 2 and the
  • Fluorescent surfaces 3a, 3b and 3c to arrange a dichroic layer which transmits the primary light P,
  • the useful light P, S which is radiated from the phosphor surface 3a, 3b or 3c, meets a downstream
  • the reflector 6 may be, for example, a spherical, paraboloidal or free-form
  • the position of the illumination surface 7 and thus also the position of the respective illuminable phosphor surface 3a, 3b or 3c correspond here to a focal spot of the reflector 6. From the secondary optics, the useful light P, S as
  • the secondary optics may have further elements (not shown) for beam shaping of the useful light P, S, eg at least one lens, at least one reflector, a shutter or shutter etc. This may for example be done in such a way that the Reflector 6, the useful light P, S steers in a near-field intermediate plane, which may also include a shutter (o. Fig.).
  • the intermediate plane can then be imaged, for example, by a refractive optical system into the far field F.
  • Lighting surface 7 are respectively associated,
  • Light emission patterns L may differ in terms of their shape, color and / or color distribution.
  • Light emission pattern L completely with the carrier 2 and thus also the phosphor surfaces 3a to 3c in exactly one position (corresponding to a particular position) of the carrier 2 can be generated.
  • the carrier 2 does not need two or more of the so to generate a Lichtabstrahlmusters
  • Fluorescent surfaces 3a, 3b or 3c in succession to move through the primary light P, but a desired
  • Light emission pattern L is generated by illuminating exactly one of the phosphor surfaces 3a to 3c. It is also possible to change the brightness or laser power of the primary light P as the position of the carrier 2 changes. Thereby, the light emission pattern L can be dimmed, e.g. for generating a daytime running light or a position light.
  • Lichtabstrahlmuster L are generated, which has a bluish-white color and having a shape and intensity suitable for use as a daytime running light.
  • the second Lichtabstrahlmuster L differs at least in terms of its shape and / or color, possibly also with respect to its brightness from the first Lichtabstrahlmuster L. To distinguish the color of their Lichtabstrahlmuster L like
  • the second light-emitting pattern L may emit yellow useful light for use with a turn-signal function.
  • converting phosphor e.g., due to a higher concentration and / or layer density.
  • a third light emission pattern L is generated, e.g. for use as a fog light or the like Additionally or alternatively, at least one
  • Fluorescent surface be present, which is still another
  • Light emission pattern L generated e.g. for use as a low beam, as a high beam, etc.
  • the number of phosphor surfaces is not limited and may be, for example, two, three or even more than three.
  • Illuminating surface 7 takes place by means of a motor
  • the linear motor 10 may, for example, have at least one electric motor (in particular a stepping motor) or at least one actuator (for example at least one piezoelectric actuator with or without stroke amplification).
  • the linear motor 10 is coupled to a control device 11, which drives the linear motor 10.
  • Linear motor 10 and the controller 11 may also be integrated in a single component.
  • the control device 11 is set up to control the linear motor 10 in such a way that a phosphor surface 3a, 3b or 3c provided for a specific light emission pattern L is thereby moved linearly into the illumination surface 7.
  • the control device 11 can receive control commands ST for actuating the linear motor 10, which command the light emission pattern L to be generated. These control commands ST are from the
  • Control device 11 in drive signals for the
  • Linear motor 10 implemented, and the drive signals are then provided to the linear motor 10 to specify its linear movement.
  • the control commands ST may originate, for example, from vehicle electronics (not shown).
  • Control commands ST may be based on operations of a driver of the vehicle, e.g. on a turn on a certain
  • Light function such as a high beam, and / or on one
  • the automatic selection may be e.g. based on measured values of at least one sensor of the vehicle.
  • the light emission pattern L may depend on the brightness, weather conditions (e.g.
  • the phosphor surfaces on the carrier. 2 By a movement of the carrier 2 in both planar directions (in the direction V and a direction perpendicular to it in the image plane direction) can all be distributed in two dimensions, eg matrix-shaped, cross-shaped
  • Window 5 in the reflector 6 run, but alternatively also pass through different windows to the phosphor surface 3a, 3b or 3c.
  • a scanning illumination may also be used.
  • Fig. 2 shows in frontal view another possible support 12, e.g. can be used instead of the carrier 2 in the lighting device 1.
  • the carrier 12 has four phosphor surfaces 13a, 13b, 13c and 13d arranged next to one another in a 2x2 matrix pattern. There will only be one at a time
  • Illuminated phosphor surface 13 a, 13 b, 13 c or 13 d Illuminated phosphor surface 13 a, 13 b, 13 c or 13 d.
  • Each individual phosphor surface 13a, 13b, 13c or 13d can consequently produce a complete light emission pattern L.
  • a linear movement of the carrier 12 in its plane e.g., generated by means of the linear motor 10
  • it can be moved such that each of the phosphor surfaces 13a, 13b, 13c, or 13d can be brought into the illumination surface 7, respectively.
  • the linear movement is through the double-sided arrows
  • the individual phosphor surfaces 13a, 13b, 13c or 13d contain different distributions of phosphors.
  • the phosphor surface 13a may be homogeneously coated with a blue-yellow converting phosphor of a first layer thickness in order to obtain a cold-white light
  • the phosphor surface 13b may be homogeneously coated with a blue-yellow converting phosphor of a second layer thickness, which is thicker than the first layer thickness. As a result, a yellowish-white light can be generated and emitted. A warmer hue can also be achieved by adding a blue-red converting phosphor.
  • the phosphor surface 13c may be homogeneously coated with a blue-yellow-converting phosphor of a third layer thickness, which is smaller than the first layer thickness. As a result, a bluish-white light can be generated and radiated.
  • the phosphor surface 13d may be several differently homogeneous with a blue-yellow
  • Fluorescent surface 13 a be occupied.
  • Fluorescent surfaces need not be rectangular, but may take other forms.
  • Fluorescent surfaces may also contain areas that are free of phosphor. Also, an irregular arrangement of the phosphor surfaces is possible. Likewise, the
  • Arrangement of the phosphors within a fluorescent surface is not limited. Any desired division can be used. Realizations are possible both in a transmissive use (transmitted light arrangement as shown) and in a reflective use of the phosphor.
  • the downstream secondary optics may, as described, be a reflector shell, but may also be a far-field refractive optic, for example. This refractive optics may be particularly advantageous for the transmitted light arrangement.
  • the carrier 12 may be used for a reflective construction e.g. a metallic support, for a transmissive construction e.g. a glass or sapphire carrier.
  • Fig. 3 shows a lighting device 21, e.g. for one
  • Vehicle headlight E which is similar to the lighting device 1 is constructed. However, there are now two reflectors 6a and 6b or corresponding reflection regions of a reflector 6a, 6b. In addition, you can now on opposite
  • Fluorescent surfaces 3a and 3d, 3b and 3e and 3f and 3c are irradiated simultaneously, of different lasers 4a and 4b. In other words, a first
  • Illuminating surface 7a are provided on a first flat side of the carrier 2 and a second illumination surface 7b on a second flat side of the carrier 2.
  • the reflectors 6a and 6b are in turn of the
  • a light emission pattern L in the far field F can then be composed by a superimposition of the useful light emitted by both reflectors 6a and 6b (not shown). This corresponds to an addition of the
  • both lasers 6a, 6b are in operation.
  • a high beam may be generated by operation of both lasers 6a, 6b, a low beam, e.g. by operating only one of
  • a light color and / or shape of the light emission patterns emitted by the two reflectors 6a and 6b may be the same or different. Also, a light color of the primary light P emitted from the two lasers 6a, 6b may be the same or different.
  • Fig. 4 shows a lighting device 31, e.g. for one
  • Vehicle headlight E in which now several (heres
  • the beams 2a, 2b, 2c and 2d are displaceable parallel to each other along their longitudinal axes, as by the double arrows
  • the beams 2a to 2d are located immediately adjacent to each other (i.e., here separated only by a virtually negligible gap).
  • Illuminating surface 32 located phosphor surfaces A2 to D2 at a time (stationary) over a large area with the
  • the primary light P may be applied, in particular via at least one movable, in particular pivotable, mirror 33 to the
  • Illuminating surface 32 to be deflected, for example, similar to a flying spot ⁇ method.
  • the pivotable mirror 33 may be a MEMS component, for example.
  • the laser 4 may deliberately and be switched off (or dimmable). The so produced
  • Lichtabstrahlmuster may at fixed position or rotational position of the carrier 2a, 2b, 2c and 2d by a change of
  • Illumination pattern can be varied.
  • the illuminating surface 32 which can be illuminated line by line by the laser 4, comprises a line arranged transversely to its direction of displacement next to one another
  • the phosphor surfaces A 1 to A 3, B 1 to B 3, C 1 to C 3 and D 1 to D 3 of a respective strip-shaped carrier 2 a to 2 d may, in particular, have a different phosphor composition (for example, with respect to one type, quantity and / or area
  • respective linear motors 10a to 10d may be used, which are controllable together by the control device 11.
  • the control device 11 can also receive control commands ST for controlling the linear motors 10a to 10d, which predetermine the light emission pattern L to be generated. These Control commands ST are received by the control device 11 in FIG.
  • a stationary illumination of the phosphor areas A2 to D2 located in the illumination area 32 may be performed, e.g. through a correspondingly wide, stationary beam of primary light P.
  • the number of independently mobile carriers is not limited and may include hundreds or even thousands of independently mobile carriers.
  • the illuminable area 32 can be several lines
  • the lighting device 31 may be implemented in a reflective arrangement or in a transmissive arrangement.
  • Translational motion a displaced on a curved trajectory or trajectory at least one
  • Fluorescent surface can be used.
  • the translation movement may be superimposed by a rotational movement of the at least one phosphor surface,
  • a number may include exactly the specified number as well as a usual tolerance range, as long as this is not explicitly excluded.

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Abstract

Eine Leuchtvorrichtung (1) für einen Scheinwerfer (E) zum Erzeugen eines Lichtabstrahlmusters (L) in einem Fernfeld (F) weist mindestens eine Lichtquelle (4) zur Aussendung von Primärlicht (P) auf eine Beleuchtungsfläche (7), mindestens zwei unterschiedliche Leuchtstoffflächen (3a-3c), die zumindest teilweise abwechselnd zumindest mittels einer Translationsbewegung (V) in die Beleuchtungsfläche (7) einbringbar sind und eine Steuereinrichtung (11) zum Positionieren der Leuchtstoffflächen (3a-3c) in Bezug auf die Beleuchtungsfläche (7) auf, wobei in einer vorbestimmten Position der Leuchtstoffflächen (3a-3c) ein jeweils zugehöriges Lichtabstrahlmuster (L) erzeugbar ist; und die Steuereinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, zum Einstellen eines bestimmten Lichtabstrahlmusters (L) mindestens eine dazu vorgesehene Leuchtstofffläche (3a-3c) mittels zumindest einer Translationsbewegung (V) in die Beleuchtungsfläche (7) zu bewegen. Die Erfindung ist insbesondere anwendbar auf einen Scheinwerfer für einen Personen- oder Lastkraftwagen.

Description

Beschreibung
Erzeugen eines Lichtabstrahlmusters in einem Fernfeld Die Erfindung betrifft eine Leuchtvorrichtung für einen
Scheinwerfer zum Erzeugen eines Lichtabstrahlmusters in einem Fernfeld, aufweisend mindestens eine Leuchtstofffläche und mindestens eine von der Leuchtstofffläche beabstandete
Lichtquelle zur Aussendung von Primärlicht zur Beleuchtung der Leuchtstofffläche, wodurch ein zugehöriges
Lichtabstrahlmuster erzeugbar ist. Die Erfindung ist
insbesondere anwendbar auf einen Fahrzeugscheinwerfer, insbesondere für einen Personen- oder Lastkraftwagen. WO 2011/160680 AI offenbart eine Lichtquellenanordnung, welche eine Primärlichtquelle und eine Sekundärlichtquelle aufweist, wobei die Primärlichtquelle dazu eingerichtet ist, die Sekundärlichtquelle zu beleuchten, wobei die
Sekundärlichtquelle ein Polyeder mit mindestens einer ersten und einer zweiten Leuchtstofffläche aufweist, wobei die
Primärlichtquelle mindestens einen Laser oder eine
Leuchtdiode aufweist und wobei ein Antriebsmechanismus an der Primärlichtquelle oder an der Sekundärlichtquelle befestigt ist .
US 2006/0227087 AI offenbart Laser-Anzeigesysteme, welche mindestens einen scannenden Laserstrahl erzeugen, um einen oder mehrere Leuchtstoffe auf einem Bildschirm zu erzeugen, der Licht emittiert, um Bilder zu formen. Die
Leuchtstoffmaterialien mögen Phosphormaterialien umfassen.
EP 2 359 605 Bl offenbart ein Leuchtmittel mit mindestens einem Halbleiterlaser, der dazu eingerichtet ist, eine
Primärstrahlung mit einer Wellenlänge zwischen einschließlich 360 nm und 485 nm zu emittieren, und mindestens einem
Konversionsmittel, das dem Halbleiterlaser nachgeordnet und dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Teil der
Primärstrahlung in eine Sekundärstrahlung mit einer von der Primärstrahlung verschiedenen, größeren Wellenlänge zu konvertieren, wobei die vom Leuchtmittel emittierte Strahlung eine optische Kohärenzlänge aufweist, die höchstens 50
Mikrometer beträgt, wobei das Konversionsmittel eine
Konzentration von Farbzentren oder Leuchtpunkten aufweist, die mindestens 10Α7/μηΑ3 beträgt und die Farbzentren oder Leuchtpunkte statistisch im Konversionsmittel verteilt sind, und wobei ein von der Primärstrahlung bestrahlter Brennfleck des Konversionsmittels eine Fläche von höchstens 0,5
Quadratmillimeter aufweist.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Nachteile des Standes der Technik zumindest teilweise zu überwinden und insbesondere eine verbesserte Möglichkeit zur vielgestaltigen Einstellung eines Lichtabstrahlmusters mittels einer „Remote- Phosphor"-Vorrichtung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen der unabhängigen
Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind
insbesondere den abhängigen Ansprüchen entnehmbar.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Leuchtvorrichtung für einen Scheinwerfer zum Erzeugen eines Lichtabstrahlmusters, aufweisend mindestens eine Lichtquelle zur Aussendung von Primärlicht auf eine Beleuchtungsfläche; mindestens zwei unterschiedliche Leuchtstoffflächen, die zumindest teilweise abwechselnd mittels zumindest einer Translationsbewegung in die Beleuchtungsfläche einbringbar sind; und eine
Steuereinrichtung zum Positionieren der Leuchtstoffflächen in Bezug auf die Beleuchtungsfläche; wobei in einer
vorbestimmten Position der Leuchtstoffflächen ein jeweils zugehöriges Lichtabstrahlmuster erzeugbar ist; und die
Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, zum Einstellen eines bestimmten Lichtabstrahlmusters mindestens eine dazu
vorgesehene Leuchtstofffläche mittels zumindest einer
Translationsbewegung in die Beleuchtungsfläche zu bewegen. Diese Leuchtvorrichtung weist den Vorteil auf, dass mit einem vergleichsweise geringen konstruktiven Aufwand zwischen verschiedenen Lichtabstrahlmustern umgeschaltet werden kann. Dass die Leuchtstoffflächen in die Beleuchtungsfläche
einbringbar sind, umfasst, dass die Leuchtstoffflächen von der mindestens einen Lichtquelle beabstandet angeordnet sind. Dies entspricht einer „Remote-Phosphor"-Anordnung . Das Fernfeld mag insbesondere ein Feld oder Raum in einem
Abstand von mindestens zwei Metern bis zu einem Abstand von mehreren Hundert Metern vor dem Scheinwerfer sein.
Die Beleuchtungsfläche mag insbesondere in der Größe und Ausdehnung und Formfaktor einem durch das Primärlicht
erzeugten Leuchtfleck entsprechen.
Eine Leuchtstofffläche weist mindestens einen Leuchtstoff oder Konversions ( färb) stoff auf, welcher das darauf
einfallende Primärlicht zumindest teilweise in Sekundärlicht unterschiedlicher Wellenlänge, insbesondere größerer
Wellenlänge, umwandelt oder konvertiert. Diese
Wellenlängenkonversion ist grundsätzlich bekannt und braucht hier nicht weiter ausgeführt zu werden. Beispielsweise mag ein Leuchtstoff einfallendes blaues Primärlicht teilweise in gelbes Sekundärlicht umwandeln, so dass von der
Leuchtstofffläche insgesamt blau-gelbes bzw. weißes
Mischlicht mit entsprechenden Anteilen aus Primärlicht und Sekundärlicht abgestrahlt wird. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Vollkonversion möglich.
Dass Leuchtstoffflächen unterschiedlich sind, mag
insbesondere umfassen, dass sie eine unterschiedliche Form, eine unterschiedliche Art von Leuchtstoff (en) und/oder eine unterschiedliche Leuchtstoffverteilung aufweisen. Die
unterschiedliche Leuchtstoffverteilung mag eine
unterschiedliche Konzentration des Leuchtstoffs und/oder eine unterschiedliche Dicke der Leuchtstofffläche umfassen. Die unterschiedliche Art von Leuchtstoff mag vollständig
unterschiedliche Leuchtstoffe (z.B. Leuchtstoff A in einer Leuchtstofffläche und Leuchtstoff B in einer anderen
Leuchtstofffläche) oder teilweise unterschiedliche
Leuchtstoffe (z.B. Leuchtstoff A in einer Leuchtstofffläche und Leuchtstoffe A und B in einer anderen Leuchtstofffläche) umfassen. Unterschiedliche Leuchtstoffflächen bewirken bei ihrer Bestrahlung mit Primärlicht entsprechend
unterschiedliche Lichtabstrahlmuster. So mag für eine
Erzeugung eines Lichtabstrahlmusters mit inhomogener
Farbverteilung mindestens eine zugehörige Leuchtstofffläche inhomogen mit mindestens einem Leuchtstoff belegt sein, z.B. mit einer inhomogenen Schichtdicke und/oder einer inhomogenen Leuchtstoffkonzentration mindestens eines Leuchtstoffs, insbesondere großflächig. Durch die Änderung einer Lichtfarbe des Lichtabstrahlmusters mittels einer unterschiedlichen Leuchtstoffverteilung zweier abwechselnd beleuchtbarer
Leuchtstoffflächen lassen sich wiederum bestimmte
Randbedingungen des Fahrzeugs und/oder des Fahrers besser berücksichtigen. So lässt sich die Lichtfarbe zum Beispiel an ein Vorliegen von Nebel oder Regen, aber z.B. auch an eine Kombination von Nebel oder Regen mit einem alten oder einem jungen Fahrer anpassen. Auch die Eigenheiten von Farbblinden oder Teilfarbblinden (z.B. mit einer rot/grün-Schwäche) können nun berücksichtigt werden. Dadurch wiederum lässt sich eine größere Verkehrssicherheit erreichen. Es kann auch zusätzlicher Komfort für den Fahrer bzw. die Insassen erzeugt werden . Mindestens eine Leuchtstofffläche mag eine gleichförmige Verteilung von Leuchtstoff aufweisen. Dies ermöglicht ein gleichförmig ausleuchtendes Lichtabstrahlmuster.
Zusätzlich oder alternativ mag mindestens eine
Leuchtstofffläche eine ungleichförmige Verteilung mindestens eines Leuchtstoffs aufweisen. Dies ermöglicht auf besonders einfache Weise ein z.B. in Bezug auf eine Helligkeit und/oder eine Lichtfarbe vielgestaltiges Lichtabstrahlmuster. Insbesondere mag mindestens eine Leuchtstofffläche mehrere Leuchtstoffe aufweisen, welche zueinander ungleichmäßig über die Leuchtstofffläche verteilt sind. Dadurch lassen sich auf besonders einfache Weise mehrfarbige Lichtabstrahlmuster bereitstellen. Weist ein Teilbereich der Farbstofffläche Teilbereiche auf, in denen mehrere Leuchtstoffe vorhanden sind, lässt sich einfach ein Lichtabstrahlmuster mit farblich ineinander übergehenden Teilbereichen erzeugen. Jedoch mag eine Leuchtstofffläche auch voneinander getrennte
Teilbereiche mit unterschiedlichen Leuchtstoffkonzentrationen und/oder Leuchtstoffen oder Leuchtstoffmischungen aufweisen. Ergänzend oder alternativ mögen die Teilbereiche mit
unterschiedlichen Leuchtstoffkonzentrationen aneinander angrenzen und zumindest einen Teilbereich der
Beleuchtungsfläche zusammenhängend ausfüllen. Dazu sind beispielsweise Teilbereiche mit einer sechszählig-polygonalen Struktur und/oder als Kombination von verschiedenen
geometrischen Formen vorgesehen, und zwar insbesondere im Sinne einer lückenlosen „Tesselation" (z.B. einer sog.
„Penrose-Tesselation" ) .
Die Leuchtstoffflächen sind insbesondere auf mindestens einem zumindest translatorisch verschiebbaren Träger angeordnet. Dies ergibt den Vorteil, dass eine Position der
Leuchtstoffflächen auf eine mechanisch einfache Weise, nämlich mittels einer Verschiebung des mindestens einen
Trägers, veränderbar ist. Insbesondere mag eine bestimmte translatorische Position des Trägers einem zugehörigen
Lichtabstrahlmuster entsprechen.
Die Leuchtstoffflächen mögen beispielsweise schichtartig bzw. als Schicht oder Schichtsystem auf dem Träger angeordnet sein. Der Träger mag eine platten- oder scheibenartige
Grundform aufweisen. Der Träger besteht für eine effektive Wärmeabfuhr von dem Leuchtstoff vorzugsweise aus einem gut leitenden Material, z.B. aus Metall oder Saphir. Der Träger mag gekühlt sein. Es ist eine Weiterbildung, dass von jeder Leuchtstofffläche, weißes oder weißliches Licht, insbesondere durch nur
teilweise Konversion erzeugtes Mischlicht, abgestrahlt werden kann. Dadurch können insbesondere Leuchtstoffflächen
ausgeschlossen werden, bei welchen das Mischlicht erst nach der Leuchtstofffläche durch Überlagerung erzeugt wird, z.B. indem von der Leuchtstofffläche erzeugte verschiedenfarbige Strahlung nach oder hinter der Leuchtstofffläche
zusammenkommt. Beispielsweise können so Leuchtstoffflächen ausgeschlossen werden, welche eng nebeneinander angeordnete (eng lokalisierte) Bereiche mit unterschiedlichen
Leuchtstoffen aufweisen (z.B. in Streifenform oder als
Bildpunkte gruppiert) , wobei die Leuchtstoffe Sekundärlicht mit jeweiligen Farbanteilen des Mischlichts erzeugen.
Ausgeschlossen sein können daher insbesondere Streifen oder Bildpunkte mit Grundfarben erzeugenden Leuchtstoffen, z.B. den Grundfarben rot, grün und/oder blau (RGB-Farbraum) oder cyan, magenta und/oder gelb (CMY-Farbraum) .
Eine Verwendung zweier Leuchtstoffe mit unterschiedlichen Farben des durch sie erzeugten Sekundärlichts ist jedoch grundsätzlich ebenso denkbar, z.B. für einen Wechsel zwischen einem Tagfahrlicht oder einem Standlicht mit weißer Farbe und einer Blinkerfunktion (z.B. für eine Richtungswechselanzeige) mit gelber Farbe.
Es ist eine Weiterbildung, dass das von der Leuchtstofffläche reflektierte oder zurückgestreute Licht als Nutzlicht zur Erzeugung des Lichtabstrahlmusters im Fernfeld verwendet wird („reflektive Anordnung"). Dies mag insbesondere bedeuten, dass dieses Licht der Leuchtstofffläche gezielt reflektiert wird (z.B. durch Anbringung auf einem reflektiven Träger) . Alternativ oder zusätzlich mag das an der dem einfallenden Primärlicht abgewandten Seite der Leuchtstofffläche
austretende Licht als Nutzlicht zur Erzeugung eines
Lichtabstrahlmusters im Fernfeld verwendet werden
(„Durchlichtanordnung" oder „transmittive Anordnung"). Die mindestens eine Lichtquelle ist in ihrer Art grundsätzlich nicht beschränkt. Zur besonders effektiven Wellenlängenkonversion wird eine Lichtquelle mit einem schmalen Spektralband bevorzugt, wie beispielsweise
Halbleiterlichtquellen, z.B. eine Leuchtdiode (LED) oder insbesondere eine Laserdiode. Es ist eine Weiterbildung, dass zumindest eine Lichtquelle eine Halbleiterlichtquelle ist. In einer Variante umfasst die mindestens eine
Halbleiterlichtquelle mindestens eine Leuchtdiode. Die mindestens eine Leuchtdiode kann selbst mindestens einen wellenlängenumwandelnden Leuchtstoff enthalten (Konversions- LED) . Die mindestens eine Leuchtdiode kann in Form mindestens einer gehausten Leuchtdiode oder in Form mindestens eines LED-Chips vorliegen. Mehrere LED-Chips können auf einem gemeinsamen Substrat ("Submount") montiert sein. Anstelle oder zusätzlich zu anorganischen Leuchtdioden, z.B. auf Basis von InGaN oder AlInGaP, sind allgemein auch organische LEDs (OLEDs, z.B. Polymer-OLEDs ) einsetzbar. Alternativ kann die mindestens eine Halbleiterlichtquelle z.B. mindestens einen Diodenlaser aufweisen oder ein solcher sein. Die mindestens eine Halbleiterlichtquelle kann mit mindestens einer eigenen und/oder gemeinsamen Optik zur Strahlführung ausgerüstet sein, z.B. mindestens einer Fresnel-Linse, Kollimator, und so weiter.
Das von mindestens einer Lichtquelle erzeugte Primärlicht mag in zwei oder mehr unterschiedliche Lichtstrahlen aufgespalten werden, z.B. mittels eines Strahlteilers. Das Licht mehrerer Lichtquellen mag alternativ oder zusätzlich in einem
Lichtstrahl kombiniert oder vereint werden.
Die Steuereinrichtung mag mit mindestens einem Motor zum Bewegen der Leuchtstoffflächen gekoppelt sein oder mag mindestens einen solchen Motor aufweisen. Der mindestens eine Motor mag insbesondere mindestens einen Träger für die
Leuchtstoffflächen translatorisch, insbesondere linear, verschieben. Die Steuereinrichtung mag eine Elektronik sein. Die Steuereinrichtung mag ein Teil einer als Modul in das Fahrzeug einbaubaren Leuchtvorrichtung sein oder mag in dem Fahrzeug bereitgestellt sein und nach Einbau einer
Leuchtvorrichtung damit verbunden werden, insbesondere mit einem Motor der Leuchtvorrichtung.
Es ist eine Weiterbildung, dass zumindest zwei
Leuchtstoffflächen voneinander beabstandet angeordnet sind, z.B. durch einen Spalt oder eine Kante oder eine Ecke
getrennt. Es ist noch eine Weiterbildung, dass zumindest zwei Leuchtstoffflächen direkt aneinander angrenzend angeordnet sind, z.B. praktisch spaltfrei anliegend angeordnet sind oder als Teilbereiche einer durchgängig ausgebildeten größeren (Mehrfach- oder Gruppen- ) Leuchtstofffläche ausgebildet sind.
Die Form einer Leuchtstofffläche ist nicht beschränkt und mag zumindest teilweise eben oder gekrümmt sein. Die
Leuchtstofffläche mag frei geformt sein und z.B. mehrere Facetten aufweisen. Auch mögen Leuchtstoffflächen aus der Grundebene herausragen, beispielsweise durch eine Verkippung oder Neigung.
Der Leuchtstofffläche mag eine dazu ortsfest angeordnete bzw. mitverschiebbare Optik vorgelagert sein, beispielsweise zur Strahlformung und/oder spektralen Filterung eines auf die Leuchtstofffläche einfallenden Lichtstrahls und/oder zur Strahlformung und/oder spektralen Filterung eines von der Leuchtstofffläche abgestrahlten Lichts (einschließlich eines Mischlichts) . Die Optik mag ein oder mehrere optische
Elemente aufweisen, z.B. mindestens eine Linse, mindestens einen Konzentrator, mindestens einen Kollimator, mindestens einen Reflektor, mindestens eine Blende, mindestens einen Filter usw. Es ist auch eine Weiterbildung, dass mindestens einer aktuell beleuchtbaren Leuchtstofffläche (die sich also innerhalb der Beleuchtungsfläche befindet) eine Optik zum Richten des von der mindestens einen Leuchtstofffläche abgestrahlten Lichts in das Fernfeld nachgeschaltet ist. Diese nachgeschaltete („sekundäre") Optik ist insbesondere nicht mit den
Leuchtstoffflächen zusammen drehbeweglich und dient
beispielsweise zur Strahlformung und/oder spektralen
Filterung des von der Leuchtstofffläche abgestrahlten Lichts (einschließlich eines Mischlichts) . Die Optik mag ein oder mehrere optische Elemente aufweisen, z.B. mindestens eine Linse, Konzentrator, Kollimator, Reflektor, Blende, Filter usw. Bei einer Beleuchtung mehrerer Leuchtstoffflächen mögen diese gleiche und/oder unterschiedliche Bereiche der
nachgeschalteten Optik anstrahlen.
Es ist ferner eine Weiterbildung, dass die Leuchtvorrichtung mindestens einen schalenartigen Reflektor aufweist, welcher mindestens einer aktuell beleuchtbaren Leuchtstofffläche nachgeschaltet ist. Die mindestens eine aktuell beleuchtbare Leuchtstofffläche befindet sich bevorzugt im Bereich eines Brennflecks des davon angestrahlten Reflektors. Insbesondere mögen mindestens zwei Lichtabstrahlmuster eine unterschiedlich weiße Lichtfarbe aufweisen. Es ist eine
Weiterbildung davon, dass sie eine gleiche Form aufweisen. So mag ein Lichtabstrahlmuster nur farblich geändert werden, z.B. zur Anpassung an geänderte Lichtverhältnisse.
Auch ist es möglich, zwei disjunkte (sich nicht überlappende) Teilbereiche einer Leuchtstofffläche mit unterschiedlichen Leuchtstoffen jeweils homogen zu versehen. Es ist eine Ausgestaltung, dass mindestens eine
Leuchtstofffläche mittels einer reinen Translationsbewegung (also ohne einen Rotationsanteil) in die Beleuchtungsfläche bewegbar ist. Die mindestens eine Leuchtstofffläche behält also ihre Ausrichtung im Raum bei. So lässt sich eine
besonders einfache Bewegung erreichen.
Eine Bewegungsbahn oder Trajektorie der mindestens einen Leuchtstofffläche ist grundsätzlich beliebig und mag also auch gekrümmt sein. Die Bewegungsbahn mag in einem dreidimensionalen Raum oder in einer Ebene liegen. Für eine besonders einfache Bewegung mag die Translationsbewegung eine lineare oder geradlinige Translationsbewegung sein.
Zudem mag der Translationsbewegung eine Rotationsbewegung der mindestens einen Leuchtstofffläche überlagert sein,
insbesondere um eine Verschwenkung der Leuchtstofffläche zu erreichen. Auch mag anstelle oder zusätzlich zu einer
linearen Translationsbewegung eine auf einer gekrümmten
Trajektorie oder Bewegungsbahn verschobene mindestens eine Leuchtstofffläche verwendet werden.
Es ist noch eine Ausgestaltung, dass mindestens eine
Leuchtstofffläche mittels einer Translationsbewegung und zusätzlich einer Rotationsbewegung in die Beleuchtungsfläche bewegbar ist. Dies umfasst auch eine Schwenkbewegung der mindestens einen Leuchtstofffläche . Die Rotationsbewegung mag einen Drehpunkt oder eine Drehachse innerhalb der mindestens einen Leuchtstofffläche, innerhalb eines Trägers der
Leuchtstofffläche oder beabstandet davon aufweisen.
Jedoch sind Leuchtvorrichtungen ausgeschlossen, bei denen sich eine Bewegung der mindestens einen Leuchtstofffläche, insbesondere aller Leuchtstoffflächen, rein durch eine
Rotation beschreiben lässt, insbesondere um einen zu der Leuchtvorrichtung festen bzw. raumfesten Drehpunkt oder um eine raumfeste Drehachse beschreiben lässt. Es ist noch eine Ausgestaltung, dass ein Lichtabstrahlmuster mittels mindestens eines stationär ausgerichteten
Primärlichtstrahls (also „statisch") erzeugbar ist. Dies bedeutet insbesondere, dass sich ein Lichtpfad mindestens eines Primärlichtstrahls nicht zeitlich ändert, sondern stationär bzw. fest ausgerichtet bleibt. Das
Lichtabstrahlmuster wird dabei insbesondere zu jedem
Zeitpunkt vollständig erzeugt. Diese Ausgestaltung ist besonders einfach umsetzbar. Es ist eine speziell für diese Ausgestaltung bevorzugte
Weiterbildung, dass der mindestens eine Primärlichtstrahl eine signifikante Querschnittsgröße aufweist. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass der Primärlichtstrahl einen großen Bereich der aktuell in der bestimmten befindlichen Position beleuchtbaren mindestens einen Leuchtstofffläche gleichzeitig beleuchten kann. Es ist auch noch eine Ausgestaltung, dass ein
Lichtabstrahlmuster mittels einer Bewegung mindestens eines Primärlichtstrahls (also „dynamisch") erzeugbar ist. Dies ermöglicht eine - insbesondere zeilenweise - abrasternde oder „scannende" Beleuchtung der Leuchtstofffläche, bei welcher mindestens ein Primärlichtstrahl verschiedene Bereiche der mindestens einen Leuchtstofffläche nacheinander beleuchtet. Dadurch können unterschiedlich geformte Lichtabstrahlmuster mittels einer sich in einer gleichen Position befindlichen gleichen Leuchtstofffläche erzeugt werden. Es ist auch möglich, die Bewegung des Primärlichtstrahls nicht-resonant durchzuführen, also nicht periodisch Zeilen und Spalten zu beschreiben, sondern die Bewegung des Primärlichtstrahls völlig frei zu handhaben. Es ist eine weitere Ausgestaltung, dass mehrere (d.h., mindestens zwei) Leuchtstoffflächen auf mindestens einem gemeinsamen, translatorisch, insbesondere linear,
verschiebbaren oder beweglichen Träger angeordnet sind. Dies ergibt den Vorteil, dass eine Position aller
Leuchtstoffflächen des gemeinsamen Trägers auf eine
mechanisch einfache Weise, nämlich mittels einer Verschiebung dieses Trägers, veränderbar ist. Insbesondere mag eine bestimmte translatorisch, insbesondere lineare, Position des Trägers einem zugehörigen Lichtabstrahlmuster entsprechen. Diese Ausgestaltung umfasst, dass alle Leuchtstoffflächen auf genau einem gemeinsamen Träger angeordnet sind. Diese
Ausgestaltung umfasst auch, dass die Leuchtstoffflächen auf mehreren Trägern angeordnet sind, wobei an mindestens einem Träger, insbesondere an mehreren Trägern, jeweils mindestens zwei Leuchtstoffflächen angeordnet sind.
Es ist noch eine weitere Ausgestaltung, dass der mindestens eine translatorisch, insbesondere linear, verschiebbare
Träger mehrere unabhängig voneinander translatorisch, insbesondere linear, verschiebbare Träger mit jeweils
mehreren Leuchtstoffflächen aufweist, wobei in die
Beleuchtungsfläche gleichzeitig jeweils eine
Leuchtstofffläche eines jeweiligen Trägers einbringbar ist. Das Lichtabstrahlmuster der Leuchtvorrichtung ist folglich mittels einer Addition der einzelnen Lichtabstrahlmuster der in der Beleuchtungsfläche befindlichen Leuchtstoffflächen der einzelnen Träger erzeugbar. Eine Änderung des
Lichtabstrahlmusters lässt sich durch eine Verschiebung eines oder mehrerer dieser Träger und damit einer Auswechselung mindestens einer Leuchtstofffläche in der Beleuchtungsfläche erreichen. Diese Ausgestaltung ermöglicht auf einfache Weise eine besonders vielfältige Ausgestaltung des
Lichtabstrahlmusters. Dadurch lässt sich ein
Lichtabstrahlmuster auf besonders kompakte Weise erzeugen.
Die Träger mögen insbesondere parallel zueinander
verschiebbare Träger sein. Die Träger mögen die gleiche
Grundform aufweisen, z.B. eine streifenartige Grundform. Die Träger mögen in einer Reihe benachbart zueinander angeordnet sein, insbesondere kollinear.
Die gleichzeitige Beleuchtung der Leuchtstoffflächen mehrerer Träger lässt sich beispielsweise mittels eines oder mehrerer Primärlichtstrahlen umsetzen. Die mehreren
Primärlichtstrahlen mögen z.B. von mindestens einer
jeweiligen Lichtquelle erzeugt werden, alternativ mittels einer gemeinsamen Lichtquelle und folgender Aufspaltung des Primärlichtstrahls in mehrere Teilstrahlen.
Ganz allgemein mag das Lichtabstrahlmuster mittels einer gleichzeitigen Beleuchtung mehrerer individuell translatorisch, insbesondere linear, beweglicher Leuchtstoffflächen erzeugbar sein.
Der Scheinwerfer mag insbesondere ein Fahrzeugscheinwerfer sein. Das Fahrzeug mag ein Luftfahrzeug, ein wassergebundenes Fahrzeug oder ein landgebundenes Fahrzeug sein. Das
landgebundene Fahrzeug mag ein Kraftfahrzeug sein. Besonders bevorzugt ist die Verwendung des Fahrzeugscheinwerfers in einem Lastkraftwagen oder Personenkraftwagen. Durch
unterschiedliche Positionen der mindestens einen
Leuchtstofffläche lassen sich unterschiedliche automobile Lichtabstrahlmuster erzeugen, z.B. zur Erzeugung eines
Abblendlichts, eines Fernlichts, eines Nebellichts usw.
Alternativ oder zusätzlich lassen sich gleich geformte
Lichtabstrahlmuster mit unterschiedlicher Lichtfarbe
bereitstellen, z.B. ein bläulicheres Tagfahrlicht und ein weniger „blaues" Positionslicht für nächtlichen Einsatz.
Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung der
Leuchtvorrichtung als Fahrzeugscheinwerfer oder als ein Teil davon, wobei der Fahrzeugscheinwerfer als ein AFS („Adaptive Frontlighting System")- oder ein ADB („Adaptive Driving
Beam" ) -Scheinwerfer eingerichtet ist. Durch eine Änderung der Position mindestens einer Leuchtfläche ist eine einfache umsetzbare Änderung des Lichtabstrahlmusters (z.B. der
Lichtfarbe oder Farbverteilung) als Reaktion auf äußere
Einflüsse möglich. Solche Einflüsse können umgebungsbedingte Parameter, wie eine Wettersituation, ein Zustand einer
Fahrbahn, eine Tageszeit, ein Sonnenstand usw. oder
fahrerspezifische Parameter, wie Alter, Müdigkeit,
Erfahrungsgrad usw. umfassen. Solche Parameter können durch eine entsprechend geartete Sensorik des Fahrzeugs z.B. eine Kamera, einen Regensensor, einen Abstandssensor usw. erfasst werden. Es ist so insbesondere auch möglich, im Rahmen eines AFS- oder ADB-Systems bestimmte Kombinationen von Parametern in der Lichtverteilung automatisch (insbesondere ohne
Fahrermitwirkung) abzudecken. Also nicht nur die Anpassung der Farbe an zum Beispiel ein Vorliegen von Nebel, sondern auch an die Kombination von Nebel mit einem alten oder einem jungen Fahrer. Auch die Eigenheiten von Farbblinden oder Teilfarbblinden (z.B. mit einer rot/grün-Schwäche) können so berücksichtigt werden. Dadurch wiederum lässt sich eine größere Verkehrssicherheit erreichen. Es kann auch
zusätzlicher Komfort für den Fahrer bzw. die Insassen erzeugt werden .
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden schematischen Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den
Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei können zur
Übersichtlichkeit gleiche oder gleichwirkende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen sein. zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel mit einem linear
verschieblichen Träger;
zeigt in Draufsicht einen linear
verschieblichen Träger mit mehreren
Leuchtstoffflächen;
zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und
zeigt als Schnittdarstellung in Seitenansicht eine Leuchtvorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel .
Fig.l zeigt eine Leuchtvorrichtung 1, z.B. für einen
Fahrzeugscheinwerfer E. Der Fahrzeugscheinwerfer E mag z.B. in einem Kraftfahrzeug verbaut sein, z.B. in einem
Personenkraftwagen, einem Lastkraftwagen oder einem Motorrad Der Fahrzeugscheinwerfer E erzeugt ein Lichtabstrahlmuster L in einem Fernfeld F um das Fahrzeug herum, insbesondere vor dem Fahrzeug. Die Leuchtvorrichtung 1 weist einen platten- oder scheibenartigen Träger 2 für drei flächenartige
Leuchtstoffvolumina auf, die im Folgenden als
Leuchtstoffflächen 3a bis 3c bezeichnet werden. Die
Leuchtstoffflächen 3a, 3b und 3c liegen nebeneinander in einer Reihe auf einer ebenen Oberfläche des Trägers 2 auf. Die Leuchtstoffflächen 3a bis 3c mögen z.B. auf den Träger 2 aufgesprüht oder aufgedruckt worden sein. Alternativ mögen die Leuchtstoffflächen 3a bis 3c als jeweils vorgefertigte Plättchen (z.B. Keramikplättchen) auf den Träger 2
aufgebracht worden sein, z.B. aufgeklebt worden sein.
Die Leuchtvorrichtung 1 weist ferner eine Lichtquelle in Form eines Lasers 4 auf, welcher z.B. blaues Primärlicht P
abstrahlt. Das blaue Primärlicht P weist bevorzugt, aber nicht notwendigerweise, eine Spitzenwellenlänge im
Wellenlängenbereich von 360 nm bis 480 nm, insbesondere von 400 nm bis 460 nm, auf. Der Laser 4 mag z.B. eine oder mehrere Laserdioden aufweisen. Das Primärlicht P wird durch ein kleines Fenster 5 in einem schalenförmigen Reflektor 6 schräg auf den Träger 2 gestrahlt und kann dort eine
Beleuchtungsfläche 7 erzeugen, die dem Leuchtfleck
entspricht. Aufgrund des nur kleinen Fensters 5 und der schrägen Einstrahlung sind Lichtverluste durch eine
Rückstrahlung in den Laser 4 gering.
Der Strahlengang des Primärlichts P bleibt zeitlich
unverändert, also stationär. Dadurch wird eine sich zeitlich nicht ändernde (statische) flächige Bereitstellung der
Beleuchtungsfläche 7 erreicht.
Zwischen dem Laser 4 und der Beleuchtungsfläche 7 ist eine hier durch eine Linse angedeutete Optik 8 zwischengeschaltet, z.B. zur Strahlkollimation . Auch mag das an der
Beleuchtungsfläche 7 auftreffende Primärlicht P
näherungsweise parallelisiert sein, anstatt wie angedeutet fokussiert zu werden. Falls ein fokussierender Strahlengang verwendet wird, ist es beispielsweise auch möglich, die
Leuchtstoffflächen 3a bis 3c nicht in den Fokus des Strahls des Primärlichtstrahls P zu setzen (d.h. insbesondere auch nach dem Fokus bzw. im wieder divergierenden Strahl zu positionieren) , um die Größe der Beleuchtungsfläche 7
einfacher einstellen zu können.
Es ist eine Weiterbildung, dass sich der Laser 4 und die eventuelle vorhandene Optik 8 in einem gemeinsamen Gehäuse befinden und zusammen eine Einheit bilden. Es ist alternativ möglich, das Primärlicht P über eine Glasfaser zu dem Träger 2 bzw. zu dessen Leuchtstoffflächen 3a, 3b oder 3c zu führen.
Der Träger 2 kann entlang seiner ausgedehnten Ebene durch eine translatorische Linearbewegung verschoben werden, hier entlang einer Verschiebungsrichtung V. Dabei nimmt der Träger 2 verschiedene Positionen ein, in denen jeweils eine der Leuchtstoffflächen 3a, 3b oder 3c in der Beleuchtungsfläche 7 liegt bzw. die Leuchtstoffflächen 3a bis 3c abwechselnd in die Beleuchtungsfläche 7 einbringbar sind. In noch anderen Worten kann der Träger 2 so linear verschoben werden, dass jeweils eine der Leuchtstoffflächen 3a, 3b oder 3c durch den Primärlichtstrahl P beleuchtbar ist. Die Leuchtstoffflächen 3a bis 3c sind hier jeweils größer als die Beleuchtungsfläche 7 gezeigt. Dies ist jedoch nicht notwendigerweise nötig, ergibt aber den Vorteil, dass freie Bereiche des Trägers 2 nicht mitbeleuchtet werden. Die Beleuchtungsfläche 7 kann mittels einer mechanischen Blende begrenzt werden. Diese kann mit dem Träger 2 verbunden sein.
Die Beleuchtungsfläche 7 weist bevorzugt eine Ausdehnung (z.B. eines Durchmessers oder einer Kantenlänge) von
mindestens 20 Mikrometern auf. Besonders bevorzugt ist eine Ausdehnung der Beleuchtungsfläche 7 von 50 μιη bis 500 μιη. Falls als Ziel eine Erreichung einer hohen Leuchtdichte nicht im Vordergrund steht, ist eine maximale Ausdehnung von bis zu 1000 μιη bevorzugt. Diese Werte gelten insbesondere für eine Beleuchtung oder Bestrahlung mit einem Laser 4 in Form einer Laserdiode und einer auftreffenden Strahlungsleistung von 0,25 W bis 60 W. Für größere Laserleistungen können
diese Ausdehnungswerte mit entsprechend höheren erreichbaren Leuchtdichten verwendet werden. Mit höheren Laserleistungen ist es aber auch möglich, größere Ausdehnungen zu nutzen, z.B. eine Verdopplung der durch die maximale Ausdehnung definierten Fläche bei Verdopplung der Laserleistung usw.
An der beleuchteten Leuchtstofffläche (hier gezeigt als 3b) wird das blaue Primärlicht P zumindest teilweise in gelbes Sekundärlicht S umgewandelt. Dabei wird von der
Leuchtstofffläche 3b insgesamt blau-gelbes oder weißes
Mischlicht als Nutzlicht P, S abgestrahlt. Je nach
Konzentration und/oder Schichtdicke des blau-gelb
konvertierenden Leuchtstoffs mag das Nutzlicht P, S eine neutral weiße, eine bläulich-weiße oder eine gelblich-weiße Farbe aufweisen. Bevorzugt befindet sich das Nutzlicht P, S jeder der Leuchtstoffflächen 3a bis 3c zumindest
bereichsweise innerhalb eines ECE-Farbraums (also nicht zwangsweise weiß, sondern beispielsweiser auch gelb, rot, usw . ) .
Die Leuchtstoffflächen 3a bis 3c sind unterschiedlich
ausgebildet, beispielsweise in Bezug auf ihre Form und/oder LeuchtstoffZusammensetzung . Unter einer
LeuchtstoffZusammensetzung mag beispielsweise ein
Vorhandensein eines oder mehrerer bestimmter Leuchtstoffe, deren Konzentration, deren Schichtdicke und/oder deren flächige Verteilung oder Variation davon verstanden werden. Die Leuchtstoffflächen 3a bis 3c mögen insbesondere eine über ihre Fläche gleichförmige LeuchtstoffZusammensetzung
aufweisen .
Bei der gezeigten reflektiven Anordnung wird das Nutzlicht P, S von der gleichen Seite abgestrahlt, auf welche auch das
Primärlicht P einfällt. Dazu ist der Träger 2 an seiner den Leuchtstoffflächen 3a bis 3c zugewandten Seite reflektierend ausgebildet. Der Träger 2 ist bevorzugt spekular reflektiv bzw. spiegelnd ausgeführt, insbesondere für alle vorhandenen Wellenlängen, damit sowohl die durch die Leuchtstoffflächen 3a, 3b oder 3c hindurchtretende und auf den Träger 2
auftreffende Primärstrahlung P als auch die in Richtung des Träger 2 abgestrahlte Sekundärstrahlung S effektiv in die Leuchtstoffflächen 3a, 3b bzw. 3c zurückgeworfen und damit weiterverwendet werden können. Dies erhöht eine
Konversionseffizienz . Der Träger 2 besteht für eine effektive Wärmeabfuhr von den
Leuchtstoffflächen 3a, 3b und 3c vorzugsweise aus Metall oder einem Saphir-auf-Metall-Schichtstapel . Es ist auch möglich, zwischen einem nicht reflektierenden Träger 2 und den
Leuchtstoffflächen 3a, 3b und 3c eine dichroitische Schicht anzuordnen, welche das Primärlicht P durchlässt,
konvertiertes Sekundärlicht S hingegen reflektiert. So kann ein Primärlichtanteil an dem Nutzlicht P, S verringert werden. Eine solche Anordnung ist insbesondere für den transmittiven Fall vorteilhaft (Primärlicht muss dabei passieren, während Sekundärlicht für eine Erreichung einer höheren Effizienz reflektiert werden sollte) .
Das Nutzlicht P, S, das von der Leuchtstofffläche 3a, 3b oder 3c abgestrahlt wird, trifft auf eine nachgeschaltete
sekundäre Optik, die hier anhand des schalenartigen
Reflektors 6 gezeigt ist. Der Reflektor 6 mag beispielsweise eine sphärische, paraboloide oder freiförmige
Reflexionsfläche aufweisen, die ggf. mehrfach facettiert sein mag. Die Position der Beleuchtungsfläche 7 und damit auch die Position der jeweils beleuchtbaren Leuchtstofffläche 3a, 3b oder 3c entsprechen hier einem Brennfleck des Reflektors 6. Von der sekundären Optik wird das Nutzlicht P, S als
Lichtabstrahlmuster L in das Fernfeld F ausgekoppelt. Die sekundäre Optik mag noch weitere Elemente (o. Abb.) zur Strahlformung des Nutzlichts P, S aufweisen, z.B. mindestens eine Linse, mindestens einen Reflektor, eine Blende oder Shutter usw. Dies mag beispielsweise so geschehen, dass der Reflektor 6 das Nutzlicht P, S in eine Nahfeld-Zwischenebene lenkt, die eventuell auch einen Shutter (o. Abb.) enthalten kann. Die Zwischenebene kann dann z.B. von einer refraktiven Optik in das Fernfeld F abgebildet werden.
Durch die abwechselnde Einbringung der unterschiedlich ausgestalteten Leuchtstoffflächen 3a bis 3c in die
Beleuchtungsfläche 7 sind jeweils zugehörige,
unterschiedliche Lichtabstrahlmuster L erzeugbar. Die
Lichtabstrahlmuster L mögen sich in Bezug auf ihre Form, Farbe und/oder Farbverteilung unterscheiden.
Dabei wird ein bestimmtes Lichtabstrahlmuster L nicht- sequenziell erzeugt. Dies bedeutet, dass ein
Lichtabstrahlmuster L vollständig mit dem Träger 2 und somit auch den Leuchtstoffflächen 3a bis 3c in genau einer Position (entsprechend einer bestimmten Stellung) des Trägers 2 erzeugbar ist. Der Träger 2 braucht zur Erzeugung eines Lichtabstrahlmusters also nicht zwei oder mehr der
Leuchtstoffflächen 3a, 3b oder 3c hintereinander durch das Primärlicht P zu bewegen, sondern ein gewünschtes
Lichtabstrahlmuster L wird durch Beleuchtung genau einer der Leuchtstoffflächen 3a bis 3c erzeugt. Es ist auch möglich, mit Wechsel der Stellung des Trägers 2 eine Helligkeit bzw. Laserleistung des Primärlichts P zu ändern. Dadurch kann das Lichtabstrahlmuster L gedimmt werden, z.B. zur Erzeugung eines Tagfahrlichts oder eines Positionslichtes .
Beispielsweise mag in einer ersten (Linear- ) Stellung des Trägers 2 nur die Leuchtstofffläche 3a durch das Primärlicht P angestrahlt werden. Dadurch mag z.B. ein
Lichtabstrahlmuster L erzeugt werden, das eine bläulich-weiße Farbe aufweist und eine zur Verwendung als ein Tagfahrlicht geeignete Form und Intensität aufweist. Durch eine lineare Verschiebung des Trägers 2 um eine
Position so, dass nun nur die Leuchtstofffläche 3b durch das Primärlicht P angestrahlt wird, wird ein zweites
Lichtabstrahlmuster L erzeugt. Das zweite Lichtabstrahlmuster L unterscheidet sich zumindest in Bezug auf seine Form und/oder Farbe, ggf. auch in Bezug auf seine Helligkeit von dem ersten Lichtabstrahlmuster L. Zur Unterscheidung der Farbe ihrer Lichtabstrahlmuster L mögen die
Leuchtstoffflächen 3a und 3b eine unterschiedliche
Konzentration oder Schichtdicke des darin enthaltenden
Leuchtstoffs aufweisen. Das zweite Lichtabstrahlmuster L mag beispielsweise zur Verwendung mit einer Blinkerfunktion gelbes Nutzlicht ausstrahlen. Dazu mag beispielsweise in der Leuchtstofffläche 3a ein höherer Anteil an blau-gelb
konvertierendem Leuchtstoff vorhanden sein (z.B. aufgrund einer höheren Konzentration und/oder Schichtdichte).
Wird der Träger 2 um noch eine Position weiter linear
verschoben, so dass nun nur die Leuchtstofffläche 3c durch das Primärlicht P angestrahlt wird (sich also nur die
Leuchtstofffläche 3c in der Beleuchtungsfläche 7 befindet) , wird ein drittes Lichtabstrahlmuster L erzeugt, z.B. zur Verwendung als ein Nebellicht o.ä. Zusätzlich oder alternativ kann mindestens eine
Leuchtstofffläche vorhanden sein, die noch ein anderes
Lichtabstrahlmuster L erzeugt, z.B. zur Verwendung als ein Abblendlicht, als ein Fernlicht usw. Es mögen auch mindestens zwei Lichtabstrahlmuster L für den gleichen Zweck vorhanden sein, z.B. als Tagfahrlicht, die sich nur in einer Lichtfarbe unterscheiden, z.B. in einem anderen weißlichen Farbton, beispielsweise um auf Umgebungsparameter des Fahrzeugs wie Regen und/oder eines Zustand des Fahrers wie seine Müdigkeit reagieren zu können, z.B. im Rahmen eines AFS oder ADB .
Die Zahl der Leuchtstoffflächen ist nicht beschränkt und mag z.B. zwei, drei oder auch mehr als drei betragen. Die lineare Bewegung des Trägers 2 zum Positionieren der Leuchtstoffflächen 3a bis 3c in Bezug auf die
Beleuchtungsfläche 7 erfolgt mittels eines Motors,
insbesondere eines Linearmotors 10. Der Linearmotor 10 mag beispielsweise mindestens einen Elektromotor (insbesondere Schrittmotor) oder mindestens einen Aktor (z.B. mindestens einen Piezoaktor mit oder ohne Hubverstärkung) aufweisen.
Der Linearmotor 10 ist mit einer Steuereinrichtung 11 gekoppelt, welche den Linearmotor 10 ansteuert. Der
Linearmotor 10 und die Steuereinrichtung 11 mögen auch in einem einzigen Bauteil integriert sein. Die Steuereinrichtung 11 ist dazu eingerichtet, den Linearmotor 10 so anzusteuern, dass dadurch eine für ein bestimmtes Lichtabstrahlmuster L vorgesehene Leuchtstofffläche 3a, 3b oder 3c linear in die Beleuchtungsfläche 7 bewegt wird. Die Steuereinrichtung 11 kann zur Ansteuerung des Linearmotors 10 Steuerbefehle ST empfangen, welche das zu erzeugende Lichtabstrahlmuster L vorgeben. Diese Steuerbefehle ST werden von der
Steuereinrichtung 11 in Ansteuerungssignale für den
Linearmotor 10 umgesetzt, und die Ansteuerungssignale werden dann dem Linearmotor 10 zur Vorgabe seiner Linearbewegung zur Verfügung gestellt. Die Steuerbefehle ST mögen beispielsweise von einer Fahrzeugelektronik (o. Abb.) stammen. Die
Steuerbefehle ST mögen auf Bedienvorgängen eines Fahrers des Fahrzeugs, z.B. auf einem Einschalten einer bestimmten
Lichtfunktion wie einem Fernlicht, und/oder auf einer
automatischen Auswahl durch das Fahrzeug beruhen. Die
automatische Auswahl mag z.B. auf Messwerten mindestens eines Sensors des Fahrzeugs beruhen. So mag das Lichtabstrahlmuster L abhängig von der Helligkeit, Wetterverhältnissen (z.B.
Regen oder Nebel), einem Erkennen eines Objekts vor dem
Fahrzeug, einer Aufmerksamkeit des Fahrers usw. geändert werden .
Grundsätzlich ist es auch möglich, den Träger 2 in zwei
Ebenen-Richtungen linear zu verschieben. Insbesondere in diesem Fall können die Leuchtstoffflächen auf dem Träger 2 zweidimensional verteilt sein, z.B. matrixförmig, kreuzförmig, usw. Durch eine Bewegung des Trägers 2 in beide ebene Richtungen (in der Richtung V und einer senkrecht dazu in der Bildebene stehenden Richtung) können alle
verschiedenen Leuchtstoffflächen angefahren werden. Durch eine zweidimensionale Anordnung können mehr
Leuchtstoffflächen kompakt untergebracht werden,
als bei einer nur eindimensionalen (z.B. streifenförmigen) Anordnung .
Es ist auch möglich, die Leuchtstoffflächen 3a, 3b oder 3c durch mehrere Laser 4, insbesondere Laserdioden, anzuregen bzw. die Beleuchtungsfläche 7 durch Primärlicht P mehrerer Laser 4 zu erzeugen. Deren Licht kann durch das gleiche
Fenster 5 im Reflektor 6 laufen, alternativ aber auch durch verschiedene Fenster zu der Leuchtstofffläche 3a, 3b oder 3c gelangen .
Anstelle der stationären Beleuchtung mag auch eine scannende Beleuchtung verwendet werden.
Fig.2 zeigt in Frontalansicht einen weiteren möglichen Träger 12, der z.B. anstelle des Trägers 2 in der Leuchtvorrichtung 1 einsetzbar ist. Der Träger 12 weist vier in einem 2x2- Matrixmuster nebeneinander angeordneten Leuchtstoffflächen 13a, 13b, 13c und 13d auf. Es wird jeweils nur eine
Leuchtstofffläche 13a, 13b, 13c oder 13d beleuchtet. Jede einzelne Leuchtstofffläche 13a, 13b, 13c oder 13d kann folglich ein vollständiges Lichtabstrahlmuster L erzeugen. Durch eine lineare Bewegung des Trägers 12 in seiner Ebene (z.B. erzeugt mittels des Linearmotors 10) lässt er sich so bewegen, dass jede der Leuchtstoffflächen 13a, 13b, 13c oder 13d jeweils in die Beleuchtungsfläche 7 bringbar ist. Die lineare Bewegung ist durch die doppelseitigen Pfeile
angedeutet.
Die einzelnen Leuchtstoffflächen 13a, 13b, 13c oder 13d enthalten unterschiedliche Verteilungen von Leuchtstoffen. Beispielsweise mag die Leuchtstofffläche 13a homogen mit einem blau-gelb konvertierenden Leuchtstoff einer ersten Schichtdicke belegt sein, um ein kalt-weißes Licht zu
erzeugen und abzustrahlen. Die Leuchtstofffläche 13b mag homogen mit einem blau-gelb konvertierenden Leuchtstoff einer zweiten Schichtdicke belegt sein, welche dicker ist als die erste Schichtdicke. Dadurch kann ein gelblich-weißes Licht erzeugt und abgestrahlt werden. Ein wärmerer Farbton kann auch durch Zugabe eines blau-rot konvertierenden Leuchtstoffs erreicht werden. Die Leuchtstofffläche 13c mag homogen mit einem blau-gelb konvertierenden Leuchtstoff einer dritten Schichtdicke belegt sein, welche geringer ist als die erste Schichtdicke. Dadurch kann ein bläulich-weißes Licht erzeugt und abgestrahlt werden. Die Leuchtstofffläche 13d mag mehrere jeweils unterschiedlich homogen mit einem blau-gelb
konvertierenden Leuchtstoff belegte Teilbereiche aufweisen. So mögen zwei äußere Bereiche ähnlich der Leuchtstofffläche 13c belegt sein und ein mittlerer Bereich ähnlich der
Leuchtstofffläche 13a belegt sein.
Es muss aber nicht notwendigerweise ein (2 x 2) -Muster der einzelnen Leuchtstofffläche verwendet werden. So ist jede andere beliebige Aufteilung in ein (n x m) -Muster möglich, wobei n und m ganze Zahlen sind, von denen zumindest eine größer als eins ist. Zusätzlich ist ein Längen-zu-Breiten- Verhältnis oder Aspektverhältnis der einzelnen
Leuchtstoffflächen frei wählbar. Die einzelnen
Leuchtstoffflächen brauchen nicht rechteckig zu sein, sondern können auch andere Formen annehmen. Zwischen den
Leuchtstoffflächen können auch Bereiche vorhanden sein, die frei von Leuchtstoff sind. Auch ist eine irreguläre Anordnung der Leuchtstoffflächen möglich. Ebenso ist die
Anordnung der Leuchtstoffe innerhalb einer Leuchtstofffläche nicht begrenzt. Jede erwünschte Aufteilung kann benutzt werden. Realisierungen sind sowohl in einer transmittiven Verwendung (Durchlichtanordnung, wie gezeigt) als auch in einer reflektiven Verwendung des Leuchtstoffs möglich. Die nachgeschaltete sekundäre Optik mag wie beschrieben eine Reflektorschale sein, kann z.B. aber auch eine ins Fernfeld abbildenden refraktive Optik sein. Diese refraktive Optik mag insbesondere für die Durchlichtanordnung vorteilhaft sein.
Der Träger 12 mag für einen reflektiven Aufbau z.B. ein metallischer Träger sein, für einen transmittiven Aufbau z.B. ein Glas- oder Saphirträger. Fig.3 zeigt eine Leuchtvorrichtung 21, z.B. für einen
Fahrzeugscheinwerfer E, die ähnlich zu der Leuchtvorrichtung 1 aufgebaut ist. Jedoch sind nun zwei Reflektoren 6a und 6b oder entsprechende Reflexionsbereiche eines Reflektors 6a, 6b vorhanden. Zudem können nun auf gegenüberliegenden
Oberflächen oder Flachseiten des Trägers 2 angeordnete
Leuchtstoffflächen 3a und 3d, 3b und 3e bzw. 3f und 3c gleichzeitig bestrahlt werden, und zwar von unterschiedlichen Lasern 4a bzw. 4b. In anderen Worten können eine erste
Beleuchtungsfläche 7a an einer ersten Flachseite des Trägers 2 und eine zweite Beleuchtungsfläche 7b an einer zweiten Flachseite des Trägers 2 bereitgestellt werden.
Die Reflektoren 6a und 6b wiederum werden von den
Leuchtstoffflächen 3a, 3b oder 3c bzw. 3d, 3e oder 3f
beleuchtet. Ein Lichtabstrahlmuster L im Fernfeld F (o. Abb.) kann dann durch eine Überlagerung des von beiden Reflektoren 6a und 6b abgestrahlten Nutzlichts (o. Abb.) zusammengesetzt sein. Dies entspricht einer Addition des von
gegenüberliegenden Leuchtstoffflächen 3a und 3d, 3b und 3e bzw. 3f und 3c erzeugten Nutzlichts.
Dabei brauchen für ein bestimmtes Lichtabstrahlmuster nicht beide Laser 6a, 6b in Betrieb zu sein. Beispielsweise mag ein Fernlicht durch Betrieb beider Laser 6a, 6b erzeugt werden, ein Abblendlicht hingegen z.B. durch Betrieb nur eines der
Laser 6a oder 6b. Folglich können durch wahlweise Aktivierung der Laser 6a oder 6b in einer gleichen Position des Trägers 2 unterschiedliche Lichtabstrahlmuster zu Verfügung gestellt werden. Durch lineare Verschiebung des Trägers 2 in eine andere Position können weitere Lichtabstrahlmuster erzeugt werden, und zwar durch gemeinsame und/oder jeweilige
Aktivierung der Laser 4a und 4b.
Eine Lichtfarbe und/oder Form der von den beiden Reflektoren 6a und 6b abgestrahlten Lichtabstrahlmuster mag gleich oder unterschiedlich sein. Auch mag eine Lichtfarbe des von den beiden Lasern 6a, 6b abgestrahlten Primärlichts P gleich oder unterschiedlich sein.
Fig.4 zeigt eine Leuchtvorrichtung 31, z.B. für einen
Fahrzeugscheinwerfer E, bei der nun mehrere (hier
beispielhaft vier senkrecht ausgerichtete) streifenartige Träger 2a, 2b, 2c und 2d mit jeweils in einer Reihe
nebeneinander angeordneten Leuchtstoffflächen AI bis A3, Bl bis B3, Cl bis C3 bzw. Dl bis D3 vorhanden sind. Die Träger 2a, 2b, 2c und 2d sind parallel zueinander entlang ihrer Längsachsen verschiebbar, wie durch die Doppelpfeile
angedeutet. Die Träger 2a bis 2d sind unmittelbar benachbart zueinander (d.h. hier: getrennt nur durch einen praktisch vernachlässigbar schmalen Spalt) angeordnet.
Anstatt wie bei der Leuchtvorrichtung 1 die in einer
Beleuchtungsfläche 32 befindlichen Leuchtstoffflächen A2 bis D2 zu einem Zeitpunkt (stationär) großflächig mit dem
Primärlicht P zu bestrahlen und diese Leuchtstoffflächen AI bis D3 als Quasi-Lichtquelle für eine nachgeschaltete Optik zu verwenden, werden die in der Beleuchtungsfläche 32
befindlichen Leuchtstoffflächen A2 bis D2 nun von einem konzentrierten Primärlichtstrahl P zeitabhängig („dynamisch") überstrichen bzw. „gescannt". Zur „scannenden", insbesondere zeilenartigen, Beleuchtung der Beleuchtungsfläche 32 mag das Primärlicht P insbesondere über mindestens einen beweglichen, insbesondere verschwenkbaren, Spiegel 33 auf die
Beleuchtungsfläche 32 umlenkbar sein, z.B. ähnlich wie bei einem , Flying-Spot λ -Verfahren . Der verschwenkbare Spiegel 33 mag z.B. ein MEMS-Bauteil sein. Der Laser 4 mag gezielt ein- und ausschaltbar (bzw. dimmbar) sein. Das so erzeugte
Lichtabstrahlmuster mag bei fester Position bzw. Drehstellung der Träger 2a, 2b, 2c und 2d durch eine Änderung des
Beleuchtungsmusters variiert werden.
Die durch den Laser 4 nun zeilenweise scannend beleuchtbare Beleuchtungsfläche 32 umfasst eine Zeile aus quer zu ihrer Verschiebungsrichtung nebeneinander angeordneten
Leuchtstoffflächen AI bis A3, Bl bis B3, Cl bis C3 bzw. Dl bis D3, z.B. eine Zeile umfassend die Leuchtstoffflächen A2, B2, C2 und D2. Es ist also jeweils eine Leuchtstofffläche eines streifenförmigen Trägers 2a bis 2d gleichzeitig
beleuchtbar. Da die Träger 2a bis 2d voneinander unabhängig linear verschiebbar sind, lassen sich alle möglichen
benachbarten Leuchtstoffflächen AI bis A3, Bl bis B3, Cl bis C3 bzw. Dl bis D3 kombinieren.
Die Leuchtstoffflächen AI bis A3, Bl bis B3, Cl bis C3 bzw. Dl bis D3 eines jeweiligen streifenförmigen Trägers 2a bis 2d können insbesondere eine andere LeuchtstoffZusammensetzung (z.B. in Bezug auf eine Art, Menge und/oder flächige
Verteilung von Leuchtstoff) aufweisen und dadurch einen unterschiedlich geformten und/oder unterschiedlich farbigen Teil des gesamten Lichtabstrahlmusters erzeugen.
Ein bestimmtes Lichtabstrahlstrahlmuster lässt sich
beispielsweise durch eine beliebige, aber dann fest gewählte Kombination der Leuchtstoffflächen AI bis A3, Bl bis B3, Cl bis C3 bzw. Dl bis D3 einstellen. Das dabei erzeugte Licht kann wieder durch eine Optik (o. Abb.), insbesondere eine abbildende Optik, in das Fernfeld F geworfen werden.
Zur linearen Bewegung der Träger 2a, 2b, 2c und 2d mögen jeweilige Linearmotoren 10a bis lOd verwendet werden, welche gemeinsam durch die Steuereinrichtung 11 steuerbar sind. Die Steuereinrichtung 11 kann auch hier zur Ansteuerung der Linearmotoren 10a bis lOd Steuerbefehle ST empfangen, welche das zu erzeugende Lichtabstrahlmuster L vorgeben. Diese Steuerbefehle ST werden von der Steuereinrichtung 11 in
Ansteuerungssignale für die Linearmotoren 10a bis lOd
umgesetzt, um die für das gewünschte Lichtabstrahlmuster entsprechende Kombination der Leuchtstoffflächen AI bis D3 in die Beleuchtungsfläche 32 zu bringen.
Alternativ mag anstelle der scannenden Beleuchtung eine stationäre Beleuchtung der sich in der Beleuchtungsfläche 32 befindlichen Leuchtstoffflächen A2 bis D2 durchgeführt werden, z.B. durch einen entsprechend breiten, stationären Strahl des Primärlichts P.
Grundsätzlich ist die Zahl der unabhängig beweglichen Träger nicht beschränkt und mag auch hunderte oder sogar tausende von unabhängig beweglichen Trägern umfassen.
Auch kann der beleuchtbare Bereich 32 mehrere Zeilen
umfassen .
Die Leuchtvorrichtung 31 mag in reflektiver Anordnung oder in transmittiver Anordnung umgesetzt sein.
Obwohl die Erfindung im Detail durch die gezeigten
Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht darauf eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
So mag grundsätzlich zwischen einer stationären und einer scannenden Bestrahlung einer Leuchtstofffläche gewählt werden .
Auch mag anstelle oder zusätzlich zu einer linearen
Translationsbewegung eine auf einer gekrümmten Trajektorie oder Bewegungsbahn verschobene mindestens eine
Leuchtstofffläche verwendet werden. Zudem mag der Translationsbewegung eine Rotationsbewegung der mindestens einen Leuchtstofffläche überlagert sein,
insbesondere um eine Verschwenkung der Leuchtstofffläche zu erreichen .
Allgemein kann unter "ein", "eine" usw. eine Einzahl oder eine Mehrzahl verstanden werden, insbesondere im Sinne von "mindestens ein" oder "ein oder mehrere" usw., solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist, z.B. durch den Ausdruck "genau ein" usw.
Auch kann eine Zahlenangabe genau die angegebene Zahl als auch einen üblichen Toleranzbereich umfassen, solange dies nicht explizit ausgeschlossen ist.
Bezugs zeichen
1 Leuchtvorrichtung für einen Fahrzeugscheinwerfer
2 Träger
3a-f Leuchtstoffflächen
4 Laser
4a Laser
4b Laser
5 Loch
6 Reflektor
6a Reflektor
6b Reflektor
7 Beleuchtungsfläche
8 Optik
10 Linearmotor
11 Steuereinrichtung
12 Träger
13a-d Leuchtstoffflächen
21 Leuchtvorrichtung
31 Leuchtvorrichtung
32 Beleuchtungsfläche
33 beweglicher Spiegel
A1-A3 Leuchtstofffläche
B1-B3 Leuchtstofffläche
C1-C3 Leuchtstofffläche
D1-D3 Leuchtstofffläche
E Fahrzeugscheinwerfer
F Fernfeld
L Lichtabstrahlmuster
P Primärlicht
S Sekundärlicht

Claims

Leuchtvorrichtung (1; 21; 31) für einen Scheinwerfer (E) zum Erzeugen eines Lichtabstrahlmusters (L) in einem Fernfeld (F) , aufweisend
- mindestens eine Lichtquelle (4; 4a, 4b) zur
Aussendung von Primärlicht (P) auf eine
Beleuchtungsfläche (7; 7a, 7b; 32);
- mindestens zwei unterschiedliche Leuchtstoffflächen (3a-3c; 3a-3f ; 13a-13d; A1-D3) , die zumindest teilweise abwechselnd mittels zumindest einer Translationsbewegung (V) in die Beleuchtungsfläche (7; 7a, 7b; 32) einbringbar sind; und
- eine Steuereinrichtung (11) zum Positionieren der
Leuchtstoffflächen (3a-3c; 3a-3f; 13a-13d; A1-D3) in Bezug auf die Beleuchtungsfläche (7; 7a, 7b; 32);
wobei
- in einer vorbestimmten Position der
Leuchtstoffflächen (3a-3c; 3a-3f; 13a-13d; A1-D3) ein jeweils zugehöriges Lichtabstrahlmuster (L) erzeugbar ist; und
- die Steuereinrichtung (11) dazu eingerichtet ist, zum Einstellen eines bestimmten Lichtabstrahlmusters (L) mindestens eine dazu vorgesehene Leuchtstofffläche
(3a-3c; 3a-3f; 13a-13d; A1-D3) mittels zumindest einer Translationsbewegung in die Beleuchtungsfläche
(7; 7a, 7b; 32) zu bewegen.
2. Leuchtvorrichtung (1; 21; 31) nach Anspruch 1, wobei die Leuchtstofffläche (3a-3c; 3a-3f; 13a-13d; A1-D3) mittels einer reinen Translationsbewegung in die
Beleuchtungsfläche (7; 7a, 7b; 32) bewegbar ist.
Leuchtvorrichtung (1; 21; 31) nach Anspruch 1, wobei die Leuchtstofffläche (3a-3c; 3a-3f; 13a-13d; A1-D3) mittels einer Translationsbewegung und zusätzlich einer
Rotationsbewegung in die Beleuchtungsfläche (7; 7a, 7b; 32) bewegbar ist.
4. Leuchtvorrichtung (1; 21; 31) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtabstrahlmuster (L) eine unterschiedliche Form, eine unterschiedliche Lichtfarbe und/oder eine unterschiedliche Farbverteilung aufweisen .
5. Leuchtvorrichtung (1; 21; 31) nach Anspruch 3, wobei
mindestens zwei Lichtabstrahlmuster (L) eine
unterschiedlich weiße Lichtfarbe aufweisen.
6. Leuchtvorrichtung (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Lichtabstrahlmuster (L) mittels mindestens eines stationär ausgerichteten
Primärlichtstrahls (P) erzeugbar ist.
7. Leuchtvorrichtung (31) nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, wobei ein Lichtabstrahlmuster (L) mittels einer Bewegung mindestens eines Primärlichtstrahls (P) erzeugbar ist.
8. Leuchtvorrichtung (1; 21) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere Leuchtstoffflächen (3a-3c; 13a- 13d; 3a-3f) fest auf einem gemeinsamen, zumindest translatorisch beweglichen Träger (2; 12) angeordnet sind .
9. Leuchtvorrichtung (31) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend mehrere unabhängig voneinander zumindest translatorisch verschiebbare Träger (2a-2d) mit jeweils mehreren Leuchtstoffflächen (A1-D3) , wobei in die
Beleuchtungsfläche (32) gleichzeitig jeweils eine
Leuchtstofffläche (A1-D3) eines jeweiligen Trägers (2a- 2d) einbringbar ist.
10. Leuchtvorrichtung (1; 21; 31) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine Leuchtstofffläche (3a-3c; 3a-3f; 13a-13c; A1-D3) eine gleichförmige Verteilung von Leuchtstoff aufweist.
11. Leuchtvorrichtung (1; 21; 31) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine
Leuchtstofffläche (3a-3c; 3a-3f; 13d; A1-D3) eine ungleichförmige Verteilung mindestens eines Leuchtstoffs aufweist .
12. Leuchtvorrichtung (1; 21; 31) nach Anspruch 11, wobei mindestens eine Leuchtstofffläche (3a-3c; 3a-3f; 13a- 13d; A1-D3) mehrere Leuchtstoffe aufweist, welche zueinander ungleichmäßig über die Leuchtstofffläche (3a- 3c; 3a-3f; 13a-13d; A1-D3) verteilt sind.
13. Leuchtvorrichtung (1; 21; 31) nach einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei der Scheinwerfer (E) ein AFS- oder ADB-Scheinwerfer ist.
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